Clase 7 · Efecto invernadero
El balance energético de la Tierra
Macroscópico
Idea central. La temperatura media de la Tierra resulta de un balance entre lo que entra y lo que sale; el efecto invernadero natural la hace habitable y el intensificado corre ese balance.
Qué necesitás traer
- Clase 3: Lo que rompe el equilibrio
- Clase 5: Entra visible, sale infrarrojo
- Clase 6: Por qué el CO₂ sí y el N₂ no
Recordatorio corto: un reservorio crece si entra más de lo que sale y se mantiene si entra lo mismo que sale (clase 3). Del Sol entra radiación mayormente visible y la superficie emite infrarrojo (clase 5). Los gases de efecto invernadero absorben ese infrarrojo y lo reemiten en todas las direcciones, también hacia la superficie (clase 6).
Desarrollo
El balance
En la clase 3 usamos un modelo de entrada y salida para la masa de carbono. Ahora usamos el mismo modelo para la energía del planeta:
| Caso | Qué pasa con la temperatura media |
|---|---|
| Entra más energía de la que sale | Sube, y al subir la superficie emite más infrarrojo, hasta que la salida vuelve a igualar a la entrada |
| Entra lo mismo que sale | Se mantiene: equilibrio |
| Sale más de la que entra | Baja, hasta que la salida vuelve a igualar a la entrada |
La condición de equilibrio es:
$$E_{\text{entra}} = E_{\text{sale}}$$
donde $E_{\text{entra}}$ es la energía solar que el planeta absorbe (lo que no refleja) y $E_{\text{sale}}$ es la energía que el planeta devuelve al espacio como infrarrojo. La temperatura media es la que hace que esas dos cantidades sean iguales.
Los dos escenarios
| Sin gases de efecto invernadero | Con la atmósfera actual | |
|---|---|---|
| Temperatura media de la superficie | Más de 30 °C por debajo de la actual: bajo cero | Unos 15 °C |
| Qué pasa con el infrarrojo que emite la superficie | Sale al espacio sin ser absorbido | Una parte se absorbe y se reemite; una parte de esa reemisión vuelve a la superficie |
| ¿Habitable? | No, como la conocemos | Sí |
Natural e intensificado
| Efecto invernadero natural | Efecto invernadero intensificado | |
|---|---|---|
| Mecanismo | Absorción y reemisión de infrarrojo | El mismo |
| Qué cambia | — | Hay más gases que absorben, así que se reemite más infrarrojo hacia la superficie |
| Qué no cambia | La radiación que llega del Sol y el criterio de absorción de cada molécula | |
| Resultado | La superficie está a unos 15 °C | El balance se corre: la temperatura sube hasta un nuevo equilibrio |
El efecto intensificado no es un fenómeno nuevo: es el mismo mecanismo con más gases. En la clase 3 viste de dónde sale ese carbono extra: de los combustibles fósiles.
El efecto invernadero no es el problema
Sin efecto invernadero la Tierra estaría bajo cero (UCAR) y sería inhabitable. El efecto invernadero natural es la condición que permite la vida tal como la conocemos. Lo que preocupa es cuánto y qué tan rápido se corre el balance cuando se agregan gases, no la existencia del fenómeno.
Qué calienta y qué no
A veces se dice que el planeta se calienta por el calor que largan directamente los motores, las estufas y las fábricas. Para comparar esa energía con la energía radiante que se retiene en el balance hace falta un dato que las fuentes leídas no traen.
Dato a completar: comparación entre el calor liberado directamente por la actividad humana y la energía retenida por el efecto invernadero intensificado.
Tarea de búsqueda (con tu docente): buscá en una fuente oficial (IPCC, NASA o NOAA) cuánta energía por año libera directamente la actividad humana como calor, y comparala con la energía que retiene el efecto invernadero intensificado. Anotá de dónde sacaste cada número.
Exploración
Antes de tocar: ¿qué creés que pasa con la temperatura si duplicás los gases de efecto invernadero sin cambiar el albedo? ¿Y si subís el albedo sin cambiar los gases?
Importante: este simulador es un modelo simplificado de aula. Muestra la dirección y el sentido del cambio (más cálido o más frío, poco o mucho), no una predicción numérica de temperatura.
Anclajes del simulador: temperatura de referencia de unos 15 °C y albedo de 0,29 (NASA Earth Observatory, Climate and Earth's Energy Budget); reemisión hacia la superficie y Tierra bajo cero sin efecto invernadero (UCAR, The Greenhouse Effect). El índice que mueve el marcador es una relación cualitativa, no un cálculo físico.
Para cerrar: poné el albedo en 1. ¿Por qué ahí los gases de efecto invernadero ya no cambian la historia?
Láminas para descargar
Natural e intensificado
Actividades
1. De la molécula al termómetro
La temperatura media de la superficie sube cuando aumenta el $\mathrm{CO_2}$ en la atmósfera. Explicá ese ascenso conectando los dos niveles:
- Qué le pasa a una molécula de $\mathrm{CO_2}$ cuando le llega infrarrojo (clase 6).
- Hacia dónde va la radiación que reemite.
- Cómo cambia, entonces, la energía que llega a la superficie y qué pasa con el balance $E_{\text{entra}} = E_{\text{sale}}$.
- Por qué la temperatura no sube para siempre: qué pasa cuando la superficie, más caliente, emite más.
2. La razón de la vida y del cambio
Afirmación a defender: el efecto invernadero es la razón por la que existe vida en la Tierra y también la razón por la que el clima está cambiando.
Autoevaluación
Nueve preguntas. Al elegir una opción aparece una explicación: leela aunque hayas acertado.
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