Calentamiento Global.
La
temperatura de un planeta viene determinada por su intercambio cal�rico con el
sol y la emisi�n de radiaci�n hacia el espacio infinito descrita por la ley de
radiaci�n conocida por la ley de Stefan Boltzman que reza lo siguiente:
La
potencia total emitida por un cuerpo negro es una funci�n solo de la
temperatura
P/A =sT4
Donde, P/A es la energ�a por unidad de superficie y unidad de tiempo emitida por el
cuerpo negro. s es una constante de
valor 5,67 10-8 watt/m2K4.
El sol con temperatura
de 6000 K, emite seg�n esta ley:
Ps = sAsT4= 3.86 x1026 vatios ; As
es
la superficie del sol.
Esta
energ�a a una distancia d del sol tiene una densidad superficial de: Ps/4pd2,
La distancia media del sol a la tierra es de 1.5 x 1011 m, por lo tanto un cuerpo a esta distancia recibir�
una potencia P=1367
W/m2.
La potencia total que
cae sobre la tierra se obtiene multiplicando esta cantidad por pR2 .
P=1.74 x 1017
vatios.
Un 30 % de esta energ�a es reflejada, as� solo un 70% penetra hasta la
superficie: o sea
1.22
x 1017 vatios.
La
temperatura necesaria para que la tierra irradie esta potencia es de 255 K, sin
embargo la temperatura media del planeta tierra es de 286 K, esta diferencia se
explica por el efecto serra de nuestra atm�sfera.
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Temperaturas
de los planetas en funci�n de la distancia al sol. Las
temperaturas m�s altas que las estimadas por la ley de Stefan Boltzman se
deben al efecto serra de su atm�sfera, o a la producci�n de energ�a del
planeta mismo como es el caso de J�piter. |
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Detalle de la figura. Observe la gran diferencia que presenta venus, debido al efecto serra de su atm�sfera. |
El
CO2 es un gas que produce efecto serra, tambien el metano u otros
gases de hidrocarburos contribuyen al efecto serra pero estos ultimos no son
estables en la atmosfera.
El
efecto serra en la atmosfera es similar, al planeta le llega energia en forma de
ondas electromagn�ticas en el espectro visible, ver Fig. y el planeta
emite tambien ondas electromagn�ticas pero de energia (o frecuencia, es lo
mismo) mucho menor, las ondas en el espectro visible pasan la atmosfera pr�cticamente
como en el vac�o, no es as� para las ondas emitidas por la tierra, estas son
ondas de mucha menor energia, y en la atmosfera hay mol�culas capaces de
absorber esta radiaci�n y volver a emitir en cualquier direcci�n, tambien
hacia atr�s, de esta manera la radiaci�n de la tierra no puede salir f�cilmente
y la tierra tiene que calentarse para emitir mas radiaci�n y mantener el
equilibrio: energia entrante por radiaci�n solar= energia emitida por el
planeta tambien por radiaci�n
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P/S =5,67 108 vatios/m2
per 10000 K P/S = 7,34 107 vatios/m2
per 6000 K
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P/S =460 vatios/m2 per 300 K
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En
los ultimos a�os la cantidad de CO2 a crecido enormemente tanto que
los cient�ficos creen que este aumento es el responsable del aumento global de
la temperatura.
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Aumento
del CO2 |
La
quema de combustibles f�siles es la causa del aumento del CO2 en la
atmosfera.
Un
confusi�n
muy frecuente es creer que las plantas contribuyen a la disminuci�n del CO2
en la atm�sfera,
esto no es as�, el di�xido de carbono que conjuntamente con el agua es usado
por las plantas para producir biomasa liberando ox�geno
a la atmosfera, es otra vez producido en la descomposici�n de la materia org�nica,
consumiendo todo el oxigeno que hab�an liberado cuando la materia org�nica
estaba form�ndose. Los fen�menos que disminuyen el CO2 son la
formaci�n de rocas calc�reas y la producci�n de f�siles, es decir materia
org�nica que por estar enterrada no es descompuesta ni comida por ning�n
animal o bacteria.
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Ciclo
de la biomasa, La biomasa se forma por efecto fotos�ntesis, en la figura se
representa un esquema de este proceso: El CO2 de la atmosfera y el
agua tomada de la tierra producen carbohidratos que sirven para construir la
biomasa, de esta manera se extrae CO2 de la atmosfera. Cuando la
biomasa se descompone todos los �tomos de carbono son al final oxidados y
convertidos en CO2 y reinyectados a la atmosfera salvo una peque�a parte que no es descompuesta y queda enterrada en
alg�n lugar formando lo que llamamos f�siles.
