Efecte hivernacle

Una representació esquemàtica dels intercanvis d'energia entre l'espai exterior, l'atmosfera terrestre, i la superfície de la Terra. L'habilitat de l'atmosfera de capturar i reciclar energia emesa per la superfície terrestre és la definició característica de l'efecte hivernacle.

L' efecte hivernacle és el procés pel qual l'atmosfera d'un planeta fa que s'escalfi, permetent l'entrada de radiació solar visible, però impedint o dificultant l'emissió de calor des del planeta. El nom d' efecte hivernacle s'utilitza perquè, d'acord amb una descripció simplista, els hivernacles s'escalfen d'una manera aproximadament similar (tot i que de fet no és així). Aquest article parla només de l'efecte hivernacle a la Terra, tot i que es produeix de forma similar a Venus, Mart i potser d'altres planetes.

Part de la radiació solar que arriba a l'atmosfera terrestre és reflectida, una altra part és absorbida, i la major part arriba a la superfície terrestre. Això fa que s'escalfi la superfície, i que es remeti part d'aquesta calor en forma de radiació, però a longituds d'ona més grans que la de la radiació solar original. Part d'aquesta radiació infraroja torna a l'espai, però una altra part escalfa l'atmosfera, i de retruc, reescalfa la superfície terrestre.

Fonaments

Tots els cossos, pel mer fet d'estar a una certa temperatura superior al zero absolut, emeten una determinada quantitat de radiació electromagnètica (vegeu cos negre).

Quan l'energia del Sol arriba a la superfície de la Terra, aquesta s'escalfa. L'energia absorbida és remesa com radiació infraroja. Tanmateix, no tota aquesta radiació pot escapar de tornada a l'espai, ja que una part és absorbida novament per l'atmosfera (al voltant d'un 90%), sent un fenomen semblant a què manté la temperatura càlida en l'interior d'un hivernacle, fenomen del qual rep el seu nom.

El balanç entre radiació absorbida i transmesa per l'atmosfera a diferents longituds d'ona és el que produeix l'efecte hivernacle. L'atmosfera absorbeix més fàcilment la radiació infraroja de sortida que no pas la radiació visible rebuda del Sol, i això és el que fa que la Terra sigui més calenta del que ho seria sense atmosfera.

D'esta manera, l'equilibri tèrmic s'estableix a una temperatura superior a què s'obtindria sense aquest efecte. La importància dels efectes d'absorció i remissió de radiació en l'atmosfera són fonamentals per al desenvolupament de la vida tal com la coneixem. De fet, si no existira aquest efecte, la temperatura mitjana de la Terra seria entre 30°C i 40 °C menor, situant-se a quasi 20 °C sota zero.

Efecte hivernacle a l'atmosfera de Venus

De tots els planetes del sistema solar, Venus és el que té un efecte hivernacle més intens a causa de la densitat i composició de la seva atmosfera, ja que conté un 96% de CO₂ i té una pressió superficial de 90 bar. En estes condicions la superfície arriba temperatures de fins a 460 °C. Quan va començar l'estudi de l'atmosfera de Venus en les dècades de 1960-70, van sorgir els primers senyals d'alarma sobre un possible efecte hivernacle en la Terra provocat per l'augment de la concentració de diòxid de carboni en l'atmosfera. Sent ambdós planetes geològicament molt semblants la seva principal diferència es troba en la intensitat de l'efecte hivernacle en Venus.

Gasos d'efecte hivernacle

Els responsables de aquest efecte en l'atmosfera són els gasos hivernacle;

• El vapor d'aigua (H₂O) n'és el principal.
• El diòxid de carboni (CO₂), és el segon
• L'ozó (O₃) n'és el tercer

I altres gasos en menor proporció.

• Metà (CH₄)
• Òxid nitrós (N₂O)
• Hexafluorur de sofre (SF₆)
• CFCs

Aquests gasos absorbeixen fortament en la regió infraroja de l'espectre.

L'efecte hivernacle és perfectament natural, i de fet sense ell no hi hauria vida en el planeta tal com la coneixem. Ara bé, des de fa un temps s'ha demostrat que l'activitat humana està augmentant l'efecte hivernacle, cosa que podria dur a un escalfament global, i al canvi climàtic del planeta. Això es deu a que en cremar combustibles fòssils (carbó, benzina (del petroli), gas natural, ... ) o en incendiar-se un bosc, es produeix diòxid de carboni. Si la concentració de CO₂ en l'atmosfera augmentés significativament, podria augmentar la força de l'efecte hivernacle. Tot i que no es coneixen amb precisió tots els factors que intervenen en l'efecte hivernacle, això ha començat a preocupar l'opinió popular a finals del segle XX.

Aquets canvis causen un gradual increment de la temperatura terrestre, el anomenat canvi climàtic o escalfament global, que al seu torn poden originar altres problemes mediambientals, tot i que no hi ha consens dins la comunitat científica sobre les conseqüències exactes. Les tesis més catastrofistes sostenen que aquests problemes serien els següents:

• Desertització i sequeres, que causen les pandèmies de fam.
• Desforestació, que augmenta encara més el canvi.
• Inundacions.
• Fusió del gel antàrtic, que causa un ascens del nivell del mar, submergint ciutats costaneres.
• Destrucció d'ecosistemes.

Protocol de Kioto

El protocol de Kioto és un conveni internacional que intenta limitar globalment les emissions de gasos d'efecte hivernacle. El protocol sorgeix de la preocupació internacional pel escalfament global que podrien incrementar les emissions descontrolades d'aquests gasos.

Els acords que es van dur a terme en el protocol de Kyoto el 1997 van ser:

1- 37 països industrialitzats es comprometen a reduir les emissions de gasos hivernacles un 5% en el període del 2008 fins el 2012 respecte el 1990.

2- Els països rics tenen que reduir les seves emissions de gasos entre un 25% i un 40% per el 2020, respecte el 1990.

3- La negociació a llarg termini, estableix que l'augment de temperatura ha d'estar per sota dels dos graus respecte als nivells preindustrials. Es revisarà aquesta meta perquè no superi el 1.5 graus.

4- Adaptació del països menys industrialitzats perquè afrontin els desastres relacionats amb el canvi climàtic.

5 Els països industrialitzats han de promoure estratègies per baixar les emissions de carboni i els països en vies de desenvolupament han de limitar les emissions amb plans i accions nacionals apropiades.

6- Els plans d'accions han de sotmetre'ns cada dos anys a un sistema de control i verificació internacional, encara que han de fer-se de manera que sigui no instructiu, no punible i respectuós.

7- Els països industrialitzats han de aportar una ajuda de 30.000 milions de dòlars en tres anys, fins 2012 i mobilitzar recursos fins als 100.000 dòlars anuals en 2020.

8- La ajuda es canalitzarà a traves d'un fons amb 24 membres i en la que 12 procediran de països rics i altres 12 de països pobres.

Altres efectes de la contaminació atmosfèrica

• Forat de la capa d'ozó: efecte sobre la mateixa atmosfera, efecte global a llarg termini.
• Boira fotoquímica; efecte local a curt termini.
• Pluja àcida; efecte local a curt termini.

Vegeu també

• Factors de Kaya
• Efecte Callendar
• Escalfament global
• Canvi climàtic