¿Por que el CO2 es tan importante?

¿Por qué el CO2 recibe la mayor atención cuando hay tantos otros gases que atrapan el calor?

El cambio climático es principalmente un problema de demasiado dióxido de carbono (CO 2 ) en la atmósfera. 

Esta sobrecarga de carbono es causada principalmente cuando quemamos combustibles fósiles como carbón, petróleo y gas o talamos y quemamos bosques.

Hay muchos gases que atrapan el calor (del metano al vapor de agua), pero el CO 2 nos pone en mayor riesgo de cambios irreversibles si continúa acumulándose sin cesar en la atmósfera. Hay dos razones clave por las cuales.

El CO 2 ha causado la mayor parte del calentamiento y se espera que su influencia continúe

El CO 2 ha contribuido más que ningún otro factor al cambio climático entre 1750 y 2011.

El Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC) emitió una evaluación climática global en 2013 que comparó la influencia de tres cambios en el medio ambiente resultantes de la actividad humana entre 1750 y 2011: la emisión de gases atrapantes de calor clave y pequeñas partículas conocidas como aerosoles, así como el cambio de uso del suelo.

Al medir la abundancia de gases que atrapan el calor en los núcleos de hielo, la atmósfera y otros factores climáticos junto con los modelos, el IPCC calculó el “forzamiento radiativo” (RF) de cada factor climático; en otras palabras, el aumento neto (o disminución ) en la cantidad de energía que llega a la superficie de la Tierra atribuible a ese controlador climático.

Los valores de RF positivos representan el calentamiento promedio de la superficie y los valores negativos representan el enfriamiento promedio de la superficie. 

En total, el CO 2 tiene la RF positiva más alta (ver Figura 1) de todos los factores climáticos de influencia humana comparados por el IPCC.

Otros gases tienen una capacidad de atrapamiento de calor más potente molécula por molécula que el CO 2 (por ejemplo, metano), pero son simplemente mucho menos abundantes en la atmósfera.

Una tabla que muestra los efectos de diferentes gases que atrapan el calor
El dióxido de carbono (CO2) ha contribuido más al cambio climático entre 1750 y 2011. Las unidades de fuerza radiactiva se expresan como la potencia (vatios) por metro cuadrado de superficie de la Tierra.

El CO 2 se pega

El CO 2 permanece en la atmósfera más tiempo que los otros gases principales que atrapan el calor emitidos como resultado de las actividades humanas. 

Las emisiones de metano (CH 4 ) tardan aproximadamente una década en salir de la atmósfera (se convierte en CO 2 ) y aproximadamente un siglo en el óxido nitroso (N 2 O) . 

Después de que se emite un pulso de CO 2 a la atmósfera, el 40% permanecerá en la atmósfera durante 100 años y el 20% residirá durante 1000 años, mientras que el 10% final tardará 10,000 años en cambiarse. 

Esto literalmente significa que las emisiones de atrapamiento de calor que liberamos hoy de nuestros automóviles y plantas de energía están estableciendo el clima que heredarán nuestros hijos y nietos. 

¿Qué pasa con el vapor de agua?

El vapor de agua es el gas que atrapa el calor más abundante, pero rara vez se discute cuando se considera el cambio climático inducido por el hombre. 

La razón principal es que el vapor de agua tiene un ciclo corto en la atmósfera (10 días en promedio) antes de que se incorpore a los eventos climáticos y caiga a la Tierra, por lo que no puede acumularse en la atmósfera de la misma manera que el dióxido de carbono. 

Sin embargo, existe un círculo vicioso con el vapor de agua, en el que a medida que se emite más CO 2 a la atmósfera y la temperatura de la Tierra aumenta, más agua se evapora a la atmósfera de la Tierra, lo que aumenta la temperatura del planeta. 

La atmósfera de temperatura más alta puede contener más vapor de agua que antes.

Demasiado de algo bueno: la sobrecarga de carbono

La Tierra recibe energía que viaja desde el sol en una variedad de longitudes de onda, algunas de las cuales vemos como luz solar y otras que son invisibles a simple vista, como la radiación ultravioleta de onda más corta y la radiación infrarroja de onda más larga.

A medida que esta energía pasa a través de la atmósfera de la Tierra, algunas nubes y partículas pequeñas como los sulfatos vuelven a reflejar el espacio. algo se refleja en la superficie de la Tierra; y algo es absorbido por la atmósfera por sustancias como el hollín, el ozono estratosférico y el vapor de agua (consulte las flechas amarillas en la Figura 2 para conocer las proporciones relativas). 

La energía solar restante es absorbida por la Tierra misma, calentando la superficie del planeta.

Si toda la energía emitida desde la superficie de la Tierra (flecha naranja de “superficie térmica hacia arriba” en la Figura 2) escapara al espacio, el planeta estaría demasiado frío para sostener la vida humana.

Afortunadamente, como se muestra en la Figura 2 (flecha naranja de “superficie térmica hacia abajo”), parte de esta energía permanece en la atmósfera, donde es enviada de regreso a la Tierra por las nubes, liberada por las nubes a medida que se condensan para formar lluvia o nieve, o absorbida por los gases atmosféricos compuestas de tres o más átomos, tales como vapor de agua (H 2 o), dióxido de carbono (CO 2 ), óxido nitroso (N 2 o), y el metano (CH 4 ).

La radiación de onda larga absorbida por estos gases a su vez es reemitida en todas las direcciones, incluso hacia la Tierra, y parte de esta energía reemitida es absorbida nuevamente por estos gases y reemitida en todas las direcciones.

El efecto neto es que la mayor parte de la radiación saliente se mantiene dentro de la atmósfera en lugar de escapar al espacio.

Los gases que atrapan el calor, en proporciones equilibradas, actúan como una manta que rodea la Tierra, manteniendo las temperaturas dentro de un rango que permite que la vida prospere en un planeta con agua líquida. 

Desafortunadamente, estos gases, especialmente CO 2, se están acumulando en la atmósfera a concentraciones crecientes debido a actividades humanas como la quema de combustibles fósiles en los procesos industriales de automóviles y plantas de energía, y la tala de bosques para la agricultura o el desarrollo.

Como resultado, la manta aislante se está volviendo demasiado gruesa y sobrecalentando la Tierra a medida que se escapa menos energía (calor) al espacio.

Figura 2. Presupuesto energético promedio actual de la Tierra. Los números representan la cantidad de energía asociada con cada fuente en vatios por metro cuadrado. Los números entre paréntesis representan el rango de incertidumbre que rodea a las mediciones.Imagen: IPCC AR5
Concentración atmosférica de CO2 en los últimos 65 millones de años en partes por millón (ppm).  Detalle de la concentración atmosférica de CO2 (ppm) entre hace 800,000 años - 2017.
Figura 3. Parte inferior: concentración de CO2 atmosférico en los últimos 65 millones de años en partes por millón (ppm). Arriba: Detalle de la concentración atmosférica de CO2 (ppm) entre hace 800,000 años – 2017.Abajo: IPCC AR 5 Arriba: EPA

Perspectiva a largo plazo

Los registros del núcleo de hielo antártico ilustran vívidamente que los niveles atmosféricos de CO 2 en la actualidad son más altos que los niveles registrados en los últimos 800,000 años.

Los niveles de CO 2 atmosférico aumentaron un 40 por ciento entre 1750 y 2011.

En 2013, los niveles de CO 2 atmosférico superaron los 400 millones de partes por millón por primera vez en la historia de la humanidad.

La mitad de las emisiones de CO 2 relacionadas con el ser humano ocurrieron solo en los últimos 40 años. . 

El CO 2 (y otros gases emitidos por fuentes industriales y agrícolas) atrapan el calor en la atmósfera, por lo que no es sorprendente que ahora estemos presenciando un aumento en la temperatura promedio global.

De la misma manera que el CO 2 emitido hace mucho tiempo ahora está contribuyendo a los cambios en el clima que ya estamos experimentando hoy, las emisiones que estamos liberando ayudarán a determinar el futuro climático que experimentan nuestros hijos y nietos.

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