Los humanos afectan el equilibrio energético de la Tierra

Nuestro planeta está constantemente tratando de equilibrar el flujo de energía que entra y sale del sistema. Sin embargo, las actividades humanas están desequilibrando este equilibrio, haciendo que la Tierra se caliente en respuesta.

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La NASA muestra cómo los gases de efecto invernadero, como el dióxido de carbono (CO2), se distribuyen en la atmósfera durante todo el año. Las concentraciones más altas se muestran en rojo.

La energía radiativa ingresa al sistema de la Tierra proveniente desde nuestro Sol. Parte de esa energía se refleja en la superficie de la Tierra o en la atmósfera y regresa al espacio. El resto se absorbe, calienta el planeta y luego se emite como energía radiativa térmica de la misma manera que el asfalto negro se calienta e irradia calor en un día soleado. Eventualmente, esta energía también va al espacio, pero parte de ella es reabsorbida por las nubes y los gases de efecto invernadero en la atmósfera. La energía absorbida también se puede emitir de regreso a la Tierra, donde calentará aún más la superficie.

Agregar más componentes que absorben radiación, como gases de efecto invernadero, o eliminar aquellos que los reflejan, como aerosoles, afecta el equilibrio energético de la Tierra y hace que absorba más energía en lugar de escapar al espacio. Esto se llama forzamiento radiativo y es la forma dominante en la que las actividades humanas están afectando el clima.


Los modelos climáticos predicen que las actividades humanas están provocando la liberación de gases de efecto invernadero y aerosoles que afectan el equilibrio energético de la Tierra. Ahora, un estudio de la NASA ha confirmado estas predicciones con observaciones directas por primera vez: las fuerzas radiativas están aumentando debido a las acciones humanas, afectando el equilibrio energético del planeta y, en última instancia, provocando un cambio climático. El artículo fue publicado online el 25 de marzo de 2021 en la revista Geophysical Research Letters.

Este es el primer cálculo del forzamiento radiativo total de la Tierra utilizando observaciones globales, teniendo en cuenta los efectos de los aerosoles y los gases de efecto invernadero, dijo Ryan Kramer, primer autor del artículo.

El proyecto Clouds and Earth's Radiant Energy System (CERES) de la NASA estudia el flujo de radiación en la parte superior de la atmósfera terrestre. Una serie de instrumentos han estado a bordo continuamente en satélites desde 1997. Cada uno mide cuánta energía ingresa al sistema de la Tierra y cuánta sale, proporcionando la variación neta general de radiación. Estos datos, en combinación con otras fuentes de datos, como las mediciones del calor del océano, muestran que existe un desequilibrio energético en nuestro planeta.

Este estudio utilizó una nueva técnica para analizar cuánto del cambio total de energía es causado por los humanos. Los investigadores calcularon cuánto del desequilibrio fue causado por fluctuaciones en factores naturales, como el vapor de agua, las nubes, la temperatura y el albedo de la superficie (la energía reflejada por la superficie de la Tierra). Los investigadores calcularon el cambio de energía causado por cada uno de estos factores naturales y luego restaron los valores del total. La porción restante es el forzamiento radiativo.

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El equipo de trabajo descubrió que las actividades humanas provocaron que el forzamiento radiativo en la Tierra aumentara en aproximadamente 0,5 watts por metro cuadrado entre 2003 y 2018. El aumento se debe principalmente a las emisiones de gases de efecto invernadero de sectores como la generación de energía, el transporte y la fabricación industrial. Los aerosoles reflectantes reducidos también están contribuyendo al desequilibrio.

Crear un registro directo del forzamiento radiativo calculado a partir de las observaciones nos permitirá evaluar qué tan bien los modelos climáticos pueden simular este forzamiento, dijo Gavin Schmidt, director del Instituto Goddard de Estudios Espaciales (GISS) de la NASA.

La nueva técnica es computacionalmente más rápida que los métodos basados en modelos anteriores, lo que permite a los investigadores monitorear el forzamiento radiativo casi en tiempo real. El método se puede utilizar para rastrear cómo las emisiones humanas están afectando el clima, monitorear cómo están funcionando los diversos esfuerzos de mitigación y evaluar modelos para predecir cambios futuros en el clima.