La luz y el efecto invernadero

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Cualquier energía de nuestro planeta viene del Sol, pero ¿Qué le ocurre a la luz del sol en su camino hacia la Tierra y a la energía en su camino de vuelta al espacio?

La atmósfera influye en la luz

Tal y como aprendimos en la primera unidad de este tema, el aire está compuesto de gases. También hay algunas partículas flotando en el aire y mucho vapor de agua que a veces aparece en forma de pequeñas gotas que acabarán dando lugar a las nubes. Durante una tormenta de polvo, cuando el dia está nublado o lluvioso, o cuando las nubes cubren el cielo, el cielo está más oscuro que en un día totalmente despejado. Por ello se puede pensar que la cantidad de luz que alcanza la Tierra varía. Además de las nubes, también influyen en la luz incidente los gases invisibles que tiene el aire.

All energy comes form the sun

1. Toda la energía proviene del sol.
Fuente: Freefoto.com

La energía está en equilibrio

Cuando la luz del Sol alcanza la Tierra ésta se calienta. El agua del mar se calienta en verano, incluso las calles se calientan tanto que sería imposible andar descalzo. Como la Tierra no puede almacenar este calor indefinidamente envía una parte de nuevo al espacio. La radiación emitida desde la Tierra no es la misma que la que recibe del Sol: la que emite el sol es visible (VIS) y ultravioleta (UV), mientras que la energía que se emite desde la Tierra no es visible y es menos energética, se llama infrarroja (IR) o radiación de onda larga.

  •  Debemos aprender una regla importante:

Si la Tierra no enviara al espacio la energía que recibe del sol, esta se iría acumulando y calentándola cada vez más. Pero esto no ocurre porque la energía está en equilibrio.
En imagen siguiente mostramos la radiación solar en amarillo y la infrarroja en rojo.

2. ¿Qué le ocurre a la radiación? Te lo mostramos en 10 puntos.
Autor: Elmar Uherek

¿Qué ocurre cuando la radiación atraviesa la atmósfera?

Veamos primero qué ocurre con la luz:

(1) La luz es la fuente de energía y radiación que recibe la Tierra desde el espacio. 
(2) Una parte de la luz alcanza la superficie de la Tierra y es absorbida por sus distintos paisejes: bosques, océanos, desiertos, sabana, ciudades, hielo y nieve. 
(3)La superficie de la Tierra no se queda con toda la radiación, devuelve directamente una parte (reflexión). Las superficies muy brillantes, como el hielo y la nieve, son particularmente reflectantes. 
(4) La reflexión no sólo ocurre en la superficie de la Tierra, una parte de la radiación se envía desde la parte superior de las nubes o por los aerosoles. 
(5) La absorción de radiación no se produce sólo en la superficie de la Tierra, ya que las partículas del aire y moléculas de gas también lo hacen.

La porción de radiación que alcanza la superficie de la Tierra la calienta y la devuelve en forma de radiación infrarroja.

Veamos ahora qué ocurre con esta radiación calorífica.

(6) La superficie de la Tierra calentada por el Sol es, a su vez, una fuente de radiación calorífica (radiación infrarroja de onda larga). 
(7) Una parte de la energía se utiliza para la evaporación del agua. 
(8) Una parte de la radiación infrarroja es devuelta directamente al espacio. 
(9) Las nubes reflejan la luz solar, pero también absorben y reemiten radiación infrarroja hacia la Tierra. Un día nublado mantiene la Tierra más caliente. 
(10) Finalmente hay partículas y gases en el aire que absorben radiación infrarroja. Se llaman gases de efecto invernadero y mantienen la radiación calorífica cercana al suelo.

Debemos tener en cuenta que esta interacción de la luz con la atmósfera es necesaria para entender nuestro clima. Pero, ¿por qué se llama efecto invernadero?

greenhouse effect

3. El efecto invernadero - comparación de la Tierra con un invernadero.
fuente original: NOAA

El papel de los gases de efecto invernadero en la atmósfera es comparable al del cristal de un invernadero. Éste permite la entrada de la luz y una vez que ha calentado el suelo y las platas, éstas emiten radiación calorífica que choca con el cristal pero no lo atraviesan como la luz solar, aunque el calor es absorbido y reemitido por el cristal (Ten en cuenta que el cristal es sólido y por lo tanto supone una barrera para el aire caliente que sube, por lo que la comparación no es perfecta). En cierto modo ésto es lo que hacen los gases de efecto invernadero: permiten la entrada de la luz pero no la salida de radiación calorífica desde la Tierra.

Sobre esta pagina:

Autor: Dr. Elmar Uherek - MPI for Chemistry, Mainz
supervisor cientifico: Dr. Pascal Guyon - MPI for Chemistry, Mainz
corrección pedagógica: Roland Bergmann + students, Velbert comprehensive school
ultima modificacion: 13-05-2004

Last modified: Thursday, 28 February 2019, 11:44 AM