El efecto invernadero, la definición y los principales gases responsables.

Definición y actores del efecto invernadero.

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Definición: ¿Cuál es el efecto invernadero?

El efecto invernadero es un proceso natural de calentamiento global que tiene lugar en el equilibrio radiativo y térmico de la Tierra. Se debe a los gases de efecto invernadero (GEI) contenidos en la atmósfera, principalmente vapor de agua, dióxido de carbono CO2 y metano CH4.

Este efecto se llamó así por analogía con la práctica en el cultivo y la jardinería de construir invernaderos dejando pasar el calor del sol y manteniéndolo atrapado en el interior para permitir que las plantas se beneficien de un microclima artificial.

El "funcionamiento" del efecto invernadero y albedo

Cuando los rayos del sol alcanzan la atmósfera de la Tierra, parte (alrededor del 30%) se refleja directamente por el aire, las nubes al 20% y la superficie de la Tierra al 10% (especialmente los océanos y regiones heladas como el Ártico y la Antártida) es el albedo.
Los rayos incidentes que no se han reflejado en el espacio son absorbidos por la capacidad calorífica de la atmósfera por los gases de efecto invernadero (20%) y en la superficie de la tierra (50%).

efecto invernadero (diagrama)
Esquema de invernadero

Esta parte de la radiación absorbida por la Tierra le da calor, que a su vez regresa hacia la atmósfera en forma de rayos infrarrojos (radiación del cuerpo negro).

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Esta radiación es absorbida en parte por los gases de efecto invernadero. Luego, en una tercera vez, este calor se reemite en todas las direcciones, especialmente hacia la Tierra.

Es esta radiación la que regresa hacia la Tierra, que es "el efecto invernadero", es el origen de una contribución adicional de calor a la superficie terrestre. Sin este fenómeno, la temperatura promedio en la Tierra caería a -18 ° C.

Debe entenderse que la energía del espacio recibida por la tierra y la energía de la tierra emitida hacia el espacio son iguales en promedio, de lo contrario, la temperatura de la tierra cambiaría en una dirección permanentemente, hacia siempre más frío o siempre más cálido. Si el intercambio promedio de energía con el espacio no es cero, esto resulta en un almacenamiento o reducción de energía de la tierra. Este cambio puede resultar en un cambio en la temperatura de la atmósfera.

Gases de efecto invernadero (GEI)

Los gases de efecto invernadero son componentes gaseosos de la atmósfera que contribuyen al efecto invernadero.

Los principales gases de efecto invernadero son vapor de agua, dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), óxido nitroso (u óxido nitroso, de fórmula N2O) y ozono (O3) .

Los gases de efecto invernadero industriales incluyen halocarbonos pesados ​​(fluorocarbonos clorados que incluyen CFC, moléculas de HCFC-22 como freón y perfluorometano) y hexafluoruro de azufre (SF6).

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Contribuciones aproximadas al efecto invernadero de los principales gases:

  • Vapor de agua (H2O): 60%

  • Dióxido de carbono (CO2): 34%

  • Ozono (O3): 2%

  • Metano (CH4): 2%

  • Óxido Nitroso (NOx): 2%

Potencial de calentamiento global (PCG) de gases de efecto invernadero (GEI)

No todos los gases tienen las mismas capacidades de absorción de la radiación terrestre infrarroja y no todos tienen la misma vida útil.

Para comparar su impacto en el calentamiento global, el IPCC (Grupo Intergubernamental de Expertos en Cambio Climático) propone el índice PRG (Potencial de Calentamiento Global).

El PRG es un índice que permite evaluar la contribución relativa al calentamiento global de la emisión de 1 kg de gases de efecto invernadero en comparación con la emisión de 1 kg de CO2 durante un período determinado que generalmente es de 100 años. . Por definición, el PRG a 100 años de CO2 se fija en 1.

PRG de GEI más comunes:

  • Dióxido de carbono (CO2): 1

  • Vapor de agua (H2O): 8

  • Metano (CH4): 23

  • Óxido nitroso (N2O): 296

  • Clorofluorocarbonos (CFC o CnFmClp): 4600 a 14000

  • Hidrofluorocarbonos (HFC o CnHmFp): 12 a 12000

  • Perfluorocarbonos (PFC o CnF2n + 2): 5700 a 11900

  • Hexafluoruro de azufre (SF6): 22200

Ejemplo: 100 PRG en 296 años de óxido nitroso significa que el impacto de 1 kg de N2O es equivalente al impacto de 296 kg de CO2 después de un siglo.

El equivalente de carbono

A veces se usa otra unidad: el "equivalente de carbono" que se obtiene multiplicando el PRG por la relación entre la masa de un átomo de carbono (C = 12g.mol-1) y la de una molécula de dióxido de carbono. carbono (CO2 = 44g.mol-1).

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Entonces tenemos: carbono equivalente = PRG x 12/44

Para los combustibles fósiles que producen CO2, esta unidad representa con precisión su masa de carbono. También se usa para todos los demás gases, incluso para aquellos que no contienen carbono.

Así que aquí están los equivalentes de carbono de los GEI más comunes:

  • Dióxido de carbono (CO2): 0,273

  • Vapor de agua (H2O): 2,2

  • Metano (CH4): 6,27

  • Óxido nitroso (N2O): 81

  • Clorofluorocarbonos (CFC o CnFmClp): 1256 a 3818

  • Hidrofluorocarbonos (HFC o CnHmFp): 3,3 a 3273

  • Perfluorocarbonos (PFC o CnF2n + 2): 1555 a 3245

  • Hexafluoruro de azufre (SF6): 6055

Ejemplo: el equivalente de carbono de 1 tonelada de CO2 es 12 / 44 teC (tonelada equivalente de carbono), es decir, 0,273 teC.

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