Cómo el dióxido de carbono controla la temperatura de la Tierra

El vapor de agua y las nubes son los que más contribuyen al efecto invernadero de la Tierra, pero un nuevo estudio de modelo del clima del océano y la atmósfera muestra que la temperatura del planeta depende, en última instancia, del nivel de dióxido de carbono en la atmósfera.

Un nuevo estudio de modelo del clima del océano y la atmósfera muestra que el dióxido de carbono atmosférico actúa como un termostato que regula la temperatura de la Tierra. Crédito: NASA/GISS/Lilly Del Valle.

El estudio, realizado por Andrew Lacis y sus colegas del Goddard Institute for Space Studies (GISS) de la NASA en Nueva York, examinó la naturaleza del efecto invernadero de la Tierra y clarificó el papel que las nubes y los gases de efecto invernadero juegan en la absorción de la radiación infrarroja saliente. Especialmente, el equipo identificó los gases de efecto invernadero sin condensación —como dióxido de carbono, metano, óxido nitroso, ozono y clorofluorocarbonos— como los que proporcionan el soporte esencial del efecto de gases invernadero terrestres.

Sin gases de efecto invernadero sin condensación, las nubes y el vapor de agua no podrían proporcionar los mecanismos de retroalimentación que amplifican el efecto invernadero. Los resultados del estudio se publicarán el viernes 15 de octubre en Science.

Un estudio paralelo dirigido por el coautor del GISS Gavin Schmidt, que ha sido aceptado para su publicación en el Journal of Geophysical Research, muestra que el dióxido de carbono es responsable de aproximadamente un 20% del efecto invernadero, el vapor de agua y las nubes lo son de un 75%, mientras que los gases menores y los aerosoles lo son del 5% restante. Sin embargo, es el 25% del componente de gas invernadero sin condensación, que incluye el dióxido de carbono, el factor clave que sostiene el efecto invernadero de la Tierra. Explicándolo así, el dióxido de carbono es responsable del 80% de la fuerza de irradiación que sostiene el efecto invernadero de la Tierra.

El experimento de modelización climática descrito en Science era simple en cuanto a diseño y concepto: todos los aerosoles y gases de efecto invernadero sin condensación se pusieron en cero y el modelo climático global se ejecutó hacia el futuro para ver lo que sucedería con el efecto invernadero.

Diversos componentes atmosféricos difieren en su contribución al efecto invernadero, algunos mediante retroalimentaciones y otros mediante forzamientos. Sin el dióxido de carbono y otros gases de invernadero sin condensación, el vapor de agua y las nubes no podrían proporcionar los mecanismos de retroalimentación que amplifican el efecto invernadero. Créditos: NASA/GISS.

Sin el soporte sostenedor los gases de invernadero sin condensación, el efecto invernadero de la Tierra desapareció cuando el vapor de agua se precipitó rápidamente desde la atmósfera, sumergiendo el modelo de la Tierra en un estado bloqueado por el hielo; lo que es una demostración clara de que el vapor de agua, aunque contribuye en un 50% al calentamiento de efecto invernadero global, actúa como un proceso de retroalimentación y, como tal, por sí mismo, no puede mantener el efecto invernadero de la Tierra.

"Nuestra simulación de modelo del clima debería ser vista como un experimento de física atmosférica, ilustrando un problema de causa y efecto que nos permite obtener una comprensión mejor de la mecánica del efecto invernadero de la Tierra y nos permite demostrar la relación directa que existe entre el crecimiento del dióxido de carbono en la atmósfera y el aumento de la temperatura global”, dice Lacis.

El estudio vincula con los registros geológicos en los que los niveles de dióxido de carbono han oscilado entre aproximadamente 180 partes por millón durante las eras glaciales y unas 280 parte por millón en los períodos interglaciares más cálidos. Para proporcionar una perspectiva al incremento de casi 1° C (1,8° F) de la temperatura global en el siglo pasado, se estimó que la diferencia de temperatura media entre los extremos de las eras glaciales y los períodos interglaciares es de solo unos 5° C (9° F).

"Cuando el dióxido de carbono aumenta, más vapor de agua retorna a la atmósfera. Eso es lo que ayudó a fundir los glaciares que cubrieron una vez la Ciudad de Nueva York”", afirmó el coautor David Rind, del Goddard Institute for Space Studies de la NASA. "Hoy nos encontramos en un territorio no cartografiado, conforme el dióxido de carbono se aproxima a las 390 partes por millón en lo que se ha dado en llamar el 'superinterglaciar’”.

"El resultado de fondo es que el dióxido de carbono atmosférico actúa como un termostato que regula la temperatura de la Tierra", dijo Lacis. "El Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático ha documentado plenamente el hecho de que la actividad industrial es responsable del rápido incremento de los niveles de dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero en la atmósfera. No es sorprendente que el calentamiento global se pueda vincular directamente con el incremento observado del dióxido de carbono y con la actividad industrial humana en general”.

Artículo original:

http://www.giss.nasa.gov/research/news/20101014/

Traducido para Globalízate por Víctor García

Referencias

Lacis, A.A., G.A. Schmidt, D. Rind, and R.A. Ruedy, 2010: Atmospheric CO2: Principal control knob governing Earth's temperature Science, 330, 356-359, doi:10.1126/science.1190653.

Schmidt, G.A., R. Ruedy, R.L. Miller, and A.A. Lacis, 2010: The attribution of the present-day total greenhouse effect. J. Geophys. Res., 115, D20106, doi:10.1029/2010JD014287.