¿Qué es el balance energético de global?
El término balance energético global hace referencia a la diferencia entre los valores totales de energía entrante y saliente del sistema climático terrestre.
Este balance se determina midiendo toda la energía que entra en el sistema climático proveniente del Sol, la que se queda y la que se devuelve al espacio.
Promediado a nivel global, y durante largos períodos de tiempo, este balance ha de ser igual a cero para mantener relativamente un clima estable. Como el sistema climático obtiene prácticamente toda su energía del Sol, un balance nulo implica que la cantidad de radiación solar entrante debe ser igual a la suma de la radiación solar reflejada en la parte superior de la atmósfera más la radiación infrarroja saliente emitida por el sistema climático.
Por eso, un balance positivo en la cima de la atmósfera indicaría un calentamiento y un balance negativo, indicaría un enfriamiento.
Radiación entrante
Parte de la radiación entrante procedente del Sol es absorbida, otra es reflejada y otra parte, es devuelta al espacio desde la Tierra. El flujo medio incidente en el tope de la atmósfera es un cuarto de la constante solar, es decir, unos 342 W/m2. Idealmente, se produce reflexión en la atmósfera (77 W/m2) y en la superficie terrestre (30 W/m2) y también absorción en la atmósfera (67 W/m2) y en la superficie terrestre (168 W/m2).
Por tanto, de la radiación solar entrante, una parte es inmediatamente reflejada por las nubes y aerosoles (en torno a un 23 %), mientras que otra es reflejada por el suelo (un 8%). Entre ambas suman aproximadamente un 30% de la radiación incidente. Es por tanto el albedo planetario de un 30%.
Otra parte es absorbida por la atmósfera (aproximadamente un 20%) y por la superficie del planeta (alrededor del 49%).
Radiación saliente
La superficie terrestre y la atmósfera han de emitir energía para compensar la energía entrante absorbida. Se devuelve parte de esa energía absorbida en forma de calor sensible, calor latente y radiación térmica infrarroja (radiación de onda larga). Por tanto, la energía absorbida por la superficie se emite hacia la atmósfera mediante tres mecanismos principales: convección, evapotranspiración y radiación.
Por tanto, una parte de la energía solar incidente absorbida por la superficie terrestre se reemite como energía térmica infrarroja de onda corta. Un porcentaje de esta radiación es absorbido por la atmósfera gracias a los gases de efecto invernadero presentes, mientras la mayor parte pasa libremente a través de la atmósfera (radiación saliente). Es en este punto del balance es donde se encuentra el factor que origina el desequilibrio que origina el actual calentamiento global.
La propagación de la energía y del calor
La temperatura de un lugar cualquiera dentro del sistema climático, viene determinada por la cantidad de calor almacenado que a su vez, depende del balance entre entradas y salidas de la energía y también por supuesto, de su composición.
La transferencia de calor es un fenómeno unidireccional orientado desde los cuerpos con temperatura más alta hacia los que la tienen más baja. Este proceso de propagación puede tener lugar de tres maneras:
Conducción
Se produce cuando el cuerpo caliente y el frío están en contacto. El calor se transmite a través de la materia pero sin desplazamiento de esta. Esta forma de transferencia de calor es típica de los sólidos.
Convección
Es típico de los fluidos y está asociado a un desplazamiento macroscópico de la masa del fluido. Por ejemplo, en el balance energético parte de la energía absorbida por la superficie terrestre abandona la superficie por convección. El aire que está en contacto con la superficie se calienta junto a la superficie si está a mayor temperatura. Al disminuir su densidad la masa de aire asciende transportando calor desde la superficie hacia niveles superiores.
Radiación
Consiste en la transmisión de calor entre dos cuerpos a distinta temperatura sin necesidad de un medio material. Se debe a la emisión de radiación electromagnética que experimentan todos los cuerpos y que contribuye al cambio de temperatura de los mismos.
Desequilibrio en el balance energético
En un clima terrestre con equilibrio en el balance energético global la cantidad de energía que la Tierra recibe es equivalente a la que devuelve. Este balance se encuentra regulado por el efecto invernadero natural, el cual contribuye a lograr un sistema equilibrado de transferencia y transformación de energía en la atmósfera, la superficie terrestre y los océanos.
No obstante, existen factores que modifican y provocan cambios en el sistema y en el balance total. Son los llamados forzamientos. El forzamiento radiativo, que se refiere a la afectación del balance energético, permite cuantificar las modificaciones en los flujos de energía provocadas por estos factores. Entre estos forzamientos están los ciclos solares, las erupciones volcánicas y el aumento en la concentración de gases de efecto invernadero en la atmósfera.
Este último forzamiento, de orígen antropogénico debido a las emisiones contaminantes, es el responsable del actual desajuste en el balance energético terrestre y, por tanto, el responsable del actual calentamiento global y cambio climático.