Figura 1. El dióxido de carbono es capaz de interactuar con la radiación infrarroja, lo que provoca un desequilibrio de radiación que entra y sale de la atmósfera. no es el gas de efecto invernadero más grande, pero la mayor razón para el aumento de la temperatura del planeta proviene del aumento humano .

Los gases de efecto invernadero o GEI se refieren a los gases que atrapan la radiación infrarroja cuando están presentes en la atmósfera. El aumento de la cantidad de gases de efecto invernadero y de otros gases derivados de las actividades humanas, como la quema de combustibles fósiles, contribuyen al cambio climático mundial. Los gases de efecto invernadero dejan pasar específicamente la luz visible, pero absorben y reemiten radiación dentro del rango infrarrojo. Esto se puede ver en la figura 1. Otros planetas también tienen gases de efecto invernadero.

Contribución aproximada de los gases de efecto invernadero:

• 36-72% de vapor de agua
• 9-26% de dióxido de carbono
• 7-16% de otros gases traza.

Es importante tener en cuenta que el vapor de agua es el mayor contribuyente al efecto invernadero, pero es el que está aumentando.

Potencial de calentamiento atmosférico

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El potencial de calentamiento atmosférico(PCA) de un gas es la capacidad relativa de un gas para atrapar calor en la atmósfera. Esta medición se realiza en comparación con una masa igual de dióxido de carbono. Muchas restricciones y regulaciones impuestas a las sustancias se deben a los altos valores de PCA, como se incluye en el Protocolo de Kyoto

Vapor de agua

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El vapor de agua es simplemente agua (H2O) en su forma gaseosa. Es abundante en la atmósfera, y el más común de los gases de efecto invernadero. El vapor de agua es el más potente de los gases de efecto invernadero debido a los enlaces hidroxilo en su estructura química. El vapor de agua existe en la atmósfera en forma de humedad y nubes, y forma parte del ciclo del agua como un precipitado que crea lluvia. Aún no se ha calculado el valor de PCA del vapor de agua.

El atributo más interesante del agua como gas de efecto invernadero es que sirve como un mecanismo de retroalimentación positiva para el calentamiento global. Cuanto más cálido se vuelve el mundo, más vapor de agua hay en el aire, causando más calentamiento. Sin embargo, concluir que el vapor de agua en sí no impulsa el cambio climático amplifica los efectos, ya que más CO2 significa que habrá más vapor de agua en la atmósfera.

Dióxido de carbono

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El dióxido de carbono (CO2) es un gas natural, importante para el ciclo de vida del carbono y un subproducto de muchas formas de producción de energía. El dióxido de carbono está regulado principalmente por el consumo debido a la fotosíntesis de las plantas para producir energía, y la respiración de los animales para consumir energía. Otra contribución importante del dióxido de carbono a la atmósfera es como subproducto de la combustión. Los incendios forestales y la producción de energía producen una cantidad sustancial de dióxido de carbono en el consumo de materia orgánica. Debido a su naturaleza de valor de referencia para el potencial de calentamiento atmosférico, el dióxido de carbono tiene un valor de PCA de 1.

Metano

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El metano (CH4) es un gas natural, que representa el 90% del gas natural. Aunque no está tan concentrado en la atmósfera como el dióxido de carbono, el metano tiene un PCA 29 veces mayor, lo que significa que sigue siendo un gas de efecto invernadero muy potente. Los niveles de metano han aumentado significativamente en los últimos años, un aumento 2,5 veces mayor que en la era preindustrial. El metano está regulado por procesos naturales en la atmósfera que implican vapor de agua y oxígeno, aunque la influencia humana puede alterar esta regulación.

Aproximadamente 3.hace 5 mil millones de años, antes de la fotosíntesis utilizando plantas, las concentraciones de metano eran 1000 veces más altas de lo que son hoy en día. La introducción del consumo de oxígeno en el ciclo del carbono debido a la fotosíntesis llevó a una reducción significativa del metano, que en ese momento fue producido por algunas de las primeras bacterias a través del consumo de hidrógeno y dióxido de carbono. El metano se produce naturalmente en las profundidades del suelo cuando la materia orgánica de plantas y animales se comprime a altas temperaturas durante miles de años y, por lo tanto, se considera un combustible fósil.

Óxido nitroso

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El óxido nitroso (N2O) comúnmente conocido como gas de la risa debido a su uso como anestésico en cirugía, es un gas natural que se usa a menudo en cohetes y carreras para mejorar la potencia de salida como oxidante. Aunque en concentraciones mucho más bajas que el dióxido de carbono y el metano, el óxido nitroso tiene un PCA 298 veces mayor que el del dióxido de carbono. Aunque contribuye significativamente al efecto invernadero, el óxido nitroso es también el principal regulador del ozono en la estratosfera. El óxido nitroso reacciona con el oxígeno para producir óxido nítrico, que a su vez reacciona con el ozono manteniendo los equilibrios de concentración. El óxido nitroso también se usa comúnmente como propulsor de aerosol para botes llenos de sustancias como crema batida y como gas inerte al llenar papas fritas y otros bocadillos para protegerlos de la compresión en tránsito. El óxido nitroso se produce de forma natural en el medio ambiente del suelo mediante diversas reacciones químicas orgánicas.

Ozono

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El ozono (O3) es un alótropo (forma alternativa) de oxígeno que se encuentra en la atmósfera superior, y es mucho más inestable que el oxígeno diatómico que se encuentra comúnmente a nivel del mar. El ozono existe principalmente en la atmósfera superior, ya que se produce principalmente por la absorción de los rayos ultravioleta del sol y se descompone en la atmósfera inferior debido a la inestabilidad, esta absorción de la radiación UV es valiosa en sí misma, ya que protege la superficie de los rayos dañinos. Otra fuente común de ozono es la descarga eléctrica en la atmósfera debido a los rayos. Aunque el valor de PCA para el ozono está entre 918-1022 – uno de los valores más altos registrados—es una especie química de corta vida debido a la inestabilidad y, por lo tanto, cuando se considera en un horizonte de 20 años, el PCA se valora en solo 62-69. Concentraciones de ozono medibles en el pico a nivel del suelo sustancialmente más altas en la actualidad que en la época preindustrial, incluso en áreas completamente alejadas de la actividad industrial. La exposición a largo plazo al ozono a nivel del suelo ha demostrado ser peligrosa, dañando la función pulmonar, y se ha relacionado con la muerte prematura debido a diversas enfermedades respiratorias y ataques cardíacos.

CFC

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El clorofluorocarbono (CFC) es un compuesto orgánico que contiene carbono, flúor y cloro que se produce como un derivado volátil de combustibles fósiles como el metano. Los CFC se han utilizado como refrigerantes, propulsantes y disolventes en la producción, aunque la producción de CFC se ha eliminado en los últimos años debido al Protocolo de Montreal. La producción de CFC se ha eliminado y sustituido por hidrocarburos y dióxido de carbono debido a su contribución al agotamiento del ozono y su efecto como gas de efecto invernadero.

Video

El video a continuación es una conferencia del Profesor David Archer, Departamento de Ciencias Geofísicas de la Universidad de Chicago, hablando sobre huracanes y cómo el cambio climático afecta a los huracanes:

Para más información

Para más información, consulte las páginas relacionadas a continuación:

• Ozono
• Óxido de nitrógeno
• Dióxido de carbono
• Vapor de agua
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