 Mi nombre es Camilo Ruiz-Mendes y soy profesor del departamento de didáctica de las matemáticas y las ciencias experimentales de la Universidad de Salamanca. Bienvenidos a este tercer módulo titulado Los mecanismos del cambio climático. En este módulo veremos los mecanismos físicos y químicos que producen el cambio climático. En esta primera sección hablaremos del balance energético de la Tierra. El balance entre la energía que recibimos del Sol en forma de radiación electromagnética y la radiación que el planeta Tierra emite de vuelta al universo determina la temperatura del planeta. Este balance de energía es crucial para que en la Tierra tengamos una temperatura compatible con la vida. Los elementos que alteran este balance de energía los llamamos forzamientos radiativos y pueden tener un origen natural o ser producto de la actividad humana. En esta sección veremos que el forzamiento radiativo producido por los gases de efecto invernadero es el principal responsable por el aumento de las temperaturas que se observa. La energía que tenemos en la Tierra proviene principalmente del Sol y nos llega en forma de radiación electromagnética, también llamada luz. La radiación viaja por el espacio hasta llegar a la superficie terrestre y varía dependiendo de la distancia y orientación de la Tierra en relación al Sol. La luz es una onda y se caracteriza por su longitud de onda que define su color. Los objetos emiten luz de diferentes colores y el espectro es la colección de todos ellos. Existe luz visible y no visible para el ojo humano. A los colores que vemos lo llamamos espectro visible. Mientras que la luz infrarroja y la luz ultravioleta son ejemplos de luz no visible para los humanos. El Sol es un cuerpo negro, lo que significa que dependiendo de su temperatura emite un espectro más o menos ancho de luz. Debido a su alta temperatura, el Sol tiene un espectro ancho que incluye el ultravioleta pero principalmente contiene luz visible e infrarroja. Los flujos de entrada y salida de energía en la Tierra varían mucho según el lugar y el momento pero en promedio y en intervalos grandes de tiempo se balancean. De toda la energía que entra, una parte se absorbe y otra vuelve a salir en forma de radiación. Una buena analogía es un cubo de agua con un chorro de entrada y otro de salida. El nivel del agua llega a un equilibrio en el momento en que ambos flujos se balancean. La forma que tiene nuestro planeta de balancear los flujos de energía es a través de la temperatura. El comportamiento de la Tierra también se aproxima mucho al de un cuerpo negro pero al tener una temperatura mucho menor que el Sol, el espectro de la luz que emite es diferente. La mayor parte de la luz que la Tierra irradia está en el infrarrojo. La relación de Stephen Boltzmann establece cuánta cantidad de energía se emite en relación a la temperatura de un objeto. Cuanto más caliente es un objeto, más energía irradia. De acuerdo a esta relación el Sol emite unos 64 millones de vatios por metro cuadrado mientras que la Tierra emite 240 vatios por metro cuadrado. El equilibrio energético de la Tierra describe el balance entre la radiación incidente del Sol en su mayor parte en el espectro visible y el ultravioleta con la radiación infrarroja que emite la Tierra. Este mecanismo fija la temperatura global del planeta de acuerdo con la ley de Stephen Boltzmann. Sin embargo, la temperatura de la Tierra puede cambiar si los flujos de entrada o de salida de energía cambian de forma significativa. Llamamos forzamiento radiativo a diferentes factores que afectan al balance energético de la Tierra y que pueden provocar que la temperatura del planeta aumente. Algunos son naturales y otros, como el producido por los gases de efecto invernadero, son producto de la actividad humana. Los planetas como Marte, que no tienen atmósfera u océanos, responden rápidamente a los cambios en radiación incidente. Sin embargo, en la Tierra los cambios de temperatura tardan en ocurrir gracias a la gran inercia térmica de los océanos. Uno de los forzamientos radiativos que determinan los flujos de energía en la Tierra es el albedo, que hace referencia a la cantidad de energía que se refleja en el planeta y vuelve al espacio. El albedo de la Tierra es de alrededor del 30%, lo que quiere decir que sólo el 70% de la radiación solar entra en la Tierra, ya que las nubes y la nieve reflejan la luz del sol de forma eficiente. Hay otros forzamientos radiativos, como los gases de efecto invernadero, que actúan para aumentar la temperatura del planeta. A lo largo de los últimos 270 años se ha documentado el efecto de la emisión de estos gases en el aumento de las temperaturas, provocando un efecto invernadero artificial. Los agentes que provocan el calentamiento son todos gases con tiempos de vida que varían en centenas y decenas de miles de años, mientras que los agentes que enfrian la atmósfera, como los aerosoles, apenas duran unas pocas semanas en ella. Los agentes radiativos naturales no han cambiado de forma significativa recientemente, lo que significa que los cambios en la temperatura de nuestro planeta se deben principalmente a la emisión de gases de efecto invernadero que la humanidad ha usado para su desarrollo.