Efecte d'hivernacle

De Viquipèdia
(S'ha redirigit des de: Efecte hivernacle)
Salta a la navegació Salta a la cerca
Una representació esquemàtica dels intercanvis d'energia entre l'espai exterior, l'atmosfera terrestre, i la superfície de la Terra. L'habilitat de l'atmosfera de capturar i reciclar energia emesa per la superfície terrestre és la definició característica de l'efecte hivernacle.

L'efecte d'hivernacle[1] és el procés pel qual l'atmosfera d'un planeta fa que s'escalfi, permetent l'entrada de radiació solar visible, però impedint o dificultant l'emissió de calor des del planeta.[2] El nom d'efecte d'hivernacle s'utilitza perquè, d'acord amb una descripció simple, els hivernacles s'escalfen d'una manera semblant. L'efecte d'hivernacle es dóna a la Terra i es produeix de forma similar a Venus, Mart i probablement a d'altres planetes amb atmosferes.

A l'atmosfera de la Terra alguns gasos, com ara el CO₂, el vapor d'aigua i en menys quantitat l'ozó,[3] retenen la radiació que produeix, absorbeixen gran part de l'energia i eviten que torni a l'espai. Això contribueix a mantenir el planeta calent. Des de principis del segle XX hi ha hagut una preocupació creixent que el canvi de composició de gasos de l'atmosfera, amb una creixent presència del CO₂ antropogènic, canvïi l'equilibri tèrmic del planeta i acceleri el seu canvi climàtic.

Concepte i problemàtica[modifica]

Part de la radiació solar que arriba a l'atmosfera terrestre és reflectida, una altra part és absorbida, i la major part arriba a la superfície terrestre. Això fa que s'escalfi la superfície, i que es transformi part d'aquesta calor en forma de radiació, però a longituds d'ona més grans que la de la radiació solar original. Part d'aquesta radiació infraroja torna a l'espai, però una altra part escalfa l'atmosfera, i de retruc, reescalfa la superfície terrestre. D'aquesta manera, aquests gasos impedeixen que part d'aquesta radiació escapi de la terra, tot contribuint a fer que la temperatura mitjana de l'aire superficial del planeta sigui apta per a la vida. L'efecte hivernacle és per tant, un fenomen natural de l'atmosfera, sense el qual la vida a la Terra, tal com la coneixem, no seria possible.

El problema actual és que la quantitat d'aquests gasos naturals amb efecte d'hivernacle han augmentat i s'hi ha abocat, a més, gasos amb efecte d'hivernacle no presents de manera natural a l'atmosfera. Aquests gasos, que tan sols representen aproximadament l'1% de l'atmosfera contribueixen a la retenció de la calor i a mantenir el planeta uns 30 °C més calent que si aquesta capa no existís: en la seva absència, la superfície de la Terra es congelaria a –18,1 °C;  gràcies a la seva presència, té una mitjana de 15°C. S'admet que un augment d'aquest efecte natural per l'increment en la concentració d'aquests gasos, posarà en perill la composició, la capacitat de recuperació i la productivitat dels ecosistemes naturals i es preveu que l'increment continuat de la temperatura alterarà les regions climàtiques i els corrents oceànics, amb possibles conseqüències importants sobre les activitats humanes.[4][5]

Cap altre canvi ambiental global té tantes conseqüències com l'augment de les concentracions de gasos d'efecte hivernacle atmosfèrics en general i del CO₂ antropogènic en particular. La raó és senzilla: el canvi climàtic resultant afectarà totes les parts de la biosfera així com totes les activitats humanes.[6]

Història del concepte i evolució en registres històrics[modifica]

Les emissions de CO₂ i les seves conseqüències han rebut molta atenció des que l'escalfament global es va convertir en la principal preocupació mediambiental, primer als països rics (a finals dels anys vuitanta del segle XX), poc després a nivell mundial (la primera Convenció sobre el Clima de l'ONU va ser el 1992). Però no hi ha res de nou sobre la nostra comprensió de l'efecte hivernacle, sobre la seva necessitat per a la vida a la Terra i sobre el seu vincle amb el clima.[6]

A finals de la dècada de 1820, Joseph Fourier, un matemàtic i físic francès, va descriure l'atmosfera actuant com un vidre d'hivernacle, que deixa passar la llum però bloqueja l'escapada dels raigs invisibles reradiats, que tenen una alta longitud d'ona. El 1861, el físic irlandès John Tyndall va identificar el vapor d'aigua com l'absorbidor dominant de la radiació sortint,[7] i el 1896 el químic suec Svante Arrhenius va publicar els primers càlculs de l'augment de la temperatura global causat per una eventual duplicació del CO2 atmosfèric preindustrial: va predir un augment mitjà anual de 4,95 °C als tròpics i poc més de 6 °C a l'Àrtic, molt dins del rang dels últims models informàtics actuals del clima global.[8]

Fa més d'un segle que es coneixen els efectes relacionats amb les noves emissions de CO₂, però, al mateix temps, l'existència de vida a la Terra depèn de la presència de gasos d'efecte hivernacle. El vapor d'aigua representa gairebé dos terços de l'efecte global; el CO₂ gairebé una quarta part; i els CH4, N2O i O3 fan la majoria de la resta. El CO₂ es manté a l'atmosfera durant centenars d'anys, i a mesura que augmenten les seves concentracions canvien el balanç de radiació de la biosfera: des de mitjans del segle xix el forçament de radiació atribuïble al CO₂ ha estat d'uns 2 W/m2, i el total és d'uns 3 W/m2 després d'afegir-hi l'efecte d'altres gasos d'efecte hivernacle.[9]

Durant el darrer mil·lenni, les concentracions de CO₂ han estat notablement estables, des de la mínima de 275 ppm a principis del segle XVII fins a la màxima de gairebé 285 ppm a finals del segle XII (CO₂-Terra 2019; figura 6.1).  En canvi, els guanys recents han estat extraordinàriament ràpids, arribant a les 350 ppm el 1998, les 400 ppm el 2015 i superant les 414 ppm el juliol del 2020.[10]

Fonaments[modifica]

Tots els cossos, pel simple fet d'estar a una certa temperatura superior al zero absolut, emeten una determinada quantitat de radiació electromagnètica (vegeu cos negre).

Quan l'energia del Sol arriba a la superfície de la Terra, aquesta s'escalfa. L'energia absorbida és remesa com radiació infraroja. Tanmateix, no tota aquesta radiació pot escapar de tornada a l'espai, ja que una part és absorbida novament per l'atmosfera (al voltant d'un 90 %), sent un fenomen semblant a què manté la temperatura càlida en l'interior d'un hivernacle, fenomen del qual rep el seu nom.

El balanç entre radiació absorbida i transmesa per l'atmosfera a diferents longituds d'ona és el que produeix l'efecte hivernacle. L'atmosfera absorbeix més fàcilment la radiació infraroja de sortida que no pas la radiació visible rebuda del Sol, i això és el que fa que la Terra sigui més calenta del que ho seria sense atmosfera.

D'aquesta manera, l'equilibri tèrmic s'estableix a una temperatura superior a què s'obtindria sense aquest efecte. La importància dels efectes d'absorció i remissió de radiació en l'atmosfera són fonamentals per al desenvolupament de la vida tal com la coneixem. De fet, si no existira aquest efecte, la temperatura mitjana de la Terra seria entre 30 °C i 40 °C menor, situant-se a quasi 20 °C sota zero (-20).

Efecte d'hivernacle a l'atmosfera de Venus[modifica]

De tots els planetes del sistema solar, Venus és el que té un efecte d'hivernacle més intens a causa de la densitat i composició de la seva atmosfera. Quan va començar l'estudi de l'atmosfera de Venus en les dècades de 1960-70, van sorgir els primers senyals d'alarma sobre un possible efecte hivernacle en la Terra provocat per l'augment de la concentració de diòxid de carboni en l'atmosfera.

Gasos amb efecte d'hivernacle[modifica]

Els responsables d'aquest efecte en l'atmosfera són els gasos hivernacle;

I altres gasos en molta menor proporció.

Aquests gasos absorbeixen fortament en la regió infraroja de l'espectre.

L'efecte d'hivernacle és perfectament natural, i de fet sense ell no hi hauria vida en el planeta tal com la coneixem. Ara bé, des de fa un temps s'ha demostrat que l'activitat humana està augmentant l'efecte hivernacle, cosa que podria dur a un escalfament global, i al canvi climàtic del planeta. Això es deu al fet que en cremar combustibles fòssils (carbó, benzina (del petroli), gas natural…) o en incendiar-se un bosc, es produeix diòxid de carboni. Si la concentració de CO₂ en l'atmosfera augmentés significativament, podria augmentar la força de l'efecte hivernacle. Tot i que no es coneixen amb precisió tots els factors que intervenen en l'efecte hivernacle, això ha començat a preocupar l'opinió popular a finals del segle xx.

Aquests canvis causen un gradual increment de la temperatura terrestre, el canvi climàtic i l'escalfament global, que al seu torn poden originar altres problemes mediambientals, tot i que no hi ha consens dins la comunitat científica sobre les conseqüències exactes. Les tesis més catastrofistes sostenen que aquests problemes serien els següents:

Protocol de Kyoto i Acord de París[modifica]

El protocol de Kyoto de 1997, que va entrar en vigor el 16 de febrer de 2005,[11] i l'Acord de París de 2015, en vigor a partir de l'any 2020[12] son uns convenis internacionals que intenten limitar globalment les emissions de gasos amb efecte d'hivernacle, sorgits de la preocupació internacional per l'escalfament global que podrien incrementar les emissions descontrolades d'aquests gasos.

Referències[modifica]

  1. «Efecte d'hivernacle». TERMCAT. [Consulta: 19 desembre 2015].
  2. Rodriguez Becerra, Manuel. cambio climatico: lo que esta en juego (en castellà). Colombia: Juan Andrés Valderrama, 2009, p. 9 [Consulta: 20 desembre 2016]. 
  3. «Efecte Hivernacle», Enciclopedia Catalana
  4. Institut d'Estudis Catalans. Diccionari de les ciències ambientals. [Enllaç no actiu]
  5. «Els gasos amb efecte d'hivernacle». Oficina Catalana del Canvi Climàtic., 31-08-2015. Arxivat de l'original el 2019-04-20. [Consulta: 17 novembre 2015].
  6. 6,0 6,1 Smil, Vaclav. Grand Transitions. How the Modern World was Made (en anglès). 1a edició. Nova York: Oxford University Press, 2021, p. 239-240. ISBN 9780190060664. 
  7. Tyndall, J «The Bakerian Lecture: On the absorption and radiation of heat by gases and vapours, and on the physical connexion of radiation, absorption, and conduction.». Philosophical Transactions of the Royal Society of London, vol 151, 1861, pàg. 1–36.
  8. Arrhenius, S. «On the influence of carbonic acid in the air upon the temperature of the ground». Philosophical Magazine and Journal of Science, vol. 5, 41, 1896, pàg. 237–276.
  9. Butler, J.H. i S.A. Montzka «The NOAA annual greenhouse gas index (AGGI)». AGGI, 2019.
  10. VVAA «Trends in atmospheric carbon dioxide». NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration), 2020.
  11. «10º aniversario del Protocolo de Kyoto. Oportuno recordatorio de que los acuerdos climáticos funcionan» (en castellà). CMNUCC. [Consulta: 16 febrer 2015].
  12. Sánchez, Sònia «1,5 °C sense "descarbonització": l'Acord de París, en 10 claus». Ara.cat, 12-12-2015.

Vegeu també[modifica]

Enllaços externs[modifica]

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Efecte d'hivernacle