Forzamiento Radiativo y Leyes de Emisión: Impacto en el Clima y la Temperatura

Forzamiento Radiativo: Concepto e Impacto en el Clima

El forzamiento radiativo es una medida de la influencia que tiene un factor, como un gas de efecto invernadero, en el cambio del equilibrio del sistema atmosférico de la Tierra. Este concepto es crucial para entender cómo se alteran los factores que afectan el clima. La palabra "radiativo" se refiere a cómo estos factores modifican el balance entre la radiación solar entrante y la radiación infrarroja saliente dentro de la atmósfera terrestre. Este equilibrio radiativo es el principal controlador de la temperatura de la superficie terrestre. El término "forzamiento" indica que el equilibrio radiativo de la Tierra está siendo desviado de su estado normal.

Cuantificación del Forzamiento Radiativo

El forzamiento radiativo se cuantifica generalmente como la "tasa de cambio de energía por unidad de área medida en la parte superior de la atmósfera" y se expresa en "vatios por metro cuadrado" (W/m²).

• Forzamiento radiativo positivo: Cuando se evalúa como positivo, la energía del sistema atmósfera-Tierra se incrementará, conduciendo al calentamiento del sistema.
• Forzamiento radiativo negativo: En contraste, un forzamiento radiativo negativo hará que la energía disminuya, llevando a un enfriamiento del sistema.

Sensibilidad Climática: Respuesta del Sistema Climático

La sensibilidad climática es una medida de cómo responde la temperatura del sistema climático a un cambio en el forzamiento radiativo. Aunque la sensibilidad climática (λ) se utiliza normalmente en el contexto del forzamiento radiativo introducido por el CO₂, en realidad es una propiedad general del sistema climático. Se refiere al cambio en la temperatura superficial del aire provocado por la unidad de cambio en el forzamiento radiativo (RF). Para ser un valor útil, la sensibilidad climática debe ser independiente del origen del cambio en el forzamiento radiativo.

La sensibilidad climática se expresa comúnmente como el incremento de temperatura asociado a la duplicación de la concentración de CO₂ atmosférico. El Cuarto Informe de Evaluación del IPCC (AR4) estima que este valor está dentro del rango de 2 a 4,5 °C, con una mejor estimación de unos 3 °C.

Leyes de Emisión: Wien y Stefan-Boltzmann

Ley de Wien

No todos los cuerpos emiten en las mismas longitudes de onda. Por ejemplo, el Sol emite gran parte de su energía en longitudes de onda "visibles". La Ley de Wien nos informa de la longitud de onda a la que se da la emisión máxima. Cuanto mayor es la temperatura, menor es la longitud de onda de emisión máxima.

Ley de Stefan-Boltzmann y Cuerpo Negro

En radiación, un cuerpo negro es un cuerpo idealizado que absorbe toda la energía que recibe y, análogamente, emite toda la energía que produce. La energía total emitida por segundo y por cada metro cuadrado de la superficie de un cuerpo negro que se encuentra a una temperatura T se halla mediante la Ley de Stefan-Boltzmann.