Mecanismos de Regulación Climática Terrestre: Retroalimentación y Equilibrio Planetario

Bucles de Retroalimentación Negativa u Homeostáticos

Cuando una variable (A) aumenta, provoca un incremento en otra variable (B), pero este incremento de B, a su vez, causa una disminución en A. Este efecto amortiguador tiende a estabilizar los sistemas, de ahí su nombre de estabilizadores u homeostáticos. Un ejemplo claro es el termostato de una calefacción: si la temperatura ambiente es menor que la establecida, encenderá la calefacción; pero si es mayor, la desconectará. De esta manera, se consigue mantener la temperatura estable.

Modelo de Regulación del Clima Terrestre

A) La Tierra como Sistema de Caja Negra

Utilizando un enfoque de caja negra, podemos considerar la Tierra como un sistema cerrado: entra y sale energía, aunque no materia. La energía que entra es radiación electromagnética solar. La energía sale como radiación reflejada y como radiación infrarroja (calor), procedente de la superficie terrestre previamente calentada por el sol.

B) La Tierra como Sistema de Caja Blanca

La máquina climática es el sistema de caja blanca que regula el clima planetario, resultado de la interacción de un conjunto de subsistemas terrestres:

• La Atmósfera (A)
• La Hidrosfera (H)
• La Geosfera (G)
• La Biosfera (B)

Algunos autores consideran los hielos (C), o Criosfera, como un subsistema independiente de la hidrosfera.

• Para hacer predicciones meteorológicas a corto plazo, basta con estudiar las variaciones del primero de los sistemas (S=A), es decir, las principales variables atmosféricas.
• Para predicciones de cambios de clima más lentos (entre uno y diez años), se consideran las interacciones (A∪H∪G), la evolución de corrientes atmosféricas y oceánicas superficiales, y el efecto de las erupciones volcánicas sobre el clima.
• Las predicciones a largo plazo (S=A∪H∪G∪B∪C) incluyen las interacciones de todos los subsistemas, considerando los cambios ambientales propiciados por la variación en la concentración de los gases atmosféricos, los cambios en las corrientes oceánicas profundas, los debidos a la acción de seres vivos y los originados por la ampliación o reducción de la superficie cubierta por hielo.

El Efecto Invernadero y su Incremento

Efecto Invernadero

Se origina por la presencia de ciertos gases en la atmósfera, tales como vapor de agua (H₂O), dióxido de carbono (CO₂), metano (CH₄) y óxido nitroso (N₂O). Estos gases son transparentes a la radiación visible del sol, que los atraviesa, pero no a la radiación infrarroja (calor) emitida por la superficie terrestre, previamente calentada por el sol. Al impedir la salida de gran parte de las radiaciones infrarrojas, las remiten o devuelven a la Tierra, incrementando la temperatura de la atmósfera. Este efecto mantiene la temperatura terrestre en torno a los 15°C de media, lo que permite la existencia de agua líquida, sin la cual no existiría la vida.

Incremento del Efecto Invernadero

Se refiere al aumento desmesurado de los gases de efecto invernadero. Constituye un grave problema ambiental, ya que provoca un excesivo calentamiento de la atmósfera, originado por actividades humanas como la deforestación, la quema de combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural) o los incendios.

El Efecto Albedo

El albedo es el porcentaje de radiación solar reflejada por la Tierra del total de la que incide procedente del sol. El albedo varía en función del color de la superficie reflectora: cuanto más clara sea esta, mayor cantidad de luz reflejará. Las superficies cubiertas por nieve o hielo son muy reflectoras. Por lo tanto, al aumentar la superficie helada, disminuye la temperatura, lo que a su vez puede aumentar dicha superficie, creando un bucle de retroalimentación.

Las Nubes y su Rol en la Regulación Climática

Las nubes tienen una doble acción en la regulación climática:

• Por una parte, incrementan el albedo, reflejando la radiación solar de vuelta al espacio.
• Por otra parte, devuelven a la superficie terrestre radiación infrarroja, incrementando el efecto invernadero.

La influencia predominante de las nubes depende de su altura: si la altura es baja, aumentará el albedo; y si es alta, potenciará el efecto invernadero. La interacción de estos dos bucles (el del albedo y el del efecto invernadero), que actúan en sentidos opuestos, propicia un estado de equilibrio dinámico. Sin embargo, este equilibrio podría peligrar por un cambio brusco de las condiciones ambientales, lo que inclinaría la balanza en uno u otro sentido.