Lectura 02.

Fuentes diversas, Internet (referidas: http://es.wikipedia.org/wiki/Capa_de_ozono, http://es.wikipedia.org/wiki/Contaminacion, http://es.wikipedia.org/wiki/Ecolog%C3%ADa, http://es.wikipedia.org/wiki/Medio_ambiente, http://es.wikipedia.org/wiki/Categor%C3%ADa:Medio_Ambiente_por_pa%C3%ADs,
http://es.wikipedia.org/wiki/Inversi%C3%B3n_t%C3%A9rmica), bibliografía y apuntes.
“Sobre la Tierra”

Medio ambiente.

Se entiende como el entorno que afecta y condiciona especialmente las circunstancias de vida de las personas o la sociedad en su conjunto. Comprende el conjunto de valores naturales, sociales y culturales existentes en un lugar y un momento determinado, que influyen en la vida del ser humano y en las generaciones venideras. Es decir, no se trata sólo del espacio en el que se desarrolla la vida sino que también abarca seres vivos, objetos, agua, suelo, aire y las relaciones entre ellos, así como elementos tan intangibles como la cultura.

Ecología.
Estudia los seres vivos, su ambiente, la distribución y abundancia, cómo esas propiedades son afectadas por la interacción entre los organismos y su ambiente. El ambiente incluye las propiedades físicas que pueden ser descritas como la suma de factores abióticos locales, como el clima y la geología, y los demás organismos que comparten ese hábitat (factores bióticos).
La visión integradora de la ecología plantea que es el estudio científico de los procesos que influencian la distribución y abundancia de los organismos, las interacciones entre los organismos, así como las interacciones entre los organismos y la transformación de los flujos de energía y materia.

Contaminación
La contaminación es cualquier sustancia o forma de energía que puede provocar algún daño o desequilibrio, irreversible o no, en un Ecosistema, medio físico o un Ser vivo. Es siempre una alteración negativa del estado natural del medio ambiente, y por tanto, se genera como consecuencia de la actividad humana.

Se denomina contaminación atmosférica o contaminación ambiental a la presencia en el ambiente de cualquier agente (físico, químico o biológico) o bien de una combinación de varios agentes en lugares, formas y concentraciones tales que sean o puedan ser nocivos para la salud, la seguridad o para el bienestar de la población; o que puedan ser perjudiciales para la vida vegetal o animal; o impidan el uso normal de las propiedades y lugares de recreación, y el goce de los mismos. La contaminación ambiental es también la incorporación a los cuerpos receptores de sustancias sólidas, líquidas o gaseosas, o mezclas de ellas, siempre que alteren desfavorablemente las condiciones naturales de los mismos, o que puedan afectar la salud, la higiene o el bienestar del público.

Uno más de los efectos es el debilitamiento de la capa de ozono (zona de la estratosfera terrestre que contiene una concentración relativamente alta[, se extiende aproximadamente de los 15 km a los 40 km de altitud, reúne el 90% del ozono presente en la atmósfera y absorbe del 97% al 99% de la radiación ultravioleta de alta frecuencia), que protege a los seres vivos de la radiación ultravioleta del sol, debido a la destrucción del ozono estratosférico por cloro y bromo procedentes de la contaminación. El efecto invernadero está acentuado por el aumento de la concentración de CO2 atmosférico y otros gases de efecto invernadero como, por ejemplo, el metano.

Inversión Térmica.
Es conocida como la derivación del cambio de las propiedades de la atmósfera con el aumento de la altitud, respecto a lo que se considera normal. Corresponde a un incremento de la temperatura con la altura, o bien a una capa (Capa de inversión), donde ocurre el incremento. []En efecto, el aire no puede elevarse en una zona de inversión, puesto que es más frío y, por tanto, más denso en la zona inferior (propiedades físicas).

Una inversión también puede detener el fenómeno de convección una de las tres formas de transferencia de calor y se caracteriza porque se produce por intermedio de un fluido (aire, agua] que transporta el calor entre zonas con diferentes temperaturas), actuando como una capa aislante.

En la troposfera (capa de la atmósfera que está en contacto con la superficie de la Tierra. Tiene alrededor de 17 km de espesor en el ecuador y en ella ocurren todos los fenómenos meteorológicos que influyen en los seres vivos, como los vientos, la lluvia y los huracanes.

Además, concentra la mayor parte del oxígeno y del vapor de agua. En particular este último actúa como un regulador térmico del planeta; sin él, las diferencias térmicas entre el día y la noche serían tan grandes que no podríamos sobrevivir), la temperatura disminuye con la altura a razón de aproximadamente 6,5 ºC/km. Dentro de las capas bajas de la atmósfera el aire cerca de la superficie de la tierra está mas caliente, en gran parte porque la atmósfera es calentada desde abajo por que la radiación solar calienta la superficie de la tierra, que a su vez calienta la capa de la atmósfera que esta directamente sobre éste, mediante el fenómeno de convección.

Si por algún motivo esta capa es rota, la convección de cualquier humedad presente puede ocasionar violentos Temporales (casos estudiados para huracanes y su formación, http://www.ostp.gov/html/Hurricane%20relief1.pdf los casos “Warmer Ocean Could Reduce Number of Atlantic Hurricane Landfalls January 22, 2008” http://www.noaanews.noaa.gov/stories2008/20080122_warmeroceans.html). También este fenómeno puede llevar a una tormenta de hielo en climas fríos.

“El fenómeno de inversión térmica se presenta cuando en las noches despejadas, el suelo se enfría rápidamente por radiación. El suelo a su vez enfría el aire en contacto con él que se vuelve más frío y pesado que el que está en la capa inmediatamente superior. Al disminuir tanto la convección térmica como la subsidencia atmosférica, disminuye la velocidad de mezclado vertical entre las dos capas de aire”.

Esto ocurre especialmente en invierno en situaciones anticiclónicas fuertes que impiden el ascenso del aire y concentran la poca humedad en los valles y cuencas, dando lugar a nieblas persistentes y heladas. Puede también generarse en un frente ocluido (bloqueado, obstruido, tapado), cuando se da una oclusión de frente frío.

Este fenómeno meteorológico es frecuente en las mañanas frías sobre los valles de escasa circulación de aire (ocluidos) en todos los ecosistemas terrestres. También se presenta en las cuencas cercanas a las laderas de las montañas en noches frías debido a que el aire frío de las laderas desplaza al aire caliente de la cuenca provocando el gradiente positivo de temperatura (estas condiciones geográficas las podemos observar en nuestra cercanía, el Distrito Federal, tiene estas características).

Las inversiones térmicas pueden atrapar nubes, humedad, contaminación y polen de capas próximas a la superficie, pues interrumpen la elevación del aire desde las capas bajas. Los estratocúmulos de bajo nivel pueden adquirir un carácter extenso y persistente y provocar una ‘oscuridad anticiclónica’, sobre todo si el aire viene del mar. Cuando la velocidad del aire es baja a consecuencia de la inversión, los gases de escape de los automóviles y otros contaminantes no se dispersan y alcanzan concentraciones elevadas, sobre todo en torno a centros urbanos como Atenas, Tokio, Houston, São Paulo, Nueva York, París, Bombay, Pekín, Singapur, Kuala Lumpur, Los Ángeles, Londres, Santiago de Chile y la Ciudad de México.

Es el smog (mezcla de niebla y contaminación), la mala calidad del aire a que ello da lugar aumenta la tasa de asma y otras afecciones respiratorias e incluso eleva la mortalidad. Esta clase de inversiones que atrapan la contaminación pueden durar varios días en verano. La conciencia de la gravedad del problema, sobre todo en los veranos más calurosos, ha llevado a los organismos competentes a vigilar la calidad del aire y a advertir cuando es mala y alcanza unos niveles elevados.

Generalmente, la inversión térmica se termina (rompe) cuando al calentarse el aire que está en contacto con el suelo se restablece la circulación normal en la troposfera. Esto puede ser cuestión de horas, pero en condiciones meteorológicas desfavorables la inversión puede persistir durante días y días.

Calentamiento global
Es un término utilizado habitualmente en dos sentidos:
1. Es el fenómeno observado en las medidas de la temperatura que muestra en promedio un aumento en la temperatura de la atmósfera terrestre y de los océanos en las últimas décadas.
2. Es una teoría que predice, a partir de proyecciones basadas en simulaciones computacionales, un crecimiento futuro de las temperaturas.

Calentamiento global y efecto invernadero (fenómeno por el cual determinados gases, que son componentes de la atmósfera, retienen la energía que el suelo terrestre emite y una parte de la misma la reemiten a la superficie de la Tierra. Este fenómeno evita que gran parte de la energía emitida por la Tierra se trasmita directamente al espacio, lo que provocaría un continuo enfriamiento de la superficie terrestre e impediría la vida), no son sinónimos. El efecto invernadero acrecentado por la contaminación puede ser, según algunas teorías, la causa del calentamiento global observado actualmente.

Cualquier tipo de cambio climático implica cambios en otras variables. La complejidad del problema y sus múltiples interacciones hacen que la única manera de evaluar estos cambios sea mediante el uso de modelos computacionales que intentan simular la física de la atmósfera y del océano y que tienen una precisión limitada debido al desconocimiento del funcionamiento de la atmósfera.

La teoría antropogénica predice que el calentamiento global continuará si lo hacen las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI). El cuerpo de la ONU encargado del análisis de los datos científicos es el Panel Intergubernamental del Cambio Climático (IPCC, por sus siglas en inglés de Inter-Governmental Panel on Climate Change). El IPCC indica que "[...] La mayoría de los aumentos observados en las temperaturas medias del globo desde la mitad del siglo XX son muy probablemente debidos al aumento observado en las concentraciones de GEI antropogénicas”.

La Tierra, como todo cuerpo caliente, emite radiación, pero al ser su temperatura mucho menor que la solar, emite radiación infrarroja de una longitud de onda mucho más larga que la que recibe. Sin embargo, no toda esta radiación vuelve al espacio, ya que los gases de efecto invernadero absorben la mayor parte.
Los denominados gases de efecto invernadero o gases invernadero, responsables del efecto descrito, son:

Vapor de agua (H2O).
Dióxido de carbono (CO2).
Metano (CH4).
Óxidos de nitrógeno (NOx).
Ozono (O3).
Clorofluorocarbonos (CFCl3).

Si bien todos ellos (salvo los CFCs) son naturales, en tanto que ya existían en la atmósfera antes de la aparición del hombre, desde la Revolución industrial y debido principalmente al uso intensivo de los combustibles fósiles en las actividades industriales y el transporte, se han producido sensibles incrementos en las cantidades de óxidos de nitrógeno y dióxido de carbono emitidas a la atmósfera, con el agravante de que otras actividades humanas, como la deforestación, han limitado la capacidad regenerativa de la atmósfera para eliminar el dióxido de carbono, principal responsable del efecto invernadero. (Respecto a los gases de efecto invernadero, se ha buscado limitar globalmente la emisión de estos, con convenios internacionales, mismos que no todos los países acordaron firmar, Estados Unidos entre ellos. Ver el “Protocolo de Kyoto” como ejemplo).

Los cambios de temperatura.
El clima varía por procesos naturales tanto internos como externos. Entre los primeros destacan las emisiones volcánicas, y otras fuentes de gases de efecto invernadero (como por ejemplo el metano emitido en las granjas animales). Entre los segundos pueden citarse los cambios en la órbita de la Tierra alrededor del Sol (Teoría de Milankovitch) y la propia actividad solar.

Los especialistas en climatología aceptan que la Tierra se ha calentado recientemente (El IPCC cita un incremento de 0.6 ± 0.2 °C en el siglo XX). Más controvertida es la posible explicación de lo que puede haber causado este cambio. Tampoco nadie discute que la concentración de gases invernadero ha aumentado y que la causa de este aumento es probablemente la actividad industrial durante los últimos 200 años.

También existen diferencias llamativas entre las mediciones realizadas en las estaciones meteorológicas situadas en tierra (con registros en raras ocasiones comenzados desde finales del siglo XIX y en menos ocasiones todavía de una forma continuada) y las medidas de temperaturas realizadas con satélites desde el espacio (todas comenzadas a partir de la segunda mitad del siglo XX). Estas diferencias se han achacado a los modelos utilizados en las predicciones del aumento de temperatura existente en el entorno de las propias estaciones meteorológicas debido al desarrollo urbano (el efecto llamado Isla de calor). Dependiendo del aumento predicho por estos modelos las temperaturas observadas por estas estaciones serán mayores o menores (en muchas ocasiones incluso prediciendo disminuciones de las temperaturas).

Teoria de la variación solar.
Sami Solanki, director del Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar, en Göttingen (Alemania), ha dicho:
El Sol está en su punto álgido de actividad durante los últimos 60 años, y puede estar ahora afectando a las temperaturas globales. (...) Las dos cosas: el Sol más brillante y unos niveles más elevados de los así llamados "gases de efecto invernadero", han contribuido al cambio de la temperatura de la Tierra, pero es imposible decir cuál de los dos tiene una incidencia mayor.
Willie Soon y Sallie Baliunas del Observatorio de Harvard correlacionaron recuentos históricos de manchas solares con variaciones de temperatura. Observaron que cuando ha habido menos manchas solares, la Tierra se ha enfriado (Ver Mínimo de Maunder y Pequeña Edad de Hielo) y que cuando ha habido más manchas solares, la Tierra se ha calentado, aunque, ya que el número de manchas solares solamente comenzó a estudiarse a partir de 1700, el enlace con el período cálido medieval es, como mucho, una especulación.
Las teorías han defendido normalmente uno de los siguientes tipos:
Los cambios en la radiación solar afectan directamente al clima. Esto es considerado en general improbable, ya que estas variaciones parecen ser pequeñas.
Las variaciones en el componente ultravioleta tienen un efecto. El componente UV varía más que el total.
Efectos mediados por cambios en los rayos cósmicos (que son afectados por el viento solar, el cual es afectado por el flujo solar), tales como cambios en la cobertura de nubes.

Aunque pueden encontrarse a menudo correlaciones, el mecanismo existente tras esas correlaciones es materia de especulación. Muchas de estas explicaciones especulativas han salido mal paradas del paso del tiempo, y en un artículo "Actividad solar y clima terrestre, un análisis de algunas pretendidas correlaciones" (Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, 2003 p801–812) Peter Laut demuestra que hay inexactitudes en algunas de las más populares, notablemente en las de Svensmark y Lassen.