METEOROLOGIA Y CLIMATOLOGIA

2.1 El Tiempo El tiempo atmosférico se refiere a un conjunto de características que definen el estado momentáneo de la atmósfera en un determinado lugar; por ejemplo, ayer fue un día lluvioso en Tingo María; la primera semana de abril hubo heladas en Puno, etc. Es decir, el tiempo se vincula siempre al estado transitorio de la atmósfera, que puede ser normal o no en la región considerada.

2.2 El Clima El clima es una generalización o integración de las condiciones del tiempo

atmosférico sobre un área determinada, se refiere al conjunto de fenómenos meteorológicos que caracterizan el estado medio de la atmósfera, considerando los valores extremos y el grado de variabilidad de las observaciones a través de muchos años.

El tiempo varía enormemente de un momento a otro y de un lugar a otro, mientras que el clima permanece prácticamente constante.

2.3 Meteorología Etimológicamente la palabra meteorología se deriva de dos voces griegas: Meteoro : que se mueve en el aire. Logos : estudio, tratado. La Meteorología es la rama de la Geofísica que estudia la atmósfera y los

fenómenos o procesos que tienen lugar en ella y que determinan el tiempo atmosférico, como son la presión, vientos, temperatura, la lluvia, entre otros, tratando de determinar las características físicas y químicas, estableciendo los principios y leyes que los rigen.

Actualmente, la meteorología es reconocida como la ciencia atmosférica en el

sentido más amplio, su campo se extiende a la física, la química y a los efectos dinámicos sobre la superficie continental y marítima.

Sus objetivos se orientan al entendimiento de los fenómenos atmosféricos, su

previsión y el control artificial. 2.4 Climatología

Se refiere a las variaciones de las condiciones climatológicas en función de la inclinación o curvatura de la superficie de la terrestre.

Clima : inclinación. Logos : tratado, estudio.

La climatología estudia la configuración media del comportamiento atmosférico durante largos período de tiempo (usualmente 30 años), es decir es el estudio científico del clima, interesándose particularmente por las aplicaciones prácticas.

La magnitud de los fenómenos atmosféricos está frecuentemente influenciada por

las características geográficas, tales como la latitud, altitud, relieve, corrientes marinas,

entre otras, por consiguiente, en la climatología juegan papel importante, tanto la meteorología como la geografía.

2.5 Elementos y Factores Meteorológicos 1. Elementos

Son las variables físicas utilizadas para indicar el estado o condición física de la atmósfera, las que podemos clasificarlos como:

a) Elementos meteorológicos primarios.- Son aquellos cuyos orígenes no dependen de la interacción entre la tierra y la atmósfera, entre ellos tenemos:

La presión atmosférica y La radiación solar. b) Elementos meteorológicos secundarios.- Originados como consecuencia del intercambio energético entre la tierra y la atmósfera, entre ellos tenemos:

Temperatura del aire y Humedad Atmosférica

c) Elementos meteorológicos terciarios.- Originados por la interacción entre los elementos primarios y los secundarios, como:

Vientos o movimientos del aire. Nubes. Precipitación.

2. Factores

Se refiere a los agentes que modifican la magnitud de los elementos meteorológicos, y pueden agruparse en:

a) Factores permanentes. . Latitud. . Altitud. . Distribución de continentes y océanos. . Barrera de montañas. . Relieve topográfico . Movimientos de la tierra: Rotación y Traslación.

b) Factores variables. . Corrientes marinas . Masas de aire. . Centros de altas presiones. . Gases contaminantes y aerosoles. . Cobertura vegetal y tipo de suelos.

2.6 Sub. División de la Meteorología:

La meteorología puede subdividirse desde un punto de vista teórico y de su aplicación a las actividades humanas, así tenemos:

a) Meteorología Teórica Meteorología Dinámica: Trata del estudio del movimiento de la atmósfera, aplicando las leyes fundamentales que gobiernan los movimientos, expresándoles en términos de magnitudes físicas que dependen de cuatro propiedades independientes dimensionalmente: espacio, tiempo, masa y temperatura termodinámica. Meteorología Física: Estudia los procesos físicos que ocurren en la atmósfera, como es la radiación solar, temperatura, humedad y presión atmosférica, estableciendo los principios y las leyes que rigen estos fenómenos.

b) Meteorología Aplicada

Trata de representar de diversos modos y en forma gráfica, el estado de la atmósfera en un momento determinado, formulando los pronósticos a corto y mediano plazo. Las variables fundamentales a tener en cuenta son en primer lugar, la presión atmosférica al nivel medio del mar a una supuesta temperatura de 0 ºC, junto con sus variaciones horizontales y verticales.

En segundo lugar la densidad del aire que es consecuencia directa de la temperatura y contenido de vapor de agua. Íntimamente relacionado con ellas está el viento, o movimiento horizontal del aire. Meteorología Aeronáutica: Estudia las condiciones del tiempo en la atmósfera baja y media, dentro de las rutas de navegación aérea haciendo uso de la sinóptica y del intercambio sistemático de información entre las aeronaves y entre éstas y los aeropuertos, a fin de determinar las condiciones más favorables del vuelo. Meteorología Médica: Investiga la influencia del tiempo y el clima sobre la salud humana, pues existen condiciones ambientales que son benéficas y otros que son perjudiciales. Meteorología Industrial: Se encarga del estudio de aquellos elementos atmosféricos que están relacionados con las actividades industriales, como los efectos de la humedad en la fabricación de papel, etc. Agrometeorología: Trata de las relaciones y efectos de las condiciones del tiempo sobre el crecimiento y desarrollo de las plantas y animales, tratando de obtener las mejores cosechas y producción. Hidrometeorología: Estudia todos aquellos fenómenos relacionados con el agua en la atmósfera, es decir las fases del ciclo hidrológico que tienen que ver con las características del tiempo. 2.7 Sub Divisiones de la Climatología

La climatología, al igual que la meteorología, comprende una serie de ramas, entre ellas tenemos:

a) Climatología Física: Se encarga del estudio de los fenómenos climáticos en términos físicos, tales como la radiación y los procesos de intercambio verticales entre la superficie de la tierra y la atmósfera.

b) Climatología Dinámica: Se ocupa de la evaluación de los fenómenos climáticos dinámicos, tales como la circulación general de la atmósfera, basándose en los principios físicos y matemáticos.

c) Climatología Aplicada: Es el análisis científico de los datos climáticos, con la finalidad de aplicarlos en proyectos específicos y en la solución de problemas operacionales en los campos de la industria, agricultura, uso racional de los recursos naturales, impacto ambiental, etc.

d) Climatología Estadística: Reducción de la masa de los registros climáticos en una forma compacta y precisa, la representación de valores medios y grados de dispersión.

e) Microclimatología: Estudia las características de los aspectos climáticos de la capa baja de la atmósfera próxima al suelo, y de los factores que controlan el microclima.

f) Bioclimatología: Estudia los efectos del clima sobre la fauna y el hombre.

Para la determinación del tiempo y el clima, debe tenerse en cuenta que una distinción entre factor y elemento climático es, en muchos casos artificiales, así por ejemplo, el viento puede ser considerado como elemento, pero también como factor, si actúa como un mecanismo regulador de las lluvias, la temperatura actúa sobre la presión atmosférica y el viento.

Pero la principal dificultad surge cuando tenemos que considerar sus interacciones en la naturaleza, puesto que estas generan muchos mecanismos de retroalimentación que actúan ampliando o amortiguando pequeñas perturbaciones iniciales. Por ejemplo, el incremento de calor en el ambiente debido a las actividades humanas, lleva a suponer un aumento de temperatura, que podría ser estimado comparando el orden de magnitud del calor, incrementado a la relación con la radiación solar incidente.

Por otro lado, el incremento de energía en el sistema, producirá un aumento en la evaporación, consecuentemente en la formación de nubes. Aumentando la cantidad de nubes, se producirá un bloqueo en la llegada de radiación solar, en consecuencia una disminución de la temperatura.

Si el hombre, incrementa calor en las regiones cubiertas con nieve, es de esperar un derretimiento parcial de las mismas, conduciendo a una mayor llegada de energía a la superficie (la nieve posee elevada reflectividad) incrementando la temperatura.

Para un mejor entendimiento sobre los elementos y factores del tiempo y el clima, es necesario recordar que estos son el resultado de la interacción de otros elementos básicos: el Sol, la Tierra y la Atmósfera.

2.8 Tipo de Estaciones Meteorológicas

1. Por su Categoría: a) Principales.- Nos brinda la mayor cantidad posible de información, por lo que están agrupadas adecuadamente y abarcan grandes extensiones.

b) Ordinarias.- Recolectan información con la finalidad de determinar la caracterización de los climas a nivel local.

c) Auxiliares.- Se establecen en forma temporal o casi permanente, su utilidad esta en que nos brinda información puntual, solamente en determinados elementos meteorológicos. 2. Según su Finalidad:

a) Estaciones Sinópticas.- Las cuales deben tener una red de estaciones, donde las observaciones se efectúan a la misma hora y cada 3 horas.

b) Estaciones Climatológicas.- Son aquellos que nos brindan información para caracterizar el clima a un nivel regional. Las observaciones se registran a las 07, 13 y 19 horas.

c) Estaciones Agrometeorológicas.- Se registran datos relacionados al clima de la región, además de información biológica, como es las fechas de aparición de plagas, etc.

d) Estaciones Evaporimétricas.- Solamente registran la evaporación.

e) Estaciones Pluviométricas.- Registran la precipitación 3. Requisitos para la instalación de una Estación Meteorológica:

* Que el lugar sea lo más representativo posible. * Que el lugar sea despejado, libre de obstáculos. * Terreno nivelado. * Localización determinada, deberá conocerse la altitud, longitud y la latitud. * La exposición de los instrumentos deberá ser igual en todas las estaciones. * Fácil acceso a las observaciones y supervisiones. * Cercano a la vivienda del observador.

III. LA CLIMATOLOGIA Y LOS PROBLEMAS GLOBALES DE LA TIERRA

Cambio del clima y agotamiento del ozono

Preguntas y cuestiones generales 1.- ¿Cómo pueden nuestras actividades causar calentamiento global y cuáles son

algunos de los posibles efectos de aquello?

2.- ¿Que podemos hacer para retrasar y reducir, el posible calentamiento global y ajustar sus efectos?

3.- ¿Cómo estamos disminuyendo el ozono en la estratosfera y cuáles son algunos de los efectos posibles de tal acción?

4.- ¿Que puede realizarse para hacer más lento el agotamiento del ozono?

Aunque nuestra especie ha estado sobre la Tierra durante solo un parpadeo de la existencia total de ésta, ahora estamos alterando el contenido químico de toda la atmósfera, de 10 a 100 veces más rápido que su propia rapidez natural de cambio durante los 100,000 años pasados. El calentamiento mundial que se espera, producido por nuestro delirio creciente para quemar combustibles fósiles y acelerar la deforestación tropical, por disminuir el ozono que sostiene la vida en la estratosfera, debido al uso ampliamente extendido de clorofluorocarburos y otras sustancias químicas que podríamos aprender a prescindir de ellas y otras acciones, acrecientan ahora las amenazas ambientales a escala mundial.

Ampliamente invisibles y silenciosos, estos problemas críticos continuarán creciendo hasta que rebasen los umbrales significativos del cambio. Cuando tales límites sean atravesados, será demasiado tarde para evitar los efectos letales, duraderos e imprevisibles que tienen sobre la ecosfera que nos sustenta a nosotros y a otras especies. No habrá por donde podamos escapar, ni escondernos de los efectos destructivos de estos cambios mundiales.

El afrontar estas emergencias planetarias, para evitar la última y colosal tragedia de nuestros tiempos para nuestra especie y muchas otras más, requerirán cambios significativos en la forma en que pensamos y actuamos.

3.1 El calentamiento global proveniente de un efecto invernadero intensificado.

a. Cambios climáticos del pasado. Las temperaturas promedio de la Tierra y los climas, son resultado de varios factores inter-actuantes de la edad de hielo del último período interglaciar. Durante este período de clima favorable, la temperatura media de la superficie terrestre se ha elevado en 5 ºC (9 ºF). La agricultura se inició y se esparció ampliamente a través del mundo, para soportar el aumento exponencial de la población del planeta, que este clima más cálido generalmente permitió.

Durante el período caliente en el que vivimos ahora, las temperaturas medias de la superficie de la Tierra han fluctuado sólo moderadamente, 0.5 ºC a 1 ºC (0.9 ºF a 1.8 ºF) hacia arriba o hacia abajo, durante períodos de 100 a 200 años. Estas fluctuaciones moderadas y relativamente lentas en el clima, nos han conducido a cambios drásticos en la naturaleza de los suelos y los patrones de vegetación en el mundo, permitiendo así aumentos grandes en la producción de alimento.

La mayor amenaza en la producción de alimento para los humanos, los sistemas económicos y los habitantes para la vida silvestre, es un cambio rápido de clima que implique sólo unos cuantos grados en la temperatura media de la superficie terrestre, que tenga lugar durante unas pocas décadas. Lo anterior alteraría drásticamente los lugares donde podrían existir cierta biomasa y, por tanto, ciertas especies, cambiaría además las condiciones más rápido de lo que algunas especies, en particular las vegetales que sustentan animales, podrían adaptarse a migrar a otras regiones. Dichos cambios rápidos en el clima, alterarían las áreas donde se podría cultivar alimento. Algunas llegarían a ser inhabitables debido a la falta de agua, o a inundaciones producidas por una elevación en los niveles medios del mar. b. Temperatura, clima y composición química de la atmósfera La composición química de la troposfera y la estratosfera, es un factor importante en la determinación de la temperatura media de la superficie del planeta, por lo tanto, de su clima. El calor es atrapado en la troposfera en un proceso natural llamado efecto de invernadero.

La cantidad de calor atrapado depende principalmente de las concentraciones de diversos gases atrapantes de calor, conocidos como gases de invernadero, en la troposfera. Los principales son el dióxido de carbono, vapor de agua (sobre todo en las nubes), ozono, metano, óxido nitroso y clorofluorocarburos. El aumento en las concentraciones de estos gases, más rápido de lo que son removidos de la troposfera, aumenta la temperatura media de la superficie de la Tierra. La disminución de sus concentraciones, más rápido de lo que son emitidos, hace que descienda la temperatura media de la superficie de la Tierra.

Los dos gases de invernadero con concentraciones más altas a nivel de la troposfera son el dióxido de carbono y el vapor de agua. La adición de CO2 a la troposfera y su remoción, están controladas principalmente por el ciclo global del dióxido de carbono gaseoso, y el nivel del vapor de agua es controlado por el ciclo hidrológico.

Durante los 160,000 años anteriores, los niveles estimados de vapor de agua en la troposfera han permanecido sensiblemente constantes, mientras que los del dióxido de carbono han fluctuado. Los cambios estimados en el contenido de dióxido de carbono de la troposfera durante este período, se correlacionan muy estrechamente con las variaciones en la temperatura media de la superficie de la Tierra.

c. Elevación en los niveles de los gases de invernadero.

Recientemente, la mayoría de gases de invernadero eran emitidos y removidos de la troposfera por los principales ciclos biogeoquímicos de la Tierra, sin interferencias alteradoras de las actividades humanas. Sin embargo, desde la Revolución Industrial y especialmente desde 1,950, se han estado introduciendo cantidades enormes de gases de invernadero en la atmósfera principalmente por la quema de combustibles fósiles, uso de clorofluorocarburos, agricultura y deforestación. Hay un interés creciente en que estos gases pueden amplificar el efecto natural de invernadero, y cambiar hacia arriba el termostato del planeta muy rápidamente. Por satélites y con otras mediciones se indica que actualmente el dióxido de carbono corresponde al 49% de la aportación anual de33 gases de invernadero causada por los humanos, a los clorofluorocarburos (CFC)el 14%,

al metano el 18% y al óxido nitroso el 6%. Sin embargo, los tres últimos gases tienen un efecto de calentamiento mucho más grande por molécula, que el CO2. Del total, Estados Unidos es responsable de las emisiones mayores de gases de invernadero (17%), seguido por la ex - Unión Soviética (14%), países europeos (12%), China (8%), Brasil (6%), India (5%), Japón (4%) e Indonesia (3%). Los países con las emisiones más altas per cápita en 1,998 fueron, en orden descendente: Estados Unidos, Australia, Canadá, Birmania (Myanmar), Alemania y la ex - Unión Soviética.

El dióxido de carbono es liberado cuando se oxida el carbono o cualquier compuesto que lo contenga (como al quemar un combustible). Los combustibles fósiles proporcionan casi el 80% de la energía del mundo, producen cerca del 75% de las emisiones actuales del CO2 y la mayor parte de la contaminación del aire en el mundo.

El nivel de dióxido de carbono en la troposfera, es ahora la más alta de lo que ha sido hace por lo menos 130,000 años, y el nivel está aumentando.

Estados Unidos es como mucho otros países el emisor más grande de CO2 (20% de las emisiones del globo), seguido por la ex - Unión Soviética, por tanto la crisis de calentamiento global prevista, junto con la contaminación del aire aumentada, es en gran parte una crisis de energía causada sobre todo por la quema rápida, en gran escala y con mucho desperdicio, de los combustibles fósiles.

Para empeorar el asunto, estamos reduciendo la aptitud de la Tierra para eliminar el óxido de carbono a través de la fotosíntesis, por la deforestación en el mundo. La deforestación especialmente la tala y quema en gran escala de los bosques tropicales, se cree que aporta un 20% del aumento de los niveles del CO2. La EPA ha establecido que, a menos que se tome alguna acción para reducir la quema de combustibles fósiles y la deforestación, las emisiones en el planeta de dióxido de carbono, el principal gas de invernadero sobrepasarán la duplicación entre 1,985 y 2,025, duplicándose en los países desarrollados y cuadruplicándose en los países en vías de desarrollo.

La agricultura, la silvicultura, las industrias y los vehículos de motor de la actualidad, también están liberando otros gases de invernadero principalmente clorofluorocarburos, metano, óxido nitroso y ozono, formados en el smog hacia la troposfera a una tasa acelerada.

3.2 Calentamiento global en proyección.

El efecto de invernadero es una de las teorías científicas más ampliamente aceptado. Sin embargo, los científicos no coinciden en cuánto podría elevarse la temperatura mundial, como resultado de nuestras crecientes aportaciones de gases de invernadero a la atmósfera, si otros factores en el sistema climático actuaran en contra o amplificaran el ascenso de la temperatura, cuan rápido podrían elevarse las temperaturas, y cuáles serán los efectos sobre diversas áreas. Las razones de estos desacuerdos son la inseguridad acerca de la exactitud de los modelos matemáticos y la evidencia geológica utilizada para proyectar cambios en el clima, y las suposiciones sobre cuán rápido se consumirán los combustibles fósiles y se talarán los bosques. Tal controversia es una condición normal en la ciencia.

Desde 1,980, cuando empezaron las mediciones confiables, las temperaturas medias globales se han elevado cerca de 0.5 ºC (0.9 ºF). Sin embargo, no hay evidencia

convincente que relacione este calentamiento reciente a un efecto de invernadero intensificado. La razón por lo cual no hay aún objetos humeantes es que, hasta ahora, cualquier cambio de temperatura causado por un mayor efecto de invernadero, ha sido demasiado pequeño para exceder las oscilaciones normales a corto plazo de las temperaturas atmosféricas medias.

Sin embargo, la cuestión más presionante, sería que clases de climas son probables que se desarrollen durante los próximos 50 a 60 años. La evidencia circunstancial del pasado y la moderación climática, han convencido a muchos expertos en climatología de que el calentamiento global empezaría a acelerarse a partir de esta década de 1,990 o en la primera década del siguiente siglo, elevándose por encima de los cambios de temperatura de fondo (ruido climático), que en el presente encubren dicho efecto.

Cinco de los diez años entre 1,981 y 1,990, fueron los más cálidos en el registro de 130 años de medición de temperatura mundial, y 1,990 fue el año más caliente durante ese período.

No podemos estar seguros de que la época más calurosa fue causada por un efecto de invernadero acrecentado, pero dichos años nos dieron un reflejo de lo que podemos esperar en un mundo con efecto invernadero más cálido.

Los modelos climáticos actuales proyectan que la temperatura media de la superficie de la Tierra se elevará 1.5 ºC a 5.5 ºC (2.7 ºF a 9.9 ºF) durante los próximos 60 años (para 2,050), si los ingresos de gases de invernadero continúan incrementándose a la velocidad actual. Como comparación, la variación natural de la temperatura media de la superficie de la Tierra, en lapsos de 100 a 200 años durante el período interglaciar en el que vivimos, ha sido cuando mucho de 0.5 ºC a 1 ºC (0.9 ºF a 1.8 ºF).

Debido a muchas incertidumbres en estos modelos climáticos mundiales, sus desarrolladores creen que las proyecciones son seguras dentro de un factor de dos. Esto significa que el proyectado calentamiento del globo durante el próximo siglo, podría ser bajo, como de 0.7 ºC (1.3 ºF), o alto, como de 11 ºC (20 ºF). Hay un 50% de posibilidades para cada manera.

Si seguimos bombeando gases de invernadero en la atmósfera y continuamos talando muchos de los bosques del mundo, estamos lanzando al aire una moneda y jugando con la vida actual de la humanidad, como la conocemos sobre este planeta.

Quizá podríamos estar dudando ahora de por qué deberíamos preocuparnos por una elevación de unos cuantos grados en la temperatura media de la superficie terrestre. Después de todo, a menudo tenemos mucho de ese cambio entre junio y julio, o entre ayer y hoy.

El punto clave es que no se está hablando acerca de las oscilaciones normales en la intemperie, de lugar a lugar. Se habla acerca de un cambio mundial proyectado sobre el clima promedio en el transcurso de su vida, con muchos cambios mayores en varias partes del mundo. El calentamiento global alterará no sólo la temperatura y precipitación pluvial, sino también los vientos, humedad y cubierta de las nubes.

Los modelos actuales indican que el hemisferio norte se calentará más y más rápido que el hemisferio sur, debido principalmente a que hay mucho más océano en el hemisferio sur y el agua tarda más en calentarse que la tierra. Las temperaturas a latitudes medias y altas, están previstas por proyección, que se elevarán dos o tres veces el aumento promedio, mientras que los incrementos en la temperatura en las áreas tropicales cercanas al Ecuador, serían menores que el promedio mundial. Estados Unidos, el Mediterráneo y gran parte de China, las latitudes medianas del mundo, podrían ser un duro golpe para dichos cambios climáticos.

Evaluar por proyección cambios en la temperatura media global es bastante difícil, pero resulta fácil compararlo con la proyección de cambios climáticos en regiones específicas del mundo.

Por todas partes podemos esperar para esto, una serie de argumentos del cambio climático regional basado en introducir diferentes supuestos en los modelos actuales y mejorados. Los modelos climáticos de la actualidad generalmente proyectan los mismos resultados sobre una base global pero discrepan ampliamente acerca de los cambios climáticos proyectados a diferentes regiones geográficas.

Sin embargo, una cosa está clara, ahora tenemos la potencialidad para producir un cambio climático destructor a una rapidez de 10 a 100 veces mayor de la que ha ocurrido durante los 10,000 años pasados. Al final del próximo siglo, el planeta podría estar más cálido que en cualquier época desde que los dinosaurios desaparecieron hace 65 millones de años, cuando se encontraban los caimanes o cocodrilos en lo que ahora es Canadá, y la Antártida estaba libre de hielo.

Dicho calentamiento global rápido sería comparable a una guerra nuclear en su potencial para causar alteración súbita, impredecible y ampliamente distribuida, de los sistemas ecológicos, económicos y sociales.

Cuanto más rápido sea el cambio más impredecible serán los resultados y más difícil será para la sociedad y el ambiente natural hacer frente a las consecuencias.

3.3 La Naturaleza de la Evidencia Científica

La principal forma en que los científicos, economistas y otros proyectan (no predicen) el comportamiento del clima y los sistemas ecológicos, económicos y otros sistemas complejos, es desarrollando modelos matemáticos que simulen dichos sistemas. Luego los datos de los modelos se hacen pasar por unas computadoras de alta velocidad. Diversos datos y suposiciones se introducen a los modelos, para realizar una serie de proyecciones del comportamiento y efecto. Cuanto corresponden los resultados al mundo real, depende el diseño del modelo y la exactitud o certeza de los datos y supuestos utilizados.

Otra forma de proyectar cómo podría cambiar el clima, es apreciar como ha cambiado en el pasado. La evidencia acerca del cambio anterior en el clima, se ha obtenido analizando el contenido químico y la evidencia fósil de las formas de vida sensibles al clima, encontradas en muestras de rocas profundamente enterradas, sedimentos del fondo de los mares y lagos, y en núcleos profundos extraídos de capas glaciales. Dichas evidencias limitadas y, a menudo especulativas, pueden servir para probar y mejorar modelos de los sistemas de la Tierra.

Los científicos reconocen que sus modelos de climas telúricos son, en el mejor de los casos, aproximaciones burdas. Los modelos presentes no incluyen adecuadamente la influencia de la formación de nubes sobre el clima, las interacciones entre la atmósfera y los océanos (que contienen 50 veces más CO2 que la atmósfera), en cómo afectan al clima las capas de hielo de Groenlandia y la Antártida y en como responden los suelos, bosques y otros ecosistemas a cambios en la temperatura atmosférica. Cada factor podría atenuar o amplificar el calentamiento global.

Por ejemplo, el calentamiento global aumentará las temperaturas promedio de las superficies de los océanos del mundo, lo cual elevará la rapidez de evaporación del agua en la atmósfera para formar nubes. Si no hay un incremento neto en las nubes densas del nivel bajo que reflejan las del Sol al espacio, la rapidez del calentamiento global será baja. Por otra parte si los vientos y otros factores conducen a un aumento en las nubes delgadas de alto nivel, que actúan como un cobertor para atrapar calor en la baja atmósfera, aumentará la tasa de calentamiento global. No conocemos los efectos netos de dichos factores o cuánto tardan en actuar.

Hay que implantar un programa resonante que mejore enormemente nuestra comprensión del clima de la Tierra. Aún así, nunca tendremos la certeza científica que desean los tomadores de decisiones antes de asumir algunas altamente controversivas, como la de disminuir enormemente el uso de los combustibles fósiles, de los que depende la economía presente del mundo.

Con frecuencia, los que se oponen al cambio o desean retrasar la ejecución de la decisión, dicen que no se debe hacer nada hasta que esté "probado" científicamente. Sin embargo, esto tergiversa los resultados de la ciencia.

Las teorías, modelos y los pronósticos científicos, están basados principalmente en evidencia circunstancial e incompleta y en probabilidades estadísticas, y no en certezas. Todo lo que es una probabilidad, baja, media, alta, o muy alta, de que algo ocurra. Dicha información es muy útil, pero la única forma de que sea una prueba directa, concluyente acerca de un acontecimiento futuro, es esperar y ver si se acertó.

Muchos expertos en clima creen que hay suficiente evidencia circunstancial para garantizar la acción inmediata, para disminuir el calentamiento hacia una tasa más manejable. Esto nos proporcionará tiempo precioso para efectuar más investigaciones, cambiar a prácticas menos nocivas y adaptarnos a una Tierra más cálida.

Argumentan que si esperamos a que la temperatura media de la Tierra se eleve al punto donde exceda las fluctuaciones climáticas normales, será demasiado tarde para evitar cambios ambientales, económicos y sociales, duraderos y altamente destructivos. Esperar para efectuar un experimento gigantesco sobre nosotros mismos y otras especies, una forma de ruleta rusa mundial.

Además, ya que los combustibles fósiles (especialmente el petróleo) se están agotando y son las causas que conducen a la contaminación del aire, del agua y la alteración de las tierras, necesitamos mejorar drásticamente la eficiencia en energía, y cambiar a otras fuentes energéticas tan rápido como sea posible, incluso si no hay amenaza de calentamiento mundial. En forma semejante, puesto que la deforestación es una de las grandes amenazas para la biodiversidad de la Tierra, debemos detener y

revertir esta forma de degradación ambiental, si la amenaza de calentamiento global es grave o no.

Desde 1,945, los países del mundo principalmente los desarrollados han gastado más de 12 mil millones de dólares para protegernos de la posibilidad de una guerra nuclear. El calentamiento de nuestro planeta es una amenaza mucho más probable e igualmente grave para la seguridad económica e individual; aún así, hemos dedicado sólo un rato para tratar esta amenaza potencialmente devastadora. El tiempo para actuar se agota rápidamente.

3.4 Efectos posibles sobre la producción agrícola, los ecosistemas y la biodiversidad. A primera vista, un clima promedio más cálido podría parecer deseable. Podría conducir a cuentas más bajas por gastos de calefacción y estaciones de crecimiento vegetal más cortas en las latitudes medias y altas.

El rendimiento de las cosechas podría aumentar 60% a 80% en algunas zonas debido a que más dióxido de carbono en la atmósfera puede incrementar la tasa de fotosíntesis vegetal. El mayor calentamiento de la troposfera podría causar enfriamiento de la estratosfera, de modo que se harían más lentas las reacciones que destruyen el ozono.

Sin embargo, otros factores podrían compensar estos efectos. El uso de aire acondicionado aumentaría y contribuiría con más calor a la troposfera. Eso intensificaría y esparciría las islas urbanas de calor, haciendo que la gente haga un uso mayor de aire acondicionado. Utilizar combustibles fósiles para producir más electricidad para el funcionamiento de los acondicionadores de aire, añadiría más CO2 y clorofluorocarburos (empleados como refrigerantes o enfriantes en los acondicionadores de aire) a la atmósfera, acelerando el calentamiento planetario y el agotamiento del ozono. Las ganancias potenciales en los rendimientos agrícolas a partir de los más altos niveles de CO2, podrían ser cancelados por el daño más intenso por plagas de insectos, que se reproducirían más rápidamente a temperaturas más altas. Estas temperaturas también aumentarían el ritmo de la respiración aeróbica de las plantas, y reducirían la disponibilidad de agua. Evidencia reciente indica que muchas plantas han respondido a los aumentos en CO2 anteriores, desarrollando menos poros que emplean para absorber el CO2 y, por tanto reducir su tasa de fotosíntesis. Los aumentos potenciales en el rendimiento agrícola también podrían ser cancelados por menores rendimientos resultantes de irradiación ultravioleta producida por el agotamiento del ozono en la estratosfera.

Los cambios climáticos regionales modifican la tolerancia ecológica de cientos de especies de kilómetros en dirección horizontal, y cientos de metros de dirección vertical, con consecuencias que no son pronosticadas para los sistemas naturales y los cultivos. La evidencia anterior y los modelos en computadora, indican que los cinturones climáticos se desviarán hacia el norte 161 Km., (100 millas) por cada 1 ºC (1.8 ºF) que se elevara la temperatura atmosférica mundial. En otras palabras, el clima en el cinturón de trigo que alimenta a gran parte del mundo, se desplazaría hacia el norte.

Los modelos climáticos actuales e incluso los mejorados, no son capaces de proyectar con seguridad donde podrían ocurrir dichos cambios, pero el asunto es que habría modificaciones notables e impredecibles, en donde se podría cultivar alimento. La

razón anterior por la que es posible cultivar mucho alimento hoy, es que los climas regional y global no ha cambiado mucho durante los 200 años anteriores.

El cambio en la localización de gran parte de nuestra producción agrícola en sólo unas cuantas décadas, crearía grandes alteraciones en los suministros de alimento y podría originar hasta 1 millar de millones de refugiados por cambios ambientales y la inanición masiva en algunas áreas.

Para evolucionar la producción agrícola, también requeriría de enormes inversiones empresas y sistemas de irrigación y en la distribución de abasto de agua, fertilizantes para las plantas y otras partes de nuestros sistemas agrícolas, de nueva creación.

Sin embargo como los efectos de un cambio rápido en el clima serían ampliamente impredecibles, todo lo que podría hacerse, sería para encontrar que las áreas de cultivo agrícola se modificaran otra vez, si el calentamiento planetario se acelera o empieza a declinar nuevamente.

Cuando millones de personas sean forzadas a emigrar y después se desplacen otra vez cuando los alimentos y otros recursos sean llevados hasta su existencia límite, los conflictos surgirán críticamente en lo que puede.

Los modelos actuales indican que la producción de alimentos podría abatirse en muchas de las principales regiones agrícolas del mundo, incluyendo el cinturón de granos del medio oeste en los Estados Unidos, las provincias de pradera en Canadá, Ucrania y el norte de China, debido a la humedad reducida en el suelo durante la estación de crecimiento en el verano.

Los modelos en computadora indican que para el 2,030, de 10% a 30% de las tierras de cultivo irrigadas en el oeste de Estados Unidos, quedarían fuera de la producción debido a los cambios climáticos que se prevean por proyección. Partes de África e India y las tierras del norte en la ex - Unión Soviética y Canadá, pueden adquirir climas que podrían aumentar la producción agrícola. Sin embargo, los suelos en algunas de estas áreas potencialmente nuevas en cultivo de alimentos, como Canadá y Siberia, son pobres y tomaría siglos alcanzar la productividad de la tierra agrícola actual. Mientras tanto, los precios de la comida subirían rápidamente.

En algunas áreas, los lagos, ríos y acuíferos que han nutrido por siglos los ecosistemas, campos de cultivo y ciudades, podrían reducirse o desecarse juntos, forzando a comunidades y poblaciones enteras a emigrar a áreas con suministros adecuados de agua. La corriente del Golfo de México, podría dejar de fluir hacia el noreste hasta Europa, conduciendo ello a un clima mucho más frío en esa parte del mundo.

El calentamiento mundial también podría acelerar la descomposición de la materia orgánica en el suelo. Eso podría conducir una liberación rápida de cantidades vastas de dióxido de carbono desde los suelos secos y metano, desde las tierras ceganosas y los arrozales. Cantidades enormes de metanos retenidas en hidratos en los suelos de la tundra ártica y cienos del fondo del Océano Ártico, también podrían ser liberadas si se funde el rastrojo que cubre el suelo de la tundra, y el océano se calienta. Debido a que el

metano es un potente gas de invernadero, esto podría amplificar enormemente el calentamiento planetario.

La dispersión de los climas tropicales del Ecuador traería paludismo, encefalitis y otras enfermedades transmitidas por insectos a las zonas anteriormente templadas. Las enfermedades tropicales de la piel, también se diseminarían a muchas áreas que ahora tienen clima templado.

En un mundo más caliente, la frecuencia e intensidad de los extremos tempéricos altamente nocivos, como prolongadas ondas cálidas y sequías, aumentarían en muchas partes del mundo. Cuando se calienten las capas superiores del agua marina, la severidad de los huracanes y tifones aumentaría en algunas partes del mundo.

Por ejemplo, los modelos en computadoras proyectan que huracanes gigantes, con 50% más potencial destructivo de los que hoy, azotarían más al norte, a mayor distancia, y durante más meses del año. Ciudades como Miami, Gálvez ton, Atlántic City, Charlestón y Myrtle Beach, podrían ser devastadas por el impacto de dichos súper huracanes. Incluso un calentamiento muy ligero de las aguas superficiales, podría aumentar la intensidad de los huracanes en las cuencas parcialmente cerradas del océano, como el Golfo de México y la Bahía de Bengala.

Los cambios en el clima regional originados por el calentamiento global serían una gran amenaza para los bosques, especialmente los de clima templado y los bosques septentrionales de coníferas en las regiones con un clima subártico. Probablemente, serían menos afectados los bosques tropicales lluviosos, si no hemos talado la mayoría de ellos.

Sin embargo, las especies de árboles de dichos bosques sólo se pueden mover a través del crecimiento lento de árboles nuevos a lo largo de sus bordes típicamente en cerca de 0.9 Km. en cinturones climáticos se mueven más rápido que esta migración muy lenta, o si la migración es bloqueada por ciudades, campos de cultivo, carreteras y otras barreras humanas, entonces los bosques se marchitarán y morirán.

Estas mortandades podrían amplificar el efecto de invernadero, cuando los árboles en descomposición liberen dióxido de carbono al aire. Entonces la descomposición bacteriana incrementaría la materia orgánica, y el suelo más cálido liberaría aún más CO2. Las mortandades de bosques en gran escala, también causarían la extinción masiva de especies vegetales y animales, que no podría migrar a nuevas áreas. Los peces morirían conforme las temperaturas subieran en ríos y lagos, y a medida que los niveles bajos de agua concentraran los plaguicidas.

Cualquier cambio en el clima regional causado por un efecto de invernadero aumentado, plantearía amenazas severas a muchos de los parques, reservas de vida silvestre, zonas de vida silvestre y aguajales del mundo y aceleraría la ya grave y creciente pérdida de la biodiversidad de la Tierra. El biólogo Thomas Lovejoy del Smithsonian Institute, advierte: “No habrá ganadores en este juego de las sillas ecológicas, porque será fundamentalmente destructor y desestabilizante, y podemos prever la aparición de hordas de refugiados ambientales”.

3.5 Efectos posibles sobre el nivel del mar

El agua se expande ligeramente cuando es calentada. Esto explica por qué los niveles del mar en el mundo se elevarían si los mares se calientan, como se calienta el líquido de un termómetro. Ocurrirán elevaciones adicionales si el calentamiento es más alto que el promedio en los polos, causa una fusión parcial o completa de las capas de hielo y los glaciares. Las capas de hielo en Groenlandia y Antártida, actúan como espejos enormes para enfriar la Tierra, reflejando la luz del sol hacia el espacio. Algunos científicos temen que incluso una elevación pequeña de temperatura contraería estos glaciares, permitiendo que más luz solar llegase a la Tierra. El calentamiento global amplificaría y causaría una elevación mayor en los niveles del mar, que la producida por la dilatación térmica del agua.

Si la mayor parte de las capas de hielo de Groenlandia y la Antártida occidental se derritieran o fundieran, como ocurrió durante un período cálido hacia 150,000 años, los niveles del mar se elevarían gradualmente hasta 6 m (20 pies) durante varios cientos de años.

Otros científicos argumentan que el mayor calentamiento permitiría a la atmósfera contener más vapor de agua y aumentar la cantidad de nevadas en algunos glaciares, particularmente en la capa glacial de la Antártida. Si la nieve se acumula más rápido de lo que se pierde el hielo, la capa de hielo de la Antártida crecería, reflejaría más luz del sol y ayudaría a enfriar la atmósfera.

Los modelos actuales indican que un aumento en la temperatura atmosférica media de 3 ºC (5 ºF), elevaría el promedio del nivel del mar global en 0.2m a 1.5 m (1 a 5 pies) durante los próximos 50 a 100 años. Si la capa de hielo de la Antártida aumenta en tamaño debido a que la acumulación de la nieve excede a la pérdida de hielo, la menor estimación de 0.4m es la más probable para el año 2,050. Aproximadamente la mitad de la población del mundo vive en regiones costeras que quedarían amenazadas o inundadas por mares en ascenso.

Incluso una elevación modesta en el nivel medio del mar inundaría las tierras cenagosas costeras, ciudades y campos de cultivo de baja altitud. Una elevación de un tercio de metro, empujaría hacia el interior de tierra las líneas litorales unos 30 m (98 pies) en comparación con los 136 m (445 pies) para una elevación de 1.5 m (5 pies) de elevación en el nivel medio del mar.

Sólo unas cuántas de las áreas más concurridas, desarrolladas intensivamente a lo largo de las costas de los Estados Unidos tienen playas con ancho mayor que 30 m. a la marea alta. Tal efecto afectaría gravemente a Carolina del Norte y Carolina del Sur, donde el declive de la línea litoral es tan gradual que una elevación de 0.3 m (1 pie) en el nivel del mar, haría retroceder la línea litoral varios kilómetros.

Un modesto ascenso de 1 m (3 pies), inundaría las áreas bajas de ciudades importantes de Shanghai, el Cairo, Bangkok y Venecia, y grandes extensiones de tierras agrícolas bajas y deltas en Egipto, Bangla Desh, India y China, donde se cultiva gran parte del arroz del mundo. Con un ascenso de 1.5 m (5 pies), muchas islas bajas pequeñas, como las de Marshall en el Pacífico, las Maldivas (un conjunto de unas 1,200 islas frente a la costa occidental de la India, que alberga a 200,000 personas), y algunos países del Caribe dejarían de existir, creando una multitud de refugiados por daños ambientales.

Grandes áreas de aguajales que nutren las pesquerías del mundo, también serían destruidas. La EPA estima por proyección que un ascenso en el nivel del mar de 1m (3 pies), daría como resultado 25% a 65% menos ciénagas costeras en Estados Unidos. Esto inundaría todo el Parque Nacional Everglades, en Florida, convirtiéndolo en el primer parque nacional desaparecido. Incluso una elevación de 0.5 m (1.6 pies), daría como resultado la pérdida de un tercio de las tierras cenagosas costeras de Estados Unidos. La salinidad de corrientes fluviales, bahías y acuíferos costeros, aumentaría. Los tanques de almacenamiento de sustancias químicas peligrosas a lo largo de las costas del Golfo y el Atlántico serían inundados. Lugares bajos como los Cabos de Florida y las playas actuales de Malibú, California, quedarían cubiertas con agua.

Las ciudades que están en áreas bajas, como Nueva Orleáns, Nueva York, Atlantic City, Boston, Washington, Gálvez ton, Charlestón, Savanaah y Miami (ciudad ésta que se encuentra al nivel del mar o algo por encima de él en tierras de pantano tomadas de las Everglades). Estarían amenazadas por inundaciones a menos que se gastaran millones de dólares para construir y mantener sistemas extensivos de diques y malecones. Incluso éstos no salvarían a Miami, debido a que se asienta sobre un lecho poroso de tierra caliza.

Ello significa que el océano se infiltraría bajo la ciudad, contaminando todas las reservas de agua dulce y haría inhabitable toda el área.

3.6 Manejo del Calentamiento Planetario. a. Disminución del calentamiento global.

Tenemos dos opciones para tratar el calentamiento global, que muchos científicos creen que hemos puesto en movimiento: preveer o ajustar sus efectos. Muchos expertos creen que debemos hacer ambas cosas sin pérdida de tiempo.

Los remedios para esta crisis planetaria que hemos causado son controvertidos, difíciles y dolorosas. Si los modelos son correctos, estamos en el caso de un alcohólico de largo tiempo, cuyo médico le dice que si no deja de beber ahora, morirá. Mostafa Tolba, director ejecutivo del Programa Económico de las Naciones Unidas, advierte que “nadie debe tener ilusiones acerca de la dificultad de contener el cambio de clima. Requerirá una nueva ética mundial basada en el crecimiento económico que no amenace a la naturaleza”.

Nosotros y muchas otras especies podemos aprender a vivir en condiciones climáticas diferentes, si se dispone del tiempo necesario para efectuar los cambios. Esto explica por qué disminuir cualquier cambio climático significativo, calentamiento y enfriamiento, causado por nuestras actividades, debe llegar a ser la máxima prioridad de nuestra especie en todo el mundo. De otra manera, la seguridad ambiental y la económica, podrían estar amenazadas donde quiera en el transcurso de una sola generación.

b. Medidas de Prevención * Prohibición de toda producción y uso de los clorofluorocarburos y alones. Esta es la más fácil que podemos hacer, pues es posible privarnos de estas sustancias químicas o emplear sustitutos para el uso esencial.

También es la mejor prueba el comportamiento mundial de proteger la atmósfera contra el calentamiento planetario global y el agotamiento del ozono.

* Reducir el uso actual de combustible fósil en 20% para el año 2,000, en 50% para el 2,010 y en 70% para el 2,030. Los mayores usuarios de combustibles fósiles, como Estados Unidos y la ex - Unión Soviética, deben disminuir su uso en un 35% para el año 2,000. * Mejoramiento en gran escala de la eficiencia de energía. Este es el método más rápido, barato y efectivo para reducir las emisiones de CO2 y otros contaminantes del aire durante las dos o tres décadas siguientes. Cambio, a través de los próximos 30 años, a recursos energéticos perennes y renovables que no emitan CO2. El uso de tales recursos puede disminuir las emisiones de CO2 previstas para EUA, en 8% a 15% para el año 2,000 y, virtualmente, eliminarlas para 2,010. * Transferencia a los países en vías de desarrollo de tecnologías para la eficiencia en energía renovable, prevención de la contaminación y reducción de desperdicios, de modo que puedan saltar de inmediato a una nueva era de la Tierra sustentable, en vez de seguir el camino actual de los países desarrollados donde ha privado el desperdicio de materia y energía y degradación de la Tierra. * Aumento del uso de la energía nuclear para producir electricidad, si es posible desarrollar una nueva generación de reactores mucho más seguros, y puede resolverse el problema de cómo almacenar con seguridad, por miles de años, el material nuclear de desperdicio. Sin embargo, mejorar la eficiencia en energía es mucho más rápido y seguro, y reduce las emisiones de CO2 en 2.5 a 10 veces más que la energía nuclear, por dólar invertido. * Establecimiento de impuestos altos (por unidad de carbono) sobre el consumo de gasolina y por emisiones nocivas creadas por el uso de combustibles fósiles (especialmente carbón), a fin de reducir las emisiones de CO2, y otros contaminantes del aire. Este ingreso por impuestos se debe usar para mejorar la eficiencia en energía en las casas y viviendas (alumbrado y calefacción) de gente pobre en los países desarrollados y los países en vías de desarrollo, y proporcionarles energía suficiente para compensar los precios altos de los combustibles, y subsidiar la transición a los recursos energéticos perennes y renovables. Al mismo tiempo, los grandes subsidios actuales para los combustibles fósiles y la energía nuclear, deben ser retirados en un lapso de 10 años. Finlandia, Suecia y Holanda han instituido dichos impuestos por unidad de carbono. A 100 dólares por tonelada de carbono, el impuesto sobre los combustibles fósiles en Estados Unidos, en 10 años generaría casi 130 mil millones al año, igual a casi un tercio del ingreso individual federal por impuestos en 1,998. Esto mejoraría la eficiencia en energía en todo ese país en 23% y disminuiría 37% las emisiones proyectadas de carbono. * Reducción del uso del carbón, que emite 60% más de dióxido de carbono por unidad de energía producida, que cualquier otro combustible fósil. El uso de las existencias estimadas de carbón mineral del mundo, produciría un aumento de por lo menos seis a ocho veces en el CO2 atmosférico. Por fortalecer su programa de industrialización, China pretende casi duplicar el uso de carbón en la siguiente década, e India pretende triplicar su uso. Los países desarrollados deben tratar de evitar esto,

ayudando a éstos y otros países pobres a mejorar enormemente su eficiencia en energía y cambiar del carbón a fuentes de energía renovables y perennes. * Cambiar de carbón a gas natural para producir electricidad y calor de alta temperatura en países como Estados Unidos y la ex - Unión Soviética, que tienen grandes abastos de gas natural el cual sólo emite, cuando mucho, la mitad de CO2 por unidad de energía que el carbón. Cambiar al gas natural, reduce drásticamente las emisiones de otros contaminantes Debido a que la combustión del gas natural todavía emite CO2, éste es sólo un método a corto plazo que ayuda a tener tiempo, para cambiar a una etapa de eficiencia en energía y de energía renovable.

* También, un estudio reciente indica que el metano que escapa de los sistemas de distribución del gas natural, tiene un efecto de invernadero tan poderoso que podría anular los beneficios de cambiar del carbón al gas natural. * Captura del gas metano emitido por los rellenos sanitarios y utilización del mismo como combustible. La combustión de este gas produce dióxido de carbono, pero cada molécula de metano que llega a la atmósfera causa cerca de 25 veces más calentamiento global que cada molécula de CO2. * Reducir drásticamente la producción de reses o ganado vacuno para reducir el ingreso de combustible fósil en la agricultura, el dióxido de carbono liberado por la deforestación para obtener tierras de apacentamiento y el metano producido por los mismos animales. La carne de res necesaria para sólo 20 hamburguesas, libera en su obtención más dióxido de carbono que el que pueden absorber 0.4 hectáreas de árboles en un año. * Detención de la deforestación no sustentable en todas partes para el año 2,000. * Cambio de la agricultura no sustentable a la sustentable. En todo el mundo, la agricultura es responsable de un 15% de los gases de invernadero que emitimos a la atmósfera. Si los países en vías de desarrollo aumentan su uso de la agricultura industrializada no sustentable, tal porcentaje podría elevarse. * Desaceleración del crecimiento de la población. Si disminuimos a la mitad las emisiones de gases de invernadero y la población sobrepasa la duplicación, se retrocederá a donde se empezó. * El desmantelamiento de la trampa mundial de la pobreza para reducir muertes innecesarias, el sufrimiento humano y la degradación ambiental, y ayudar a los países pobres a que se ayuden a sí mismo, y no sigan el cambio industrial de despilfarro de los países ricos de hoy.

c. Perspectivas

El experto en energía, Amory Lovins expresa que los argumentos sobre si el calentamiento planetario esta ocurriendo, ocurrirá, puede no ocurrir o ser no tan severo como se ha proyectado, y sobre los cuales sus impactos, serán ampliamente irrelevantes y nos desviarán de hacer lo que debe hacerse de cualquier manera. La razón es que los remedios ya enunciados antes para disminuir el calentamiento global, son cosas que necesitamos hacer ahora, incluso si no hubiera ninguna amenaza de calentamiento planetario o cualquier otro tipo de cambio climático.

Lovins también argumenta que lograr que los países firmen tratados y estén de acuerdo en reducir su uso de combustibles fósiles en el transcurso del tiempo, para reducir efectos ambientales graves es difícil, sino casi imposible y muy costoso. La evidencia de esto apareció en noviembre de 1989, cuando representantes de 70 naciones no pudieron estar de acuerdo en “congelar” sus emisiones de gases de invernadero a los niveles de 1998, desde aquel año hasta el año 2005, debido principalmente a la oposición de Estados Unidos, la entonces Unión Soviética, Japón y China, que juntos generan el 58% de la emisión mundial de tales gases.

En 1,990, en la Segunda Conferencia Mundial sobre el Clima, 22 países incluyendo 12 de Europa Occidental, Suecia, Noruega, Finlandia, Suiza, Australia y Japón, estuvieron de acuerdo en mantener fijas sus emisiones de CO2 en los niveles de 1990, hasta el año 2000. Aun este pequeño paso en la dirección correcta tuvo la oposición de Estados Unidos.

En vez de proporcionar el muy necesario liderazgo ambiental mundial, que prometió durante su campaña electoral el presidente George Bush requirió principalmente más investigación en vez de acción, para retrasar el calentamiento global.

Claudine Schneider, miembro de la Cámara de Representantes de EUA, dice a esto “esperemos hasta que el barco encalle y resolvamos entonces lo que hay que hacer, enfoque prevaleciente en la política pública que se hace hoy".

Australia, Canadá y la mayoría de los países de la Europa Occidental, han anunciado planes para reducir sus emisiones de CO2 desde 20% (Canadá), hasta 57% (Portugal), entre 1998 y 2005. La política propuesta por la administración de Bush, conduciría por lo menos a un 20% de aumento durante este mismo período. El Presidente Bush expresó que los costos de la reducción en los gases de invernadero eran demasiado altos.

Los ambientalistas y varios economistas señalan, sin embargo, que los costos proyectados no incluyen los grandes ahorros derivados de la eficiencia en energía y la reducción de la contaminación del aire, y subestiman ampliamente o dejan fuera los costos de la biodiversidad reducida, los rendimientos agrícolas y los costos de cambiar y reequipar gran parte de los programas de agricultura, selvicultura y para la vida silvestre del país.

De acuerdo con Lovins y el experto en clima Stephen H. Scheneider, las buenas noticias, entre todo la lobreguez y el concepto de juicio final a cerca de calentamiento planetario, son que el mejoramiento de la eficiencia en energía es la manera más rápida, barata y segura para cortar drásticamente las emisiones de bióxido de carbono y la mayoría de otros contaminantes del aire, dentro de dos décadas, aplicando la tecnología existente.

Este enfoque también debe ser inmensamente provechoso, y ahorraría al mundo tanto como un billón (un millón de millones) de dólares al año, tanto como el presupuesto militar mundial anual. De acuerdo con un informe de 1991 de la Academia Nacional de Ciencias, las mejoras en la eficiencia en energía podrían disminuir las emisiones de gases de invernadero en EUA, hasta en un 40% de los niveles de 1,996 con un bajo o ningún costo.

Más aún, la reducción de uso de los combustibles fósiles por el mejoramiento de la eficiencia en energía, reduce todas las formas de la contaminación, ayuda proteger la biodiversidad y evita conflictos y discusiones entre los gobiernos acerca de cómo deberían dividirse las reducciones en emisión de CO2, y su ejecución. Este planteamiento hará que los abastos de combustibles fósiles del mundo duren más, reducirá las tensiones internacionales por quien obtiene las reservas menguantes de petróleo del mundo y da más tiempo para desarrollar alternativas para los combustibles fósiles.

Los países industrializados tendrán que establecer un ejemplo mejor, comprometiéndose a un programa de choque para mejorar la eficiencia en energía. También tendrán que conducir al cambio de combustibles fósiles no renovables y energía nuclear, a fuentes de energía perennes y renovables.

Las tecnologías existentes y las nuevas para mejorar la eficiencia en energía y la utilización de energéticos perennes y renovables, también deber ser transferida a los países en vías de desarrollo, que en promedio son casi tres veces menos eficientes en energía que el promedio en los países desarrollados.

De acuerdo con Lovins, en principio esto podría permitir a los países en vías de desarrollo expandir sus economías cerca de diez veces, sin aumento en el uso de energía, y evitaría la etapa “más sucia” del proceso de industrialización. En vez de hacer esto Estados Unidos y otros países industrializados están exportando ahora sus tecnologías menos eficientes, las demasiado anticuadas y costosas para ser vendidas”en casa”, a los países en vías de desarrollo.

Mejorar grandemente la eficiencia en energía ahora es una oferta que ahorra dinero, salva la vida y conserva la Tierra, que no debemos hacer a un lado. Sin embargo, hasta ahora, ningún gobierno ha hecho de este plan algo más que una señal o parte de su estrategia para hacer más lento el calentamiento por efecto de invernadero, reducir la dependencia sobre el petróleo, y abatir la contaminación del aire y el agua.

d. Medidas de corrección o eliminación * Desarrollo de métodos mejores para eliminar el dióxido de carbono de las emisiones en las chimeneas de las centrales térmicas con combustión de carbón, así como de plantas industriales, y de los vehículos de motor. Si se aplicaran los métodos disponibles actualmente eliminarían sólo un 30% del CO2, y por lo menos se duplicaría el costo de la electricidad. Eventualmente, este método sería sobrepasado por el mayor uso de los combustibles fósiles. También, el CO2 recuperado podría ser mantenido fuera de la atmósfera, presuntamente colocándolo en la profundidad de los mares, en pozos de petróleo y gas agotados y formando cavernas de sal, o haciéndolo reaccionar con otras sustancias para convertirlo en un sólido como la piedra caliza. La efectividad y costo de estos métodos son desconocidos.

* Siembra de árboles. Cada uno de nosotros debe plantar y cuidar por lo menos un árbol cada seis meses. Esta es una forma importante de cuidar la Tierra, restaurando especialmente los terrenos de cultivo deforestados y degradados, y las praderas. Sin embargo, debemos reconocer que la plantación de árboles es sólo medida provisional para abatir las emisiones de CO2. Para absorber el dióxido de carbono que ahora está arrojando a la atmósfera cada año, se debe plantar y cuidar un promedio de 1,000 árboles

por persona cada año, y 4500 dólares anualmente por cada ciudadano estadounidense, 18,000 árboles al año por una familia de cuatro personas. * Reciclado del CO2 liberado en los procesos industriales. * Eliminación del CO2 por fotosíntesis usando tanque y estanques de algas marinas o fertilizando los océanos con hierro, a fin de estimular el crecimiento de las algas marinas. 3.7 Ajuste del calentamiento planetario

Aun si se realiza todo lo anterior, es muy probable que todavía se experimente el calentamiento global, aunque a una tasa más manejable. Si se deja de arrojar gases de invernadero a la atmósfera ahora, los modelos actuales indican que lo que ya se ha enviado podría calentar la tierra en 0.5ºC a 1.8ºC (0.9ºF a 3.2ºF). Puesto que existe una buena posibilidad de que muchas de las cosas que debemos hacer no se efectúen o se hagan demasiado lentamente, algunos analistas señalan que también debe empezarse a prepararnos para los efectos del calentamiento planetario a lo largo plazo. Sus sugerencias incluyen:

* Aumentar la investigación en la producción de vegetales o plantas alimenticias que necesitan menos de agua, y en plantas que pueden prosperar en agua demasiado salada para los cultivos ordinarios. * Construir diques para proteger las áreas costeras contra las inundaciones, como lo han hecho los holandeses durante cientos de años. * Mover los tanques de almacenamiento de materiales peligroso, alejándolos de las áreas costeras. * Prohibir construcciones nuevas sobre las áreas costeras bajas. * Almacenar grandes abastos de alimentos clave en todo el mundo, como una seguridad contra las alteraciones en la producción de alimentos. * Expandir las existentes áreas silvestres, parques y refugios de la vida silvestre hacia el norte, en el hemisferio septentrional, y hacia el sur en el hemisferio meridional, y crear nuevas reservas de la vida silvestre en esas regiones. * Desarrollar planes para los parques y reservas existentes que tomen en cuenta posibles cambios climáticos. * Unir las reservas de vida silvestre existentes con las nuevas, por corredores que permitirían a las especies móviles cambiar su distribución geográfica y transplantar a áreas nuevas especies en peligro. * Desperdiciar menos agua.

Hemos sabido a cerca de la posibilidad de un mayor efecto de invernadero y sus posibles consecuencias durante décadas. También sabemos qué se necesita hacer a los niveles internacional, nacional, local y personal o individual.

La investigación debe ser ampliada para ayudar a esclarecer las inseguridades que continúan existiendo, pero para la mayoría de los ambientalistas y muchos climatólogos, eso no es excusa para no hacer nada o hacer muy poco ahora.

3.8 AGOTAMIENTO DEL OZONO EN LA ESTRATOSFERA. a. La Vital Capa de Ozono

Hace unos dos mil millones de años, los microorganismos que viven en el agua evolucionaron con la aptitud de efectuar la fotosíntesis. Gradualmente, a través de millones de años, esos organismos empezaron a agregar oxígeno a la atmósfera. Conforme parte de ese elemento ascendía, reaccionó con la radiación ultravioleta y se convirtió en ozono en la estratosfera. Antes de que empezara su revolución del oxígeno, la vida sobre la Tierra podría existir sólo bajo del agua, donde estaba protegida contra los intensos rayos ultravioleta del Sol. Hoy, nosotros, las plantas, los animales sobrevivimos y otros porque esta delgada gasa de ozono en la estratosfera evita que gran parte de la nociva radiación ultravioleta (específicamente la ultravioleta- B, o UV-B) producida por el Sol, llegue a la superficie de la Tierra.

b. Uso de los Clorofluorocarburos y los Halones En 1,974, los químicos Sherwood Roland y Mario Molina emitieron la teoría de que

los clorofluoocarburos (chlorofluorocarbons, CFC) elaborados por los humanos, conocidos también como “freones”, por la marca comercial de la Du Pont, estaban bajando la concentración promedio de ozono en la estratosfera y creando una bomba de tiempo planetaria. Nadie sospechó dicha posibilidad cuando los CFC fueron desarrollados en 1930.

Los dos CFC usados más ampliamente son el CFC-11 (triclorofluorometano) y el CFC-12 (diclorofluorometano). Cuando fueron desarrolladas estas sustancias químicas estables, incoloras, no inflamables, no tóxicas y no corrosivas, fueron un sueño para los químicos. Pronto fueron utilizadas ampliamente como muchos enfríantes en acondicionadores de aire y refrigeradores, y como impelentes en los envases rociadores (sprays) de aerosoles.

Ahora también se usan para limpiar partes electrónicas, como los microcircuitos o chips de las computadoras, como esterilizantes en hospitales, como fumigantes para graneros y cargamentos, y para crear las burbujas en la espuma del plástico (a menudo denominado por su nombre comercial de la firma Du Pont, Styrofoam), usado para aislamiento y empaque.

Los compuestos que contienen bromo, llamados alones, también son ampliamente usados, principalmente en los extintores o extinguidotes de incendios.

Otras sustancias químicas usadas ampliamente que destruyen el ozono son el tetracloruro de carbono (empleado principalmente como solvente) y el metil-cloroformo, o 1,1,1- tricloroetano (utilizando como un solvente para limpiar metales y en más de 160

productos para el consumidor, como líquido corrector en rociadores para limpiar en seco, en adhesivos de rociado y en otros aerosoles).

Los países industriales contribuyen con el 84% de la producción de los CFC, siendo Estados Unidos el primer productor y seguido por los países europeos occidentales y Japón. En todo el mundo, los aerosoles corresponden al 25% del uso mundial de CFC. Sin embargo, desde 1,978, la mayoría de los usos de los CFC en los rociadores de aerosoles o sprays, han sido prohibidas en Estados Unidos, Canadá y la mayoría de los países escandinavos, debido principalmente a boicoteo por los consumidores. En Estados Unidos, los CFC todavía se usan legalmente como impelentes de aerosoles en medicamentos para el asma y otros, y en rociadores de limpieza para videograbadoras (VCR) y máquinas de coser y en productos como confeti envasado.

El 25% del consumo mundial de los CFC corresponde a Estados Unidos, y el uso percápita de CFC en ese mismo país es 6 veces mayor que el uso mundial percápita.

¿Que se Puede Hacer para Reducir el Calentamiento del Mundo? Mientras esperamos que los gobiernos del mundo adopten estrategias para disminuir el calentamiento global, podemos tomar los asuntos en nuestras propias manos.

* Detecte las emisiones de CO2 generadas por usted y redúzcalas. El promedio percápita de la emisión de CO2 en Estados Unidos es de 16.7 toneladas (18.4 toneladas inglesas) al año, seis veces más que el ciudadano promedio de un país en desarrollo. La utilización de un kilowat-hora de electricidad generada en una planta térmica que quema carbón, emite 0.9 Kg., (2 Lb.) de CO2, y la combustión de 3.8 litros (1 galón) de gasolina, emite 9.8 Kg., (21.5 Lb.) de CO2. Un automóvil que rinde 12 Km., por litro (28 mi por galón), conducido por 16 000Km., (10,000 mi) libera 3.8 toneladas (4.2 toneladas inglesas) de dióxido de carbono a la atmósfera. * Reduzca su uso y desperdicio innecesario de energía (véase la Acción Personal en el reverso de la contrapusiera). Puesto que el uso y desperdicio de los combustibles fósiles en la primera causa del calentamiento global previsto y de la mayoría de las otras formas de contaminación y degradación ambiental, esto es lo más importante que usted puede hacer. Conducir un automóvil que rinde por lo menos 15 Km., por litro (35 mi por galón), utilizar el automóvil compartido y el transporte masivo, y caminar o andar en bicicletas, son las mejores maneras en que usted puede reducir la emisión de CO2, y otros contaminantes del aire, y ahorrar dinero. * No usar electricidad para calefacción y para calentar agua, emplear lámparas fluorescentes, refrigerantes y otros aparatos que sean eficientes en energía. * Haga su casa eficiente en energía, y caliéntala, lo mismo que el agua, utilizando tanta energía solar como sea posible. Enfríela mediante árboles que den sombra y acceso a vientos disponibles. * Si no puede usar energía perenne y renovable para calentar su casa y el agua, use gas natural. Cuando es quemado, éste produce mucho menos dióxido de carbono y otros contaminantes del aire, que la combustión del petróleo o la utilización de la electricidad producida por la combustión de carbón en plantas térmicas.

* Siembre y cuide árboles para ayudar a enfriar el planeta y su casa. Pida a su patrón que patrocine un programa de plantación de árboles, adquiriendo plántulas que serán plantadas por los niños en una escuela local. * Use las siguientes prioridades para todos los casos: No usar, a menos que sea necesario; reutilizar, reciclar y desechar sólo como último recurso. * También, compone productos hechos de material reciclado. Es alentador el que tanta gente haya empezado a reciclar, pero ello es sólo un pequeño paso en la dirección correcta. Ahora, el énfasis debe cambiarse al uso y al abuso (de los elementos desechables y peligrosos). * Exija a los legisladores estatales y nacionales que patrocinen y promulguen disposiciones dirigidas a mejorar notablemente la eficiencia en energía, deteniendo la destrucción de bosques antiguos en los parques nacionales, y frenando las emisiones de gases de invernadero y otros contaminantes del aire. * No apoye métodos altamente impredecibles como cubrir los mares con pequeños pedazos de Styrofoam blancos, dizque como ayuda para reflejar más calor desde la superficie terrestre, arrojar hierro a los océanos para estimular el crecimiento de algas marinas y para remover el CO2 de la atmósfera (a un costo anual de mil millones de dólares), desplegar en el espacio un gigantesco estudio de cara al sol, o inyectar en la estratosfera material particulado que refleje la luz solar, enfriar a esa región haciendo estallar bombas nucleares cerca de la superficie de la Tierra, o mediante aviones o misiles. Algunas de estas soluciones tecnológicas de gran escala pueden ser posibles en lo futuro, pero tener efectos colaterales nocivos que no se pueden prever debido a nuestra deficiente comprensión de cómo funciona la Tierra. 3.9. Disminución de la capa de ozono.

El ozono es destruido y repuesto en la estratosfera por reacciones químicas atmosféricas, y se mantiene a un nivel bastante estable. Sin embargo, hay mucha evidencia de que estamos transformando este equilibrio y reduciendo los niveles de ozono en la estratosfera.

Las latas o envases de sprays, el equipo de aire acondicionado y refrigeración descartado o con fugas, y la producción y combustión de los productos de espuma de plástico, libera CFC a la atmósfera. Dependiendo del tipo, los CFC son tan poco reactivos que permanecen intactos en la atmósfera de 60 a 400 años. Esto les da mucho tiempo para elevarse lentamente a través de la troposfera, hasta que alcanzan la estratosfera. Allá por influencia de la radiación UV de alta energía del Sol, se degradan y liberan átomos de cloro que aceleran la descomposición del ozono (O3) en O2 y O.

A través del tiempo, un solo átomo de cloro puede convertir a O2 hasta 100,000 moléculas de O3. Una sola taza hecha de polietileno contiene mil millones de moléculas de CFC. Aunque este efecto fue dado a conocer en 1,974, se requirió de 15 años de interacción entre la ciencia y los políticos, antes de que los países actuaran empezar a eliminar lentamente los CFC.

Varios compuestos estables que contienen cloro, incluyendo solventes usados ampliamente como el metil-cloroformo (1,1,1-tricloroetano) y el tetracloruro de carbono,

también en la estratosfera y destruyen moléculas de ozono. Cuando se usan los extinguidores de incendios, sus compuestos no reactivos halónicos, que contienen bromo, entran al aire y eventualmente llegan a la estratosfera, donde son descompuestos por la radiación UV.

Cada uno de los átomos de bromo destruye cientos de veces más moléculas de ozono, que un solo átomo de cloro. Todos esos compuestos, especialmente los CFC, también son gases de invernadero que contribuyen al calentamiento planetario durante su viaje a través de la troposfera.

En la década de 1,980, los investigadores se sorprendieron de encontrar que hasta 50% del ozono de la alta estratosfera sobre la Antártida, es destruida durante la primavera antártica, desde septiembre hasta mediados de octubre, algo no predicho por los modelos en computadora de la estratosfera.

Durante estos dos meses de 1,987, 1,989 y 1,990, ese colosal agujero en la capa de ozono antártica cubrió un área mayor que la meso continental de Estados Unidos. La disminución de 1,990 fue la más grande registrada. Un nuevo análisis en 1,991, indica que tal pérdida estacional de ozono, ya grave, podría duplicar su tamaño en el 2,001.

Las mediciones indican que esa gran disminución anual del ozono sobre el Polo Sur, se produce cuando las partículas de agua en las nubes forman minúsculos cristales de hielo conforme entran en grandes corrientes de aire, llamadas vórtices polares, que circulan en los polos durante el verano en el Antártico y el Ártico. La superficie de estos cristales de hielo absorbe los CFC y otras sustancias químicas que disminuyen el ozono. Esto aumenta notablemente la tasa a la cual dichas sustancias químicas destruyen el ozono, y conducen a la drástica caída estacional del ozono sobre el Antártico.

Después de unos dos meses, el vértice se rompe y grandes masas de aire disminuidas en ozono, fluyen hacia el norte y se extienden sobre partes de Australia, Nueva Zelandia y los extremos meridionales de Sudamérica durante unas pocas semanas. En este período, los niveles de radiación ultravioleta en tales áreas pueden aumentar hasta en 20%. En Australia, que tiene la tasa más alta en cáncer de la piel, las estaciones de televisión informan diariamente los niveles de radiación ultravioleta y hacen advertencias para que la gente permanezca en el interior durante esos tiempos de alta irradiación.

Desde 1,988, los científicos han descubierto que un agujero de ozono semejante, pero de menor extensión se forma sobre el Ártico durante los dos meses de la primavera ártica, con una pérdida anual de ozono de 15% a 25%. Cuando este agujero se rompe, masas de aire disminuido en ozono fluyen hacia el sur y cubren partes de Europa y Norteamérica. Esto puede producir pérdidas de ozono de 5% en el invierno sobre gran parte del hemisferio norte.

En 1,998, la Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio (NASA) de EUA, hizo público un estudio que muestra que el promedio de la disminución del ozono estratosférico durante todo el año, ha disminuido hasta en un 3% sobre regiones densamente pobladas de Norteamérica, Europa y Asia, desde 1,969. Al menos que las emisiones de sustancias químicas que rompen el ozono, culmine rápido, los niveles promedio de ozono en la estratosfera podrían caer de 10% a 25% para el año 2,050 o más pronto, con descensos mucho más altos en ciertas áreas.

En 1,990, dos científicos de la ex Unión Soviética dedicados a la tecnología de misiles, advirtieron que los motores de los transbordadores de EUA están contribuyendo a la disminución de la capa de ozono, añadiendo en cada lanzamiento 170 toneladas (187 toneladas inglesas) de moléculas de cloro, destructoras de ozono, a la atmósfera. Los motores de las astronaves hechas en la ex Unión Soviética usan una mezcla de combustible, que es 7,000 veces menos nociva que la utilizada en los motores de los transbordadores estadounidenses. Sin embargo, los aparatos de la ex Unión Soviética todavía destruyen 1,400 toneladas (1,500 toneladas inglesas) de ozono por lanzamiento.

3.10. Efectos de la disminución del ozono. A medida que la capa de ozono vaya disminuyendo en la estratosfera, más

irradiación ultravioleta, biológicamente nociva llegará a la superficie de la Tierra. Esta forma de radiación de UV daña las moléculas de DNA, y puede causar defectos genéticos en las superficies externas de plantas y animales, incluso en la piel humana. Cada 1% de pérdida del ozono, conduce a un incremento de 2% en la radiación que llega a la superficie terrestre y a un aumento de 5% a 7% en la incidencia de cáncer de la piel, que incluye un 1% de aumento en el melanoma maligno mortal.

La EPA, Agencia de Protección Ambiental, de Estados Unidos, estima que una disminución de 5% de ozono, causaría los siguientes efectos en ese país.

* Un número extra de 170 millones de casos de cáncer de la piel para el año 2,075. Esto incluye un promedio de 2 millones de casos adicionales de cáncer de piel en células básales y en células escamosas, al año, y 30,000 casos adicionales anualmente del melanoma, que es un cáncer de piel mortal, que ahora mata a casi 9,000 estadounidenses cada año.

* Un aumento drástico en los casos de cataratas (una nubosidad de ojo que causa visión borrosa y eventual ceguera), y quemaduras de sol severas en las personas, y cáncer ocular en el ganado.

* La supresión del sistema inmunológico humano, que reduciría nuestras defensas contra una variedad de enfermedades infecciosas, un efecto semejante al del virus del SIDA. * Costos de atención médica en Estados Unidos por un total de 3,500 millones de dólares. * Un aumento en quemaduras del ojo por smog fotoquímico, ozono altamente nocivo, y el depósito de ácido en la troposfera. De acuerdo con la EPA, cada disminución del 1% en el ozono estratosférico puede causar un aumento de 2% en el ozono cerca del terreno. * Disminución de los rendimientos en las cosechas de alimentos como maíz, arroz, soya y trigo. * Reducción en el crecimiento del fitoplancton oceánico que forma la base de las cadenas y redes alimentarías del océano, y que ayuda a remover el dióxido de carbono de la atmósfera. Especialmente vulnerables es el fitoplancton, sensible a las radiaciones UV, que es la base de la red alimentaría principal en el Antártico.

* Una pérdida de unos dos mil millones al año por la degradación de las pinturas, plásticos y otros materiales poliméricos. * Calentamiento planetario intensificado por un mayor efecto de invernadero. Es un escenario del peor de los casos, las personas no deben exponerse al sol. El ganado debería apacentar sólo por las tardes sin recibir así daño en los ojos. Los agricultores deberían medir en minutos su exposición a los rayos solares.

3.11. PROTECCION DE LA CAPA DE OZONO: Plan de Acción. Los modelos de los procesos atmosféricos indican que sólo mantener los CFC a

los niveles de 1,987, requeriría de una caída inmediata del 85% en las emisiones totales de CFC en todo el mundo. Los analistas creen que el primer paso hacia esta meta debe ser una prohibición mundial inmediata del uso de los CFC en los envases rociadores de aerosoles, y de la producción de artículos de espuma de plástico. Los sustitutos efectivos en costo ya están disponibles para esas aplicaciones. A los talleres de servicio automecánico se les debe exigir reciclar los CFC de los acondicionadores de aire y de los automóviles y, para 1992 debería haber estado prohibida la venta de los envases pequeños de CFC usados por los consumidores para recargar los acondicionadores de aire con fugas.

El siguiente paso sería eliminar, todos los otros usos de los CFC, halones, tetracloruro de carbono (una sustancia altamente tóxica, pero barata) y el metil-cloroformo. Los enfríantes sustitutos en la refrigeración y acondicionamiento del aire probablemente costarán más, pero comparados con el potencial económico y las consecuencias en la salud de la disminución del ozono, tales aumentos en costo serán menores.

Por ejemplo, los costos estimados del daño de liberar los CFC de un solo envase de aerosol pueden llegar a 12,000 dólares. Los costos del daño de los CFC liberados desde un solo acondicionador de aire durante su uso y reparación, son muchas veces esa cifra.

Aunque reciben poca publicidad en comparación con los CFC, los disolventes de amplio uso llamados tetracloruro de carbono y metil- cloroformo (1, 1,1- tricloroetano) se encuentran contribuyen más a los niveles de cloro que amenazan al ozono, que todos, menos dos, de los ocho CFC y halones ahora controlados parcialmente por un tratado internacional. Ahora hay sustitutos disponibles para evitar el uso de estas dos sustancias químicas.

La limpieza basada en el uso de agua puede servir para reemplazar la mayoría de los usos de los CFC, el metil-cloroformo y el tetracloruro de carbono como disolventes limpiadores. Un investigador ha encontrado que las cáscaras de naranja y de otros cítricos contienen aceites llamados terpenos, que pueden ser utilizados para limpiar los tableros de circuitos electrónicos.

Sin embargo, debe estar seguro de que los sustitutos no contribuyen al calentamiento atmosférico o causen efectos nocivos. Hoy en día hay tres tipos principales de sustitutos. Uno consiste en sustancias químicas, no de la familia de los clorofluorocarburos, que pueden ser usados como agentes limpiadores e impelentes. Los otros dos tipos, útiles principalmente como agentes enfriadores para refrigeradores y acondicionadores de aire, son los hidroclorofluorocarburos (HCFC) que contienen menos

átomos de cloro por molécula que los CFC comunes y los hidrofluorocarburos (HFC), que no contienen átomos de cloro o bromo.

Los HFC y los HCFC se descomponen más rápidamente que los CFC comunes y tienen menores tiempos de vida atmosférica, de 2 a 20 años, dependiendo del compuesto. Pero los HCFC contienen algunos átomos de cloro que destruyen el ozono, y tanto los HFC como los HCFC todavía son gases de invernadero. Sin embargo, su potencialidad de disminución de ozono es sólo 2% a 10% de los CFC, y contribuirían con 90% menos por kilogramo al calentamiento de invernadero que los CFC usados en la actualidad.

Un HCFC, llamado Dynel, está siendo puesto en el mercado por la empresa Du Pont, como un aerosol impelente en rociadores para el cabello, desodorantes, colonias y otros productos.

A veces este uso innecesario de un HCFC se ostenta incorrectamente como “ambientalmente amigable”. Los sustitutos HFC y HCFC pueden ayudar en la transición desde los CFC para usos esenciales como la refrigeración, pero eventualmente estas nuevas sustancias químicas también tendrán que ser prohibidas para detener la disminución del ozono.

3.12. Progreso esperanzador pero inadecuado. Algún progreso se ha logrado desde el descubrimiento del agujero en el antártico

de la capa de ozono. Ese acontecimiento y la presión pública obligaron a los líderes políticos de los países desarrollados a empezar a actuar después de una década de impedir por las grandes compañías y el “arrastre de pies” de los políticos, repetidos llamados para más investigación en vez de acción. Este mismo patrón se está aplicando del calentamiento planetario potencial, el mejoramiento de la eficiencia en energía y la reducción del nivel de la contaminación del aire.

En 1,987, se celebró una reunión de 28 naciones en Montreal, Canadá y elaboraron un tratado, conocido comúnmente como el Protocolo de Montreal, para reducir la producción de los ocho CFC más ampliamente utilizados y nocivos. A principios de 1,990, y a 49 países habían firmado es tratado histórico. Si se lleva al cabo, reducirá las emisiones totales de CFC en la atmósfera en un 35%, entre 1,989 y 2,000. De acuerdo con la EPA, esto evitaría unos 137 millones de casos de cáncer de la piel, 27 millones de muerte por dicho cáncer y 1.2 millones de casos de cataratas. La mayoría de los científicos están de acuerdo en que el tratado es un símbolo importante de la cooperación mundial, pero que no irá lo suficientemente lejos para evitar la disminución significativa de la capa de ozono y el calentamiento de la Tierra. En realidad, en 1,989, una nueva evidencia mostró que ya habíamos destruido tanto ozono como el que los autores del tratado supusieron que se perdería para el 2,050.

Puesto que algunas de estas sustancias químicas son innecesarias y existen ya suplentes o sustitutos, la mayoría de los científicos piden que se eliminen todos los usos de las sustancias químicas que disminuyen el ozono, para 1,995, como Suecia ha acordado hacer. Los ambientalistas también piden que todos los productos que contienen o requieren CFC, halones u otras sustancias químicas que abaten el ozono, para su manufactura, sean etiquetados de modo que los consumidores pueden decidir conscientemente si usan dichos productos.

En junio de 1,990, los delegados de 93 países que se reunieron en Londres, Gran Bretaña, ampliaron el Protocolo de Montreal y se comprometieron eliminar toda la producción de CFC y halones para el año 2,000, si hay sustitutos disponibles para ellos. También están de acuerdo en la necesidad de eliminar o reducir el uso de otras sustancias que disminuyen el ozono, como tetracloruro de carbono, metil-cloroformo y los HCFC que se usan ahora como sustitutos de algunos CFC, pero no establecieron lineamientos para dichas acciones.

Según la EPA, las concentraciones totales del cloro de estas sustancias químicas destructoras del ozono en la estratosfera, podrían duplicarse o, triplicarse en el siguiente siglo, aun si los CFC son eliminados por completo. Incluso si todas las sustancias que disminuyen el ozono fueran prohibidas mañana, se necesitarían unos 100 años para que el planeta se recuperara de la reducción actual del ozono, y de la que provendrá de los que ya están en la atmósfera. La cuestión clave es si los países desarrollados y los que están en vías de desarrollo pueden convenir en sacrificar la ganancia económica a corto plazo, eliminando el uso de todas las sustancias químicas que disminuyen el ozono, dentro de la siguiente década a fin de proteger la vida sobre la Tierra en las próximas décadas.

Tal vez los retos planteados por el calentamiento planetario y la disminución del ozono, puedan ser un catalizador para la conciencia mundial de la necesidad urgente de actuar con seriedad acerca del sostenimiento de la Tierra, y aprender cómo tratar los problemas a largo plazo que se generan lenta e invisiblemente, hasta que exceden los niveles de umbral. Esperemos así y comencemos por reducir radicalmente nuestros impactos personales sobre la capa de ozono.

IV. EL SOL

Es el centro de nuestro sistema planetario. De la inmensa cantidad de energía que emite el sol, en todas direcciones, solamente una pequeñísima fracción llega a la Tierra, y ésta constituye la única fuente de energía disponible para las manifestaciones de la mayor parte de los fenómenos físicos y químicos que tienen lugar en el sistema Tierra - atmósfera.

El Sol emite energía radiante, tanto corpuscular como electromagnética, procedente de las reacciones nucleares que tienen lugar en el seno de su masa. La radiación sub atómica o corpuscular, no alcanza la superficie terrestre porque es desviada por el campo electromagnético terrestre, por lo tanto, la única forma de energía que llega a la Tierra es la ondulatoria o electromagnética.

4.1 Estructura del Sol

El Sol es el centro del Universo, una estrella relativamente pequeña, tiene un diámetro de aproximadamente 1’384,000 Km. (109 veces más el diámetro de la tierra.)

Su masa es de 2,400 cuatrillones de toneladas. (331, 950 veces la masa de la tierra)

Densidad: 1.4 g/cm3, en el centro es de más 100 g/cm3, mayor que la de cualquier sólido a presiones del orden de las que pueden obtenerse en la superficie de la tierra.

Sin embargo debido a su elevada temperatura, se trata de una inmensa esfera gaseosa. La masa del Sol representa el 99.86 % del sistema planetario solar, constituido por:

70% de hidrógeno 28% de helio y 2 % de átomos más pesados

Una comparación relativa entre el Sol y la Tierra, es la de una esfera de 4 m. de

diámetro, contra una pelota de tenis.

La fuerza de gravedad en su superficie, es 27.9 veces la gravedad terrestre. Esa fuerza de gravedad actúa como una fuerza centrípeta dirigida al centro del sol, y es la que obliga a girar a la tierra y a los demás planetas en una órbita elíptica, alrededor del mismo.

En el núcleo del sol, por efecto de la enorme fuerza de gravedad, actúa una presión de 200 mil millones de atmósferas, determinando una temperatura del orden de 16,000.000 ºK, la misma que disminuye rápidamente hacia la periferia, llegando en la fotosfera a 6,000 °K.

En efecto para contrabalancear las fuerzas de gravitación, la presión y la temperatura en el interior del sol deben ser muy elevadas. En esas condiciones, no pueden existir los cuerpos sólidos o líquidos, sólo pueden subsistir los gases y a una temperatura tal que se hallan ionizados.

En el Sol, la temperatura y presión decrecen desde el centro hacia la superficie, en el centro el hidrógeno se transforma en helio por función nuclear, la energía liberada es transmitida por radiación en una larga zona. La superficie visible del Sol es la fotosfera, es la parte donde se observan las manchas solares, la capa siguiente tiene un color rosado y se denomina cromosfera, más adelante se extiende la corona y luego el viento solar.

4.2 Emisión de Radiación

La enorme temperatura y presión que predominan en el centro de la masa solar, hace que los átomos de hidrógeno se fusionen y den origen a átomos de helio, con la consiguiente liberación de grandes cantidades de energía nuclear, cuya reacción puede expresarse de la siguiente manera:

8H ------ He + + + L

donde:

H = hidrógeno He = helio

= radiación alfa, formado por un núcleo de He.

= radiación beta, formado por electrones.

L = representa la radiación electromagnética.

Las emisiones de partículas forman la llamada radiación corpuscular, que no llegan a la superficie terrestre.

La energía rodeada por un punto del interior del sol, es absorbida a poca distancia y vuelve a ser emitida pero con cierto retraso, a una temperatura inferior. Este modo de fluir la energía del interior a la superficie, se conoce con el nombre de transporte radiactivo. Cuando en un punto de la estrella se genera una cantidad de energía, se eleva la temperatura disminuye la densidad, tienden a formarse burbujas calientes al ser menos densas suben transportando calor, este es el transporte convectivo de energía.

La radiación y la convección, son los principales modos de conducción de energía en los fluidos (gases y líquidos). La conducción, que es el modo de transmisión en los sólidos, es poco efectiva en el Sol y en otros gases.

La gravitación, tiende a hundir la masa del gas y formar una esfera cada vez más densa y más pequeña; pero el gas se calienta al contraerse, con lo que aumenta su presión la que se opone a la contracción y tiende a frenarla, cuya acción depende de la densidad y de la temperatura y aumenta como ella a medida que nos aproximamos a la estrella.

Una determinada distribución de presiones es necesaria para asegurar el equilibrio hidrostático que requiere, a su vez, un adecuado reparto de temperaturas. Pero el Sol emite energía desde su superficie al espacio exterior y por tanto tiende a enfriarse. Para compensar la pérdida es necesario que se genere más energía en le interior.

Al principio de su vida de toda estrella como el Sol, sólo dispone de energía gravitatoria y se contrae cada vez más, al mismo tiempo, la temperatura y la presión aumentan a medida que disminuye el radio y se inicia la generación de energía termonuclear y la contracción se detiene, manteniendo constante la temperatura del interior al menos hasta que su abundancia inicial se ha reducido considerablemente.

La contracción de la gravedad es tanto más rápida cuanto mayor es la masa. Para una estrella como el Sol, dura unos 15 millones de años. Las estrellas de mayor masa son más luminosas y azules, las de masas menores son más débiles y rojizas, la luminosidad de cada estrella es aproximadamente proporcional al cubo de su masa. La estrella permanece en esta secuencia principal mientras dura la combustión de hidrógeno en su zona central, es esta la fase más larga de su vida. El Sol, que se encuentra actualmente en ella durará en total unos 5 mil millones de años.

La energía que el Sol emite desde su superficie tiene una potencia de 3.9x1023

Kw., irradiada en todas partes del espacio sideral; la fracción que se dirige hacia la tierra, a una distancia media de 150 millones de Km. representa aproximadamente la 0.5 millonésima parte, es decir 1.78 x 1014 Kw.

Esta potencia, en una superficie perpendicular a los rayos solares, en un metro cuadrado, es de 1,353 w, cantidad denominada constante solar, para mantener esta enorme potencia, el Sol consume cerca de 4 millones de toneladas de H por segundo.

4.3 Viento Solar

Son las erupciones solares que producen una emisión de cierta parte de una masa solar en forma de nubes de protones y electrones que se expelen al espacio a una velocidad de 1,600 Km/seg. Llegando a la tierra en 1 a 2 días, poniéndose en contacto primero con el campo electromagnético terrestre, a 80,000 Km., de altura, produciéndose un aplastamiento de dicho campo, esta nube plasmática se orienta según las líneas de fuerza, en dirección de los polos, oscilando en una órbita elíptica formando un cinturón denominado Banda de Van Callen; de esta manera la radiación corpuscular no llega a la tierra.

V. LA TIERRA

Es uno de los planetas del sistema solar, contribuye a las manifestaciones del tiempo atmosférico y el clima a través de:

Su forma

Movimiento de rotación

Movimiento de traslación

Inclinación del eje de rotación

Accidentes geográficos

5.1. Forma de la Tierra

Tiene la forma esférica, pero como consecuencia del movimiento de rotación, presenta un ensanchamiento en el Ecuador, por lo que se le denomina Geoide. Sus dimensiones son:

Radio medio : 6,367.65 Km Radio Ecuatorial : 6,378.39 Km Radio polar : 6,356.91 Km

Para un radio de 6,370 Km, la superficie de la tierra es aproximadamente 510 millones de km2.

Volumen : 1,083 x 1012 km3 Masa : 6.6 x 1021 toneladas Densidad : 5.5 veces la del agua.

Solamente el 29% de la superficie es Tierra firme (litosfera) y el 71% está cubierta de mares y océanos (hidrosfera).

El 40% de la superficie del Hemisferio Norte esta cubierta de continentes mientras que en el Hemisferio Sur solamente el 17%.

Como el tamaño del Sol es mucho más veces mayor que el de la tierra; los rayos solares que llegan a la superficie terrestre son prácticamente paralelos. Lo denso del flujo de la radiación solar es máximo solamente en aquellos lugares donde la radiación incide

en forma perpendicular, es decir básicamente en la zona ecuatorial, disminuyendo progresivamente en dirección hacia los polos, llegando a cero en los puntos tangenciales.

La latitud es el primer factor que debe tenerse en cuenta en al determinación de las características climáticas de una región, puesto que de ella depende la cantidad y la duración de la incidencia de la energía solar.

5.2. Movimiento de Rotación:

Es el movimiento que realiza la tierra alrededor de su propio eje, de oeste a este, en un período de 23 horas 56 minutos y 4.1 segundos, determinando la sucesión de los días y noches.

Durante este movimiento la Tierra mantiene una velocidad constante, en cada latitud (velocidad angular) siendo en cambio variable la velocidad lineal. En efecto, en el polo la velocidad lineal es cero y adquiere valores crecientes a medida que nos aproximamos al Ecuador, donde la velocidad lineal es aproximadamente 1,670 Km/hora.

Gracias al movimiento de rotación se produce la sucesión de los días y las noches y, la tierra expone gradualmente su superficie a la acción de radiación solar, determinando, al mismo tiempo una variación diaria de temperatura, humedad del aire y de otros elementos.

Debido a este movimiento se produce también el efecto de coriolis, que tiene relación con el movimiento libre de un cuerpo que se mueve en la superficie de la tierra, el que tiene la tendencia de desviarse hacia la derecha de su trayectoria rectilínea en le hemisferio norte y hacia la izquierda en el hemisferio sur. Esto sucede con cualquier tipo de movimiento. La latitud y el efecto de coriolis, determinan las características de la circulación general de la atmósfera. 5.3. Movimiento de Traslación:

Es el que realiza la tierra alrededor del sol, en un período de 365 días, 09 minutos y 11 segundos, describiendo una órbita elíptica en la que el sol ocupa uno de los focos.

Distancia media sol – tierra : 149.6 millones de Km Perihelio (3 de enero) : 147.1 “ Afelio (4 de julio) : 152.1 “

La tierra se mueve a lo largo de su órbita a una velocidad aproximada de 30 m/s.

Como resultado de este movimiento, la tierra unas veces está más cerca del sol (perihelio) recibiendo 6% más de radiación que cuando se encuentra más distante (afelio).

5.4. Inclinación del eje de la tierra

El eje de rotación de la tierra es la línea imaginaria, que partiendo del polo sur, pasa por el centro de la tierra hacia el polo norte, y se proyecta imaginariamente hacia la

esfera celeste, apuntando a la estrella polar, en la osa mayor. Este eje no es perpendicular al plano de la elíptica, sino que presenta una inclinación de 23º 27’ cuyo valor se mantiene durante el movimiento de traslación en torno al Sol, permitiendo que en una época sea uno de los hemisferios el que está orientado el sol mientras que el otro recibe menor cantidad de radiación solar, contribuyendo a las manifestaciones de las estaciones del año. 5.5. Estaciones del año

Resultan de la interacción del movimiento de rotación de la tierra y de la inclinación del eje de rotación, pues a consecuencia de ello existe, alternativamente, un período durante el cual el hemisferio norte está orientando hacia el sol, recibiendo mayor cantidad de flujo de radiación (verano) mientras que el hemisferio sur se encuentra orientado al lado opuesto, recibiendo menos radiación solar (invierno).

En la figura 8, cuando la tierra se encuentra en la posición A, el día 21 ó 22 de

diciembre, los rayos solares son perpendiculares en el trópico de Capricornio, a 23º 27’de latitud sur y de invierno para el hemisferio norte. En el hemisferio sur el día es más largo que la noche, el polo se encuentra completamente iluminado durante las 24 horas del día, en cambio en el hemisferio norte sucede todo lo contrario. Seis meses después, es decir, el 21 o 22 de junio la tierra se encuentra en la posición B, los rayos solares son verticales en el paralelo 23º 27’de latitud norte (trópico de cáncer), constituye el solsticio de verano para el hemisferio norte, y de invierno para el hemisferio sur, pues el hemisferio norte está orientado hacia el sol, la intensidad del flujo de radiación solar es mayor, los días son más largos que las noches, el sol irradia las 24 horas en el polo. En el hemisferio sur ocurre todo lo contrario.

Tres meses después que la tierra se encontraba en la posición A, se encuentra en la posición C, esto es el 21 de marzo. Los rayos solares son perpendiculares en el Ecuador, ambos hemisferios, norte y sur reciben igual cantidad de energía solar, a esta posición se denomina equinoccio de primavera para el hemisferio norte y de otoño para el hemisferio sur.

En el hemisferio los días comienzan a tener una duración mayor de 12 horas y noches más cortas, amanece en el polo norte y anochece en el hemisferio sur.

Finalmente cuando la tierra se encuentra en la posición D, el 23 de septiembre, los rayos solares son perpendiculares otra vez en el Ecuador, se tiene entonces el equinoccio de primavera para el hemisferio sur y de otoño en el hemisferio norte. Período de duración de las estaciones del año

Las estaciones del año fueron definidas en los países templados, teniendo su inicio en los solsticios y en los equinoccios.

En estas regiones, la relación entre la energía máxima en el solsticio de verano y la mínima en el de invierno es muy grande, la primera con gran actividad vegetativa y la

segunda, con ausencia de vegetación. Este efecto comienza a sentirse con mayor intensidad a partir de los 40º de latitud en dirección a los polos.

5.7. Accidentes Geográficos y Factores Locales

Entre los accidentes geográficos y los factores locales que juegan un papel importante en las características del tiempo y el clima, se tiene:

* La altitud y el relieve. * La distancia al mar. * Las corrientes marinas. * La vegetación. * Las características físico químicas del suelo, entre otras.

a. Altitud y Relieve.

La altura sobre el nivel del mar o altitud ejerce una acción más considerable sobre el clima, en muchos aspectos es parecida al aumento de latitud, con la altura se produce una disminución progresiva del espesor y la densidad de la capa de aire, presión, concentración de vapor de agua, con la consiguiente disminución de la absorción de la radiación solar y temperatura media, sin embargo se incrementa la oscilación en la temperatura diaria, los valles presentan a menudo inversiones de temperatura, si los niveles lo permiten, conducen a la incidencia de heladas, donde las laderas están exentas por estar drenadas del aire frío, las montañas constituyen además, líneas divisorias de zonas climáticas, debido a que interfieren el libre curso de las masas de aire.

En resumen, el relieve determina una gran variabilidad de condiciones climáticas que dificultan su análisis e interpretación. Al clima resultante se denomina clima de montaña.

b. Distancia al mar.

La distancia al mar, en el sentido predominante de los vientos, constituye otro de los factores más importantes en la determinación de las características climatológicas de una región.

Como el agua tiene mayor capacidad térmica que el suelo, mantiene menos variable su temperatura, jugando un rol importante en la regulación térmica del aire. Cuando el viento se desplaza del mar hacia el continente, transporta masas de aire húmedo, sin embargo a medida que avanza, se va condensando y precipitando, de manera tal que el aire en el interior de los continentes tiene menor contenido de vapor de agua y menos precipitaciones.

Según la distancia al mar, se distinguen dos tipos climáticos: marítimos y continentales.

c. Corrientes Marinas.

Representan un vasto desplazamiento de masas de agua, de este a oeste en la zona ecuatorial, compensado por un movimiento inverso en las zonas templadas,

completándose la circulación por un movimiento hacia los polos en los bordes occidentales de los océanos y en dirección al Ecuador en los bordes orientales. El agua caliente es menos densa que el agua fría, por lo tanto flota en la superficie, influenciando sobre la presión atmosférica. Cuando el viento sopla del mar hacia la tierra 11eva agua caliente, incrementando la humedad y la temperatura, la presión disminuye favoreciendo la convección y las precipitaciones.

Por el contrario cuando el viento sopla del continente hacia el mar, la superficie soleada del agua es arrastrada mar adentro, y es sustituida por el agua que aflora de las profundidades con temperatura más bajas, dando origen a las corrientes frías, disminuyendo la temperatura del aire la evaporación y la convección, por consiguiente hay menor posibilidad de precipitación. El resultado es que, en las bajas latitudes hay un calentamiento de las costas occidentales. Sin embargo, estos efectos son ampliamente modificados por la forma de los litorales y por la extensión de los mares. d. Vegetación.

El clima es el principal determinante del tipo de suelo y vegetación de una región. En los lugares donde la temperatura y el agua son adecuadas, la vegetación es tipo arbórea, donde hay deficiencia de agua en condiciones adecuada de temperatura, la vegetación es tipo desértica, mientras que, cuando hay deficiencia térmica, con buenas condiciones de humedad, la vegetación es herbácea.

La vegetación intercepta la radiación entrante y saliente, disminuyendo la disminución de la temperatura y la acción de los vientos, e incrementa el contenido de vapor de agua. Sin embargo, la vegetación actúa de una forma muy patética sobre el clima, así, la densa vegetación tropical, a través de la evapotranspiración, aumenta la humedad atmosférica y facilita las lluvias.

e. Suelo.

Las propiedades físicas y químicas de los suelos juegan un papel muy importante en la caracterización de los climas locales y microclimas. Los suelos arenosos tienen una menor capacidad térmica y una mayor transmisibilidad que los suelos arcillosos incrementando la oscilación de la temperatura, los suelos claros tienen mayor capacidad de irradiación que en los oscuros, estos últimos tienen una mayor capacidad de absorción del calor, por tanto la temperatura se eleva rápidamente, los suelos orgánicos poseen mayor capacidad de espacio poroso por lo que transmiten menor el calor, los suelos húmedos amortiguan más las variaciones de temperatura que los suelos secos.

VI. LA ATMÓSFERA

La tierra no se encuentra expuesta directamente a los rayos solares, sino que está protegida o envuelta por una capa gaseosa denominada atmósfera o aire, la misma que está constituida por una mezcla de gases, es incolora, inodora e insípida, y está sometida a fuertes influencias térmicas, por lo que es muy móvil, elástica, turbulenta y compresible. Puede ser considerado como un gas ideal; es decir puede caracterizarse a través de la presión, densidad y temperatura.

6.1. Composición del aire seco.

En virtud de las cantidades variables de agua que contiene el aire, para una mejor interpretación de su composición, se considera una atmósfera seca, cuya proporción de mezcla de los principales constituyentes gaseosos permanece prácticamente constante, hasta una altura de aproximadamente 80 km. Esto indica que debe existir una mezcla vertical en gran escala, lo suficientemente alta como para contrarrestar la tendencia de los gases con sus respectivos pesos moleculares (separación por difusión). A esta región uniforme se conoce con el nombre de homocerca.

CUADRO 1. Composición porcentual del aire seco

El peso total de la atmósfera es de aproximadamente 5.6 x 1015 toneladas, más del 99.999%, de este total se encuentra dentro de los primeros kilómetros de altitud.

A causa de esta enorme masa, incluso los componentes traza se hallan en cantidades totales relativamente grandes; por ejemplo, el ozono está presente en una proporción de sólo 2x10-8 por ciento, asciende a 190 millones de tonelada; el nitrógeno se encuentra en el orden de 4,220 billones de toneladas.

Como se puede observar en el Cuadro anterior, la atmósfera está constituida básicamente por cuatro elementos y solamente el 0.003% restante está formado por una gama de sustancias como el ozono, hidrógeno, kriptón , xenón, radón, helio, yodo, metano y otras sustancias sólidas, líquidas o gaseosas denominadas aerosoles producidas por las erupciones volcánicas y por las actividades domésticas e industriales.

GAS PESO VOLUMEN P. MOLECULAR

Componentes mayores

Nitrógeno 7,552 78,084 28,016 Oxígeno 23,015 20,946 32,00 Argón 1,280 0,934 39,914 Bióxido de Carbono 0,05 0,033 39,944 Sub total 31,897 99,997 139,874

Componentes menores

Neón 0.0018 Helio 0.00052 Metano 0.00015 Kriptón 0.0001 Hidrógeno 0.00005 Oxido nitroso 0.00002 Monóxido de carbono 0.00001 Xenón 0.000008 Ozono. 0.000002 Amoniaco 0.0000006 Óxido de nitrógeno 0.0000001 Oxido nítrico 0.00000006 Óxido de azufre 0.00000002 Sulfuro de hidrógeno 0.00000002

Algunas de estas sustancias son muy tóxicas, como el anhídrido sulfúrico, amoniaco, ácidos del azufre y del nitrógeno, monóxido de carbono y otros.

6.2. Sustancias variables en la atmósfera.

Las sustancias que se presentan en una concentración constante en la atmósfera tienen poca importancia en las manifestaciones del tiempo y el clima. En cambio aquellas que se encuentran en proporciones variables como el vapor de agua, el bióxido de carbono y el ozono, tienen un efecto muy significativo.

a. Vapor de agua.

El agua en la atmósfera se encuentra en sus tres estados: sólido, líquido y gaseoso. El vapor de agua está presente en proporciones muy variables, pero se halla concentrado principalmente en los 10 primeros kilómetros. Cerca del suelo, en lugares cálidos y húmedos puede llegar hasta 4% en volumen y 3% en peso, en otros casos se presenta en forma muy escasa, como en la atmósfera de los desiertos.

La presencia variable del agua en la atmósfera determina que unos días sean despejados, otros parcialmente nublados y a veces totalmente nublados, otras veces con lluvia, permitiendo el ingreso de cantidades variables de radiación solar, con variaciones de temperatura, presión, vientos, evaporación, etc. determinando que el tiempo sea como es, variable.

En muchos procesos físicos el vapor de agua se comporta de forma semejante a los otros gases atmosféricos, aunque posee propiedades especiales; así por ejemplo tiene una gran capacidad de absorción de energía térmica tanto de la que proviene directamente del Sol, cuanto la que sale de la superficie terrestre, elevando la temperatura del aire. Además cambia frecuentemente de su estado, pasando a líquido o sólido.

El vapor de agua es menos denso que el aire seco, por eso se eleva fácilmente en la atmósfera a través de la evaporación, posteriormente pasar a líquido o sólido formando nubes o nieblas y luego retornar a la superficie terrestre como llovizna, lluvia nieve, granizo, etc. Algunas veces el cambio de estado ocurre en la misma superficie terrestre dando por resultado la formación de rocío y escarcha.

b. Dióxido de carbono.

El dióxido de carbono está presente en la atmósfera en concentraciones de aproximadamente 0.03% en volumen, cuya proporción disminuye ligeramente con la altura debido a que es un poco más denso que el aire. No obstante pueden tener lugar variaciones locales de la concentración en la atmósfera inferior, causadas por procesos tales como la respiración, combustión, absorción y liberación de gases por los océanos y por la actividad volcánica. Las concentraciones mayores se encuentran sobre las ciudades con gran actividad industrial.

El CO2, en concentraciones altas, es tóxico para el hombre y los animales, sin embargo, constituyen una sustancia básica para los vegetales, puesto que conforma la materia prima para la síntesis de materia orgánica.

El dióxido de carbono se disocia por acción de la radiación solar de longitud de onda menor que 0.169 um.

CO2---------------CO + O

El dióxido de carbono desempeña un papel importante en los procesos determinantes del balance del calor del sistema tierra – atmósfera, absorbe débilmente la radiación terrestre en una banda centrada en la longitud de onda de 10 um. y fuertemente en bandas de 4.3 um y 15 um. Se presta especial atención a tales efectos puesto que es evidente que la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera se incrementa paulatinamente, como consecuencia de la combustión de grandes cantidades de combustibles fósiles (petróleo, gas natural, carbón).

c. El Ozono.

El ozono (O3), es un estado alotrópico del oxígeno, se forma por la fotodisociación del oxígeno diatómico, en las capas altas de la atmósfera.

Las radiaciones solar de longitud de onda menor a 0.2 um tiene la propiedad de disociar moléculas del aire, entre ellas, las de oxígeno transformándolas en oxígeno atómico libre que está provisto de gran cantidad de energía cinética.

El oxígeno atómico predomina a una altura de 80 Km. desde donde se distribuye tanto hacia arriba como hacia abajo, en el interior de la atmósfera. Los átomos que se dirigen hacia abajo reaccionan con el oxígeno molecular y dan origen a una molécula triatómica:

O2 + Rad. UV --------------------- O + O O + O2 ---------------------------- O3

El ozono se encuentra concentrado mayormente entre los 20 y 30 km. de altura y

tiene la propiedad de absorber radiación solar de onda corta, menor de 0.3 um disociándose en O2 y en oxígeno atómico. Este proceso se repite continuamente; es decir, existe un proceso natural de formación y destrucción de ozono, absorbiendo la radiación de onda corta menor de 0.3um.

Muchas sustancias, especialmente las cloronitrogenadas, reaccionan fácilmente con el ozono y liberan el oxígeno en forma diatómica, actuando como sustancias catalíticas en la destrucción de ozono, hecho que constituye un problema mundial preocupante para la salud humana, puesto que, como dijimos anteriormente el ozono es un filtro que impide el ingreso de radiación ultravioleta letal menor que 0.3um.

El ozono se forma también por ciertos procesos fotoeléctricos cerca de la superficie, sin embargo concentraciones altas de esta sustancia son tóxicas para los seres vivos. En las plantas pueden producir quemaduras y reducir la eficiencia de la fotosíntesis.

d. Aerosoles.

Se denomina aerosoles a las sustancias de partículas sólidas y gotitas líquidas en el aire, las que están presentes en cantidades relativamente grandes; tienen un radio

efectivo entre 0.005 y 20um; su concentración varía en el tiempo y en el espacio en varias órdenes de magnitud; por ejemplo, en el aire normal puede haber aproximadamente 6,000 partículas por centímetros cúbico pudiendo llegar a 2’700,000 en el aire contaminado.

Los aerosoles desempeñan un papel muy importante en la formación de las nubes, pues constituyen los núcleos de condensación y de congelación. También intervienen en las reacciones químicas y en los procesos eléctricos en la atmósfera. Las concentraciones grandes pueden llegar a ser peligrosas para la salud. Los procesos de combustión son también fuentes importantes de aerosoles. Los componentes volátiles de los combustibles pueden evaporarse mientras que otras partes se desmenuzan mecánicamente.

Los aerosoles se dividen en tres categorías:

- Núcleos de Aitken : 0,1 um - Núcleos grandes : 0,1 – 1,0 um - Núcleos gigantes : >1,0 um

Los núcleos de Aitken pueden ser sólidos o líquidos y pueden originarse a partir de

materiales naturales e industriales. Debido a su pequeño tamaño por lo general no constituyen una fuente importante de núcleos de condensación para la formación de las nubes. Los núcleos higroscópicos de este tamaño son bastante numerosos y poseen masa suficiente como para explicar el desarrollo de casi todas las gotitas que se hallan en las nubes.

e. Gases interplanetarios.

El espacio entre los planetas no es un vacío perfecto sino que se encuentra ocupado por protones, neutrones y otras partículas sub atómicas, que resultan de la emisión de los cuerpos celestes incandescentes; a estas sustancias se denominan gases interplanetarios, radiación cósmica o plasma, la atmósfera terrestre se prolonga en el espacio hasta entremezclarse con estos gases.

6.3. División vertical de la atmósfera

Teniendo en cuenta que las propiedades físicas y químicas de la atmósfera varían con la altura, para facilitar su estudio, se la divide generalmente en capas concéntricas cuyas características y nomenclatura varía de acuerdo a la finalidad de su estudio; así por ejemplo se la puede dividir en función de su composición o de sus propiedades físicas.

Convencionalmente, en meteorología se considera una atmósfera tipo que representa las características esenciales de temperatura y presión. De acuerdo a estos criterios se distinguen cuatro capas fundamentales: troposfera, estratosfera, mesosfera y exosfera.

a. Troposfera.

Es la capa inferior de la atmósfera, su altura varía con la estación del año y con la

latitud, en término medio es de 8 Km. en los polos, 11 Km. en las latitudes medias y 18 Km. en el ecuador. Constituye la capa más densa, en ella se encuentra más del 90% de la

masa atmosférica, todo el vapor de agua, aquí se producen casi la totalidad de los fenómenos meteorológicos.

En el orden térmico se caracteriza por la disminución progresiva de la temperatura, la misma que tienen lugar a razón de 6.5 ºC por cada 1,000 m. aunque, en ciertas circunstancias, este gradiente térmico puede ser menor o invertirse, constituyendo las zonas de inversión térmica.

El límite exterior se denomina tropopausa aquí a temperatura es del orden de –50 ºC, marcando el fin de los movimientos verticales del aire no es continua, sino que presenta en las latitudes medias, unas interrupciones por donde se produce un intercambio de masa formando las denominadas corrientes de chorro.

b. Estratosfera

Se extiende desde la tropopausa hasta 50 km en la estratopausa, es virtualmente despejada por carecer de vapor de agua, desaparecen los movimientos verticales y predominan los horizontales. Entre los 20 y 30 km. La temperatura permanece más o menos constante formando una capa isotérmica, luego aumenta rápidamente hasta llegar a la estratopausa.

c. Mesosfera.

Es la tercera capa atmosférica, comienza en la estratopausa y se extiende hasta más o menos 80 km. de altitud, la temperatura disminuye progresivamente como consecuencia de la ionización. Marca el límite de lo que se puede llamar atmósfera homogénea.

d. Exosfera.

Es la capa de la atmósfera que se extiende sobre la mesopausa hasta confundirse con los gases interplanetarios. La temperatura aumenta progresivamente debido a la ionización.

a. Ionosfera.

La ionosfera es la región de la atmósfera donde la ionización es más persistente, se presenta en forma de capas concéntricas, las mismas que juegan un papel muy importante en las telecomunicaciones. Así por ejemplo las emisoras de radio de onda media emiten ondas que son reflejadas en la capa Kennelly–Heaviside o capa E. que se encuentra entre 90 y 135 km. Entre los 150 y 220 Km, se encuentra la capa F o de Appleton que tiene la propiedad de reflejar las ondas corta. Ninguna de las capas antes mencionadas puede reflejar las emisiones de onda ultracorta, por lo tanto atraviesan libremente y salen de la atmósfera terrestre. Estas longitudes de onda son utilizadas para las comunicaciones vía satélite y con las astronaves alejadas de la tierra.