Presupuesto energético de la atmósfera de la Tierra

La Tierra recibe energía del Sol a la forma de radiación electromagnética, la superficie terrestre recibe radiación ultravioleta (UV) y radiación visible y emite radiación terrestre a la forma de radiación infrarroja. Estos dos grandes flujos energéticos deben estar en balance. Pero la atmósfera afecta la naturaleza de este balance. Los gases invernadero permiten que la radiación de onda corta solar penetre sin impedimento pero absorben la mayor parte de la emisión de ondas largas terrestres. Por ello la temperatura global promedio es de 288K o 15°C , 33 grados más alto que si no tuviera atmósfera. Este efecto se llama el "Efecto Invernadero" (GCCIP, 1997)


El efecto invernadero habla del cambio en el estado de equilibrio de temperatura en un planeta o luna debido a la presencia de una atmósfera gaseosa que absorbe y emite radiación infrarroja (calor).

Los gases de efecto invernadero (que incluyen el vapor de agua, dióxido de carbono y metano) calientan la atmósfera por una eficiente absorción térmica de la radiación infrarroja emitida por la superficie terrestre, la atmósfera y las nubes. Como resultado de esta absorción, la atmósfera también irradia calor en todas las direcciones, incluyendo hacia abajo a la superficie terrestre.
Los gases de efecto invernadero, por lo tanto, atrapan el calor dentro del sistema superficie-troposfera. Este mecanismo es diferente al de un verdadero mecanismo de invernadero, donde el aislamiento del aire en el interior de la estructura, que evita la convección y conducción es lo que calienta el aire interno.. El efecto invernadero fue descubierto por Joseph Fourier en 1824, con los primeros experimentos confiables realizados por John Tyndall en el año 1858 y reportado por primera vez de manera cuantitativa por Svante Arrhenius en 1896.

En ausencia del efecto invernadero y una atmósfera gaseosa, la Tierra cuya temperatura media superficial es de 14°C (57°F) podría ser tan baja como -18°C (-0,4°F).

El calentamiento global antropogénico, el reciente calentamiento de la atmósfera inferior, se cree es el resultado de un aumento del efecto invernadero debido principalmente al aumento de las concentraciones de gases de efecto invernadero en la atmósfera y cambios en los usos de los suelos.

El efecto invernadero es uno de los varios factores que afectan a la temperatura de la Tierra. Otras reacciones positivas y negativas pueden amortiguar o amplificar el efecto invernadero.

En nuestro sistema solar en Marte, Venus y la luna Titán, también muestran variedades del efecto invernadero de acuerdo a sus respectivos ambientes. De hecho Titán muestra un efecto anti-invernadero al igual que Plutón.


Efecto Invernadero (Miller, 1991); A la derecha se observa lo que sucede con la radiación solar incidente sobre la superficie terrestre, con baja cantidad de gases invernadero se reirradia mayor cantidad de energía de vuelta al espacio exterior (izq.), menor cantidad al haber mayores concentraciones de gases invernadero (der.)


Los flujos de humedad, masa y momentum dentro de la atmósfera y los componentes del sistema climático deben estar en equilibrio. El balance de los flujos determina el estado de los climas y los factores que influyan sobre ellos a escala global deben ser considerados los causantes del cambio global.

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