¿Cómo sabemos que el aumento del CO2 es un causante del incremento de la temperatura en la Tierra?

Algunos Mitos…

‎Predicción del futuro‎

‎Se dice que las buenas teorías científicas tienen “poder predictivo”. En otras palabras, armados solo con una teoría, deberíamos ser capaces de hacer predicciones sobre un tema. Si la teoría es buena, las predicciones se harán realidad.‎

‎Aquí hay un ejemplo: cuando se propuso la Tabla de Elementos, muchos elementos aún no se habían descubierto. Usando la teoría detrás de la Tabla Periódica, el químico ruso Dimitri Mendeleev pudo predecir las propiedades del germanio, el galio y el escandio, a pesar de que no habían sido descubiertas.‎

‎El efecto de agregar ‎‎CO2‎‎ hecho por el hombre ‎‎ se predice en la teoría de los ‎‎gases de efecto invernadero‎‎. Esta teoría fue propuesta por primera vez por el científico sueco Svante ‎‎Arrhenius en 1896‎‎, basada en trabajos anteriores de Fourier y Tyndall. Muchos científicos han refinado la teoría en el último siglo. Casi todos han llegado a la misma conclusión: si aumentamos la cantidad de ‎‎gases de efecto invernadero‎‎en la ‎‎atmósfera‎‎, la Tierra se calentará.‎

‎En lo que no están de acuerdo es en cuánto. Este problema se llama ‎‎”‎‎sensibilidad climática‎‎”,‎‎ ‎‎la cantidad de temperaturas que aumentarán si el ‎‎CO2‎‎ se duplica con respecto a los niveles preindustriales. ‎‎Los modelos climáticos‎‎han predicho que el menor aumento de temperatura sería en promedio de 1.65 ° C (2.97 ° F), pero las estimaciones superiores varían mucho, con un promedio de 5.2 ° C (9.36 ° F). Las mejores estimaciones actuales son para un aumento de alrededor de 3 ° C (5.4 ° F), con un máximo probable de 4.5 ° C (8.1 ° F).‎

‎Lo que pasa…‎

‎El ‎‎efecto invernadero‎‎ funciona así: la energía llega del sol en forma de luz visible y radiación ultravioleta. La Tierra emite parte de esta energía como radiación infrarroja. El gas de invernadero la ‎‎atmósfera‎‎ “capturan” parte de este ‎‎calor‎‎, y luego lo vuelve a emitir en todas las direcciones, incluso de regreso a la superficie de la Tierra.‎

‎A través de este proceso, el ‎‎CO2‎‎ y otros ‎‎gases de efecto invernadero‎ ‎mantienen la superficie de la Tierra 33° Celsius (59.4 ° F) más caliente de lo que sería sin ellos. Hemos añadido un 42% más ‎‎de CO2‎‎ ‎‎y las temperaturas han subido. Entonces, debería haber alguna evidencia que vincule el ‎‎CO2‎‎ con el aumento de la temperatura.‎

‎Hasta ahora, la temperatura global promedio ha aumentado en aproximadamente 0.8 grados C (1.4 ° F):‎

‎”De acuerdo con un análisis de temperatura en curso ‎‎ realizado por científicos ‎‎del Instituto Goddard de Estudios Espaciales (‎‎GISS‎‎) de la NASA … la temperatura global promedio en la Tierra ha aumentado en aproximadamente 0.8 ° Celsius (1.4 ° Fahrenheit) desde 1880. Dos tercios del calentamiento han ocurrido desde 1975, a una tasa de aproximadamente 0.15-0.20 ° C por década”.‎

 

‎Las temperaturas están subiendo, tal como predijo la teoría. Pero, ¿Dónde está la conexión con el ‎‎CO2‎‎ ‎‎u otros ‎‎gases de efecto invernadero‎‎como el ‎‎metano‎‎, ‎‎el ozono‎‎ o el óxido nitroso?‎

‎La conexión se puede encontrar en el espectro de radiación de efecto invernadero. Utilizando la espectroscopia FTIR de alta resolución, podemos medir las longitudes de onda exactas de la radiación de onda larga (infrarroja) que llega al suelo.‎

 

‎Figura 1: Espectro de la radiación de efecto invernadero medida en la superficie. ‎‎ ‎‎El efecto invernadero‎‎ del vapor de agua se filtra, mostrando las contribuciones de otros ‎‎gases de efecto invernadero‎‎(‎‎Evans 2006‎‎).‎

‎Efectivamente, podemos ver que ‎‎el CO2‎‎ está agregando un calentamiento considerable, junto con ‎‎el ozono‎‎ (‎‎O3‎‎) y ‎‎el metano‎‎ (‎‎CH4‎‎). Esto se llama ‎‎forzamiento radiativo‎‎ superficial‎‎, y las mediciones son parte de la evidencia empírica de que el ‎‎CO2‎‎ está causando el calentamiento.‎

‎… Debe subir‎

‎¿Cuánto tiempo ha estado contribuyendo ‎‎el CO2‎‎ al aumento del calentamiento? Según ‎‎la NASA‎‎, “dos tercios del calentamiento han ocurrido desde 1975”. ¿Existe una forma confiable de identificar la influencia del ‎‎CO2‎‎ en las temperaturas durante ese período?‎

‎Existe: podemos medir las longitudes de onda de la radiación de onda larga que sale de la Tierra (radiación ascendente). Los satélites han registrado la radiación saliente de la Tierra. Podemos examinar el espectro de la radiación ascendente de onda larga en 1970 y 1997 para ver si hay cambios.‎

 

‎Figura 2: Cambio en el espectro de 1970 a 1996 debido a gases traza. ‘Temperatura de brillo’ indica temperatura equivalente del cuerpo negro (‎‎Harries 2001‎‎).‎

‎Esta vez, vemos que durante el período en que las temperaturas aumentaron más, las emisiones de radiación ascendente han ‎‎disminuido‎‎ a través de la captura radiactiva exactamente en los mismos números de onda que ‎‎aumentaron‎‎ para la radiación descendente. Se ‎‎identifican los mismos gases de efecto invernadero: ‎‎CO2‎‎, ‎‎metano‎‎, ‎‎ozono‎‎, etc.‎

‎La evidencia empírica‎

‎A medida que las temperaturas comenzaron a subir, los científicos se interesaron cada vez más en la causa. Se propusieron muchas teorías. Todos menos uno se han quedado en el camino, descartados por falta de pruebas. Una sola teoría ha resistido la prueba del tiempo, fortalecida por los experimentos. ‎

‎Sabemos que ‎‎el CO2‎‎ absorbe y reemite la radiación de onda larga (Tyndall). La teoría de los ‎‎gases de efecto invernadero‎‎predice que si aumentamos la proporción de ‎‎gases de efecto invernadero‎‎, se producirá más calentamiento (Arrhenius).‎

‎Los científicos han medido la influencia del ‎‎CO2‎‎ tanto en la energía solar entrante como en la radiación saliente de onda larga. Menos radiación de onda larga está escapando al espacio en las longitudes de onda específicas de los ‎‎gases de efecto invernadero‎‎. El aumento de la radiación de onda larga se mide en la superficie de la Tierra en las mismas longitudes de onda.‎

‎Estos datos proporcionan evidencia empírica del efecto previsto del ‎‎CO2‎‎.‎

‎Refutación básica escrita por ‎‎GPWayne‎