3.2: Procesos climáticos; controles externos e internos

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Objetivos de aprendizaje

Después de leer este módulo, los estudiantes deben ser capaces de

definir tanto “clima” como “clima” y explicar cómo se relacionan los dos
usar la escala de temperatura Celsius para describir el clima y el clima
discutir el papel y los mecanismos de los principales controles sobre el clima de la Tierra utilizando los conceptos de insolación, albedo y gases de efecto invernadero
identificar y describir los mecanismos por los cuales operan los principales cambios externos e internos en el clima (incluyendo variación de la producción solar, volcanes, procesos biológicos, cambios en la cobertura glacial e impactos de meteoritos)
saber que el clima de la Tierra ha cambiado mucho a lo largo de su historia como resultado de los cambios en la insolación, el albedo y la composición atmosférica
describir los procesos que pueden conducir a una “Tierra Bola de Nieve” utilizando el concepto de “retroalimentación positiva”, y ser capaz de contrastar los factores climáticos que influyeron en este período de la historia de la Tierra con otros, incluyendo los factores dominantes que operaron durante el Cretácico
exponer las principales formas en que el dióxido de carbono se agrega y elimina de la atmósfera, y ser capaz de describir por qué los niveles de dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero pueden mantenerse en equilibrio

Introducción

El clima de la Tierra está cambiando continuamente. Si queremos entender el clima actual y predecir el clima del futuro, necesitamos ser capaces de dar cuenta de los procesos que controlan el clima. Hace cien millones de años, gran parte de América del Norte era árida y calurosa, con enormes dunas de arena comunes en el interior del continente. Hace seiscientos cincuenta millones de años parece que la misma masa terrestre —junto con el resto del mundo— estaba cubierta de una capa de nieve y hielo. ¿Qué impulsa estos enormes cambios a través de la historia de la Tierra? Si entendemos estos procesos fundamentales podemos explicar por qué el clima de hoy también puede cambiar.

Al discutir el clima en este capítulo, utilizaremos grados Celsius (^o C) como unidad de medición de temperatura.

Screen Shot 2019-04-09 a las 2.23.03 PM.png — Figura\(\PageIndex{1}\) Este termómetro muestra cómo se comparan las dos escalas para las temperaturas atmosféricas típicas. Un cambio de un grado Celsius (1 ^o C) equivale a un cambio de uno y cuatro quintos grados Fahrenheit (1.8 ^o F). *Fuente: Michiel1972 en nl.Wikipedia.*

La escala Celsius es la unidad internacional estándar para la temperatura que utilizan los científicos cuando discuten el clima. En la escala Celsius, el agua se congela a 0 ^o C y hierve a 100 ^o C. Una habitación cómoda podría calentarse a 20 ^o C (lo que equivale a 68 ^o F). Las temperaturas se pueden convertir de la escala Celsius a la escala Fahrenheit con la siguiente ecuación:

\[°F= \frac{9}{5} °C+32 \label{1} \]

El tiempo describe el estado a corto plazo de la atmósfera. Esto incluye condiciones tales como viento, presión del aire, precipitación, humedad y temperatura. El clima describe las condiciones atmosféricas típicas o medias. El clima y el clima son diferentes ya que el estado a corto plazo siempre está cambiando pero el promedio a largo plazo no lo es. El 1 de ^enero de 2011, Chicago registró una temperatura alta de 6 ^o C; esta es una medida del clima. Las mediciones del clima incluyen los promedios de los patrones meteorológicos diarios, mensuales y anuales, las estaciones e incluso una descripción de la frecuencia con la que ocurren eventos extraordinarios, como huracanes. Entonces, si consideramos la temperatura alta promedio de Chicago para el 1 ^de enero (un 0.5 ^o C más frío) o la temperatura alta promedio para todo el año (un 14.5 ^o C más cálido) estamos comparando el clima de la ciudad con su clima. El clima es el promedio del tiempo.

Insolación, Albedo y gases de efecto invernadero

¿Qué controla el clima? La temperatura promedio de la Tierra es de unos 15 ^o C (que es la temperatura promedio anual para la ciudad de San Francisco), por lo que la mayor parte del agua de la Tierra se encuentra en estado líquido. La temperatura promedio de Marte es de aproximadamente -55 ^o C (aproximadamente la misma que la temperatura promedio invernal del Polo Sur), por lo que toda el agua en la superficie marciana está congelada. ¡Esta es una gran diferencia! Una razón por la que la Tierra es mucho más caliente que Marte es que la Tierra está más cerca del Sol. Marte recibe menos de la mitad de energía del Sol por unidad de área que la Tierra. Esta diferencia de insolación, que es la medida de la cantidad de radiación solar que cae sobre una superficie, es un factor muy importante para determinar el clima de la Tierra.

En la Tierra, notamos los efectos de la insolación variable en nuestro clima. La luz solar cae más directamente sobre el ecuador, y solo oblicuamente (en ángulo) sobre los polos. Esto significa que la luz solar está más concentrada en el ecuador. Como se muestra en la Figura\(\PageIndex{2}\), la misma cantidad de luz solar cubre el doble de área cuando golpea una superficie en un ángulo de 30 ^o en comparación con cuando golpea una superficie directamente: la misma energía se extiende más delgadamente, debilitando su capacidad para calentar la Tierra.

Firgure Ángulo\(\PageIndex{2}\) de insolación. La insolación es el efecto del ángulo de incidencia sobre la intensidad de la luz solar. Tenga en cuenta que la misma cantidad de luz solar se extiende sobre el doble del área cuando golpea la superficie en un ángulo de 30 grados. Fuente: Wikipedia

Como consecuencia, los trópicos reciben aproximadamente el doble de insolación que el área dentro del Círculo Polar Ártico — ver Figura\(\PageIndex{3}\). Esta diferencia energética explica por qué el ecuador tiene un clima cálido y los polos tienen un clima frío. Las diferencias en la insolación también explican la existencia de estaciones. El eje de la Tierra está inclinado a 23 ^o respecto a su órbita, por lo que a lo largo del año cada hemisferio alterna entre mirar directamente al Sol y oblicuamente frente al Sol. Cuando el hemisferio norte está más directamente frente al Sol (los meses de mayo, junio y julio) la insolación es así mayor, y el clima es más cálido. Esta variación en la insolación explica por qué ocurren el verano y el invierno (obtenemos menos energía del Sol en invierno que en verano), y por qué el momento de las estaciones es opuesto en los hemisferios Sur y Norte.

Screen Shot 2019-04-09 at 2.28.06 PM.png — Figura Efecto\(\PageIndex{3}\) de insolación. Una caricatura de cómo la latitud es importante para determinar la cantidad de insolación. La misma cantidad de luz solar (barras amarillas) se extiende sobre el doble de la superficie del planeta cuando los rayos golpean la Tierra en ángulo (compare la longitud de las líneas oscuras en el ecuador y en los polos). *Fuente: Jonathan H. Tomkin.*

La figura\(\PageIndex{4}\) muestra los impactos ecuatoriales y estacionales de la insolación. Los altos niveles de insolación se muestran en colores cálidos (rojo y rosa) y los bajos niveles de insolación se muestran en colores fríos (azul). Observe que en enero (mapa superior) los niveles máximos de insolación se encuentran en el Hemisferio Sur, ya que es cuando el Hemisferio Sur está más directamente frente al sol. El Ártico recibe muy poca insolación en esta época del año, ya que experimenta su larga noche polar. Lo contrario es cierto en abril (mapa inferior).

Screen Shot 2019-04-09 en 2.28.51 PM.png — Figura\(\PageIndex{4}\) Insolación. Insolación promedio a lo largo de diez años para los meses de enero (arriba) y abril (abajo). *Fuente: Roberta DiPasquale, Proyecto de Meteorología de Superficie y Energía Solar, Centro de Investigación Langley de la NASA y Proyecto ISCCP. Cortesía del Observatorio de la Tierra de la NASA.*

El ecuador siempre recibe abundante luz solar, sin embargo, y tiene como consecuencia una temperatura promedio mucho mayor; compare la temperatura promedio del ecuador con la de los polos de la Figura\(\PageIndex{5}\).

Screen Shot 2019-04-09 a las 2.29.47 PM.png — Figura\(\PageIndex{5}\) La temperatura media anual de la Tierra. *Fuente: Robert A. Rohde por el calentamiento global Art.*

El nivel de insolación que afecta a la Tierra depende de la cantidad de luz (o radiación solar) emitida por el Sol. Durante el período geológico actual, esto está cambiando muy lentamente: la radiación solar está aumentando a una tasa de alrededor del 10% cada mil millones de años. Este cambio es demasiado lento para ser notorio para los humanos. El sol también pasa por un ciclo solar de 11 años, en el que la cantidad de radiación solar aumenta y disminuye. En el pico del ciclo solar, la radiación solar total es aproximadamente 0.1% más alta que en el canal.

La órbita de la Tierra no es perfectamente circular, por lo que a veces la Tierra está más cerca o más lejos del Sol de lo que está en promedio. Esto también cambia la cantidad de insolación, ya que cuanto más cerca está la Tierra del Sol, más concentrada es la radiación solar. Como veremos en la siguiente sección, estas variaciones orbitales han marcado una gran diferencia en las condiciones en la Tierra durante el periodo en que los humanos la han habitado.

Además de considerar cuánta energía ingresa al sistema terrestre a través de la insolación, también necesitamos considerar cuánta energía deja. El clima de la Tierra está controlado por el balance energético de la Tierra, que es el movimiento de la energía dentro y fuera del sistema terrestre. La energía fluye hacia la Tierra desde el Sol y fluye hacia afuera cuando se irradia al espacio. El balance energético de la Tierra está determinado por la cantidad de luz solar que brilla sobre la Tierra (la insolación) y las características de la superficie y atmósfera de la Tierra que actúan para reflejar, circular y re-irradiar esta energía. Cuanta más energía haya en el sistema, mayor será la temperatura, por lo que o aumentar la cantidad de energía que llega o disminuir la velocidad a la que sale haría que el clima fuera más caliente.

Una forma de cambiar la rapidez con la que sale la energía del sistema terrestre es cambiar la reflectividad de la superficie. Comparar la diferencia en la superficie oscura del suelo labrado (Figura\(\PageIndex{6}\) a) con el brillo cegador del hielo cubierto de nieve (Figura\(\PageIndex{6}\) b).

Screen Shot 2019-04-09 a las 2.30.55 PM.png — Figura\(\PageIndex{6}\) La reflectividad de la superficie de la tierra.

El suelo oscuro está absorbiendo los rayos del sol y al hacerlo está calentando la superficie de la Tierra, mientras que la brillante nieve refleja la luz solar de regreso al espacio. El albedo es una medida de cuán reflectante es una superficie. Cuanto mayor sea el albedo, más reflectante será el material: una superficie perfectamente negra tiene cero albedo, mientras que una superficie perfectamente blanca tiene un albedo de 1; refleja el 100% de la luz incidente. Si un planeta tiene un albedo alto, gran parte de la radiación del Sol se refleja de nuevo al espacio, bajando la temperatura promedio. Hoy en día, la Tierra tiene un albedo promedio de poco más del 30%, pero este valor depende de la cantidad de nubosidad que haya y de lo que cubra la superficie. Cubrir el suelo con pasto aumenta la cantidad de luz reflejada de 17% a 25%, mientras que agregar una capa de nieve fresca puede aumentar la cantidad reflejada a más de 80%. La figura\(\PageIndex{7}\) es una fotografía compuesta de la Tierra con la cubierta de nubes quitada. Como puede ver, los bosques y océanos son oscuros (albedo bajo) mientras que la nieve y los desiertos son brillantes (albedo alto).

Screen Shot 2019-04-09 at 2.31.53 PM.png — Figura\(\PageIndex{7}\) La superficie de la Tierra con cobertura de nubes quitada. Los polos y desiertos son mucho más brillantes que los océanos y los bosques. *Fuente: NASA Goddard Space Flight Center Imagen de Reto Stöckli. Cortesía del Observatorio de la Tierra de la NASA.*

Los cambios en el albedo pueden generar una retroalimentación positiva que refuerce un cambio en el clima. Una retroalimentación positiva es un proceso que amplifica el efecto de un cambio inicial. Si el clima se enfría, (el cambio inicial), la nieve cubre más la superficie de la tierra, y el hielo marino cubre más los océanos. Debido a que la nieve tiene un albedo más alto que el suelo desnudo, y el hielo tiene un albedo más alto que el agua, este enfriamiento inicial aumenta la cantidad de luz solar que se refleja de nuevo en el espacio, enfriando aún más la Tierra (la amplificación, o retroalimentación positiva). Compara el brillo de la Figura\(\PageIndex{7}\) con un fotomontaje similar de febrero (Figura\(\PageIndex{7}\)): la nieve extra ha aumentado el albedo de la Tierra. Imagínese lo que pasaría si la Tierra produjera aún más nieve y hielo como resultado de este enfriamiento adicional. La Tierra reflejaría entonces más luz solar en el espacio, enfriando aún más el planeta y produciendo aún más nieve. Si tal bucle continuara el tiempo suficiente, ¡este proceso podría resultar en que toda la Tierra estuviera cubierta de hielo! Tal bucle de retroalimentación se conoce como la hipótesis de la Tierra Bola de Nieve, y los científicos han encontrado mucha evidencia geológica de apoyo. El periodo más reciente en la historia de la Tierra en el que esto pudo haber ocurrido fue hace alrededor de 650 Millones de años. Las retroalimentaciones positivas a menudo se describen como procesos “desbocados”; una vez que se inician continúan sin detenerse.

Screen Shot 2019-04-09 en 2.32.37 PM.png — Figura\(\PageIndex{8}\) Esta imagen muestra la superficie de la Tierra en febrero (el invierno del hemisferio norte) con cobertura de nubes removida. La capa de nieve estacional es más brillante (y por lo tanto tiene un albedo mayor) que la superficie terrestre que cubre. *Fuente: NASA Goddard Space Flight Center Imagen de Reto Stöckli. Cortesía del Observatorio de la Tierra de la NASA*

Albedo no lo explica todo, sin embargo. Tanto la Tierra como la Luna reciben la misma cantidad de insolación. Aunque la Luna es sólo un poco más reflexiva que la Tierra, es mucho más fría. La temperatura promedio en la Tierra es de 15 ^o C, mientras que la temperatura media de la Luna es de -23 ^o C. ¿Por qué la diferencia? El balance energético de un planeta también está regulado por su atmósfera. Una atmósfera espesa puede actuar para atrapar la energía de la luz solar, evitando que se escape directamente al espacio. La Tierra tiene atmósfera mientras que la Luna no. Si la Tierra no tuviera atmósfera, tendría una temperatura promedio de -18 ^o C; un poco más cálida que la Luna ya que tiene un albedo menor.

¿Cómo atrapa la atmósfera la energía del Sol? ¿No debería reflejar la atmósfera de la Tierra tanta radiación entrante como atrapa? Es cierto que la atmósfera refleja la radiación solar entrante; de hecho, solo alrededor de la mitad de la insolación que golpea la parte superior de la atmósfera llega a la superficie de la Tierra. La razón por la que una atmósfera generalmente actúa para calentar un planeta es que la naturaleza de la radiación de luz cambia a medida que llega a la superficie del planeta. Las atmósferas atrapan más luz de la que reflejan.

Los humanos ven la atmósfera de la Tierra como en gran parte transparente; es decir, podemos ver un largo camino en el aire. Esto se debe a que vemos luz en el espectro visible, que es la radiación de luz en el rango de longitudes de onda que el ojo humano es capaz de percibir, y la luz visible es capaz de recorrer un largo camino a través de la atmósfera de la Tierra antes de que sea absorbida. La luz también se transmite en longitudes de onda que no podemos ver, como en el espectro infrarrojo, que a veces se denomina luz infrarroja, calor o radiación térmica. En comparación con la luz visible, la luz infrarroja no puede viajar muy lejos en la atmósfera terrestre antes de que sea absorbida. La radiación solar que golpea la Tierra se encuentra en gran parte en la parte visible del espectro. La superficie de la Tierra absorbe esta energía y la vuelve a irradiar en gran parte en la parte infrarroja del espectro. Esto quiere decir que la radiación solar ingresa a la Tierra en forma de luz visible, sin obstáculos, pero trata de salir en forma de luz infrarroja, que queda atrapada. Las atmósferas más gruesas mantienen atrapada esta radiación infrarroja durante más tiempo y calientan la Tierra, al igual que una manta adicional te hace calentar en la cama.

Este efecto se muestra en la Figura\(\PageIndex{9}\). La radiación de luz visible ingresa a la atmósfera, y sale rápidamente como radiación infrarroja si no hay atmósfera (parte superior de la Tierra). Con nuestra atmósfera (la Tierra media), la luz visible entra sin obstáculos pero la luz infrarroja se refleja parcialmente de nuevo a la superficie, aumentando la cantidad de energía y por lo tanto la temperatura en la superficie de la Tierra. Si la atmósfera se hace más gruesa (tierra inferior) la radiación infrarroja queda atrapada por más tiempo, calentando aún más la superficie del planeta.

Screen Shot 2019-04-09 en 2.33.21 PM.png — Figura\(\PageIndex{9}\) Una caricatura del efecto invernadero. (Arriba) La radiación de luz visible emitida por el sol (flechas amarillas) golpea la Tierra y se refleja como radiación infrarroja (flecha naranja); (media) una atmósfera refleja parte de la radiación infrarroja de regreso hacia el planeta; (abajo) una atmósfera engrosada refleja mayores cantidades de radiación infrarroja. *Fuente: Jonathan H. Tomkin.*

La atmósfera cambiante de la Tierra

La composición de la atmósfera terrestre ha cambiado a lo largo del tiempo geológico. La atmósfera ha venido en gran parte de la ventilación volcánica de gas del interior de la Tierra (ver Figura\(\PageIndex{10}\)), pero la biología también ha realizado cambios importantes al producir oxígeno y eliminar el dióxido de carbono. Los gases de efecto invernadero actualmente constituyen solo una pequeña fracción de la atmósfera terrestre: el 99% del aire consiste en moléculas de nitrógeno y oxígeno.

Screen Shot 2019-04-09 en 2.34.08 PM.png — Figura\(\PageIndex{10}\) El Monte. Volcán Bromo en Indonesia emitiendo gas a la atmósfera. *Fuente: Jan-Pieter Nap, tomada el 11 de julio de 2004.*

Si bien los volcanes pueden calentar la Tierra agregando dióxido de carbono a la atmósfera, lo que produce un efecto invernadero, también pueden enfriar la Tierra inyectando cenizas y azufre a la atmósfera. Estas adiciones elevan el albedo de la atmósfera, permitiendo que menos luz solar llegue a la superficie de la Tierra. El efecto dura hasta que las partículas se asientan fuera de la atmósfera, típicamente en unos pocos años. Las erupciones volcánicas han impactado a las sociedades humanas a lo largo de la historia; el La erupción de Tambora en 1815 enfrió tanto la Tierra que la nieve cayó durante junio en Nueva Inglaterra, y el más reciente Mt. La erupción de Pinatubo en 1991 (ver Figura\(\PageIndex{11}\)) expulsó tanto ácido sulfúrico a la atmósfera que las temperaturas globales se redujeron aproximadamente 0.5 ^o C en el año siguiente.

Screen Shot 2019-04-09 en 2.34.47 PM.png — Figura\(\PageIndex{11}\) La erupción de 1991 del monte. Pinatubo. *Fuente: Fotografía del Servicio Geológico de Estados Unidos, de Richard P. Hoblitt.*

La evidencia del pasado geológico indica que eventos similares han causado extinciones masivas en las que una fracción significativa de todas las especies en la Tierra fueron aniquiladas en un período de tiempo relativamente corto. Se cree que la desgasificación sostenida de erupciones volcánicas continuas produjo tanta ceniza y aerosoles que la luz suficiente para apoyar la fotosíntesis en las plantas no pudo penetrar en la atmósfera, lo que provocó el colapso de la cadena alimentaria. Las partículas de ceniza producidas por erupciones prolongadas también habrían aumentado el albedo de la Tierra, haciendo que las condiciones sean inhóspitamente frías para plantas y animales adaptados a un ambiente más cálido.

Los impactos de asteroides también pueden hacer que el clima se enfríe repentinamente. Cuando grandes asteroides golpean la Tierra, las cenizas son expulsadas a la atmósfera, lo que aumenta el albedo de la misma manera que las erupciones volcánicas. Las nubes cotidianas (compuestas por gotitas de agua) enfrían y calientan la Tierra. Pueden enfriar la Tierra aumentando el albedo del planeta, reflejando la luz solar hacia el espacio antes de que llegue a la superficie. Las nubes también pueden calentar la Tierra, reflejando la radiación infrarroja emitida por la superficie de regreso hacia el planeta. Diferentes tipos de nubes, y diferentes condiciones, determinan qué efecto predomina. En un caluroso día de verano, por ejemplo, las nubes nos enfrían al protegernos de los rayos del sol, pero en una noche de invierno una capa de nube puede actuar como manta cálida.

La composición de la atmósfera terrestre no es fija; los gases de efecto invernadero se pueden agregar y eliminar de la atmósfera con el tiempo. Por ejemplo, el dióxido de carbono es agregado por los volcanes y la descomposición o quema de materia orgánica. Se elimina por fotosíntesis en las plantas, cuando se disuelve en los océanos y cuando se producen sedimentos carbonatados (un tipo de roca). A lo largo del tiempo geológico, estos procesos han reducido significativamente la proporción de dióxido de carbono en la atmósfera. Se cree que los niveles de dióxido de carbono atmosférico justo antes de la revolución industrial fueron solo una vigésima parte de los de hace 500 millones de años. Los procesos naturales también eliminan el dióxido de carbono agregado por la actividad humana, pero solo muy lentamente. Se estima que la Tierra tardaría alrededor de mil años en eliminar de forma natural la mayor parte del dióxido de carbono liberado por el consumo industrial de combustibles fósiles hasta la actualidad.

Los gases de efecto invernadero distintos del dióxido de carbono tienen una vida más corta: el metano se elimina de la atmósfera en aproximadamente una década y los clorofluorocarbonos se descomponen en un siglo. Las moléculas de agua individuales pasan solo unos días a la vez en la atmósfera, pero a diferencia de los otros gases de efecto invernadero, la cantidad total de vapor de agua en la atmósfera permanece constante. El agua evaporada de los océanos reemplaza el agua perdida por condensación y precipitación.

Cambiar la composición de la atmósfera terrestre también cambia el clima. ¿Te acuerdas de la tierra bola de nieve? — ¿cómo el aumento de la capa de hielo también aumentó el albedo de la Tierra, cubriendo eventualmente todo el planeta en hielo y nieve? El clima de hoy es templado, así que debemos haber escapado de esta trampa congelada. Pero, ¿cómo? La hipótesis principal es que la composición de la atmósfera terrestre cambió, con volcanes lentamente agregando más y más dióxido de carbono a la misma. Sin acceso a los océanos, plantas o rocas superficiales, este dióxido de carbono no se eliminó de la atmósfera y así continuó acumulándose a lo largo de millones de años. Eventualmente, el calentamiento adicional causado por el aumento de los gases de efecto invernadero superó el enfriamiento causado por el alto albedo de la nieve, y las temperaturas subieron lo suficiente como para derretir el hielo, liberando a la Tierra.

Durante la mayor parte de la historia de la Tierra, las concentraciones de dióxido de carbono han sido mayores de lo que son hoy. Como consecuencia, los climas pasados a menudo han sido muy cálidos. Durante la etapa tardía de la era de los dinosaurios (la era cretácea, periodo que duró entre 65 y 145 millones de años atrás), los niveles de dióxido de carbono fueron aproximadamente 5 veces superiores a lo que son hoy en día, y las temperaturas globales promedio fueron más de 10 ^o C superiores a las actuales. No había grandes capas de hielo, y se han encontrado fósiles de dinosaurios de este periodo tan al norte como Alaska. Estos animales no sobrevivirían a las frías condiciones que hoy se encuentran en el Ártico. Más al sur, en Dakota del Norte se han encontrado cocodrilos fósiles de hace 60 millones de años. La temperatura promedio invernal moderna en Dakota del Norte es de alrededor de -10 ^o C —pero al ser de sangre fría, los cocodrilos están más en casa cuando la temperatura del aire es de alrededor de 30 ^o C! El clima era más cálido en el pasado cuando la cantidad de dióxido de carbono era mayor.

Preguntas de revisión

El texto describe cómo el alto albedo de la nieve actúa como una retroalimentación positiva: si la Tierra se enfría, la nieve altamente reflectante puede actuar para enfriar aún más la Tierra. Hoy, parte de la Tierra está cubierta de nieve y hielo. ¿Puede describir un mecanismo por el cual temperaturas más cálidas también producirían una retroalimentación positiva, esta vez calentando aún más la Tierra, a través de un mecanismo similar de albedo?
Marte es más frío que la Tierra. Venus, por otro lado, es mucho más caliente, con temperaturas superficiales promedio de alrededor de 450 ^o C. Venus está más cerca del Sol que la Tierra, y así recibe aproximadamente el doble de radiación solar. La atmósfera de Venus también es diferente a la de la Tierra, ya que es mucho más gruesa y consiste principalmente en dióxido de carbono. Usando los términos insolación y gases de efecto invernadero, ¿puedes sugerir razones por las que Venus está tan caliente?
El oxígeno constituye más del 20% de la atmósfera terrestre, mientras que el dióxido de carbono constituye menos de 0.04%. El oxígeno es en gran medida transparente tanto a la luz visible como a la infrarroja. Explique por qué el dióxido de carbono es un gas de efecto invernadero más importante en la atmósfera terrestre que el oxígeno, a pesar de que hay mucho más oxígeno que dióxido de carbono.
La figura\(\PageIndex{4}\) muestra la insolación en la superficie de la Tierra. La Tierra es esférica, por lo que esperaríamos que los valores fueran los mismos para lugares de la misma latitud. Pero fíjense que esto no es cierto —compare, por ejemplo, África central con el Océano Atlántico a la misma latitud. ¿Qué característica de la atmósfera podría explicar esta variación y por qué?

Recursos

El sitio web del Observatorio de la Tierra de la Administración Nacional Aeronáutica y del Espacio (NASA) tiene una variedad de recursos climáticos. Para una discusión más profunda sobre el presupuesto energético de la Tierra, vaya a http://earthobservatory.nasa.gov/Features/EnergyBalance/

¿Te interesa conocer más sobre la polémica hipótesis de la Tierra Bola de Nieve? La Fundación Nacional de Ciencias y la Universidad de Harvard han creado un sitio web con más información sobre la hipótesis y la evidencia. Ir a http://www.snowballearth.org/

Glosario

albedo: Una medida de lo reflexiva que es una superficie. Una superficie perfectamente negra tiene un albedo de 0, mientras que una superficie perfectamente blanca tiene un albedo de 1.

clima: El promedio del clima.

período cretáceo: El periodo entre 65 y 145 millones de años atrás, que fue el periodo final de la historia de la Tierra que incluyó a los dinosaurios.

efecto invernadero: El proceso por el cual la atmósfera actúa para atrapar el calor, calentando el clima.

gases de efecto invernadero: Esos gases en la atmósfera que calientan el clima, lo más importante, vapor de agua, dióxido de carbono, metano y ozono.

espectro infrarrojo: La radiación de luz justo por debajo del rango de longitudes de onda visibles para el ojo humano. También se conoce como radiación térmica.

insolación: La medida de la cantidad de radiación solar que cae sobre una superficie.

retroalimentación positiva: Un proceso desbocado que amplifica el efecto de un cambio inicial.

bola de nieve tierra: Una condición en la que todo el planeta está cubierto de hielo, último pensamiento que ocurrió hace 650 millones de años.

radiación solar: La energía emitida por el sol en forma de luz.

espectro visible: La radiación de luz que se encuentra en el rango de longitudes de onda que es visible para el ojo humano.

clima: Una descripción del estado a corto plazo de la atmósfera.