CAPITILO 12:
IMPACTOS HUMANOS EN EL CLIMA
ANA MILENA CAJICÁ SEPÚLVEDA
CODIGO: 1094552054

Comentar los factores que pueden producir cambio climático natural.

1. Variaciones en la órbita de la Tierra. El factor principal que produce cambios en el clima es el movimiento de la Tierra. Los movimientos de rotación y de traslación de la Tierra no son constantes, sino que cambian en períodos largos de tiempo. Esto produce cambios en el clima por variaciones en la distribución estacional y latitudinal de la radiación solar entrante. Tres características de los movimientos de la Tierra en órbita alrededor del Sol han sido consideradas como factores que influyen en la cantidad de radiación solar incidente en superficie y su distribución con la latitud. La primera es la excentricidad, la segunda es la oblicuidad y la tercera es la precesión.
-Variaciones en la excentricidad de la órbita de la Tierra alrededor del Sol, la Tierra se mueve en una órbita elíptica alrededor del Sol, lo que hace que se encuentre ligeramente mas cerca del sol en algún momento del año, y un poco mas lejos en otro momento Ya que la cantidad de radiación solar que llega a la Tierra varia con la distancia al Sol, la superficie terrestre recibe mas radiación solar en el perihelio y menos radiación en el afelio. Por esta razón, cambia la energía solar que llega a la Tierra, y por lo tanto el clima.
- Variaciones en la oblicuidad, esto es cambios en el ángulo de inclinación del eje de la Tierra con el plano de su órbita El eje de rotación terrestre no forma un ángulo recto con el plano de la eclíptica, sino que tiene una inclinación de 23.5°, inclinación que se llama oblicuidad. La oblicuidad de la Tierra varia de 22.5° a 24.5° con una periodicidad de aproximadamente 41 mil años. Esto produce grandes cambios en las estaciones. En la actualidad la inclinación del beje es 23.5º y está disminuyendo a razón de 48” de arco cada siglo.
- Precesión: semejante en parte a un trompo, la Tierra está precesando lentamente cuando gira en torno a su eje. Alrededor de 125 AC, el astrónomo griego Hipparcos de Rodas (190AC-120AC) descubrió que el polo norte de la Tierra no apunta siempre en la misma dirección entre las estrellas. La orientación del polo norte en el espacio cambia muy lentamente, con un periodo de 26 mil años. Este movimiento, llamado precesión, lo podríamos pensar como si el eje de la tierra formara un cono en el espacio, barriendo un cono completo cada 26 mil años. En la actualidad el eje de la Tierra apunta hacia la estrella del Norte, pero en 13000 años en el futuro apuntará hacia la estrella Vega. La causa de la precesión es la atracción del Sol y de la Luna en el material “sobresaliente” o protuberancia, en el ecuador de la tierra. Esto genera significativos cambios climáticos, porque cambia la posición donde se producen los solsticios de verano e invierno, haciendo que estas estaciones ocurran en épocas diferentes a las del presente.
2. Variabilidad solar. El Sol es una estrella variable y la energía por él emitida varía con el tiempo. Su efecto es claro: un aumento (disminución) de la energía recibida del Sol produce un calentamiento (enfriamiento) en el sistema tierra - atmósfera. Los resultados de los modelos climáticos indican que un aumento del 2% de la energía entrante debería producir el mismo cambio climático que una duplicación del dióxido de carbono en la misma cantidad de tiempo, aunque cabe destacar que mientras la energía solar se concentra en los trópicos, el efecto invernadero afectaría más a las altas que a las bajas latitudes. Si la radiación solar se incrementa en el futuro, tal como ha ocurrido en los últimos 50 años, entonces se reforzará el efecto invernadero, de lo contrario podría haber una pequeña atenuación del mismo.
3. Tectónica de placas. Los continentes están continuamente reubicándose, con movimientos muy lentos acercándose o alejándose hacia el Ecuador, los polos o en otra dirección, produciéndose lentos cambios en el clima.
4. Actividad volcánica. Cambia la reflectividad de la atmósfera y reduce la radiación solar que llega a la superficie de la Tierra. Si la actividad olcánica es suficientemente intensa, se puede acumular gran cantidad e cenizas y gases contaminantes en la atmósfera, que pueden permanecer en suspensión por largos periodos de tiempo, atenuando la radiación solar que llega a la superficie, produciendo las correspondientes alteraciones en el comportamiento del clima.

2. ¿Que es el efecto invernadero y cuales son los criterios para que un gas se considere como de invernadero?

La Tierra tiene una temperatura media del orden de 16º C. Esta mayor temperatura de la Tierra se debe a que ciertos gases la atmósfera absorben radiación terrestre y se calienta, reirradia energía que es reabsorbida por los gases de la atmósfera, emitida hacia la tierra y absorbida por la superficie. Así la superficie de la Tierra esta continuamente recibiendo energía desde la atmósfera y del Sol. Este proceso repetitivo que hace que la temperatura media de la Tierra sea aproximadamente 35º C mayor que si no tuviera atmósfera, se llama el efecto invernadero natural. Ciertos gases en la atmósfera, principalmente el vapor de agua y el dióxido de carbono (CO2), son transparentes a la radiación de onda corta del Sol, pero absorben la radiación de onda larga emitida por la Tierra, reemitiéndola a la superficie, aumentando así la temperatura global. Se llaman gases invernadero porque son los principales responsables del efecto invernadero, y siempre han tenido un papel determinante en la temperatura de la Tierra y en la habitabilidad del planeta. También contribuyen al efecto invernadero gases como los clorofluorocarbonos (CFC), metano (CH4), óxido de nitrógeno (N2O), el ozono (O3), llamados gases traza, porque su concentración en la atmósfera es mucho más pequeña que la del CO2.

3. ¿Qué efectos tienen el vapor de agua, los CFC y el O3 en la temperatura de la Tierra (o de su atmósfera)?

El vapor de agua, los CFC y O3 son gases transparentes a la radiación de onda corta del Sol, que absorben la radiación de onda larga emitida por la Tierra, reemitiéndola a la superficie, aumentando así la temperatura global. Por ello se presenta el calentamiento debido a que la atmosfera no solo recibe la radiación directa del sol, sino también la de la superficie.

4. ¿Qué efectos tendría el aumento esperado de la temperatura por efecto invernadero?

El aumento de temperatura seria la mayor amenaza para la producción de alimentos, los sistemas económicos y los hábitat para la vida silvestre; es un cambio rápido del clima que implique sólo unos cuantos grados en la temperatura media de la superficie terrestre, que tenga lugar durante unas cuantas décadas. Lo anterior alteraría drásticamente los lugares donde podrían existir ciertos biomas y por lo tanto, ciertas especies; además cambiarían las condiciones más rápido de lo que algunas especies tardarían en adaptarse, en particular los vegetales que sustentan animales, y estos migrar a otras regiones. Dichos cambios rápidos en el clima, alteraría las áreas donde se podría cultivar alimento.

6. Describa la relación entre la Oscilación del Sur y El Niño.

En la atmósfera se produce una alteración en la presión atmosférica, que baja en el lado este del Pacífico sur y sube en el oeste, a esta variación de presión se le llama Oscilación del Sur. Esto forma un sistema acoplado océano – atmósfera que se llama El Niño - Oscilación del Sur, ENOS (o ENSO en inglés), denotando con ello al conjunto de alteraciones en los patrones normales de circulación del océano y la atmósfera. Durante la fase negativa (posi-tiva) de la OS la presión es relativamente más baja en el Pacífico suroriental, en torno al dominio del anticiclón del Pacífico Sur. Cuando las anomalías en la fase negativa alcanzan valores significativos, debilitándose el Anticiclón del Pacífico Sur, el comportamiento de las variables atmosféricas y oceánicas muestran las características típicas de un evento el Niño.

8. ¿Cuál es la causa del agujero de ozono en la Antártica?

El agujero de ozono aparece en la Antártica debido a que las condiciones meteoro-lógicas en invierno y primavera allí son únicas. En el invierno del hemisferio sur se forma en la estratosfera el vórtice polar, un sistema de vientos del oeste muy intensos y estable que rodea la Antártica, donde quedan atrapados los CFC que se elevaron hasta la estratosfera. Durante la noche polar, la temperatura del aire en este vórtice es muy baja, formándose partículas de hielo llamadas nubes estratosféricas polares, que actúan químicamente como catalizador para formar moléculas de cloro, Cl2, que se liberan de los CFC. Al comienzo de la primavera, la luz solar separa al cloro molecular en sus átomos de cloro, Cl, que son los que destruyen al O3, disminuyendo su concentración, formándose el agujero de ozono antártico.

9. Describir los mecanismos para detener la destrucción del O3 en la estratosfera

A partir de las serias consecuencias que tiene la pérdida de ozono, varios países han reconocido que es urgente disminuir o eliminar por completo la producción de CFC, ya que estos son muy estables y pueden permanecer en la atmósfera por aproximadamente 100 años. En 1978, EEUU y otros países prohibieron el uso de CFC en sus aerosoles. En 1987 la mayoría de los países industrializados firmaron un tratado internacional conocido como Protocolo de Montreal, en el que se establecieron metas para reducir paulatinamente la producción de CFC y eliminarlos por completo el año 2000. Pero grandes países pobres como China e India es muy difícil que puedan cumplir este tratado, ya que estos componentes son parte importante de su economía. También hacen grandes esfuerzos para encontrar sustitutos de los CFC que no dañen la capa de ozono. Uno de estos es el hidroclorofluorocarbono 123, (HCFC 123).

10. Como la cantidad de O3 en la atmósfera equivale a una capa de 3 mm de espesor cubriendo la Tierra, calcular la masa y el número de moléculas de O3.

Si todo el ozono se aplastara sobre la Tierra formaría una capa de solo 3 mm de espesor. Este se concentra en la estratosfera, entre 15 y 50 km, con un máximo entre 20 y 30 km conocida como la capa de ozono.

11. ¿Qué es el PH de una sustancia y que relación tiene con la lluvia ácida?

El agua de lluvia ácida produce reacciones contaminantes en el suelo; esta agua que luego escurre hacia los ríos y lagos puede disminuir el PH en ellos, acidificando y por lo tanto poniendo tóxicas sus aguas. Si la composición de las superficies adyacentes al lago es tal que contiene minerales en su suelo que pueden neutralizar el ácido, como roca y suelos con caliza, el agua ácida que escurre hacia el lago o río puede en parte purificarse, pero también puede ocurrir lo contrario y aumentar el PH, dañando más al lago o río.

12. Haga un análisis de los procesos industriales que producen la lluvia ácida.

La quema de combustibles fósiles, las plantas generadoras de electricidad y los hogares son importantes fuentes de emisión de SO2 a la atmósfera. En total cada año se liberan a la atmósfera del orden de 60 millones de toneladas de SO2. Una manera de reducir los efectos de la contaminación con SO2 es purificar los gases antes de liberarlos a la atmósfera, con diversos procedimientos químicos.

14. Sugiera alguna forma de reducir la formación del smog fotoquímico.

El smog es una nube toxica causada por el dióxido de azufre (SO2) en la atmósfera. El smog fotoquímico se forma por la reacción de los gases que emanan de los automóviles, en presencia de la luz solar (de ahí el nombre de fotoquímico). Una solución seria utilizar otros combustibles para los automoviles que no emitan un alto contenido de contaminantes para asi disminuir la contaminación que estamos viviendo.

15. ¿Cuáles son los contaminantes primarios y secundarios?

Los contaminantes primarios son los gases emitidos directamente a la atmósfera, por fuentes naturales y antropogénicos y que contaminan inmediatamente el aire luego de ser liberados, Los contaminantes primarios mas abundantes son el monóxido de carbono, CO, oxido de nitrógeno, NO, e hidrocarburos crudos emitidos por los escapes de los vehículos.
Cuando estos contaminantes estan expuestos en la atmosfera desencadenan una serie de reacciones químicas produciéndose los contaminantes secundarios, como SO2, NO2, O3 y otros gases, responsables de la formación del smog. Los efectos de los contaminantes secundarios sobre la salud humana y el medio ambiente es más grave que el efecto de los contaminantes primarios.

16. El ozono ¿es beneficioso o es perjudicial? Analizar.

No se puede generalizar que el ozono es perjudicial o beneficioso, debido a que cerca de la estratosfera es muy importante ya que nos protege de las fuerte radiaciones del sol, y pues cuando el ozono esta cerca de la superficie es perjudicial para nuestra salud debido a que cuando se presentan altas concentraciones en el medio y a una corta exposición nos produce por ejemplo irritación en los ojos y en los pulmones y una baja concentración pero una alta exposición nos produce efectos crónicos. A la vez afecta también la industria al causar daño a los productos.

17. ¿Cuáles son los principales contaminantes de los interiores y su origen?
¿Se incluye al O3 (otra vez el O3)?

Los contaminantes domésticos más comunes son: monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2), radón y formaldehído.
El CO y el CO2 Son productos de la combustión en presencia de oxígeno; si la concentra-ción de oxigeno es baja se forma CO y CO2, y si es alta solo CO2. Las fuentes son estufas a gas, leña, calefactores, humo de tabaco.
El radón se detecta en los hogares construidos sobre terrenos que cubren depósitos de uranio, producto del decaimiento del Uranio 238. Si las partículas alfa radioactivas se respiran por períodos prolongados de tiempo, se puede desarrollar un cáncer de pulmón.
El formaldehído (HCHO) es un líquido desagradable, una sustancia orgánica volátil, que se libera de las resinas utilizadas en los materiales de construcción y mueblería, como madera enchapada o espumas aislantes. Las espumas y las resinas se degradan lentamente y liberan el formaldehído. En bajas concentraciones produce adormecimiento, náusea, dolor de cabeza y molestias respiratorias.

18. Explique porque el CO puede ser letal. [Una concentración de CO de 800ppm en volumen se considera letal para el ser humano, (a propósito, con ese dato puede estimar la cantidad de CO, en gramos, peligrosa en su cocina)].

Cuando una persona respira aire que contiene CO, la hemoglobina desplaza al oxígeno y transporta al CO en su lugar, por lo que se entrega menos oxígeno al cuerpo. El cerebro y el corazón necesitan mucho oxígeno y no funcionan normalmente cuando una persona respira CO. Si alguien se expone a altos niveles de CO, puede experimentar dificultades al respirar o ligeros dolores de cabeza. Con una pequeña cantidad de CO que se inhale, se produce dolor de cabeza y fatiga, y cuando la mitad de las moléculas de hemoglobina forman un complejo con CO, puede ocurrir la muerte.