El fenómeno CGA visto por un "no científico"

Desconectado Juan Mendos

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El fenómeno CGA visto por un "no científico"
« en: Miércoles 20 Noviembre 2019 18:41:52 pm »
No soy científico y menos meteorólogo, por lo que mis conocimientos de meteorología son limitadísimos. Soy ingeniero, lo que significa que tampoco soy un completo ignorante en algunas materias técnicas e, incluso, científicas.

Lo que sigue es un intento de ofrecer una visión sencilla, pero relativamente completa, de las principales variables que influyen en el CGA y de cómo lo hacen.

Ruego benevolencia si he cometido errores relevantes o si he omitido cuestiones importantes. En cualquier caso, aceptaré con mucho gusto comentarios y correcciones.

El CO2 presente en la atmósfera, debidamente secundado por el vapor de agua, produce el “efecto invernadero”, por el cual la Tierra/Mar/Atmósfera almacena una cierta cantidad de energía calorífica con la que alcanza la temperatura (en adelante “temperatura de equilibrio”) necesaria para que se re-emita hacia el espacio, por unidad suficientemente grande de tiempo, una cantidad de energía radiante que, junto con la que se refleja, equivalga a la que llega procedente del Sol en el mismo tiempo.
 
De la cantidad de energía radiante que nos llega del Sol depende en gran medida la temperatura de equilibrio del sistema Tierra/Mar/Atmósfera. Si esa cantidad de energía aumentase o disminuyese, también aumentaría o disminuiría la temperatura de equilibrio. Evidentemente, el hombre poco (o nada) puede hacer para influir en la cantidad de energía que recibimos del Sol.

La concentración de CO2 en la atmósfera es otra variable que influye en la temperatura de equilibrio a través del efecto invernadero. A mayor concentración de CO2, mayor temperatura de equilibrio y viceversa. Pero, al contrario de lo que pasa con la energía que nos envía el Sol, la concentración de CO2 en la atmósfera es, en gran medida, manejable por el hombre, sobre todo para hacerla subir.

La concentración de vapor de agua en la atmósfera es la tercera variable importante que influye en la temperatura de equilibrio. A más concentración de vapor de agua, mayor temperatura de equilibrio y viceversa. Sin embargo, esta concentración de vapor de agua es menos (si es que lo es en alguna medida) manejable por el hombre que la de CO2.

En resumen, tenemos tres variables fundamentales:
Energía que nos envía el Sol.
Concentración de CO2 en la atmósfera.
Concentración de vapor de agua en la atmósfera.

Hay otras variables que también influyen en la temperatura de equilibrio, pero parece que su efecto es muy pequeño comparado con el de las tres citadas arriba.

Pero tenemos que tener en cuenta también a los mares y océanos, cuya superficie es más del 70% de la superficie total de la Tierra.

Por una parte, el mar es un enorme depósito de CO2. Contiene muchísimo más CO2 (en forma de bicarbonato soluble) que toda la atmósfera. La temperatura del mar (muy sensiblemente igual a la de la capa más baja de la atmósfera en contacto con dicho mar) tiene gran influencia en la cantidad de bicarbonato que el mar contiene en su capa superior en contacto con la atmósfera. Si la temperatura sube, el mar admite menos bicarbonato disuelto y, por tanto, se deshace de él desprendiendo CO2, que pasa a aumentar su concentración en la atmósfera. Si la temperatura baja, el mar disuelve más CO2 procedente de la atmósfera, con lo que la concentración de CO2 en dicha atmósfera disminuye.

Por otra parte, el vapor de agua presente en la atmósfera depende fundamentalmente de la temperatura de las capas del mar y de la atmósfera que están en contacto. Si esa temperatura sube, se evapora agua del mar y aumenta la concentración en la atmósfera. Si la temperatura baja, se condensa vapor de agua y la concentración en la atmósfera baja.

Si,
a)   damos por básicamente cierto lo anterior,
b)   imaginamos un sistema Tierra/Mar/Atmósfera en equilibrio,
c)   suponemos un Sol haciéndonos llegar una energía constante por unidad de tiempo y,
d)   de golpe, añadimos una cantidad relevante de CO2 a la atmósfera (quemando carbón fósil en enormes cantidades durante una buena temporada), podríamos verosímilmente esperar que sucediese lo siguiente:

La mayor concentración de CO2 en la atmósfera causaría mayor efecto invernadero y la temperatura de la atmósfera subiría.

Ese aumento de temperatura provocaría que disminuyese la cantidad de bicarbonato disuelto en el mar, con la correspondiente emisión de CO2 a la atmósfera.

Por otra parte, el aumento de temperatura también provocaría que se evaporase agua del mar, con lo que aumentaría la concentración de vapor de agua en la atmósfera.

Pero esas mayores concentraciones de CO2 y vapor de agua en la atmósfera producirían los correspondientes aumentos del efecto invernadero, con subidas adicionales de temperatura… y vuelta a empezar… y otra vez… y otra… y el hielo fundiéndose, y el nivel del mar subiendo, y las costas inundándose, y los desiertos avanzando, y los bosques y las selvas secándose y… ¿hasta cuándo?

En la naturaleza a veces se producen efectos de “auto-frenado”:  una causa da lugar a un efecto, pero ese mismo efecto produce la mitigación de la causa.

Así como el aumento de la temperatura provocaría que el mar desprenda CO2 y vapor de agua, la menor concentración de bicarbonato en el mar y la mayor humedad de la atmósfera resultantes, probablemente darían lugar a menores desprendimientos subsiguientes de gases hacia la atmósfera. Posiblemente se producirían movimientos de temperatura y concentraciones tendentes asintóticamente a nuevos valores de equilibrio.

La cuestión es: ¿dónde y cuándo se parará el revuelo que hemos creado con nuestra quema masiva de carbón?, ¿antes o después de que el planeta haya quedado inservible por el calor? Y siempre contando con que al Sol no le dé por empezar a enviarnos energía en cantidades apreciablemente superiores a las actuales.

Los defensores del CGA opinan que, si seguimos quemando carbón, petróleo y gas natural al ritmo que lo venimos haciendo, la concentración creciente de CO2 en la atmósfera (con la ayuda del vapor de agua) producirá tal efecto invernadero, también creciente, que en “pocos años” efectivamente tendremos un planeta poco menos que inhabitable.
   
Pero, ¿y si existiese una cierta concentración atmosférica de CO2 (más vapor de agua) que, si fuese efectivamente alcanzada, absorbería toda la energía infrarroja absorbible procedente de la Tierra, y sólo dejaría escapar las longitudes de onda que el CO2 y el vapor de agua son incapaces de absorber, a cualquier concentración, a causa de sus propias estructuras moleculares?

Si esa “concentración crítica” existiese, a partir de ella, por mucho CO2 adicional que contuviese la atmósfera, no aumentaría el efecto invernadero ni, en consecuencia, tampoco la temperatura final de equilibrio.
 
Y si, además, nuestra atmósfera hubiese superado esa concentración crítica (o estuviese próxima a ella), podríamos estar ya en el máximo de temperatura del sistema Tierra/Mar/Atmósfera, o próximos a dicho máximo y... tendrían razón quienes niegan el CGA.

Pero, si no existiese la concentración crítica o si, existiendo, nuestra atmósfera estuviese muy lejos de ella, tendrían razón los defensores del CGA.

Desconectado aleko

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Re:El fenómeno CGA visto por un "no científico"
« Respuesta #1 en: Martes 26 Noviembre 2019 21:50:17 pm »
Interesante análisis. Lo que indicas al final de la concentración crítica del co2 es cierto, el aumento de temperatura debida al aumento de co2 en la atmósfera crece de forma logarítmica debido a que el co2 captura calor en una banda muy estrecha del espectro infrarrojo, creo que sobre los 15 nanómetros, el número de fotones emitidos por la superficie terrestre en esa banda y que deberían abandonar la atmósfera en dirección al espacio vacío enfriando dicha superficie no dependen del co2 en la atmósfera solo dependen de la temperatura de la superficie de la tierra, en consecuencia está limitado; la mayoría de esos fotones ya son absorbidos por el co2 actual en la atmósfera, no queda mas energía que pueda calentar la atmósfera gracias al co2 por mucho co2 que emitamos.

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Re:El fenómeno CGA visto por un "no científico"
« Respuesta #2 en: Miércoles 27 Noviembre 2019 00:56:19 am »
Además, el vapor de agua es una constante atmosférica al ser el ciclo del agua cerrado y, como tal, invariable, por lo que las milongas de las seguías e inundaciones milenaristas derivadas del supuesto CC son puras patrañas. Es factible, solo factible, que se haya podido producir una redistribución estacional de las precis, pero ¿en todo el planeta? Si el ciclo hidrológico es cerrado, si no hay pérdidas se agua, las precipitaciones actuales terrestres, su total, insisto, son las mísmas que "x" (no me molesto en googlearlo) millones de años atras, cuando la troposfera fue lo que es.

Pero si alguien erudito en física atmosférica me desmiente, encantado de tragarme mis palabras.

Saludos
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Re:El fenómeno CGA visto por un "no científico"
« Respuesta #3 en: Jueves 28 Noviembre 2019 18:01:14 pm »
¿Ningún defensor del CGA se va a animar a participar en este tema?

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Re:El fenómeno CGA visto por un "no científico"
« Respuesta #4 en: Jueves 28 Noviembre 2019 19:01:07 pm »
Además, el vapor de agua es una constante atmosférica al ser el ciclo del agua cerrado y, como tal, invariable, por lo que las milongas de las seguías e inundaciones milenaristas derivadas del supuesto CC son puras patrañas. Es factible, solo factible, que se haya podido producir una redistribución estacional de las precis, pero ¿en todo el planeta? Si el ciclo hidrológico es cerrado, si no hay pérdidas se agua, las precipitaciones actuales terrestres, su total, insisto, son las mísmas que "x" (no me molesto en googlearlo) millones de años atras, cuando la troposfera fue lo que es.

Pero si alguien erudito en física atmosférica me desmiente, encantado de tragarme mis palabras.

Saludos
La combustión de hidrocarburos también produce vapor de agua. Si quemamos metano (gas natural) se tiene:
CH4 +2O2=CO2+ 2 H2O.
Teniendo en cuenta los pesos moleculares: Quemar 16 toneladas de metano producen 44 toneladas de CO2 y 36 toneladas de agua. Luego al consumir hidrocarburos se está introduciendo agua al sistema, y ya ves que en el mismo orden de magnitud que el CO2 que se está introduciendo.

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Re:El fenómeno CGA visto por un "no científico"
« Respuesta #5 en: Sábado 30 Noviembre 2019 00:59:11 am »
Hay 50 veces más agua en forma gaseosa que CO2, así que si se "emite" por el hombre (por la quema de combustibles) la misma cantidad que el dióxido de carbono, apenas aumentaría un 2% aunque se duplicara el de vapor de agua.
Y como el agua tiene capacidad de condensarse si hay en "exceso", no veo que eso suponga un problema, más bien una virtud si eso provoca más lluvias (y menos sequías, como tratan de asustarnos)
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Re:El fenómeno CGA visto por un "no científico"
« Respuesta #6 en: Sábado 30 Noviembre 2019 09:17:11 am »
mmmmm ¿seguro? Solo por lógica me digo y te digo que alguna pata te falta en la ecuación, además, me resulta tan ilógico que de quemar 16 tn, surjan 80 ¿seguro? insisto. Creo que deberías revisarlo. El vapor de agua sigue siendo el mismo que hace x millones de años, conviene revisar...

Además, el vapor de agua es una constante atmosférica al ser el ciclo del agua cerrado y, como tal, invariable, por lo que las milongas de las seguías e inundaciones milenaristas derivadas del supuesto CC son puras patrañas. Es factible, solo factible, que se haya podido producir una redistribución estacional de las precis, pero ¿en todo el planeta? Si el ciclo hidrológico es cerrado, si no hay pérdidas se agua, las precipitaciones actuales terrestres, su total, insisto, son las mísmas que "x" (no me molesto en googlearlo) millones de años atras, cuando la troposfera fue lo que es.

Pero si alguien erudito en física atmosférica me desmiente, encantado de tragarme mis palabras.

Saludos
La combustión de hidrocarburos también produce vapor de agua. Si quemamos metano (gas natural) se tiene:
CH4 +2O2=CO2+ 2 H2O.
Teniendo en cuenta los pesos moleculares: Quemar 16 toneladas de metano producen 44 toneladas de CO2 y 36 toneladas de agua. Luego al consumir hidrocarburos se está introduciendo agua al sistema, y ya ves que en el mismo orden de magnitud que el CO2 que se está introduciendo.
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Re:El fenómeno CGA visto por un "no científico"
« Respuesta #7 en: Sábado 30 Noviembre 2019 10:19:13 am »
En la ecuación no he puesto las 64 toneladas de oxígeno que son necesarias para quemar 16 toneladas de metano, y que según un artículo que pone Muri están reduciendo en ppm la concentración de oxígeno en la atmósfera.

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Re:El fenómeno CGA visto por un "no científico"
« Respuesta #8 en: Sábado 30 Noviembre 2019 19:50:58 pm »
En la ecuación no he puesto las 64 toneladas de oxígeno que son necesarias para quemar 16 toneladas de metano, y que según un artículo que pone Muri están reduciendo en ppm la concentración de oxígeno en la atmósfera.

Aclaración, no era un artículo sino un repositorio de series de datos de gases (O2, CO2) en la atmósfera de varias estaciones. Cualquiera puede entrar, descargarlas y comprobar la tendencia decreciente de O2 (http://scrippso2.ucsd.edu/osub2sub-data.html)
Asturias

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Re:El fenómeno CGA visto por un "no científico"
« Respuesta #9 en: Sábado 30 Noviembre 2019 20:01:02 pm »
Además, el vapor de agua es una constante atmosférica al ser el ciclo del agua cerrado y, como tal, invariable, por lo que las milongas de las seguías e inundaciones milenaristas derivadas del supuesto CC son puras patrañas. Es factible, solo factible, que se haya podido producir una redistribución estacional de las precis, pero ¿en todo el planeta? Si el ciclo hidrológico es cerrado, si no hay pérdidas se agua, las precipitaciones actuales terrestres, su total, insisto, son las mísmas que "x" (no me molesto en googlearlo) millones de años atras, cuando la troposfera fue lo que es.

Pero si alguien erudito en física atmosférica me desmiente, encantado de tragarme mis palabras.

Aunque el sistema sea cerrado, la distribución de agua entre compartimentos (océanos, aguas continentales, acuíferos, atmósfera, criosfera) y los flujos entre ellos no son invariables. En un planeta significativamente más frío la cantidad de agua en la criosfera aumenta, la de los océanos, atmósfera y  continentes se reduce, y el flujo entre atmósfera y oceános/continentes disminuye. El resultado es un manto de hielo más extenso y voluminoso, un nivel del mar más bajo, clima más seco y menor intensidad de precipitaciones, además de redistribución espacio-temporal de las mismas. Es lo que pasa en las glaciaciones. En los interglaciares sucede lo contrario y es función (no lineal) de la temperatura como factor dominante (pero no el único).
Asturias

Desconectado Juan Mendos

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Re:El fenómeno CGA visto por un "no científico"
« Respuesta #10 en: Lunes 02 Diciembre 2019 18:32:08 pm »
Decís que el ciclo del agua es cerrado. Supongo que será para diferenciarlo del ciclo del CO2 que es abierto.

¿Qué queréis decir con lo de "abierto" y "cerrado"?

Me da la sensación de que ciclo del CO2 abierto significa que ese gas "entra" y "sale" . mientras que ciclo del H2O cerrado significa que "ni entra", "ni sale", sino que es siempre la misma.

Si mi sensación del párrafo anterior es correcta, me parece que  hay algún error:

En el sistema entra CO2 cuando quemamos carbón o petróleo o gas natural o madera. También cuando respiramos.

Del sistema sale CO2 con la función clorofílica de las plantas y algas. También cuando se convierten carbonatos en bicarbonatos.

Pero también entra agua en el sistema cuando quemamos gas natural, petróleo o madera.

También sale agua del sistema en la función clorofílica (el hidrógeno del agua es necesario para sintetizar materia orgánica).

Sin embargo, estas son disquisiciones que se apartan bastante del asunto inicial:

¿Existe o no existe una concentración crítica de CO2 en la atmósfera?

Si existe esa concentración crítica ¿la hemos superado ya? ¿estamos muy cerca de ella? ¿estamos muy lejos?

Saludos a todos.


Desconectado Fco

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Re:El fenómeno CGA visto por un "no científico"
« Respuesta #11 en: Lunes 02 Diciembre 2019 20:35:32 pm »
El CO2 también puede verse influenciado por la actividad volcánica. Hace ya tiempo que se demostró que la emisión humana es muy superior a la volcánica, pero también lo es que esta última está muy mal estimada: las mediciones más utilizadas son de los años 90, en que se estimó emisión de CO2 a partir del cráter sumital en los volcanes terrestres.

En realidad:

-La emisión de CO2, incluyendo la difusa, se produce en todo el edificio volcánico. Los estudios realizados en todas las zonas volcánicas de la tierra multiplican su emisión cuánto más se amplía el área estudiada
-Los volcanes submarinos también lo emiten, evidentemente

Esas emisiones ahora mismo nos son desconocidas, aunque ni en el más optimista de los escenarios igualarían a la emisión humana, no conocemos el ritmo global que tienen actualmente. Este es uno de los puntos más desatendidos tanto por partidarios como detractores del calentamiento antropogénico, e indica muy bien el estado actual, bastante enfermo de debate político, en que se encuentra la investigación científica.