E1 Balance Energético Planetario

Tópico

El balance energético planetario describe el equilibrio termodinámico entre la energía solar que la Tierra absorbe y la energía infrarroja que la Tierra emite de vuelta al espacio: mientras la energía solar absorbida y la energía infrarroja emitida se mantienen iguales, la temperatura del planeta se sostiene estable, y es este balance energético planetario el fundamento de toda la física del clima. Cuando la energía solar absorbida y la energía infrarroja emitida dejan de ser iguales, aparece un desequilibrio energético terrestre, y ese desequilibrio energético terrestre obliga al sistema climático a calentarse o a enfriarse hasta que la energía solar absorbida y la energía infrarroja emitida vuelvan a igualarse y el balance energético planetario se restablezca.

La energía infrarroja que un cuerpo emite depende de su temperatura según una relación física fundamental: la potencia irradiada por unidad de superficie crece con la cuarta potencia de la temperatura absoluta del cuerpo que irradia, de modo que un pequeño aumento de temperatura produce un aumento mucho mayor, y no proporcional, en la potencia irradiada. Aplicada a la Tierra dentro del balance energético planetario, esta misma relación permite calcular la temperatura efectiva de emisión, cercana a doscientos cincuenta y cinco kelvin, que es la temperatura que tendría la Tierra si emitiera al espacio toda la energía infrarroja necesaria para igualar la energía solar absorbida sin que ningún efecto invernadero retuviera parte de esa energía infrarroja en el camino.

La temperatura efectiva de emisión no es, sin embargo, la temperatura que realmente tiene la superficie de la Tierra: la temperatura superficial real ronda los doscientos ochenta y ocho kelvin, considerablemente más alta que la temperatura efectiva de emisión cercana a doscientos cincuenta y cinco kelvin. Esa diferencia entre la temperatura superficial real y la temperatura efectiva de emisión cuantifica precisamente el efecto invernadero natural: cuanto mayor es esa diferencia entre la temperatura superficial real y la temperatura efectiva de emisión, más energía infrarroja retiene la atmósfera antes de dejarla escapar hacia el espacio, y más efectivo es el efecto invernadero natural que mantiene a la superficie de la Tierra más caliente de lo que estaría sin él.

El balance energético planetario no se reparte de forma pareja sobre toda la superficie de la Tierra: los trópicos reciben más energía solar de la que devuelven como energía infrarroja, un exceso de energía tropical, mientras que las regiones polares devuelven más energía infrarroja de la que reciben como energía solar, un déficit de energía polar. Ese exceso de energía tropical y ese déficit de energía polar son la fuerza motriz fundamental de toda la circulación atmosférica y de toda la circulación oceánica, porque ambas circulaciones existen, en última instancia, para transportar el exceso de energía tropical hacia las regiones polares con déficit de energía y así compensar, aunque sea parcialmente, ese desequilibrio latitudinal del balance energético planetario.

El desequilibrio energético terrestre que existe hoy, cercano a nueve décimas de vatio por metro cuadrado, es la señal más clara de que el balance energético planetario del planeta está actualmente forzado y no en equilibrio: la energía solar absorbida por la Tierra supera a la energía infrarroja emitida de vuelta al espacio en esa magnitud, y mientras ese desequilibrio energético terrestre no se cierre, el sistema climático seguirá calentándose en su intento de restablecer el balance energético planetario con el que empezó esta descripción.

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