Efecto invernadero y balance energético de la Tierra
FísicaFísica y medio ambienteEdades 15–16
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Que la Tierra se caliente o se enfríe depende del equilibrio entre la energía solar que absorbe y la radiación infrarroja que emite. Ajusta el nivel de gases de efecto invernadero, la reflectividad de la superficie (nubes, hielo) y la constante solar para ver cómo cambia la temperatura de equilibrio, junto con el ciclo de retroalimentación del deshielo que hace que la Tierra absorba aún más calor.
Lección: Física y ciencias ambientales: balance energético de la Tierra
Qué muestra
La temperatura media de la Tierra se estabiliza cuando la energía absorbida de la luz solar iguala la energía emitida al espacio como infrarrojo. La simulación usa un modelo sencillo de atmósfera de una capa: la Tierra absorbe (1 − a)·S/4 de la constante solar S, donde a es el albedo, y la ley de Stefan-Boltzmann σT⁴ fija cuánto emite. Los gases de efecto invernadero absorben el infrarrojo saliente y devuelven parte hacia la superficie, así que esta debe estar más caliente que la temperatura efectiva para mantener el balance. Una retroalimentación opcional hielo-albedo reduce el albedo cuando el planeta se calienta.
Cómo usarla
Pulsa Preindustrial y luego Nivel actual para comparar la temperatura de la superficie y las flechas de flujo de energía. Mueve el control de gases de efecto invernadero manteniendo fijo el albedo y después cambia solo la reflectividad de la superficie. Desactiva y activa la retroalimentación del deshielo con el mismo nivel de gases y compara las temperaturas finales para ver cómo un bucle de retroalimentación amplifica un cambio pequeño. También puedes variar la constante solar para modelar cambios en la emisión del Sol.
Parámetros que puedes cambiar
- Nivel de gases de efecto invernadero (× preindustrial) 0,5–3 ×
- Reflectividad de la superficie (albedo) 0,1–0,6
- Constante solar 1200–1500 W/m²
- Activar retroalimentación del deshielo
Preguntas para explorar
- ¿Por qué los gases de efecto invernadero dejan pasar casi toda la luz solar pero reducen el infrarrojo que escapa al espacio?
- Con el mismo nivel de gases, ¿cuánto más caliente queda la superficie al activar la retroalimentación del deshielo?
- ¿Qué enfría más la Tierra en este modelo: subir el albedo de 0,3 a 0,4 o volver al nivel preindustrial de gases?