Grupo mediterráneo de Cambio Climático del Instituto Español de Oceanografía

 

 

 

 

 

 

En el primer experimento la luz del flexo atraviesa el cristal del frasco, es decir, entra por delante y sale por detrás, por eso el frasco es transparente y podemos ver a través de él. Es lo mismo que ocurre con la luz del Sol, que atraviesa la atmósfera. Al pasar a través del cristal y del aire que hay en el interior del frasco, no lo calienta. Bueno, en realidad habrás observado que la temperatura que marca el termómetro sí sube en el primer experimento. Lo que ocurre es que hay una parte de la luz que incide directamente sobre el termómetro aumentando su temperatura. Luego, cuando colocamos la cartulina negra, ésta es opaca, es decir, no puedes ver a través de ella. Esto significa que la cartulina absorbe la luz, y por tanto se calentará. Esto es igual que lo que le ocurre a la superficie de la Tierra a la que llega la luz del Sol. Al calentarse la Tierra, o en nuestro experimento la cartulina negra, ésta emite calor. Pero esta energía es diferente a la de la bombilla. Para empezar no podemos verla, pero lo más importante es que el aire que está dentro del frasco y el propio cristal del frasco sí pueden absorberlo. Por tanto se calentarán y por eso la temperatura en el segundo experimento es más alta que en el primero. Esta capacidad que tiene el aire, el cristal o el plástico de dejar pasar la luz y de abosorber la energía que al calentarse emiten los cuerpos como la superficie terrestre o de los mares, o la cartulina, es lo que se llama efecto invernadero. Y el motivo de este nombre es que esto mismo es lo que se hace en los invernaderos, donde se recubren los cultivos con plásticos que dejan pasar la luz del Sol, pero retienen el calor desprendido por la tierra.

 

 

 

 

 

 

Para realizar esta actividad necesitas un termómetro que mida la temperatura del aire, un frasco de cristal y un trozo de cartulina negra rectangular. Coloca un trozo circular de cartulina negra a modo de tapadera sobre el frasco de cristal, y deja un agujero en el caso de que el termómetro no quepa dentro del frasco como se indica en la figura nº 1 de la izquierda. La tapadera la puedes sujetar con un poco de cinta adhesiva.

Nuestro Sol va a ser un flexo. En general nosotros te aconsejamos que uses bombillas de bajo consumo para reducir el gasto de energía, pero para hacer este experimento necesitaremos una bombilla de las antiguas, y cuanto mayor sea la potencia mejor saldrá el experimento.

Debes intentar que la temperatura de la habitación permanezca estable: cierra las puertas, y si mantienes la calefacción o el aire acondicionado (según sea verano o invierno) a una temperatura fija, 24 ºC, por ejemplo, mejor. Luego deja el termómetro sobre la mesa hasta que se estabilice, es decir, veas que su temperatura no varía.

Una vez la temperatura de la habitación y el termómetro están estabilizados, vamos a empezar la primera parte del experimento. Introduce el termómetro en el frasco de cristal a través del agujero de la tapa superior como te mostramos en la figura nº 2. Haz una tabla en la que apuntes la temperatura que marca el termómetro al inicio del experimento, y luego ve apuntando la temperatura que mide cada 5 minutos. Repite estas medidas hasta que la temperatura se estabilice y ya no varíe. Más abajo te mostramos, a modo de ejemplo, los resultados que obtuvimos nosotros usando una bombilla de 40 w (una bombilla más potente habría sido mejor).

Ahora empezamos con la segunda parte del experimento. Apaga el flexo y espera a que la temperatura del termómetro baje y vuelva a estabilizarse a la temperatura ambiente. Ahora vuelve a encender el flexo y coloca el fraso con el termómetro en la misma posición de antes. Pero ahora introduce el trozo de cartulina rectangular como te mostramos en la figura nº 3 de forma que la cartulina se encuentre frente a la luz. Nuevamente anota la temperatura al inicio del experimento y luego cada 5 minutos hasta que se estabilice y ya no suba más.

Fíjate en la diferencia entre el primer caso y el segundo. ¿A qué crees que se debe?

 

 

Imagina por un momento que no hubiese atmósfera, es decir, que sobre la Tierra no existiesen los gases que rodean al planeta, el nitrógeno, oxígeno, vapor de agua, dióxido de carbono, etc.

¡El planeta estaría helado! igual que en la figura nº 1 de la derecha.

Ahora piensa en ese planeta imaginario y helado. La energía que llega del Sol calienta la Tierra y por tanto debería aumentar su temperatura. ¿Por qué entonces decimos que el planeta seguiría helado si no tuviésemos atmósfera?

El motivo es sencillo. En cuanto la Tierra sin atmósfera empezara a calentarse, ella también empezaría a emitir calor, que al no haber atmósfera se iría directamente al espacio. Si la Tierra recibe calor del Sol pero ella emite al espacio la misma cantidad, entonces no se calentará. Es igual que si tienes una hucha para tus ahorros. Si todas las semanas metes en la hucha una cierta cantidad de dinero, pero también cada semana sacas de la hucha la misma cantidad y te la gastas, entonces tus ahorros no aumentarán. Diríamos que tu hucha o tus ahorros se mantienen en equilibrio entre lo que ingresas y lo que gastas. Está claro que si lo que ingresas es mucho, también podrás gastar mucho y tus ahorros no se alterarán, pero si tus ingresos son muy pequeños también lo tendrá que ser tu gasto.

En el caso del clima terrestre, el Sol es quien se encarga de meter dinero en la hucha, pero contrariamente a lo que podríamos pensar, la cantidad de energía que nos llega del Sol es muy pequeña debido a la gran distancia que nos separa de él (150 millones de km), así que nos podemos gastar muy poco, o dicho de otra forma, la energía que emitimos al espacio es muy pequeña.

Y, ¿Qué tiene esto de la energía que ver con que la Tierra esté helada? Bien, los cuerpos que están muy calientes, es decir, su temperatura es muy alta, emiten mucha energía, mientras que los que están fríos desprenden poco calor. Un ejemplo bueno es una cerilla que está a una temperatura muy elevada.

 

Entonces, ¿Por qué la temperatura de la Tierra no es tan baja?

Como ya te adelantamos al principio, gracias a la atmósfera y a los gases de efecto invernadero.

Fíjate en la figura nº 2. La mayor parte de la energía que nos llega del Sol atraviesa la atmósfera, es decir, pasa a través de ella. En realidad, la mayor parte de esa energía es lo que nosotros llamamos luz. Como sabes la luz está formada por muchos colores, y así lo hemos mostrado en la figura. Normalmente un rayo de luz no se ve como en el dibujo, pero cuando atraviesa una gota de agua y se forma un arcoiris sí que puedes ver algo parecido. Cuando esa energía llega a la superficie de la Tierra, ya sea sobre los continentes o sobre los mares, estos la absorben y se calientan. Al calentarse emiten energía. Nosotros no la vemos y por eso en la figura n º 2 la hemos representado como unas flechas sin color. La atmósfera sí puede absorber esa energía y entonces se calienta. Al calentarse la atmósfera también ella emite energía. Una parte de ella se escapa al espacio, pero otra vuelve a la superficie de la Tierra, volviendo a calentarla y elevando su temperatura. Como ya sabes la atmósfera es una mezcla de gases, pero no todos esos gases tienen capacidad para absorber la energía que emite la superficie terrestre. Los gases que tienen esa propiedad son los llamados gases de efecto invernadero y el principal de ellos no es el dióxido de carbono, como podrías pensar, sino el vapor de agua.

 

Si acercas la mano a ella notas el calor que desprende. Por el contrario, un trozo de hielo desprende poco calor. Pues lo mismo ocurriría con la Tierra. Es tan pequeña la cantidad de calor que recibe del Sol, que estando muy fría (¡a 18º bajo cero!) ya devolvería al espacio la misma cantidad de calor que recibe del Sol.

 

 

ACTIVIDAD Nº 3.