Factores Clave que Influyen en la Regulación del Clima Terrestre

A continuación, se detallan los principales mecanismos físicos y biológicos que determinan la temperatura y el equilibrio climático del planeta.

1. El Efecto Invernadero y su Incremento

El efecto invernadero se origina por la presencia de ciertos gases (como vapor de agua, CO₂, y metano) que son principalmente transparentes a la radiación visible del Sol, pero opacos a la radiación infrarroja. Al impedir la salida de gran parte de las radiaciones infrarrojas, estos gases las remiten, incrementando la temperatura de la atmósfera. No debemos confundirlo con el incremento del efecto invernadero, que consiste en un aumento desmesurado de los gases que lo provocan.

2. El Efecto Albedo

El efecto albedo es el porcentaje de radiación solar reflejada por la Tierra del total de la radiación que incide procedente del Sol. Varía en función del color de la superficie reflectora. Cuanto más clara sea la superficie, mayor cantidad de luz reflejará, resultando en un albedo mayor y una temperatura menor.

3. Las Nubes

Las nubes ejercen sobre el clima unos efectos difíciles de analizar, ya que poseen una doble acción:

• Incrementan el albedo, reflejando parte de la radiación solar.
• Devuelven a la superficie terrestre radiación infrarroja, incrementando el efecto invernadero.

4. Existencia de Polvo Atmosférico

Las emisiones de los volcanes, los incendios y la contaminación del aire inyectan en la atmósfera grandes cantidades de polvo y partículas que permanecen en suspensión durante años. La luz del Sol no puede atravesar esta capa de polvo atmosférico y se refleja hacia el espacio. Al incidir una menor cantidad de radiación solar, se origina un enfriamiento del planeta. Si esta radiación fuera nula, no se realizaría la fotosíntesis y habría un colapso de las cadenas alimentarias de la vida. Este fenómeno se puede considerar como un efecto invernadero invertido, ya que el rebote de las radiaciones es hacia arriba y su efecto sobre la temperatura es contrario al del efecto invernadero tradicional.

5. Volcanes

Las erupciones volcánicas ejercen un doble efecto sobre el clima en función de los productos emitidos y la altura alcanzada por estos.

• Descenso de la temperatura (Corto Plazo): Se produce porque se inyecta en la atmósfera una gran cantidad de polvo o abundante dióxido de azufre (SO₂). El polvo atmosférico impide la entrada de radiación, y el SO₂ reacciona con el agua atmosférica, dando lugar a espesas brumas constituidas por ácido sulfúrico (H₂SO₄) que actúan como pantalla solar. El descenso de las temperaturas será mayor y durará más cuanto mayor altitud hayan alcanzado las emisiones de ceniza y gases, ya que su permanencia en la atmósfera será más larga (suelen ser dos años).
• Aumento de la temperatura (Largo Plazo): Se debe al aumento del efecto invernadero como consecuencia de las emisiones de dióxido de carbono (CO₂). Este hecho no es evidente hasta que desaparece el efecto de enfriamiento inicial, pero es mucho más duradero.

Así que, los volcanes originan un descenso de las temperaturas a corto plazo y un ascenso a largo plazo.

6. Variaciones de la Radiación Solar Incidente

Existen dos tipos principales de variaciones en la radiación solar incidente:

Variaciones Periódicas (Ciclos de Milankovitch)

Son variaciones cíclicas de la temperatura terrestre que se atribuyen a los ciclos astronómicos de Milankovitch. Estos ciclos afectan tanto a la cantidad de energía solar que llega a la Tierra como a la parte de su superficie que la recibe. Se cree que dichos ciclos son el factor principal de las glaciaciones, ya que al disminuir la radiación incidente se reduce la temperatura, activando el bucle de retroalimentación hielo-albedo.

Estos ciclos se deben a tres factores:

1. Excentricidad de la órbita terrestre: La trayectoria que describe la Tierra en torno al Sol varía desde más circular a más elíptica, a lo largo de aproximadamente 100.000 años.
2. Inclinación del eje (Oblicuidad): Aproximadamente a lo largo de 41.000 años, varía el ángulo de inclinación del eje de rotación terrestre respecto a la perpendicular al plano de traslación. Este ángulo determina las diferencias de duración entre el día y la noche y la existencia de las estaciones. Con un eje vertical, ambos tendrían una duración de 12 horas y no habría estaciones.
3. Posición en el perihelio (Precesión): Ocurre a lo largo de aproximadamente 25.800 años. En la actualidad, la Tierra está en el perihelio durante el invierno del hemisferio norte. Durante el verano de dicho hemisferio, la Tierra se encuentra en el afelio. Hará más calor en los veranos del perihelio que en los del afelio, y los inviernos serán al revés.

Variaciones Graduales

Antes de la aparición de la vida, el Sol no emitía la misma energía que en la actualidad. Esto se explica por el principio de entropía: a medida que la energía se va degradando, se va desprendiendo más calor.

7. La Influencia de la Biosfera

Lovelock, en la Hipótesis de Gaia, considera a la Tierra como un sistema homeostático cuya temperatura se autorregula debido a las interacciones entre los diferentes subsistemas que lo componen.

Al comienzo de la historia de la Tierra, la concentración de CO₂ era muy elevada, lo que generaba un efecto invernadero intenso, capaz de mantener la temperatura media planetaria en cifras muy parecidas a las actuales, a pesar de que el Sol emitía una menor cantidad de energía.

Hoy, con un Sol más caliente, la temperatura media del planeta es similar a la de antes debido a la reducción de los niveles de CO₂ atmosférico, ocasionada por la aparición de los primeros organismos fotosintéticos que utilizan dicho gas en la elaboración de materia orgánica.

El mecanismo de la fotosíntesis provocó los siguientes cambios fundamentales en la atmósfera y el clima:

• Reducción de los niveles de CO₂ en la atmósfera.
• Aparición del oxígeno atmosférico.
• Formación de la capa de ozono.
• Aumento del nitrógeno atmosférico.