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Cuando se entra en el meollo del cambio climático, la palabra albedo a menudo se abre camino en la discusión, generalmente acompañada de palabras como reflectancia o hielo, y hay una buena razón para ello.

En esencia, el efecto albedo es muy sencillo. El albedo es una medida de cómo una superficie puede reflejar la luz, generalmente un concepto que las personas relacionan con los colores. Los colores más claros reflejan la luz con mayor eficacia que los colores más oscuros, por lo que la ropa más oscura se calienta al sol (pero la ropa blanca no).

Los detalles, sin embargo, pueden volverse mucho más complejos.

El circuito de retroalimentación producido por la fusión de ince en la Tierra. Créditos de imagen: Tovard / Wikipedia.

El albedo se estudia comúnmente como una propiedad en astronomía. Los investigadores observan diferentes cuerpos celestes (planetas, asteroides, cometas) e infieren ciertas cosas sobre sus propiedades en función de su albedo. Pero el albedo también es importante más cerca de la Tierra.

El albedo varía de 0 (absorbe toda la radiación) a 1 (refleja toda la radiación). Cuanto mayor es el albedo, más refleja. Esto a veces se representa en términos de porcentajes, de 0% a 100%.

El albedo normal de la nieve, por ejemplo, es de casi 1,0, mientras que el del carbón vegetal es de alrededor de 0,04. Un albedo oceánico típico es de aproximadamente 0,06, mientras que el hielo marino desnudo varía de aproximadamente 0,5 a 0,7. En otras palabras, cuando la nieve se derrite (y la superficie subyacente queda expuesta), se absorberá más energía solar, capturando más calor.

Se repite

La retroalimentación del albedo del hielo es la relación entre la cantidad de radiación solar reflejada y la respuesta climática. Las áreas que más contribuyen a reflejar la luz del sol son las más cercanas a los polos. Dos lugares principales tienen las áreas más grandes con una superficie reflectante, Groenlandia con casi 2,17 millones de km y la Antártida con 1,2 millones de km.

Ahora imagina este escenario:

  • La actividad humana produce gases de efecto invernadero.
  • Esto aumenta las temperaturas atmosféricas, lo que conduce al derretimiento del hielo.
  • Menos hielo significa menos área reflectante.
  • Menos reflexión significa más energía absorbida.
  • Más energía absorbida significa más calor.
  • Más calor significa menos hielo. Es un efecto circular que se construye sobre sí mismo.

También puede ocurrir el efecto contrario: si el clima se vuelve más frío, el hielo puede mantenerse durante un período más largo, un área helada más grande significa que se refleja más radiación, la temperatura continúa cayendo. A esto se le llama retroalimentación positiva pasamos por una respuesta que lleva a otra y otra y otra, y al final todo vuelve a la causa original de los efectos, exacerbándola.

Esquema de los balances de hielo y calor durante el retiro estacional del hielo. Créditos: Haruhiko Kashiwase, Kay I. Ohshima, Sohey Nihashi y Hajo Eicken

Ahora que conocemos el efecto general, veamos aspectos más sutiles.

Piensa en el hielo que está flotando. Con el efecto de retroalimentación positiva entrando en acción, el hielo ni siquiera necesita derretirse para afectar el albedo, solo necesita romperse. Al dividirse en bloques más pequeños, el océano queda expuesto al sol y el océano se oscurece. El agua de mar tiene un albedo bajo, se calienta más rápido y ayuda a derretir y triturar más hielo.

Las cosas pueden comenzar lentamente, pero acelerarse rápidamente sobre la base del circuito de retroalimentación como un efecto de bola de nieve. También hay una inercia en todo el proceso y, a menudo, acumula más inercia en el tiempo (lo que significa que es más difícil revertir cuanto más tiempo pasa).

Sin embargo, no es fácil comprender los procesos que gobiernan el albedo debido a la gran complejidad del fenómeno y todos los factores involucrados. Solo mire un diagrama simplificado (y muy famoso) que aparece en las conferencias de meteorología y les da dolores de cabeza a los estudiantes.

Balance energético anual de la Tierra. Créditos:(Kiehl y Trenberth 1997; Le Treut et al. 2007)

Puede parecer complejo, pero podemos desglosarlo fácilmente.

Es básicamente una representación de la energía que entra en la Tierra y es emitida por la Tierra. El lado izquierdo del diagrama es la radiación de energía proveniente del sol. De esta energía (342 W/m que proviene del sol en este ejemplo), una parte es reflejada por las nubes y los gases atmosféricos, una parte es reflejada por la superficie y el resto es absorbida.

Mientras tanto, a la derecha, vemos su contraparte, la energía de radiación emitida por la Tierra. Cuantos más gases de efecto invernadero hay en la atmósfera, más energía se absorbe y menos se emite.

Este es el llamado presupuesto energético del planeta. Si está en equilibrio, la temperatura permanece constante. Pero si se crea un desequilibrio (por ejemplo, si emitimos demasiados gases de efecto invernadero que atrapan el calor), se crea un desequilibrio y las temperaturas comienzan a cambiar.

Esto es lo que estamos viendo ahora: las actividades humanas están creando desequilibrio al emitir gases de efecto invernadero. Además del efecto de calentamiento directo, esto también crea un circuito de retroalimentación con cosas como el albedo.

Los desequilibrios pueden ocurrir naturalmente y han ocurrido antes en la historia de la Tierra, pero esta vez, estamos bastante seguros de que somos nosotros, toda la evidencia lo apunta.

Hablemos de nubes

Imagen vía Wiki Commons.

Las nubes también son importantes para el albedo, pero se necesita la nube correcta para reflejar mucha energía.

Si una nube es esponjosa y está cerca de la superficie, tiene una fuerte reflectancia y disminuirá la entrada de radiación, lo que resulta en el enfriamiento del área. Una nube delgada a gran altura no reflejará la radiación tan bien, pero atrapa la radiación que viene de la Tierra hacia el cielo, al final, hace que las cosas sean más cálidas. El albedo de nubes bajas y gruesas como los estratocúmulos es de alrededor del 90%. El albedo de nubes altas y delgadas, como los cirros, puede ser tan bajo como 10%.

En promedio, las nubes contribuyen a reflejar la energía solar, pero los mecanismos no siempre son sencillos. Se necesita más investigación para comprender a fondo los efectos que las nubes tienen sobre el albedo planetario.

no hay fronteras

Los mecanismos de retroalimentación con respecto al albedo son mecanismos irrefutables en el sistema climático. La retroalimentación agua-vapor es sin duda un proceso clave para el calentamiento global. Si bien es posible que no entendamos todos los detalles y sutilezas de este mecanismo, sabemos que existe y conocemos su efecto en las temperaturas de los planetas.

Con más dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera, la temperatura aumenta, este aumento puede mantener el agua en forma de vapor. Este aumento en la concentración de agua aumenta la temperatura del aire porque el vapor de agua también es un gas de efecto invernadero. Esto también derrite el hielo y la nieve, revelando superficies más oscuras que absorben más calor.

Es crucial entender que esto no es un fenómeno nacional o local. La atmósfera es un medio continuo, un fluido con diferentes gases. La atmósfera no conoce fronteras humanas. Nuestro sistema climático no está hecho de retroalimentaciones separadas, interactúan entre sí y eso es lo que provoca una crisis climática global.

Como los niveles de CO2 ahora están en 414 ppm *, un nivel sin precedentes en los últimos 600,000 años, y posiblemente en los últimos 20 millones de años. Sin una acción rápida y decisiva para reducir nuestras emisiones, nos dirigimos hacia niveles que provocarán cambios irreversibles y catastróficos en el clima del planeta. Esto afectará a todos en el mundo sin excepción. Las leyes de la física no se compadecerán de nosotros.

* Este artículo no se actualiza periódicamente para reflejar los cambios en la concentración de CO2 de la Tierra. Puede consultar esta página de la NASA para obtener actualizaciones periódicas.

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