Presupuesto energético de la Tierra
El presupuesto de energía de la Tierra representa el equilibrio entre la energía que la Tierra recibe del Sol y la energía que la Tierra pierde en el espacio exterior . Se tienen en cuenta fuentes de energía más pequeñas, como el calor interno de la Tierra, pero hacen una pequeña contribución en comparación con la energía solar. El presupuesto energético también da cuenta de cómo se mueve la energía a través del sistema climático . [2] Debido a que el Sol calienta más los trópicos ecuatoriales que las regiones polares , recibe radiación solarse distribuye de manera desigual. A medida que la energía busca el equilibrio en todo el planeta, impulsa las interacciones en el sistema climático de la Tierra, es decir, el agua , el hielo , la atmósfera , la corteza rocosa y todos los seres vivos de la Tierra . [3] El resultado es el clima de la Tierra .
El presupuesto de energía de la Tierra depende de muchos factores, como los aerosoles atmosféricos , los gases de efecto invernadero , el albedo (reflectividad) de la superficie del planeta , las nubes , la vegetación, los patrones de uso de la tierra y más. Cuando los flujos de energía entrantes y salientes están en equilibrio, la Tierra está en equilibrio radiativo y el sistema climático será relativamente estable. El calentamiento global se produce cuando la tierra recibe más energía de la que devuelve al espacio, y el enfriamiento global se produce cuando la energía saliente es mayor. [4] Múltiples tipos de mediciones y observaciones muestran un desequilibrio de calentamiento desde al menos el año 1970. [5] [6] La tasa de calentamiento de este evento causado por el hombre no tiene precedentes. [7]
Cuando cambia el presupuesto de energía, hay un retraso antes de que la temperatura promedio de la superficie global cambie significativamente. Esto se debe a la inercia térmica de los océanos , la tierra y la criosfera . [8] La cuantificación precisa de estos flujos de energía y cantidades de almacenamiento es un requisito en la mayoría de los modelos climáticos .
A pesar de las enormes transferencias de energía hacia y desde la Tierra, mantiene una temperatura relativamente constante porque, en su conjunto, hay poca ganancia o pérdida neta: la Tierra emite a través de la radiación atmosférica y terrestre (desplazada a longitudes de onda electromagnéticas más largas) al espacio. aproximadamente la misma cantidad de energía que recibe a través de la radiación solar (todas las formas de radiación electromagnética).
La cantidad total de energía recibida por segundo en la parte superior de la atmósfera terrestre (TOA) se mide en vatios y viene dada por la constante solar multiplicada por el área de la sección transversal de la Tierra correspondiente a la radiación. Debido a que el área de la superficie de una esfera es cuatro veces el área de la sección transversal de una esfera (es decir, el área de un círculo), el flujo de TOA promedio global y anual es una cuarta parte de la constante solar y, por lo tanto, es de aproximadamente 340 vatios por metro cuadrado. (W/m2 ) . [1] [9] Dado que la absorción varía con la ubicación, así como con las variaciones diurnas, estacionales y anuales, las cifras citadas son promedios de varios años obtenidos de múltiples mediciones satelitales.[1]
De los ~340 W/m 2 de radiación solar que recibe la Tierra, un promedio de ~77 W/m 2 se refleja de vuelta al espacio a través de las nubes y la atmósfera y ~23 W/m 2 se refleja en el albedo de la superficie , dejando ~240 W/m 2 de entrada de energía solar al presupuesto energético de la Tierra. Esta cantidad se denomina radiación solar absorbida (ASR). Implica un albedo neto medio para la Tierra (en concreto, su albedo de enlace ) de 0,306. [1]
