¡Qué bien, sube la temperatura! … ¿Qué bien?

 

Febrero 2016 - El más cálido de la historiaLa Conferencia de París por el Cambio climático (COP-21) ha llegado al acuerdo de intentar prevenir que la temperatura media global no suba más de 2 grados.
¿Por qué queremos limitar la subida de la temperatura terrestre? Yo estaría mejor con un poco más de caloret”. Pero…

¿Quieres saber cuáles serán las consecuencias?

Autor: Pako Simarro

Basado en: Dos grados (Engage)

Tarea 1: La ecuación de Arrhenius y el calentamiento global

¿La temperatura atmosférica depende de la composición de los gases? Vamos a verlo:

Svante August Arrhenius (1859-1927)En 1896, un científico sueco, Svante Arrhenius, descubrió el calentamiento global del planeta como un concepto teórico. Su hipótesis era sencilla: en esencia, estableció una relación directa entre las concentraciones de dióxido de carbono en la atmósfera con la temperatura. Posteriormente, en 1903 publicó Lehrbuch der Kosmischen Physik (Tratado de física del cosmos), el cual trataba por primera vez de la posibilidad de que la combustión de combustibles fósiles incrementara la temperatura media de la Tierra y, en colaboración con Thomas Chamberlain, calcularon que las actividades humanas podrían provocar un aumento de las temperaturas mediante la adicción de CO2 a la atmósfera.

Arrhenius calculó que si se duplicara la cantidad de CO2 de la atmósfera preindustrial subiría la temperatura unos 5 °C, para ello utilizó la siguiente fórmula:

Fórmula de Arrhenius para la temperatura superficial

La fórmula es muy simple considerando que resume fenómenos muy complejos. La variable Ts es la temperatura promedio en la superficie de la Tierra y ε es una variable que caracteriza la absorción de luz infrarroja por la atmósfera y depende de la cantidad de gases de efecto invernadero presentes en la atmósfera (CO2, H2O, CH4…). Si ε=0, la atmósfera no absorbe radiación infrarroja, o sea que es completamente transparente. Si ε=1, la atmósfera absorbe toda la radiación infrarroja que le llega, o sea que es completamente opaca. En general tendremos que 0 ≤ ε ≤ 1. Y esto es todo. Ya pueden ustedes predecir el calentamiento global.

Como todas las fórmulas, ésta también funciona al revés. Despejando ε tendremos que:

Arrhenius y la temperatura terrestre

Ahora la variable independiente es Ts. Podemos calcular la absorción de la atmósfera si conocemos la temperatura promedio de la Tierra.

Cuestión 1

Calcula la temperatura terrestre en el caso de que la atmósfera fuera totalmente transparente a la radiación infrarroja (ε=0).

¿Qué consecuencias para la vida podría tener que la Tierra tuviera esa temperatura media?

Cuestión 2

Calcula la temperatura terrestre en el caso de que la atmósfera fuera totalmente opaca a la radiación infrarroja (ε=1).

Cuestión 3

La temperatura media actual del planeta es de unos 15 °C. ¿Qué valor de la variable ε le corresponde a esta temperatura media?  

Cuestión 4

Como hemos dicho, Arrhenius utilizó la ecuación para calcular el aumento de temperatura suponiendo que la concentración de dióxido de carbono fuera de 560 partes por millón, o sea el doble de lo normal en el pasado, o un aumento de 100%. Se ha calculado que la variable ε sería la correspondiente a ε=0,82. ¿Qué temperatura media le corresponde a este valor de la variable ε?

Conclusión

El acuerdo al que se ha llegado en la Conferencia de la ONU para el cambio climático (COP21) de Paris es el de limitar el incremento de la temperatura media global a dos grados por encima de la actual durante el próximo siglo. ¿Crees que este acuerdo representa un gran avance en la lucha contra el calentamiento global?

Tarea 2 (Proyecto): Experimenta el efecto invernadero

Hemos visto que la composición de la atmósfera influye en la temperatura de la superficie terrestre. Pero el aire atmosférico es una mezcla de gases. ¿Conoces algún gas que produzca efecto invernadero?

Os proponemos un experimento casero para demostrar si algunos gases, como el dióxido de carbono o el vapor de agua producen efecto invernadero.

Échale un vistazo al siguiente vídeo de Cienciabit en el que se o en el que se demuestra la actividad del CO2 como gas de efecto invernadero:

Te proponemos que diseñes un sencillo experimento casero para demostrar la actividad del CO2 y del vapor de agua como gases de efecto invernadero y que grabes dicho experimento en vídeo. Para ello, también puedes visualizar los siguientes vídeos que han realizado alumnos de diversos centros: https://youtu.be/wtD1gX1dmSM , https://youtu.be/cKs7X1WpGa0 , https://youtu.be/yGE_zIssURY

Materiales:

  • Tres botellas de plástico de 1,5 litros.
  • Una botella de plástico de 0,5 litros.
  • Plastilina.
  • Una pajita.
  • Algodón
  • Agua.
  • Bicarbonato.
  • Vinagre.
  • Tres termómetros.
  • Tres lámparas de mesa.

GEIProcedimiento:

  1. Numera las botellas de plástico de 1,5 litros con un rotulador. Cierra la primera botella con la plastilina y coloca un termómetro atravesando la plastilina.
  2. Introduce un algodón empapado en agua en la segunda botella, ciérrala con plastilina e introduce el termómetro a través de la plastilina.
  3. En la botella de 0,5 litros mezcla algo de bicarbonato con vinagre, tapa la botella con plastilina (coloca la pajita en la plastilina). Introduce la pajita en la botella grande y deja que salga el gas durante un par de minutos. Tapa la botella grande con la plastilina y coloca el otro termómetro.
  4. Enciende las lámparas de mesa junto a las botellas de plástico.
  5. Mide la temperatura cada cinco minutos (durante 30 minutos en total).
  6. Representa gráficamente los resultados.
  7. Interpreta los resultados obtenidos.

Papel milimetrado
Tarea 3: ¿Cómo actúan los gases de efecto invernadero?

La interpretación más habitual sobre el efecto del CO2 es que refleja la radiación terrestre. Vamos a ver qué hacen realmente los gases de efecto invernadero.

En primer lugar, debes saber que todos los cuerpos del Universo emiten energía en forma de radiación y que el tipo de radiación emitida dtipos_radiaciónepende de su temperatura. Como el Sol está muy caliente emite, sobre todo, luz visible, mientras que la Tierra, al estar más fría, emite una radiación de onda larga, invisible, la radiación infrarroja.

Los gases de la atmósfera tienen diferente comportamiento frente a estos dos tipos de radiaciones. Mientras que son prácticamente transparentes para la luz visible, absorben parte de la radiación infrarroja (IR). Observa el siguiente vídeo que resume el efecto invernadero:

Otro vídeo que te recomendamos es: https://youtu.be/F-ztU2l46z4

 

A continuación, estudia el siguiente applet sobre el efecto invernadero, que muestra el movimiento de los fotones de la luz solar (en amarillo, al ser de onda corta) y los fotones rojos producidos por la radiación terrestre de onda larga (infrarrojos). Si te fijas bien, puedes observar cómo los fotones de onda corta son indiferentes a la presencia de estos gases, mientras que algunos de los fotones de onda larga cambian de dirección (debido a la absorción y reemisión por parte de los GEI). Como consecuencia de este comportamiento, la radiación infrarroja se mantiene durante mayor tiempo en la troposfera, calentándola. Puedes cambiar la cantidad de gases, de nubes o volver a las condiciones anteriores a la revolución industrial. Observa lo que pasa con la temperatura en cada caso.

PHET-Colorado greenhouse-600

Reescribe el guión del vídeo para explicar el efecto invernadero correctamente.

 

Antes de pasar a la siguiente tarea, visualizar los siguientes vídeos:

http://www.rtve.es/alacarta/videos/programa/efectos-del-cambio-climatico-ya-se-aprecian-muchas-partes-del-mundo/590975/

http://www.rtve.es/alacarta/videos/el-bosque-protector/bosque-protector-desertificacion-problema-global/1275562/

Tarea 4: ¿Qué pasa si sube la temperatura?

Este aumento significaría que las temperaturas medias globales se habrían incrementado más de 2 grados desde la época pre-industrial.

En la conferencia de la ONU para el cambio climático (COP21) en Paris los gobiernos de todo el mundo se han reunido para discutir cómo podemos prevenir la subida de temperatura. Se ha llegado al acuerdo de intentar que la temperatura no suba más de dos grados por encima de la temperatura anterior al siglo XX.

Gráfica dos grados¿Cuándo crees que se sobrepasará el límite de 2 grados si el comportamiento humano no cambia?

Leed la información sobre los efectos del incremento de la temperatura en diferentes regiones de Europa. Después, se asignará una región europea a cada grupo, que creará un pronóstico del tiempo para la región del mapa asignada (cómo los cambios en el tiempo y el clima afectarán a las personas y los animales, p.ej. la agricultura y la ganadería, la producción de alimentos, la pérdida de hogares debido a inundaciones y erosión costera, el aumento de enfermedades tropicales, la pérdida de biodiversidad). Los grupos también tienen que explicar la gravedad de los efectos y mostrarlos a toda la clase. Describir cómo podría ser vivir en España en 2050 si no somos capaces de cumplir la meta de los dos grados.

Efectos en Europa

Tarea 5: ¿Qué evitará que el planeta se caliente dos grados más?

Considera los impactos de las acciones de emisión de gases de efecto invernadero en el medio ambiente, las personas y la economía.



Nombra algunas acciones que reducen las emisiones de gases de efecto invernadero.

¿Cómo podemos decidir si una determinada acción es una buena idea? Una manera de hacerlo es pensar en todas las consecuencias posibles.

Asegúrate de que entiendes lo que significa el término consecuencia, p.ej. el efecto de una acción que puede ser negativo o positivo. La acción que la clase va a usar se tiene que añadir a la caja:

Caja para pensar

Participa en ‘un juego de consecuencias’

A continuación, te damos algunos ejemplos: ¿Deberíamos… prohibir la comida basura en los colegios, prohibir los deberes, prohibir los teléfonos móviles en los colegios, pedir a los alumnos entre 12-16 años que recojan basura de las calles durante una hora a la semana, aplicar un impuesto al azúcar, establecer que los sábados sea un día lectivo?

Cada grupo debe explicar si han encontrado que la acción tiene más consecuencias negativas o positivas y deben poner ejemplos de algunas de las consecuencias que se les han ocurrido.

Juego de las consecuencias

Para tomar una decisión científica es importante considerar las consecuencias con respecto a:

Consecuencias

 

Tarea 6: Adopta una decisión personal

Vas a examinar las consecuencias de algunas acciones que podríamos realizar para disminuir el cambio climático

Decisión personalAsignaremos a cada grupo una acción y volveréis a utilizar el tablero del “Juego de consecuencias”. Esta vez, un tercio del tablero corresponde a las personas, otro a la economía y otro al medio ambiente, y debéis colocar las consecuencias que afecten a cada área en el tercio correspondiente.

A: Usar energía nuclear

B: Capturar el Carbono

C: Hacernos veganos

D: Prohibir los coches

Un alumno de cada grupo defenderá ante toda la clase por qué necesitamos tomar esta acción ahora y por qué esta acción es la mejor opción.

Una vez estudiada la evidencia científica y las consecuencias de las acciones, puedes llegar a una decisión personal sobre qué acción escogerías y por qué. Presenta tu decisión personal de una manera persuasiva como un político tratando de convencer al público de su decisión.

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Autor: pakosimarro

Profesor de Biología en ESO y Bachillerato. Tutor de Psicobiología y enamorado de la neurociencia. Apasionado de la aplicación de las TIC en educación. Aficionado al running y al senderismo.

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