Gases de Efecto Invernadero

El clima de la Tierra cambia continuamente desde hace millones de años, como resultado de las interacciones entre la radiación solar y los diferentes componentes de la geósfera (tierra, agua, aire) y de la biosfera (seres vivos). Sin embargo, en la actualidad, la emisión de gases invernadero por parte de algunas actividades humanas está modificando la dirección del cambio climático producido por causas naturales.

Los gases de efecto invernadero (aquellos que retienen parte de la energía que el suelo emite al ser calentado por la radiación solar) que rodean la Tierra son más transparentes a las radiaciones de onda corta del Sol y, en cambio, son más absorbentes a los rayos infrarrojos que emite la Tierra. Por esta razón, estos gases fomentan que parte de esa radiación sea reflejada de nuevo a la Tierra, contribuyendo a su recalentamiento. Es un proceso de retención de la energía parecido a lo que ocurre con un invernadero o con la manta que cubre una mesa con un brasero.

Los principales componentes de la atmósfera, oxígeno y nitrógeno, no influyen en el balance de calor. Es el vapor de agua el que produce un mayor impacto, pero su concentración en la atmósfera no se ve alterada por la acción humana. El efecto invernadero se produce principalmente por cambios en los gases presentes en pequeñas proporciones:

• Dióxido de carbono (CO2)

• Metano (CH4)

• Óxido Nitroso (N2O)

• Ozono (O3)

• Hidrofluorocarbonos (HFC’s) y perfluorocarbonos (PFC’s)

Estos gases mantienen caliente la baja atmósfera y la superficie terrestre. Excepto los HFC’s y PFC’s el resto se producen de forma natural en la atmósfera, y se eliminan también de forma natural. Lo que hacemos los humanos es aumentar excesivamente su concentración. Ello provoca un proceso de calentamiento global de la Tierra que modifica el funcionamiento del sistema climático.

Algunas de las consecuencias de este cambio son la alteración del régimen de precipitaciones, la progresiva fusión de los casquetes de hielo de los polos y la subida del nivel del mar. Las emisiones de origen humano de dióxido de carbono son las principales responsables de esta acentuación del efecto invernadero; se calcula que contribuyen en un 65% aproximadamente a este fenómeno. Las emisiones de metano participan en un 20%, mientras el 15% restante es la contribución de los otros gases.

Procesos Estocásticos.

Aquellos procesos caracterizados por variables aleatorias, y que a partir de las mismas condiciones iniciales puede evolucionar en un gran numero de direcciones. Para explicar la evolución de estos procesos se construyen modelos estocásticos . Basándose en las relaciones de dependencia entre las variables del proceso, Karlin ( 1957), propone la siguiente clasificación:

a)   Procesos con incrementos independientes: las variables de incremento temporal sobre intervalos de tiempo disjuntos son independientes.

b)   Procesos de Markov: la distribución de cada variable del proceso depende solo del pasado inmediato.

c)    Martingalas: la esperanza de una variable del proceso dado el pasado hasta un cierto instante es igual a la variable en dicho instante.

d)   Procesos estacionarios: la distribución de cualquier vector de variables del proceso se mantiene si éstas se desplazan en el tiempo de forma constante.

Una serie temporal es una secuencia de observaciones tomadas en el tiempo (diario, semanal, mensual, anual). Una serie temporal de N observaciones sucesivas x’=(x₁, x₂, ….,x_n) se considera como una muestra tomada de una población infinita generada por el proceso. El análisis de las series temporales se concierne a las técnicas para el análisis de esta dependencia. Esto requiere el desarrollo de modelos estocásticos dinámicos para el tratamiento de los datos de series temporales y el uso de tales modelos en particular para la predicción.

Entre los modelos estocásticos son importantes los modelos estacionarios. Estos asumen que los procesos permanecen en equilibrio estadístico con propiedades probabilísticas que no cambian en el tiempo, variando alrededor de una media constante fijada y con varianza constante. Mecanismos útiles para describir el comportamiento de procesos estacionarios son la función de autocorrelación y el espectro. Procesos  estacionarios de importancia al modelar series temporales son los procesos autoregresivos (AR), medias móviles (MA), y una mezcla de ellos autoregresivos-medias móviles (ARIMA).

EL Niño: La Oscilación del Sur. II.

Una parte de las teorías sobre ENSO se desarrollaron a partir de observaciones del oceáno (SST)  y la atmósfera en el Pacífico tropical. Los análisis de Rasmusson y Carpenter ,1982, han contribuido mucho a la comprensión de ENSO. Promediando observaciones para el mismo estadio en el desarrollo de distintos eventos, se resaltan sus aspectos comunes en un patrón compuesto. Se identifican así distintas fases en la evolución de ENSO (Ortiz Beviá,1999):

1. Los antecedentes (Septiembre -1) con anomalías positivas cerca de la costa americana al Sur, valores positivos del índice de la Oscilación del Sur (SOI) e intensificación de la región de convergencia del Sur del Pacífico.
2.   Estadio inicial (Diciembre -1): el patrón de circulación se vuelve caótico, aparecen anomalías de SST  cerca de la línea de fecha.
3.   Fase pico (Abril 0), con el patrón característico que se asocia siempre con El Niño: una lengua de agua caliente que, a lo largo del ecuador, se extiende desde las costas de Perú hacia el interior oceánico.
4.   Fase transición (Septiembre 0)y estadio maduro (Enero+1), en que las anomalías positivas de SST alcanzan su máxima extensión.

Conocidos los episodios de ENSO, una cuestión a indagar es la posibilidad de predecir su inicio. Hasta el episodio intenso de 1982-1983, se pensaba que el registro de vientos alisios más fuertes de lo normal, en el Pacífico suroccidental y central, durante algunos meses previos suponían la formación de energéticas ondas kelvin, que transportarían aguas cálidas al sector sudamericano. Empero, la ausencia de alisios fuertes durante los mese previos a las navidades de 1981 descartaron el carácter de condición necesaria para el desarrollo de un episodio ENSO, lo que demuestra que la comprensión total del fenómeno está todavía lejos de ser realidad. Asimismo las investigaciones, cada vez más numerosas, del proceso ENSO demuestran que no es tan radical la oposición entre circulaciones del tipo ENSO y circulaciones Niña en el Pacífico sur, y ello porque, en ocasiones, no resultan tan nítidas las variaciones de elementos climáticos vinculadas a uno u otro tipo de circulación en ambos lados del Pacífico meridional.

El Niño: La Oscilación del Sur. I.

La Oscilacion del Sur (ENSO) es la variabilidad interanual más importante del planeta. ENSO es una oscilación acoplada del sistema océano atmósfera que ocurre en el Pacífico Tropical. Sus efectos no se limitan al Pacífico, sino que condicionan el clima de toda América, El Indico, Africa e incluso Europa.

El Fenómeno de El Niño fue bautizado con este nombre por los pescadores de la costa de Perú y Ecuador ya que aparecía como una corriente anormalmente cálida cerca de la Navidad y se relacionó con el nacimiento de EL Niño Jesús.

Cuando se habla de   El Niño se refiere a un calentamiento en las aguas del océano Pacífico Tropical. Este calentamiento en la superficie del mar produce un cambio en la circulación oceánica y atmosférica provocando variaciones en el clima a nivel.

Una de las  variables de mayor importancia en el monitoreo del Fenómeno del Niño o La Niña (el fenómeno contrario)  es la temperatura de la Superficie del Mar en el océano Pacífico Tropical. Es por esto que el Pacífico Tropical se ha divido en 4 regiones como se indica en la Figura , las cuales son monitoreadas constantemente para  diagnosticar y pronosticar la evolución de El Niño o La Niña.

FASE POSITIVA DE ENSO
En la fase positiva hay un calentamiento anómalo en el Pacífico Ecuatorial Este. Aparece una baja de presión anómala sobre esta región, y una alta sobre Indonesia

FASE NEGATIVA DE ENSO
En la fase negativa hay un enfriamiento anómalo en el Pacífico Ecuatorial Este. Aparece una alta de presión anómala sobre esta región y una baja anómala sobre Indonesia.

CAUSAS
Lo que da origen al fenómeno "El Niño" aún no es muy bien conocido. Sin embargo, existe una íntima relación entre la ocurrencia del fenómeno y la variación anómala de las zonas de alta y baja presión atmosférica sobre los océanos, manifestándose anomalías en la circulación general de la atmósfera y de los océanos, con efectos muy variados a nivel global.

FRECUENCIA

Es un fenómeno recurrente, no periódico, se presenta a intervalos variados entre los 3 a 11 años; sin embargo, fenómenos extraordinariamente intensos,como “El Niño” 1982/83 y 1997/98 se estima que tienen una frecuencia mayor a 15 años. Estos últimos eventos dejaron huella, no sólo en el clima local y vida marina, sino también en las condiciones climáticas de todo el mundo. Cuando un evento “El Niño” ocurre tiene una duración entre 04 a 12 meses y enalgunos casos hasta 18 meses.

El desarrollo actual  de ENSO se indica en la Figura 2.

Contaminación Atmosférica

Es la presencia en la atmósfera de materias, sustancias o formas de energía que impliquen molestia grave, riesgo o daño para la seguridad y la salud de las personas, el medio ambiente y demás bienes de cualquier naturaleza. Estas materias y fuentes de energía que pueden hacer peligrar nuestra salud, bienestar o recursos se llaman contaminantes.

EMISIONES E INMISIONES

Emisión es la cantidad de contaminante vertido a la atmósfera en un período determinado desde un foco, mientras que la inmisión es la concentración de contaminantes a nivel del suelo. Hoy se emplea más el término «calidad de aire ambiente».

Los niveles de inmisión o de calidad del aire determinan el efecto de un contaminante sobre la salud o el medio ambiente. Además, la cantidad de contaminantes en la atmósfera vendrá determinada por la diferencia entre los emitidos y producidos en la misma y los que se eliminan a través de los procesos de autodepuración por deposición, precipitación y absorción por el suelo, el agua y la vegetación. Por lo tanto, para minimizar la contaminación atmosférica es necesario controlar tanto las emisiones atmosféricas (niveles de emisión) como la presencia de los contaminantes en el aire en distintos puntos receptores (niveles de incisión).

FUENTES DE CONTAMINACIÓN

No toda la contaminación que llega a la atmósfera está causada por el hombre. Sin embargo, en la mayoría de los casos, las fuentes de contaminación más importantes y perjudiciales para el medio ambiente se derivan de nuestras acciones y actividades económicas.

En general, las fuentes de la contaminación se pueden clasificar según diversos criterios. En función de su procedencia encontramos:

• Fuentes biogénicas: vegetación y volcanes.
• Fuentes antropogénicas:

1. Fuentes fijas: industriales (combustión y otros procesos industriales), domésticas (combustión de calefacciones) y tratamiento de residuos.
2. Fuentes móviles: automóviles, aviones, barcos y maquinaria móvil.

Las fuentes que emiten contaminantes a la atmósfera no son las mismas en todos los sitios y la contaminación que soporta la atmósfera varía mucho en función de las características de cada zona. Concretamente, los datos de fuentes de contaminación en la ciudad de Madrid según el inventario de emisiones son los siguientes:

Fuentes emisoras de contaminantes	Óxidos de nitrógeno (%)	Partículas (%)	Monóxido de  carbono (%)	Óxidos de azufre (%)	COV's (%)
Transporte por carretera	77	72,8	91,4	17,3	33,2
Plantas de combustión no industrial (calderas de comercios, viviendas, oficinas)	6,5	13,2	5,4	68,5
Plantas de combustión industrial	5,7			7,4
Otros modos de transporte y maquinaria móvil	7,1	5,5	2,1
Uso de disolventes y otros productos					53,5

El Proyecto YASUNÍ-ITT

El gobierno ecuatoriano propone a la comunidad mundial, una importante y significativa contribución a la preservación del medio ambiente.

Esta original iniciativa plantea:

1. el cambio climático, evitando la explotación de combustibles fósiles en áreas de alta sensibilidad biológica y cultural en los países en desarrollo.
2. La protección de la biodiversidad en el Ecuador y el apoyo al aislamiento voluntario Combatir de las culturas indígenas no contactadas que habitan el Parque Yasuní (Tagaeri y Taromenane).
3. El desarrollo social, la conservación de la naturaleza y la implementación de fuentes renovables de energía, en una estrategia encaminada a consolidar un nuevo modelo de desarrollo equitativo y sustentable en el país.

La comunidad internacional puede participar con un aporte financiero, creando un fondo de capital que será administrado por las Naciones Unidas, con la participación del Estado, la sociedad civil ecuatoriana y los contribuyentes.

La Iniciativa plantea al mundo paradigmas más justos y equitativos, hacia un modelo basado en el buen vivir y en los derechos de la naturaleza.

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No pensemos en todo lo que hemos perdido por nuestra causa, sino más bien en todo lo que nos queda para preservarlo. Está en nuestras manos y lo podemos hacer juntos. 
El destino  y  el futuro de la Tierra  es el nuestro.


¿ Lo hacemos ?

Subida del niver del mar.

Si no se tienen en cuenta los lentos movimientos geológicos que cambian la configuración de los océanos, el nivel medio del mar puede ascender fundamentalmente por dos motivos: un incremento de la masa oceánica procedente del deshielo continental (componente eustática) y un incremento del volumen oceánico por expansión térmica del agua y disminución de su densidad (componente termostérica).

El cambio de nivel del mar es geográficamente muy desigual. Aparte del deshielo y de la expansión térmica del agua por calentamiento, existen otros factores que se toman en cuenta  en el cálculo de una tendencia media global. Por ejemplo, la reacción isostática de ajuste que comenzó tras la fusión de los últimos grandes mantos glaciares determina en muchas partes que el mar esté o subiendo o bajando. Así, las mediciones en las costas del Báltico indican que en su parte norte el mar está bajando más de 5 mm/año. Ello se debe a que la costa sueca del Báltico asciende para recuperarse, como por rebote, del hundimiento que le producía la masa de hielo glacial que tuvo anteriormente encima (Pan, 1999). Por el contrario, este rebote produce un pliegue de hundimiento de la corteza y una subida del nivel del mar en el área periférica que circunda al domo en ascenso, por ejemplo, en Dinamarca. Reacciones parecidas de ajuste glacial isostático ocurren a lo largo de la costa este de Canadá y Estados Unidos (Park, 2002).

A estos movimientos isostáticos hay que añadir otros relacionados con hundimientos del subsuelo y motivados por otras causas, como la extracción del gas o del petróleo que rellena los poros de las rocas del subsuelo. Así si la ciudad de Venecia se hunde es más que nada debido al hundimiento de su subsuelo (unos 23 cm en el último siglo) y las mareas altas excepcionales, como la catastrófica de Noviembre de 1966 (174 cm) a la combinación de bajas presiones y vientos del sureste (Fagherazzi, 2005). De la misma forma, en otras muchas costas del mundo, como en Texas y Louisiana, el ritmo de subsidencia regional es por estas razones superior a 1 metro por siglo (Meckel, 2006).

Existen otros factores que modifican irregularmente el nivel de los océanos. Así, las variaciones de las corrientes oceánicas, amontonando agua en unas zonas y vaciándolas parcialmente en otras, desnivelan la superficie del mar entre unas regiones y otras. De esta manera se ha comprobado que en las costas de Finlandia el nivel del mar sufre unas variaciones correlacionadas con las variaciones del índice NAO. Un índice positivo (vientos del oeste más intensos) causa una elevación del mar al aumentar el flujo entrante de agua atlántica en el Báltico (Johanson, 2001). Por el contrario en el Mediterráneo, un índice NAO positivo, que refleja una mayor presión en la zona, tiende a hacer bajar el nivel del mar. Según algunos autores la evolución del índice NAO entre 1960 y 1994 provocó una bajada del orden de 1,3 mm/año.

Las variaciones de las presiones y de los vientos predominantes ocasionan cambios diarios en el nivel del mar de varios centímetros. También los cambios de densidad del agua, provocados por los cambios de salinidad, hacen variar el nivel de los mares. En el Báltico, la salinidad en el Skagerrak es de un 35 ‰ , pero es de sólo un 5‰ en el Golfo de Bothnia, lo que hace que en un mismo mar la altura del mar sea diferente en unos 35 o 40 cm.

Finalmente, fenómenos como El NIÑO (ENSO) provocan diferencias interanuales de hasta 50 cm en amplias áreas del Pacífico (Merrifield, 1999)

La temperatura de la Atmósfera.

En el sistema solar existen tres planetas y un satélite a distancias aproximadamente similares del Sol: Venus, La Tierra y su Luna , y Marte. Los cuatro cuerpos celestes reciben una intensidad solar ligeramente diferente. Venus recibe unos 2600 W/m2 en la parte externa de su atmósfera, la Tierra y la Luna unos 1370 W/m2 y Marte unos 600 W/m2. La temperatura media global de Venus es de unos 482 °C, la de la Tierra unos 16 °C, la de la Luna y marte de 15 °C bajo cero. Las diferencias de temperatura no solo se deben a la distancia al Sol, sino a la composición de la atmósfera. La de Venus es esencialmente CO2 a 95 atmósferas de presión. Ni en la Luna ni en Marte existe atmósfera.

La atmosfera de la tierra está compuesta principalmente de los gases N₂(78%), O₂(21%) y Ar(1%), cuyas abundancias son controladas por escalas de tiempo geológicas mediante la biósfera, el vapor de agua se encuentra principalmente en la baja atmósfera y su precipitación controla su abundancia. El resto de gases constituyente, “Gases de traza”  representan menos del 1% de la atmosfera, y juegan un rol importante en la en balance radioactivo de la tierra así como en las propiedades químicas de la atmósfera. Su abundancia ha cambiado rápidamente y de forma notable en las dos  últimas centurias.

Las observaciones han documentado la desaparición de la capa de ozono de la estratosfera en la antártica durante la primaveral austral a lo que se ha denominado “agujero de ozono de la antártica”. También se ha documentado la disminución  en el ártico y regiones de media latitud norte y sur. Paradójicamente mientras el ozono en la estratósfera protege a los organismos vivos de la perjudicial radiación ultravioleta  proveniente del sol, en la baja atmósfera puede tener efectos adversos sobre la salud humana y las plantas.

A partir de la revolución industrial, la cantidad de partículas aerotransportadas se han incrementado notablemente.

La atmosfera es el recipiente de muchos de los productos de nuestra sociedad tecnológica, productos de la combustión de combustibles fósiles y el desarrollo de nuevos químicos sintéticos. He ahí la importancia de preservarla libre de contaminación por nuestro propio bienestar.

Contaminación Acústica.

La contaminación ambiental es uno de los mayores problemas que afronta actualmente la humanidad. El desarrollo incontrolado de las actividades humanas ha producido la contaminación del aire y de las aguas, el efecto invernadero, la desaparición de extensas zonas de vegetación, la desertización, la acumulación de residuos tóxicos, entre otro efectos. En los países industrializados ha tenido lugar un incremento muy considerable de los niveles de contaminación acústica.

El ruido lo llena todo y nos afecta a todos. Estamos expuestos a él en nuestros hogares, en la calle, en los centros de trabajo, cuando utilizamos un vehículo de transporte, incluso durante nuestro tiempo libre. Las  diferentes investigaciones realizadas a lo largo de las últimas décadas han demostrado que la contaminación sonora afecta claramente a la salud de las personas, produciendo una larga serie de efectos fisiológicos y psicológicos de naturaleza muy diversa, cuya importancia varía mucho en las condiciones concretas existentes en cada caso.

Según la O.C.D.E.-Organización para la Economía, Cooperación y Desarrollo 130 millones de personas, se encuentran con nivel sonoro superior a 65 db, el límite aceptado por la O.M.S. y otros 300 millones residen en zonas de incomodidad acústica, es decir entre 55 y 65 db. Por debajo de 45 db no se perciben molestias. Con sonidos de 55 db, un 10% de la población se ve afectada y con 85 db todos los seres humanos se sienten alterados.

Se puede definir como ruido ambiental a un sonido no deseado por el receptor o como una sensación auditiva desagradable o molesta. El carácter impreciso de estas definiciones tiene lugar por la subjetividad con que enjuiciamos determinadas características de un sonido concreto(niveles energéticos más o menos altos, variaciones bruscas e importantes de la intensidad y la frecuencia, etc). En otras palabras, el mayor o menor nivel de molestia que nos produce un determinado sonido, percibido en un contexto y condiciones concretas, es precisamente la cualidad que nos permite calificarlos o no de ruido.

Retos Energéticos

El mayor reto del siglo XXI es proporcionar suficientes alimentos, agua y energía para permitir que todos en el planeta podamos vivir una vida digna, frente a la creciente población, la amenaza del cambio climático, y (tarde o temprano) la disminución de los combustibles fósiles.

Es imprescindible y responsable asumir el desafío y las medidas que deben adoptarse si se quiere alcanzar tal reto. Estas deben incluir la reducción de la demanda de energía, a través de una mejor planificación y diseño industrial y empresarial, así como los cambios de comportamiento social, con una mayor eficiencia energética, el despliegue de la captura y almacenamiento de carbono (si es factible y seguro), y la expansión de la utilización de fuentes de energía renovables en la mayor medida razonablemente posible. El reto técnico es enorme, pero los retos políticos y económicos son aún mayores.