El efecto invernadero no tiene nada que ver con un invernadero.

A raíz de la entrada titulada ¿Hay que creer en el “efecto invernadero”?, me he encontrado gente terca por ahí que no se creía que el llamado “efecto invernadero” no tiene que ver con lo que ocurre en los invernaderos. Así que hago esta a título de documentación, para tenerla guardada y a punto. Se trata de mostrar que los libros de física atmosférica modernos, convencionales, describen ese efecto sin recurrir a ninguna radiación del CO2 hacia la superficie (backradiation). Tampoco mencionan mantas, ni nada que se le parezca.

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Physical Meteorology Rodrigo Caballero School of Mathematical Sciences, University College Dublin

5.17 El efecto invernadero.

Si la tierra no tuviera atmósfera, ¿cuál sería su temperatura de superficie? Este cálculo clásico es como sigue. Asumimos que la tierra se calienta a una temperatura uniforme T_e por la insolación absorvida, y emite radiación infrarroja con una emisividad 1.Te by the absorbed insolation, and emits infrared radiation with emissivity 1. En equilibrio, la energía absorbida iguala a la energía emitida , y así

donde where S₀ es la irradiación solar llegada a la tierra -la así llamada constante solar, aunque tiene pequeñas variaciones-  que tiene un valor de  S₀ = 1367 W m−2 ; α es el albedo, que se tiene por 0.3, R_E = 6.37 × 10⁶ m es el radio de la tierra, y  σ es la constante de Stefan-Boltzmann constant.

Usando estos valores

Esto es lo que se conoce como la temperatura efectiva de emisión. Está determinada exclusivamente por la insolación y el albedo del planeta. En la tierra T_E es mucho más frío que la temperatura global media observada de 15◦C o 288 K. La diferencia debe ser por la atmósfera. El efecto de calentamiento de la atmósfera, conocido como el efecto invernadero, se entiende mejor como sigue. La atmósfera es opaca al infrarrojo, lo que quiere decir que el nivel de emisión media es subido por encima del suelo. La temperatura media en el nivel de emisión tiene que ser  T_e para que la emisión concuerde con la insolación absorbida. Pero la atmósfera tiene un gradiente adiabático positivo, y por eso la temperatura en el suelo tiene que ser mayor que T_e.

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Que esa explicación convenza más o menos es otra cosa. Antes decían que la radiación infrarroja calentaba el suelo. Después pasaron a decir que no es que lo calentara, sino que frenaba su enfriamiento. Es lo mismo, con cierta sutileza. Pero ahora dicen otra cosa. Que el sitio desde donde radia la tierra es por encima del suelo. Por la presencia de gases invernadero, si no radiaría desde el mismo suelo. Y que al emitir desde más arriba, y haber un gradiente, el suelo “tiene” que estar más caliente.

Eso es lo que dicen.  Y no tiene nada que ver con un invernadero. No hay gradiente de altura en un invernadero.

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Nota: Con  esta explicación, en la medida que valga, se libran de una buena pega que a mi me convencía mucho. Cualquier utilización de la idea de “freno” al enfriamiento, o de “atrapar” calor, tenía el inconveniente de que eso mismo debe de ocurrir en el mar, pero mucho más a lo bestia. En el agua, como en la atmósfera, la luz visible penetra con bastante libertad. Pero el infrarrojo queda atrapado muchísimo más por el agua que por el CO2 o el vapor de agua (o por cualquier otro gas). Apenas avanza unos micrones hasta ser atrapado por la siguiente molécula.

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Añadido:

Es evidente que esta explicación “moderna” no se corresponde con la clásica. Tal vez sea porque tiene pegas, como se ve por ejemplo, en:

• Gerhard Kramm, Ralph Dlugi: Scrutinizing the atmospheric greenhouse effect and its climatic impact. Natural Science, 12 dic. 2011.

Exponen que la explicación de la WMO es:

“In the atmosphere, not all radiation emitted by the Earth surface reaches the outer space. Part of it is reflected back to the Earth surface by the atmosphere (greenhouse effect) leading to a global average temperature of about 14°C well above –19°C which would have been felt without this effect.”

Y concluyen:

Note that the argument that “part of it is reflected back to the Earth surface by the atmosphere” is completely irrational from a physical point of view. Such an argument also indicates that the discipline of climatology has lost its rational basis. Thus, the explanation of the WMO is rejected.

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