GOT ICE? El calentamiento global y el búfer de calorías

En el debate público sobre el calentamiento global, se habla mucho de desaparecer las capas de hielo continentales y los glaciares de montaña, así como los desiertos de crecimiento, con más sequías en algunas zonas y más inundaciones en otras áreas. Con nuevas investigaciones que indican la aceleración de estos procesos, me gustaría añadir algunas reflexiones sobre aspectos importantes de la creciente calor del medio ambiente que en general no se discute con respecto a este tema.

Tengo que iniciar mis palabras con unos cuantos datos necesarios para la comprensión del lector. La temperatura media de los océanos a lo largo de su profundidad es de 4 grados centígrados, la temperatura media de hielo en las capas de hielo continentales y glaciares es de menos-17 grados centígrados. Una de las medidas científicas de calor es la caloría (diferente de la caloría de alimentos, que es 1000 veces mayor). Por definición, una caloría es igual a la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de un gramo de agua de 14,5 ° C a 15,5 ° C a presión atmosférica normal. Después el agua se congela, el enfriamiento de hielo por debajo de 0 ° C en realidad sólo requiere la eliminación de la mitad de calorías de calor para obtener una disminución de la temperatura de 1 ° C por gramo de hielo. Por lo tanto, revertir este proceso y el aumento de la temperatura del hielo continental de su promedio de -17 ° C a los 4 ° C de temperatura media de los océanos requiere la adición de (8,5 + 4) calorías de calor por gramo de hielo, por lo que un total de 12.5 calorías de calor en este intervalo. A excepción de un hecho sorprendente!

Lo que no es conocido es que requiere 80 calorías de calor para convertir un gramo de hielo a 0 ° C a 1 gramo de agua a 0 º C. Sólo para derretir el hielo, sin aumentar su temperatura, requiere alrededor de 6,5 veces la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura promedio de los hielos continentales y glaciares de la temperatura media de los océanos. El derretimiento del hielo del medio ambiente es un enorme disipador de calor que es actualmente amortiguación del efecto del calentamiento global, hasta que nos quedamos sin hielo.

Igualmente importante para la producción de nieve y hielo, es necesaria la eliminación de 80 calorías de calor por gramo de vapor de agua a 0 º C para producir un gramo de nieve a 0 ° C. Este calor tiene esencialmente dos lugares se puede ir, a no contribuir al calentamiento global, sino que puede ser irradiado al espacio, si el aumento de gases de efecto invernadero se lo permitimos, o puede ser obligado por la vegetación para producir fibras de madera, como ha ocurrido en el pasado, cuando una Tierra tropicales que se producen los inmensos bosques que se convirtió en nuestro carbón hoy en día y los suministros de petróleo (el calor almacenado). Por supuesto que estamos en la actualidad la sobreexplotación de los bosques es necesario para hacer este trabajo, que puede estar quedándose sin árboles, así como el hielo.

A pesar de los glaciares completamente derretido y las capas de hielo sólo añadiría unos 200 metros a la profundidad media de 12.600 pies de los océanos, o alrededor de 1,6% en volumen, la cantidad de calor que entra en la fusión todo el hielo del medio ambiente podría elevar la temperatura media de los océanos 1,5 ° C, si no fuera por que el hielo. En realidad la mayor parte de la acumulación de calor en los océanos será en los primeros 100 metros de agua de mar y muy poco calor a migrar a profundidades por debajo de 500 metros. Por lo tanto el calentamiento de la superficie del agua océanos han sido varios grados más alta hasta ahora, si no fuera por el buffer de fusión del hielo. El desastre ambiental de la superficie del océano muy caliente sólo se puede adivinar.

Desde la Antártida y de Groenlandia se están reduciendo y los glaciares están retrocediendo en todo el mundo, el hielo del medio ambiente que ha estado presente durante miles de años ha demostrado ser insuficiente para hacer otra cosa que la máscara de la acumulación actual de la entrada de calor en el medio ambiente. A medida que más hielo se derrite, la reducción de la superficie total de hielo expuesto al calor creciente del aire y el agua, más de nuestra entrada de calor se mantendrá en el aire, agua y suelo, y el proceso de calentamiento global se acelerará.

Debemos recordar que, especialmente en el hemisferio norte, el invierno puede traer una enorme cantidad de nieve a las montañas y valles. El derretimiento de la nieve este elimina el calor significativa de nuestro entorno en primavera. Si la cantidad de bajas en invierno, ya que cae como lluvia en su lugar, el calor se acumula en el año anterior y llegar a las altas temperaturas en el verano, debido a que el aire y el suelo se conservan el calor que le hubiera correspondido en el buffer de 80 calorías de fusión de la nieve. Finales de la primavera es mucho más frío que a principios del otoño, a pesar de que el ángulo del sol en el cielo es el mismo, ya que el calor fluye hacia el medio ambiente en la primavera está siendo absorbido por el derretimiento de la nieve y la evaporación de la humedad del invierno y la primavera, en lugar de el calentamiento de la tierra en que vivimos.

Similar a la pérdida de las capas de hielo y los glaciares, los millones de kilómetros cuadrados de permafrost en los suelos del norte de Escandinavia, Rusia, Alaska y Canadá están absorbiendo 80 calorías de calor por gramo de hielo y el deshielo, la reducción de su superficie total y el búfer de calor capacidad, lo que también acelerará el efecto del calentamiento global en esta fuente de hielo desaparece.

No estamos quedando sin petróleo, ni dinero, ni tiempo, nos estamos quedando sin hielo. Hay consecuencias significativas en el tiempo diario y estacional, que se verán afectados por el aire más caliente y el factor de 80 calorías de agua en hielo para producir nieve en la alta atmósfera. Como la atmósfera de la Tierra se calienta, se llevará más agua en forma de vapor a altitudes más altas, obligando a las nubes y la condensación que se producen en altitudes aún mayores (o no ocurrir en absoluto). El efecto de esto, en las zonas templadas, se producirá un aumento en el tipo de lluvia llama Virga, la lluvia que se evapora al caer y no llegar al suelo. La lluvia que llega al suelo se cae en largas distancias a través de aire caliente y también se evapora más, por lo menos se llega a la tierra y por lo tanto, los ríos, lagos, océanos, tierras y va a recibir menos.

Hay otro buffer de calor en el trabajo de nuestros océanos, y que es la conversión del agua en vapor. Típicamente evaporar el agua en nuestras cocinas hirviéndola. Una vez que tengamos agua en ebullición (100 ° C), hay que añadir otros 540 calorías por gramo, para convertirlo en vapor de agua a 100 ° C, casi siete veces el calor necesario para derretir el hielo. Vaporización (evaporación por otro nombre) no requiere que todos los de una determinada cantidad de agua se eleve a 100 ° C antes de la vaporización ocurre. Con miles de millones de moléculas de agua en un gramo de agua, todos los que chocan unos con otros miles y millones de veces por segundo, las moléculas de agua en la superficie de la tierra y los océanos tendrá la oportunidad continua para que sus más energía para convertirse en vapor de agua en la atmósfera. El calentamiento global aumentará la cantidad de evaporación y por lo tanto aumentar la cantidad de humedad en la atmósfera.

A medida que el hielo, la nieve y las heladas perma-desaparecer, la entrada de calor constante que no puede encontrar el hielo se derrita se encuentra el agua se evapore. Ya que requiere menos calor para evaporar las gotas de agua a medida que aumenta la altitud, la acumulación de gases de efecto invernadero y el aumento del calor atmosférico tanto tienden a mucha más agua restante en forma de vapor en la atmósfera, en lugar de condensación en gotas necesarias para formar las nubes y la lluvia . Al igual que en la formación de hielo de agua, la condensación del vapor de agua en gotitas de agua en la atmósfera requiere la extracción de calor de cada gramo de vapor de agua. Este calor debe ser irradiada en el espacio o lo más probable es que sea absorbida por la tierra y los océanos, dando lugar a cada vez más cálido y suelos más secos y partes de los océanos que puede llegar a ser demasiado caliente para apoyar a la cadena alimentaria.

No es un efecto secundario, la pérdida de hielo y nieve y reflectividad de las nubes que podría acelerar el calentamiento global. Dado que el hielo y la nieve reflejan casi el 100% de la radiación que reciben, mientras que las rocas y los océanos y la vegetación absorben una gran parte de la radiación que reciben. La reducción del hielo y la nieve aumentan el calor significativo para las regiones polares y cadenas montañosas, algunas de las cuales luego serán redistribuidos por los vientos a todas las partes de la Tierra. En la actualidad la Tierra está a un porcentaje considerable envuelto en nubes y la niebla constante, una gran cantidad de radiación solar es reflejada hacia el espacio por las nubes. Es muy probable que exista un punto de inflexión para la cantidad de hielo disponibles para absorber el calor y la superficie de las nubes, la nieve y el hielo para reflejar la luz solar hacia el espacio, de tal manera que más allá de que el calentamiento global de punto de inflexión podría acelerar hasta el extremo de no hay hielo en absoluto y la cubierta de nubes muy poco, y esto podría ocurrir en un plazo relativamente corto lapso.

Una reflexión final sobre la aceleración de la pérdida de hielo marino en el Ártico y la pérdida de las plataformas de hielo cerca de la Antártida, se refiere a la acción de la sal en agua de mar. Todos estamos familiarizados con el uso de sal para derretir la nieve y el hielo en las carreteras y las aceras. Los que viven en las zonas que reciben una gran cantidad de cada invierno la nieve y el hielo también sabemos que la sal es muy activa y eficiente en el derretimiento del hielo cuando la temperatura es de alrededor del punto de congelación, pero que la sal no es útil o eficaz en el derretimiento del hielo cuando la temperatura cae por debajo de menos 15 ° C. Cómo afecta esto el hielo del mar que está en contacto con agua de mar es la siguiente: cuando los océanos Ártico y la Antártida son muy fríos, la sal tiene poca capacidad o no para acelerar el derretimiento del hielo entra en contacto con. Pero a medida que estos océanos aumento de la temperatura, debido al calentamiento global, la sal en agua de mar se vuelve mucho más eficaz en la fusión del hielo marino. El aumento de las temperaturas del océano que todavía están por debajo de cero puede acelerar la pérdida de hielo marino, debido al efecto de la sal. Y esto es exactamente lo que estamos viviendo hoy en día. El hielo en estas regiones está desapareciendo más rápido de lo que nadie había calculado basándose únicamente en los aumentos de temperatura hasta la fecha, es el aumento de la eficacia de la sal de la temperatura del mar en aumento que es responsable de la pérdida acelerada del hielo marino.

Por supuesto, podemos pensar que estamos en straights calamitosos, pero en realidad no es tan malo, en comparación con el año 2108, cuando todo el mundo que viven y trabajan de 20 pies o metro más, para minimizar los requisitos de calefacción, refrigeración, para evitar la radiación ultravioleta , las tormentas de freak, y otras calamidades. Por lo menos podemos mantener la calma hoy en día con bebidas frías y aire refrigerado, mientras que lo dejamos a nuestros hijos a pedir, ¿qué pasa cuando el hielo se ha ido?

© 05 2008
Craig D. Hanks
Eugene, Oregon