¿Cuánto calienta el CO2?

Para saber cuanto calienta un gas de efecto invernadero el aire de la troposfera, se siguen dos pasos: el primero es calcular el forzamiento radiativo de un aumento de la concentración del gas en cuestión, y el segundo es aplicar la ley de Stephan Boltzmann para calcular el aumento de temperatura correspondiente a este forzamiento radiativo.


Cálculo del forzamiento radiativo

Para la primera fase, empleamos una fórmula empírica, que nos dará el forzamiento radiativo, en vatios/m2, correspondiente a un aumento de la concentración del gas. Para ello, la fórmula empírica más usada es la recopilada en IPCC 2001 y desarrollada a partir de Myhre et al. (1998). Esta fórmula es ΔF = 5,35 x ln (C/C0) vatios/m2.

Si calculamos el aumento correspondiente a pasar de 350 a 700 ppm de CO2, es decir, a doblar la concentración de CO2 en la atmósfera, encontramos

ΔF = 5,35 x ln (700/350) = 5,35 x ln 2 = 5,35 x 0,693 = 3,7 vatios/m2

Observemos, dicho sea de paso, que, según esta fórmula, obtendríamos el mismo forzamiento radiativo si la concentración de CO2 pasara de 700 a 1400 ppm.


Cálculo del aumento de temperatura correspondiente

Aplicaremos la ley de Stephan Boltzmann, que se expresa como P = s T^4 (temperatura absoluta medida en Kelvin elevada a la cuarta potencia), siendo s = 5,6704 x 10^-8 vatios / m2 K4.

La concentración de 350 ppm de CO2 corresponde al año 1.988, año cuya temperatura media global fue de 14,2 ºC (= 287,2 K). Aplicando la fórmula de Stephan Boltzmann a estos valores, encontramos:

P = 5,6704 x 10^-8 x 287,2^4 = 386,6 vatios/m2

Si a esta potencia le añadimos el forzamiento radiativo debido al aumento de la concentración de CO2 a pasar de 350 a 700 ppm, obtenemos un nuevo valor de P = 386,6 + 3,7 = 390,3 vatios/m2.

Volviendo a aplicar la ley de Stephan Boltzmann, pero en sentido contrario, obtendremos la nueva temperatura correspondiente a esta potencia:

T = raíz cuarta (P/s) = raíz cuarta (390,3/ 5,6704 x 10^-8) = raíz cuarta (6.883.112.302) = 288,0 K = 288,0 – 273,1 = 14,9 ºC

Por tanto, un aumento de 350 a 700 ppm en la concentración de CO2 en la atmósfera terrestre causará un aumento de temperatura de 0,7ºC.

Conclusión

Cuando nos anuncian un aumento de 2 a 6 ºC si la concentración de CO2 llega a 700 ppm, sólo 0,7ºC corresponden al efecto directo del CO2. El resto son retroalimentaciones positivas, basadas en hipótesis sobre fenómenos físicos que no se conocen suficientemente bien.

En la figura se representa este mismo cálculo para las concentraciones de CO2 que van de 300 a 1000 ppm.