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La ciencia del clima ha tenido su día en la corte antes. En 2007, por ejemplo, la Corte Suprema dictaminó que el CO2 encaja La definición de un contaminante bajo la Ley de Aire Limpio: una decisión que obliga a la EPA de los EE. UU. a elaborar regulaciones para abordar cambio climático, independientemente de los vientos políticos. Pero el martes la ciencia del clima literalmente tendrá su día en la corte, como federal juez recibe un tutorial de cinco horas que solicitó en el tema.
El caso enfrenta a San Francisco y Oakland contra BP, Chevron, ConocoPhillips, Exxon Mobil y Royal Dutch Shell. Las ciudades son alegando que las principales compañías petroleras vendieron combustibles fósiles mientras sabían su uso cambiaría el clima y, de manera crítica, públicamente haciendo campaña para convencer al público de que no cambiarían el clima. Como San Francisco y Oakland incurren en costos significativos construyendo infraestructura para proteger sus ciudades del nivel del mar aumento, quieren que las compañías petroleras contribuyan a la factura.
El caso, que obviamente sentaría un gran precedente si el las ciudades ganadas, ya parecen haber ido más allá de los intentos anteriores. Otros jueces han iniciado demandas por considerar que las emisiones deberían estar regulado por la EPA y, por lo tanto, el problema no puede decidirse en Un juzgado. Pero los detalles del caso de California: perseguir vendedores de combustibles fósiles en lugar de usuarios locales de fósiles combustibles — convenció al juez William Alsup de que puede seguir adelante.
Sin embargo, antes de que los argumentos se pongan en marcha, el juez Alsup hizo un solicitud: ambas partes deben presentar los hechos de la ciencia climática en sí, en parte respondiendo una lista de sus preguntas. En reciente años, las compañías petroleras han aceptado públicamente el científico consenso sobre el calentamiento global, por lo que es poco probable que presenten un punto de vista contrario en este caso. Pero la mitad de este “tutorial” será centrarse en la historia de la ciencia climática, que las empresas podrían buscan pintar como más inciertos para excusar su postura en las décadas de 1980 y 1990.
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En cuanto a las preguntas (sorprendentemente específicas) del juez Alsup sobre cambio climático, en realidad son fundamentales para la ciencia y Con bastante facilidad de respuesta.
Yendo invernadero
La mitad de las preguntas del juez se refieren a cómo el invernadero efecto realmente funciona. Por ejemplo, pregunta: “¿Qué es el molecular diferencia por la cual el CO2 absorbe la radiación infrarroja pero oxígeno y nitrógeno no?
El término “efecto invernadero” pretende evocar el resultado básico del proceso en lugar de la física real involucrada. Invernaderos calentar permitiendo que entre la luz solar y evitando la energía térmica y el calor aire de salir. El efecto invernadero de nuestra atmósfera también permite luz solar (principalmente en la porción de luz visible del espectro electromagnético) alcanza la superficie de la Tierra para calentarla pero absorbe la radiación infrarroja que nuestro planeta emite de vuelta al espacio.
Probablemente te hayas encontrado con esta explicación antes, tal vez con una analogía de construir una manta más gruesa alrededor del planeta eso lo calienta Pero, ¿cómo funciona esto exactamente?
Si pasamos por alto la mecánica cuántica, el simple hecho es que las moléculas de gas solo pueden absorber (y emitir) ciertas longitudes de onda de radiación electromagnética. Dióxido de carbono: una molécula compuesta de se pueden formar un átomo de carbono y dos átomos de oxígeno unidos en una línea vibrar por radiación de la longitud de onda correcta. Los átomos pueden estirarse rápidamente hacia adelante y hacia atrás como un acordeón desbocado, o puede doblarse fuera de línea como el “boing” de un tope de resorte cuando cepillar contra ella.
Agrandar / Una molécula de dióxido de carbono puede vibrar cuando la energía la excita de varias maneras: Markus Nielbock / Wikimedia
Oxígeno y nitrógeno (que representan aproximadamente el 99 por ciento de nuestro aire) son moléculas en forma de pesas más simples compuestas de dos átomos idénticos Eso elimina la opción de doblar vibraciones, mientras que el enlace no tiene efecto en el campo eléctrico (el Los átomos son idénticos). Entonces estos gases no pueden interactuar con la radiación en la porción infrarroja del espectro.
CO2, junto con los otros gases que llamamos invernadero gases, que absorben radiación infrarroja pero no solar radiación. Si nuestro planeta no tuviera atmósfera, habría un simple equilibrio de energía entrante y saliente. La luz del sol calentaría el La superficie de la Tierra, que posteriormente emitiría una cantidad equivalente de energía como radiación infrarroja enviada de regreso al espacio. La adicion de gases de efecto invernadero cambia esto al absorber infrarrojos salientes radiación, calentamiento y emisión de energía infrarroja al espacio y retroceder hacia la superficie de la Tierra.
Ampliar / El “presupuesto” de la Tierra de energía entrante y saliente. Wild et al. (2015) / Dinámica del clima
A medida que aumenta la temperatura de la superficie, el planeta emite aún más radiación infrarroja, intentando arrojar calor. Finalmente, un nuevo se logra el equilibrio, con la energía saliente igualando la entrada luz solar nuevamente, pero solo después de la temperatura de la superficie y El ambiente ha aumentado. Del mismo modo, una manta te calentará en invierno, pero no elevará sin cesar su temperatura a Señale que estalló en llamas.
Mientras que el CO2 deja pasar la radiación solar sin perturbaciones, otros gases interactúan con él. Ozono, que, como está compuesto de tres átomos de oxígeno, pueden hacer un baile cuántico vibracional: absorbe Radiación ultravioleta en la luz solar. Además de actuar como protector solar planetario, esto también hace que la capa de ozono caliente el estratosfera.
El vapor de agua también es un potente gas de efecto invernadero, pero puede formarse nubes que reflejan la luz del sol, lo que significa que el vapor de agua puede enfriarse o calentar la Tierra, dependiendo de la situación. (Aunque el efecto neto del vapor de agua amplifica el calentamiento global causado byCO2 en lugar de amortiguarlo).
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Otra de las preguntas del juez Alsup es bastante común: “Además del CO2, qué pasa con el calor colectivo de los escapes del tubo de escape, radiadores del motor y todo otro calor del �combustión de combustibles fósiles?
Dado que se llama “calentamiento global”, es tentador preguntarse si el calor que producimos es tan importante como estos invisibles y Resumen de gases de efecto invernadero. En realidad no se necesitan muchas matemáticas para sin embargo, calcule la respuesta. La energía total utilizada por los humanos. Actualmente está cerca de 20 teravatios. Asumiendo que todo es eventualmente convertido en calor residual, que llegaría a unos 0.04 vatios por metro cuadrado de la superficie de la Tierra. La cantidad total de energía ser agregado a nuestro clima por actividades humanas, mientras tanto, era estimado en 2.3 vatios por metro cuadrado en el último Informe del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático.
Entonces, el calor que sale del tubo de escape de su automóvil no es el preocupación. El dióxido de carbono es.
Carbono alterado
Las preguntas del juez Alsup también se refieren a los contribuyentes a la Aumento de CO2 que hemos medido. Aparte de simplemente preguntar para la causa principal de ese aumento, pregunta cuánto El CO2 es exhalado por los humanos y por qué las plantas no simplemente convirtió todo el CO2 extra en oxígeno.
Estas son preguntas sobre el ciclo del carbono: las muchas procesos interconectados por los cuales el carbono cambia de forma y se mueve en toda la atmósfera de la Tierra, los océanos, los ecosistemas terrestres y incluso rocas. Cuando todos estos procesos están equilibrados (que era básicamente el caso antes de la Revolución Industrial), la cantidad de El CO2 en la atmósfera se mantiene estable. Cuando empezamos a sacar combustibles fósiles del suelo y quemarlos en CO2 a escala masiva, el ciclo del carbono ya no era equilibrado.
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Hay múltiples formas de resolver la causa del aumento CO2 En primer lugar, hay una contabilidad simple. Investigadores trabajar duro para estimar cuánto CO2 está liberando actividades humanas y luego compararlo con los cambios medidos en el atmósfera, océanos y ecosistemas terrestres. En 2016, por ejemplo, se estimó que las actividades humanas liberaron alrededor de 11,2 mil millones toneladas de carbono, de las cuales los ecosistemas oceánicos y terrestres se absorbieron alrededor de 5.3 billones de toneladas. (La disolución de CO2 en el océanos no es almuerzo gratis, está cambiando el pH del agua de mar y amenaza ecosistemas marinos.) El resto coincide con el aumento en CO2 atmosférico.
Agrandar Global Proyecto de carbono 2017
Esta contabilidad se puede informar analizando los isótopos de carbono en CO2 atmosférico, que puede ser carbono 12, carbono 13 o carbono 14. Desde el inicio de la industria Revolución, las proporciones relativas de estos isótopos en el la atmósfera ha estado cambiando de una manera que solo se puede explicar arrojando toneladas sobre toneladas de combustible fósil dominado por el carbono 12 CO2 en el cielo.
El juez Alsup supone que las plantas deberían eliminar el CO2 del ambiente es bueno. La vida de hecho ha reducido nuestro impacto en CO2 atmosférico absorbiendo parte de él. Pero el crecimiento fotosintético está limitado por mucho más que solo el disponibilidad de CO2 (cosas como agua y nutrientes importantes); de lo contrario, las plantas simplemente consumirían todo el CO2 en la atmósfera.
Sin embargo, el juez adivina incorrectamente cuando se pregunta si es humano La respiración podría ser una fuente importante de CO2. A no ser que su dieta está llena de carbón, el carbono que exhala finalmente llega de plantas (incluso si comiste la vaca que comió las plantas), y las plantas simplemente tomaron prestado ese carbono del CO2 atmosférico. Entonces la respiración no puede elevar el CO2 atmosférico más de la bandeja de su gasolinera “tome un centavo, deje un centavo” puede aumentar El número de monedas en circulación.
Whodunnit? Wedunnit, duh.
Las preguntas del juez Alsup también se refieren a ciclos pasados de la era de hielo en clima y la fuente dominante de nuestra tendencia actual de calentamiento: por qué �cambió el clima en el pasado y por qué está cambiando hoy?
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Las edades de hielo rítmicas de los últimos millones de años fueron gobernado por ciclos de cambio lento en la órbita de la Tierra alrededor del Sol, que a veces conspiraba para traer luz solar más fuerte al gran capas de hielo del hemisferio norte. Las capas de hielo encogidas se movieron el ciclo del carbono de una manera que elevó el CO2 atmosférico, calentando aún más el planeta.
Esos ciclos orbitales son demasiado lentos para explicar lo que tenemos visto en los últimos 150 años, y los registros muestran que la luz solar ha No se hizo más fuerte. Cuando comparas todos los factores que podrían posiblemente calentar o enfriar la Tierra, queda muy claro que Un factor explica la mayor parte del calentamiento moderno: nuestro gas de efecto invernadero emisiones
Agrandar / Sumar factores de calentamiento (positivo) y enfriamiento (negativo). TheSun creates some short-term wiggles, and volcanoes have brief,sharp cooling effects, but the warming influence of carbon dioxidey otros gases de efecto invernadero dominan. IPCC
Si bien puede haber algunas diferencias en lo que los dos lados en el caso presente, hay muy poco espacio para bailar alrededor de estos básicos hechos. Como no experto, el juez Alsup ha hecho preguntas razonables. eso debería proporcionarle una comprensión rudimentaria del clima Ciencias. Pero esta audiencia nos dejará muy lejos de saber si esta comprensión realmente juega un papel en el caso.
