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Ciencia del Clima

La física del sistema climático terrestre: gases de efecto invernadero, bucles de retroalimentación, ciclos del carbono y sus consecuencias.

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La ciencia del clima estudia los procesos físicos que determinan la temperatura y los patrones meteorológicos de la Tierra. El efecto invernadero, descrito por primera vez por Joseph Fourier en 1824 y cuantificado por Svante Arrhenius en 1896, explica cómo ciertos gases atrapan la radiación infrarroja saliente, calentando la superficie del planeta. Sin el efecto invernadero natural, la temperatura media de la Tierra sería de -18 °C en lugar de +15 °C.

Las actividades humanas —principalmente la quema de combustibles fósiles y la deforestación— han aumentado el CO₂ atmosférico de 280 ppm (preindustrial) a más de 420 ppm en la actualidad. Este efecto invernadero intensificado ha elevado las temperaturas globales aproximadamente 1,2 °C desde 1850, con consecuencias para el nivel del mar, los mantos de hielo, los fenómenos meteorológicos extremos y los ecosistemas.

Estas simulaciones te permiten manipular las variables clave del sistema climático: ajusta las concentraciones de gases de efecto invernadero y observa cómo responden las temperaturas, rastrea los flujos de carbono a través del sistema terrestre, descubre cómo la retroalimentación hielo-albedo amplifica el calentamiento y proyecta el aumento del nivel del mar bajo diferentes escenarios de emisiones.

4 simulaciones interactivas

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Simulador del Ciclo del Carbono

Modela el ciclo global del carbono como un modelo de cajas con reservorios de atmósfera, océano, tierra y combustibles fósiles. Explora cómo las tasas de emisión, la absorción oceánica y la deforestación determinan la concentración atmosférica de CO₂ y la fracción retenida a lo largo del tiempo.

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Simulador del Efecto Invernadero

Explora cómo la concentración de CO₂, la radiación solar y el albedo determinan la temperatura superficial de la Tierra mediante el efecto invernadero. Basado en la ley de radiación de Stefan-Boltzmann con parametrización de profundidad óptica propuesta inicialmente por Arrhenius (1896) y refinada en los modelos climáticos modernos.

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Simulador de Retroalimentación Hielo-Albedo

Visualiza el bucle de retroalimentación positiva hielo-albedo: el calentamiento derrite el hielo, exponiendo océano y tierra oscuros, que absorben más radiación, causando más calentamiento. Compara trayectorias de temperatura con y sin retroalimentación para entender los factores de amplificación en el sistema climático.

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Simulador de Aumento del Nivel del Mar

Modela el aumento del nivel del mar multicomponente por expansión térmica, derretimiento glaciar y desintegración de capas de hielo. Visualiza cómo los escenarios de calentamiento se traducen en inundaciones costeras y entiende por qué las contribuciones de las capas de hielo se aceleran de forma no lineal por encima de umbrales de temperatura.