Órbita de la Tierra y cambio climático

Manuel preguntó, en el Artículo 14: Analema, la posible relación entre la inclinación del eje de rotación de la Tierra y el cambio climático, animándome a explicar algo sobre este tema.

No tengo conocimento de que la inclinación del eje de rotación de la Tierra tenga influencia directa sobre el cambio climático, al menos a corto y medio plazo. Mi campo de conocimiento (aunque no sea muy extenso, por cierto) se centra en la astronomía y astrofísica, por tanto puedo ofrecer alguna información en esta ciencia, pero no soy meteorólogo o climatólogo ni nada de eso; así que no voy a extenderme en hablar del cambio climático en general, aunque sí me parece conveniente ofrecer algunas definiciones:

Sistema climático.
Es el conjunto de cinco componentes de cuya interacción se genera el clima de la Tierra. Estos cinco componentes son: la atmósfera (aire), la hidrósfera (agua), la criósfera (hielo), la litosfera (capa rocosa superior de la tierra) y la biósfera (seres vivos).

Cambio climático.
Es la variación en el estado del sistema climático terrestre. Los cambios climáticos han existido desde el inicio de la historia de la Tierra, han sido graduales o abruptos y se han debido a causas diversas, como las relacionadas con los cambios en los parámetros orbitales, variaciones de la radiación solar, la deriva continental, periodos de vulcanismo intenso, procesos bióticos o impactos de meteoritos, y por supuesto la actividad humana.

Calentamiento global.
Es el aumento de la temperatura media del sistema climático de la Tierra causado por la actividad humana.

Los términos calentamiento global y cambio climático a menudo se usan indistintamente, pero de forma más precisa calentamiento global es el incremento de la temperatura media de la superficie de la Tierra causado predominantemente por actividades humanas, mientras que cambio climático es un concepto más general que incluye tanto el calentamiento global como las variaciones del clima del planera causadas por cualquier evento a lo largo de su historia. Es decir, el cambio climático es una consecuencia del calentamiento global, pero ésta no es la única causa de cualquier cambio climático.

El calentamiento global está provocado por actividades como el uso de combustibles fósiles, la deforestación, el uso de fertilizantes nitrogenados, la contaminación industrial, el desarrollo de la ganadería intensiva y el crecimiento acelerado de la población. Todos estos factores contribuyen al aumento de la concentración de gases de efecto invernadero en la atmósfera.

Yo no sé más que cualquier otra persona sobre el calentamiento global, así que no voy a enfocar este artículo desde esta perspectiva; por eso, para responder a Manuel, me limitaré a explicar las causas del cambio climático que hacen referencia a aspectos puramente astronómicos, como los parámetros orbitales de la Tierra en su movimiento en el espacio.

Las variaciones en los movimientos orbitales de la Tierra afectan a la cantidad de radiación solar que llega a la atmósfera terrestre. Estos cambios en la radiación solar son un fuerte impulsor del clima a largo plazo de la Tierra, provocando el comienzo y el final de los períodos de glaciación (edades de hielo).

La Tierra gira alrededor del Sol influida por tres parámetros básicos que afectan a la cantidad de esta radiación solar que recibe nuestro planeta. Estos tres parámetros son:

Excentricidad de la órbita (ε).
Se refiere a lo "estirada" que está la elipse que describe la Tierra al moverse alrededor del Sol. La excentricidad varía, cada 100.000 años, entre sus valores extremos: E=0.0005 órbita más circular y E=0.0607 órbita más elíptica. Esta variación puede suponer entre un 1% y un 11% de diferencia en la cantidad de radiación solar que recibe la Tierra entre el afelio (punto más alejado de la Tierra respecto del Sol) y el perihelio (punto más cercano).


Oblicuidad del eje de rotación.
Es el ángulo del eje de rotación de la tierra respecto al plano de la órbita, que oscila entre 22.1º y 24.5º cada 40.000 años. Actualmente está en 23.5º. Este fenómeno es el responsable de las estaciones. Aunque no cambia la cantidad de radiación que recibe la Tierra, sí varía su distribución sobre la superficie. Al aumentar el ángulo, las estaciones resultan más extremas en ambos hemisferios, es decir veranos más cálidos e inviernos más frios.
Movimiento de precesión.
Es el giro del eje de rotación (el eje de la Tierra oscila como una peonza) completando un giro completo cada 26.000 años. Actualmente se orienta hacia la estrella Polar pero dentro de unos 10.000 años apuntará hacia la estrella Vega. Su efecto sobre el clima es consecuencia de la modificación de la posición relativa de los solsticios y los equinoccios respecto al afelio y al perihelio.


Como se ha mencionado antes, estas variaciones de los parámetros orbitales de la Tierra producen cambios climáticos pero a muy largo plazo (miles de años) como las glaciaciones; y no tienen nada que ver con el calentamiento global que es producido por la actividad humana en un plazo de tiempo mucho más corto.

6 comentarios:

  1. Gracias José, por el artículo, me queda claro que lo de la inversión de los polo, así cómo la variación de la elipsidad queda lejos.

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  2. José, en base a la teoría de relatividad de Einstein,que quería aportarnos con la "teoría del todo" que no llegó a desarrollar,que quería explicarnos con relación al universo 🤔🤔🤔ya me explicaras para yo entenderlo.

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    1. La teoría del todo es una hipótesis de la física teórica que pretende unificar o explicar a través de un modelo global todas las interacciones fundamentales de la naturaleza. Estas interacciones son debidas a las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza: la fuerza gravitatoria, la electromagnética, la nuclear fuerte y la nuclear débil.
      La mayor dificultad de descubrir una teoría unificada ha sido armonizar correctamente leyes que gobiernan solo un reducido ámbito de la naturaleza (una sola fuerza fundamental) y transformarlas en una única teoría que la explique en su totalidad, tanto en su mundo microscópico como macroscópico.
      La teoría de la relatividad de Einstein no consigue esta unificación, pero él mismo creía que debe existir esta teoría, y a ello dedicó Stephen Hawking gran parte de sus investigaciones. De momento nadie lo ha conseguido pero seguro que con el tiempo alguien dará con ella.

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  3. Muy interesante, pero me queda alguna dudilla, por ejemplo, por qué varía la elipse que describe la tierra?

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    1. Todos estos efectos responden a diferentes causas pero la más importante, sobre todo en la cuestión que planteas, es la interacción gravitatoria. Si en el espacio únicamente estuvieran el Sol y la Tierra el problema se simplificaría enormemente ya que tendríamos un sistema de dos cuerpos que interaccionan gravitacionalmente, un sistema relativamente fácil de modelizar. Pero resulta que también está la Luna, los demás planetas del Sistema Solar (sobre todo Júpiter y Saturno, que son muy masivos), los asteroides, etc. etc.
      Todos estos cuerpos interaccionan gravitacionalmente entre sí provocando, en unos y otros, diferentes tipos de alteraciones orbitales.
      Todos entendemos, más o menos, que la gravedad es una fuerza de atracción entre cuerpos con masa. La gravedad hace que los objetos caigan al suelo atraídos por la propia Tierra, que el Sol mantenga atraídos a los planetas girando a su alrededor, que la Luna orbite alrededor de la Tierra, incluso que el Sol gire alrededor del centro de nuestra galaxia sin salir despedido hacia afuera.
      Y ya que hablamos de gravedad, y como veo que tienes bastante curiosidad en estos temas, te voy a decir algo que puede que te sorprenda: a pesar de lo que digo en el párrafo anterior, resulta que en realidad, la gravedad NO es una fuerza ¿Qué es entonces?. Piensa en ello.

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  4. Cómo que la gravedad no es una fuerza?? Después de lo que nos has explicado ahora nos sales con esas??🤣🤣🤣.
    Pues tendrás que explicar eso porque a mí me has dejado muy intrigada!!! 🤔.

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