2. Què entenem per Efecte hivernacle?
L' efecte hivernacle és el procés pel qual l’atmosfera d’un planeta fa que
s’escalfe, permetent l’entrada de radiació solar visible, però impedint o
dificultant l’emissió de calor des del planeta.
El nom d' efecte hivernacle s’utilitza perquè, d’acord amb una descripció
simplista, els hivernacles s’escalfen d’una manera aproximadament similar
(cosa que estudiareu en aquesta experiència). Aquest efecte no només es
dóna a la Terra, sinó que es produeix de forma similar a Venus, Mart i potser
d’altres planetes.
3. Ara veurem, pas a pas, segons els estudis científics, com es produeix
l’efecte hivernacle.
► 1r pas: El vapor d’aigua, el CO2 i el gas metà formen una capa natural en
l’atmosfera terrestre que reté part de l’energia provinent del Sol. L’ús de
combustibles fòssils i la desforestació ha provocat l’augment de les
concentracions de CO2 i metà, a més d’altres gasos, com l’òxid nitrós, que
augmenten l’efecte hivernacle.
4. ► 2n pas: La superfície de la Terra es escalfada pel Sol. Però aquesta no
absorbeix tota l’energia sinó que reflecteix una part cap a l’atmosfera.
5. ► 3r pas: Al voltant d’un 70% de l’energia solar que arriba a la superfície
de la Terra és retornada a l’espai. Però part de la radiació infraroja és
retinguda pels gasos que produeixen l’efecte hivernacle i torna a la
superfície terrestre.
6. ► 4rt pas: Degut a l’efecte hivernacle, la Terra es manté suficientment
calenta com per fer possible la vida sobre el planeta. De no existir aquest
fenomen, les fluctuacions climàtiques serien intolerables. No obstant, una
petita variació en el delicat balanç de la temperatura global pot causar greus
estralls. En els darrers 100 anys la Terra ha registrat un augment d’entre 0,4 i
0,8 ºC en la seua temperatura mitjana.
7. Investigació
▪ En aquesta pràctica els alumnes hauran de mesurar l’augment de temperatura
que experimenten 3 cossos: un que reprodueix un hivernacle, un altre que
reprodueix l’absència d’efecte hivernacle i un altre que reflecteix gairebé
completament la radiació solar.
▪ A partir de les dades de temperatura analitzarem la transmissió de la calor.
▪ Les dades experimentals s’enregistraran amb l’ajut de sensors de
temperatura, la consola MultiLogPRO i el programa MultiLab.
8. Hipòtesi
► Penseu que un cos transparent s’escalfarà més que un altre
similar però recobert de paper, de tal manera que deixe de ser
transparent?
► Penseu que una caixa transparent tancada i una altra similar,
però destapada, s’escalfaran igual?
► Què creieu que passarà si augmenta de tal manera la quantitat
de CO2 al Mon que els arbres no puguen reabsorbir-lo?
9. Material
Material de laboratori
• 3 caixes transparents de plàstic
• Plastilina i celo
• Paper d’alumini
Elements de l’equip MultiLog
• Consola amb cable USB i
adaptador AC/DC
• 3 Sensors de temperatura (rang:
-25ºC/110 ºC; resolució: 0,13ºC)
10. Procediment
▪ 1.- Col·loqueu un sensor de temperatura dins la caixa transparent perforant-la i
tapant l’obertura amb plastilina de manera que l’aire de dins la caixa no surti
per l’obertura un cop introduït el sensor.
(resulta convenient recobrir la part
de sota de la caixa hivernacle amb
paper d’alumini per accelerar la
pràctica)
▪ 2.- Folreu l’altra caixa amb paper d’alumini (si s’escau amb celo) de manera
que no entre cap raig de sol a dins seu i repetiu el punt 1.2. Obriu la consola i el
programa MultiLab i configureu l’equip seguint les instruccions del guió.
11. ▪ 3.- Deixeu la tercera caixa destapada i introduïu dins la tercera sonda de
temperatura de manera que no toque cap paret. Si s’escau pegueu-la amb paper de
celo.
▪ 4.- Configureu el sistema seguint les indicacions del guió.
▪ 5.- Desconnecteu la consola del PC i col·loqueu la caixa tapada i la caixa sense
tap en una finestra o balcó de manera que els arribi la llum solar.
▪ 6.- Pressioneu el botó de la consola per iniciar la captació de dades.
▪ 7.- Quan noteu que l’increment de Tª del primer sensor no augmenta tan
ràpidament com al començament, atureu la captació clicant el botó ESC a la
consola.
▪ 8.- Espereu a que el sensor de la caixa tapada es refrede (podeu accelerar el
refredament destapant la caixa i ventilant-la) i torneu-la a tapar.
▪ 9.- Connecteu el sensor de la caixa coberta de paper d’alumini a l’entrada 2
(traieu per tant el sensor de la caixa destapada) i repetiu els anteriors passos 6 i 7.
12. Anàlisi i tractament de dades
Una vegada tingueu totes les dades, tornareu al PC per descarregar-les.
Seguint les indicacions del guió de pràctiques, un cop tractats els gràfics, hauria
d’obtenir uns gràfics com els següents:
44 44 50 50
48 48
42 42
46 46
40 40
44 44
38 38 42 42
40 40
36 36
38 38
34 34
36 36
32 32 34 34
32 32
30 30
30 30
28 28
28 28
26 26 26 26
24 24 24 24
22 22
22 22
0 50 100 150 200 250 300 350
0 100 200 300 400 500 Temps(s)
Temps(s)
▪ A partir d’aquest gràfic heu d’omplir la taula de valors del guió i contestar a les
qüestions.
13.
14. Context històric
▪ Les primeres referències a aquest fenomen són del
1827. El matemàtic francès Jean Baptiste Fourier
observa, per primer cop, que determinats gasos, en
particular el CO2 , retenen el calor atmosfèric. Al
seu parer aquest fenomen es similar al que ha vist en
els hivernacles i per això crea el terme "effet de
serre". des de llavors l’efecte hivernacle ha estat el
nombre genèric donat a esta temàtica.
▪ Les investigacions científiques segueixen i en 1860
el físic irlandès J. Tyndall, aprofundeix en l’estudi
del clima i dedueix que les concentracions de CO2
en l’atmosfera i les seus variacions, afecten als
canvis climàtics. Aquest estudis marquen una pauta
d’investigació que altres científics aprofundiran,
arribant a coneixements més concrets i detallats.
15. ▪ En 1903 el Premi Nobel de Química fou atorgat al físic suec S. Arrhenius qui també
realitzà investigacions sobre el clima, arribant a deduir que duplicant la concentració
de CO2 en la atmosfera, la temperatura augmentaria 5 ó 6ºC. Aquestes conclusions
han estat validades posteriorment i formen part dels coneixements aplicats en la
extrapolació de la actual situació climàtica que estimen un escalfament progressiu de la
superfície terrestre.
▪ En eixa línea, el meteoròleg britànic G.S. Callender demostrà que las temperatures
mitjanes se havien incrementat entre els anys 1.880 y 1.930. El seu treball va recollir
las mesures de més de 200 estacions meteorològiques d’arreu del mon.
▪ En 1957, els científics afirmen
rotundament que l’increment del CO2
en la atmosfera pot ser perillós. Des de
1.959, les mesures se sistematitzen i
s‘estableixen plans rigorosos de control,
amb base en Mauna Kea, en una illa de
Hawai. La Universitat de Hawai té allí un
important observatori astronòmic i un
potent centre meteorològic que ha anat
subministrant informació sobre l’efecte
hivernacle a universitats i centres de
investigació.
16. ▪ La creixent preocupació, va aconsellar al govern dels EUA
el 1.965, encarregar un estudi sobre si la utilització de
combustibles fòssils (carbó, petroli i gas natural) podria
relacionar-se amb l’increment del nivell de CO2 en la
atmosfera.. Ja en 1.970, el secretari general de las Nacions
Unides es refereix al potencial efecte catastròfic de
l’escalfament de la atmosfera.
17. ▪ La societat mundial pren consciència del problema i en 1.972 té lloc a Estocolm el
primer encontre internacional de científics per discutir sobre el canvi climàtic.
18. ▪ Cap al 1985 es comencen a prendre mesures per solucionar el problema. Al
Protocol de Montreal (1987) els països assistents, principals nacions
industrialitzades, acorden prohibir la fabricació de CFC a partir del 1998 (per evitar
malmetre la capa d’ozó).
▪ Al 1988 es crea la Comissió Intergovernamental sobre el Canvi Climàtic (IPCC).
En Toronto es demana que per al 2005 hi hagi una reducció del 20% en las
emissions de CO2 sobre els nivells de 1988, com pas previ a l’objectiu d’arribar
fins el 50%.
▪ Múltiples conferències internacionals conflueixen en la Cimera de la Terra de
Río de Janeiro de 1992, on es genera la primera resposta global, a nivell polític, a
la massiva informació que els científics han subministrat. Cent divuit caps de
Estat signen el Conveni Marc de las Nacions Unides sobre el Canvi Climàtic,
adoptant el compromís de estabilitzar las quantitats dels "gasos d’hivernacle" a un
nivell que evite la interferència humana en el sistema climàtic. L’aspecte més
important fou l’acord d’acceptar terminis i reduccions en l’emissió de CO2: es
demana no sobrepassar en l’any 2000 las emissions que hi havia el 1990. El
1994 entra en vigor aquest conveni. En 1995, en Berlín té lloc una conferencia per
revisar aquests acords, però els seus resultats son molt pobres degut a las
pressions que las indústries energètiques exerciren sobre els seus països.
19. ▪ Per acabar hem d’esmentar el Protocol de Kioto celebrat en 1997. Aquest promou
l’objectiu de la Convenció Marc sobre el Canvi Climàtic i busca donar compliment al
mandat de Berlín. Reafirma el principi de responsabilitats comunes.
▪ El compromís serà d’obligatori compliment quan ho ratifiquin els països
industrialitzats responsables d’almenys, un 55% de las emissions de CO2. Amb la
ratificació de Rússia el març del 2005, després d’aconseguir que la UE pague la
reconversió industrial russa, així com la modernització de les seves instal·lacions, en
especial les petrolíferes, el protocol ha entrat en vigor. D’altra banda, el govern
dels EUA (tant amb Bill Clinton, com amb George W Bush), es neguen a ratificar
el protocol.
20. Observeu la importància del fet que els EUA ratifiquen el protocol de Kyoto.
Malgrat haver signat, Espanya incompleix el protocol.
