Ce este forțarea radiativă?

Pământul primește energie de la Soare, în cea mai mare parte sub formă de lumină, dintre care o parte este absorbită și încălzește planeta, determinând-o să radieze energie sub formă de căldură sau radiație infraroșie și rezultând un echilibru între energia primită și cea ieșită. Diferiți factori afectează cantitatea de lumină solară absorbită și rata la care energia este radiată de Pământ. Când acești factori rămân constanți pe o perioadă, se poate aștepta ca fluxurile de energie să se stabilească în echilibru la o anumită temperatură anuală medie, cu aceeași cantitate de energie care iese ca și cea care intră. Dacă oricare dintre acești factori se schimbă, ar putea avea ca rezultat o nepotrivire între energia primită și cea ieșită, ceea ce duce la o creștere sau scădere generală a temperaturilor medii globale. O definiție generală a forței radiative este gradul de modificare, pozitiv sau negativ, a acestui echilibru și este exprimat în mod normal în wați pe metru pătrat (W/m2).

În contextul schimbărilor climatice, o definiție mai specifică a forței radiative — convenită de Grupul Interguvernamental de Expertiză pentru Schimbări Climatice (IPCC) — este măsura în care un factor modifică balanța energetică în troposferă, cel mai scăzut nivel al atmosferei, unde are loc aproape toată vremea noastră. Conform IPCC, folosind 1750 ca dată de referință reprezentativă pentru vremurile preindustriale, valoarea generală a forței radiative a fost estimată la +1.6 W/m2 începând cu 2007. Factorii care afectează echilibrul energetic pot fi naturali sau provocați de om. Factorii naturali includ variațiile producției de energie a Soarelui și praful din atmosferă produs de erupțiile vulcanice. Cu toate acestea, factorii creați de om sunt cei mai îngrijorați: există un acord larg că activitățile umane contribuie la forțarea radiativă pozitivă, ceea ce duce la o creștere globală a temperaturilor.

Arderea combustibililor fosili de la revoluția industrială a crescut cantitățile de anumite gaze, în special dioxid de carbon (CO2) și aerosoli, cum ar fi particulele de fum și funingine, în atmosferă. Efectele CO2 sunt bine înțelese. Este în esență transparentă la lumina soarelui, dar absoarbe infraroșu, astfel încât, în timp ce permite intrarea energiei Soarelui, împiedică radiația exterioară a căldurii, rezultând forțarea radiativă pozitivă. Se estimează că nivelurile de CO2 din atmosferă au crescut de la aproximativ 270 de părți per milion (ppm) în vremurile preindustriale la aproape 390 de ppm în 2010.

Forțarea radiativă a aerosolilor este mai dificil de cuantificat, deoarece aerosolii diferiți variază în ceea ce privește transparența, reflectivitatea și absorbția în ceea ce privește lumina și căldura. Ca regulă generală, particulele de funingine și de fum vor tinde să absoarbă căldura și să contribuie la forțarea radiativă pozitivă, în timp ce aerosolii mai reflectorizați, cum ar fi sulfații, care rezultă din arderea combustibililor care conțin sulf, ar putea avea un efect negativ. Estimările efectelor aerosolilor sunt complicate de faptul că ar putea reduce și cantitatea de lumină solară care ajunge la suprafață.