Efecto Invernadero: Modelando el Balance Energético de la Tierra

Tiempo estimado: 45-60 minutos Materiales: Computadora o tableta con acceso a internet, calculadora.


Parte 1: Participar (Fenómeno Ancla)

Venus tiene una temperatura superficial de 462 °C mientras que la Tierra promedia 15 °C, a pesar de tener un tamaño y composición similares. La atmósfera de Venus es 96.5 % CO₂ (~96,500 ppm) mientras que la de la Tierra tiene aproximadamente 420 ppm de CO₂.

1. Observaciones y Preguntas:


Parte 2: Explorar (Investigación con Simulación)

Abre la simulación del Efecto Invernadero. La simulación incluye un control deslizante de Concentración de GEI (100-1000 ppm), un control deslizante de Albedo Superficial (5-80 %), un control deslizante de Intensidad Solar (80-120 %), un control deslizante de Cobertura Nubosa (0-100 %), vistas Macro/Micro, un indicador de temperatura global, un gráfico de temperatura, una tabla de datos y exportación a CSV.

2. Recolección de Datos — Factores que Afectan el Balance Energético:

Parte A: Efecto de la Concentración de Gases de Efecto Invernadero (GEI)

Parte B: Efecto del Albedo Superficial

Parte C: Efecto de la Intensidad Solar

Parte D: Efecto de la Cobertura Nubosa

Tabla de Datos 1: Temperatura Global Bajo Diferentes Condiciones

Concentración de GEI (ppm) Temp. (°C) Albedo Superficial (%) Temp. (°C) Intensidad Solar (%) Temp. (°C) Cobertura Nubosa (%) Temp. (°C)
100 ppm   5 %   80 %   0 %  
200 ppm   15 %   90 %   25 %  
400 ppm   30 %   100 %   50 %  
600 ppm   50 %   110 %   75 %  
1000 ppm   80 %   120 %   100 %  

Parte 3: Explicar (Creación de Significado)

3. Analizando los Cambios en la Temperatura Global:

4. El Balance Energético de la Tierra:

La temperatura de la Tierra está determinada por el equilibrio entre la energía entrante (radiación solar) y la energía saliente (radiación infrarroja terrestre). Los gases de efecto invernadero (CO₂, H₂O, CH₄) absorben y reemiten radiación infrarroja, atrapando calor en la atmósfera.


Parte 4: Elaborar / Evaluar (Argumentación y Modelado)

5. Desarrollando un Modelo del Efecto Invernadero como Sistema de Balance Energético:

Crea un modelo visual (diagrama de flujo, mapa conceptual o esquema) que explique cómo el efecto invernadero regula la temperatura de la Tierra. Tu modelo debe incluir:

6. Preguntas de Reflexión:


Notas para el Docente y Alineación NGSS

Expectativa de Desempeño: HS-ESS2-4. Usar un modelo para describir cómo las variaciones en el flujo de energía a través del sistema climático de la Tierra resultan en cambios en el clima.

Alineación con las Dimensiones:

Mapeo de Declaraciones de Evidencia:

Trimestre Progresión de Aprendizaje Actividades de la Unidad
1 Energía en la Tierra Radiación solar, albedo, y el balance energético básico de la Tierra
2 Atmósfera y Clima El efecto invernadero, gases de efecto invernadero, y sistemas climáticos (esta tarea)
3 Cambio Climático y Retroalimentaciones Retroalimentaciones climáticas, modelos predictivos, e impactos humanos en el clima