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Malti♻️ Ciclo Global del Carbono — Simulación de Modelo de Cajas
Simulación interactiva de modelo de cajas del ciclo global del carbono — establezca las emisiones de combustibles fósiles y observe cómo se acumula el CO2 en la atmósfera, el océano y la biosfera terrestre.
Esta simulación muestra cómo fluye el carbono entre la atmósfera, el océano, la biosfera terrestre y las reservas de combustibles fósiles. Establezca una tasa de emisión de combustibles fósiles y observe cómo un modelo de cajas simplificado pero genuino actualiza cada reservorio año tras año, mientras una gráfica en vivo registra el CO2 atmosférico en partes por millón.
🔬 Qué demuestra
Reservorios y flujos de carbono: fotosíntesis y respiración, intercambio océano-atmósfera, combustión de combustibles fósiles, deforestación, y un sumidero natural que se fortalece a medida que el CO2 atmosférico sube por encima del equilibrio.
🎮 Cómo usarlo
Arrastre el deslizador de emisiones para establecer los GtC/año quemados, ajuste la velocidad de simulación, y observe cómo crece la caja de la atmósfera y sube la gráfica de CO2 en ppm. Pause en cualquier momento para leer los números exactos, o reinicie para empezar de nuevo.
💡 ¿Sabía que…?
Los sumideros naturales (océano más tierra) actualmente absorben solo alrededor de la mitad de las emisiones humanas de CO2 — el resto se acumula en la atmósfera, que es exactamente la razón por la que la concentración de CO2 sigue subiendo año tras año.
Acerca de la Simulación del Ciclo Global del Carbono
Esta simulación representa un modelo de cajas simplificado del ciclo del carbono de la Tierra. El carbono se rastrea a través de cuatro reservorios — la atmósfera, el océano, la biosfera terrestre (vegetación y suelo), y las reservas subterráneas de combustibles fósiles — con tamaños de caja dibujados aproximadamente proporcionales a cuántas gigatoneladas de carbono (GtC) contiene cada uno. Las partículas animadas a lo largo de las flechas de conexión representan flujos de carbono reales: la fotosíntesis y la respiración intercambian carbono entre la tierra y el aire, el océano intercambia aproximadamente 90 GtC al año con la atmósfera en cada dirección, y la quema de combustibles fósiles inyecta carbono directamente en la atmósfera a la tasa establecida por el deslizador de emisiones.
Cada año simulado, el modelo actualiza cada reservorio usando relaciones reales en lugar de números fijos: un flujo de sumidero natural se calcula como proporcional a cuánto se encuentra la atmósfera por encima de su equilibrio preindustrial de 590 GtC, por lo que el sumidero se fortalece a medida que sube el CO2, siguiendo de cerca cómo el océano y la tierra reales absorben aproximadamente la mitad de las emisiones humanas actuales. La masa de carbono atmosférico se convierte en una lectura en vivo de partes por millón usando el factor estándar de 2,13 GtC por ppm, anclado en 280 ppm para la línea base preindustrial, y una gráfica en ejecución traza esa curva de CO2 a lo largo del tiempo simulado para que pueda observar décadas o siglos de acumulación desarrollarse a la velocidad de simulación que elija.
Preguntas frecuentes
¿Cuáles son los cuatro reservorios que se muestran en el diagrama?
La atmósfera contiene hoy aproximadamente 870 GtC, el océano contiene con diferencia la mayor cantidad de carbono, alrededor de 38.000 GtC (mostrado a una escala visual comprimida ya que empequeñece a los demás), la biosfera terrestre (plantas y suelo combinados) contiene entre 2.000 y 2.500 GtC, y las reservas de combustibles fósiles bajo tierra contienen aproximadamente 5.000 GtC que se reducen a medida que se queman.
¿Qué representan las flechas y las partículas en movimiento?
Cada flecha es un flujo de carbono — un movimiento de carbono entre dos reservorios medido en gigatoneladas por año. El grosor de la flecha y la velocidad y densidad de las partículas que fluyen a lo largo de ella escalan con el tamaño de ese flujo, de modo que una corriente gruesa y rápida significa una transferencia anual de carbono mucho mayor que una fina y lenta.
¿Cómo funciona el sumidero natural de carbono en este modelo?
El flujo del sumidero se calcula como k multiplicado por la diferencia entre el GtC actual de la atmósfera y el equilibrio preindustrial de 590 GtC, por lo que es una retroalimentación genuina y no una fracción fija de las emisiones. La constante k se ajusta para que esta relajación absorba aproximadamente la mitad de las emisiones realistas actuales, coincidiendo con la absorción observada del océano y la tierra.
¿Cómo se convierte el carbono atmosférico en partes por millón de CO2?
El modelo utiliza la conversión estándar de aproximadamente 2,13 gigatoneladas de carbono por parte por millón de CO2 atmosférico, anclada de modo que 590 GtC corresponden a la línea base preindustrial de 280 ppm. Cada año simulado, el GtC actual de la atmósfera se convierte mediante esta fórmula para producir la lectura y la gráfica en vivo de ppm.
¿Qué hacen los controles?
El deslizador de emisiones de combustibles fósiles establece cuántas gigatoneladas de carbono se queman hacia la atmósfera cada año simulado, de 0 a 12 GtC/año. El deslizador de velocidad de simulación establece cuántos años simulados pasan por segundo real. El botón de pausa congela el tiempo simulado para que pueda leer los valores exactos, y reiniciar restaura cada reservorio y el contador de años a su estado inicial.
¿Por qué la caja de reservas de combustibles fósiles se reduce con el tiempo?
Cada gigatonelada de carbono quemada para obtener energía se elimina permanentemente de la reserva subterránea de combustibles fósiles y se añade a la atmósfera, por lo que la caja de reserva se reduce visiblemente cuanto más continúan las emisiones. Con tasas de emisión más altas y velocidades de simulación más rápidas puede observar siglos de agotamiento desarrollarse en segundos.
¿Por qué no todo el carbono emitido por el ser humano permanece en la atmósfera?
Aproximadamente la mitad de lo que emiten los humanos es absorbido por sumideros naturales — principalmente la superficie del océano y las plantas y el suelo terrestres — mediante el mismo mecanismo de relajación modelado aquí. El resto se acumula en la atmósfera, razón por la cual la concentración de CO2 ha ido aumentando de forma constante durante más de un siglo, aunque los sumideros funcionan continuamente.
¿Es esta simulación físicamente precisa?
Es un modelo de cajas genuino y simplificado con magnitudes de reservorio reales, direcciones de flujo reales, y un mecanismo de retroalimentación real para el sumidero natural y la conversión a ppm — pero fusiona el océano en una sola caja y trata los flujos como relaciones lineales simples en lugar de la química completa y acoplada del carbonato y la dinámica de la biosfera utilizadas en los modelos de sistemas terrestres de nivel de investigación.
Ciclo del carbono de 4 cajas: atmósfera ↔ biosfera ↔ superficie oceánica ↔ océano profundo. La absorción oceánica ∝ ppm de CO₂ en exceso; el sumidero terrestre ∝ ln(CO₂/280). La retroalimentación del permafrost se activa por encima de 100 ppm en exceso. El pH oceánico se calcula a partir del DIC de superficie.
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