Universidad de Verano Curso sobre cambio climático 07/ /06/2007 U. de Verano 07/2007 1

Transcripción

1 Universidad de Verano Curso sobre cambio climático 7/27 2/6/27 U. de Verano 7/27 1

2 Cambios Climáticos Abruptos José M. Pacheco Departamento de Matemáticas Universidad de Las Palmas de Gran Canaria 2/6/27 U. de Verano 7/27 2

3 clima y tiempo Climate is what you expect, but.. weather is what you get 2/6/27 U. de Verano 7/27 3

4 Existe preocupación por el clima y sus posibles cambios? sí, y se plantean cuestiones: económicas sociales políticas científicas matemáticas 2/6/27 U. de Verano 7/27 4

5 Qué es el clima (I)? El clima es el tiempo promedio, o como vimos antes, es el tiempo esperado durante un cierto intervalo. El clima se define también espacialmente, luego es el tiempo esperado durante un cierto intervalo temporal y en una región espacial. Fijada una región, si c(t) es el valor de una variable meteorológica, su variable climática asociada es C(k), definida así, siendo T la escala climática : C ( k ) = 1 T k + k T 2 c( t) dt T 2 no se asusten!! 2/6/27 U. de Verano 7/27 5

6 Qué es el clima (II)? El clima que observamos es el resultado de las complejas interacciones entre varios subsistemas (atmósfera, océano, criosfera, biosfera, economía ) y su estudio necesita contemplar todos ellos conjuntamente. Los matemáticos lo llaman sistema no lineal. 2/6/27 U. de Verano 7/27 6

7 Hay cambios en el clima (I)? En la propia definición de clima está implícita su variabilidad, pero es MUCHO MÁS LENTA que la meteorológica. Comparemos una serie de datos meteorológicos (en azul) con su correspondiente serie climática, con T = 3 (en rojo) 2/6/27 U. de Verano 7/27 7

8 Hay cambios en el clima (II)? También las regiones climáticas varían a lo largo del tiempo. Las eras glaciales son los ejemplos naturales más conocidos, pero no afectaron de igual manera a todo el globo terrestre. Muchos (micro)climas, como el smog de Londres o Los Angeles, desertización de grandes áreas, canalizaciones en lagos y ríos han sido generados por actividades humanas. Algunos han revertido a estados anteriores, otros no. Veamos un ejemplo: 2/6/27 U. de Verano 7/27 8

9 Un ejemplo de cambio climático actual: el mar de Aral De 65 Km2 (196, izq.)a menos de la cuarta parte (dcha.) en 4 años 2/6/27 U. de Verano 7/27 9

10 Cambios climáticos durante el último millón de años (ciclos de Dansgaard-Oeschger) 2/6/27 U. de Verano 7/27 1

11 Visto con más detalles 2/6/27 U. de Verano 7/27 11

12 Qué es un cambio climático abrupto (CCA)? Hay varios aspectos definidores de los CCA: 1. Técnicos: Un CCA tiene lugar en un tiempo inferior a la escala T (del orden de 1 años) y su vuelta al estado anterior es lenta (en algunos casos, cientos o miles de años) 2. Cuantitativos: Típicamente, en un CCA la temperatura puede variar entre 5 y 1 ºC, y la precipitación, en un factor de 2 3. Ecológicos / Económicos / Sociales: Los ecosistemas y estructuras económicosociales no pueden responder al mismo ritmo en que se produce el cambio 2/6/27 U. de Verano 7/27 12

13 Han existido CCA (I)? Sí, los cambios antiguos mejor estudiados son los episodios conocidos como Younger Dryas, 8.2ka y la pequeña edad de hielo 2/6/27 U. de Verano 7/27 13

14 Han existido CCA (II)? En tiempos más recientes: Colapso del imperio Maya debido a un episodio de sequía Otra sequía provocó la decadencia de los Acadios El Diluvio Universal Dentro del registro instrumental, tenemos otros: Calentamiento del Atlántico Norte (>4ºC) en los años 2 del siglo XX El Dust Bowl o gran sequía en Estados Unidos durante los años 3 Oscilaciones del nivel del lago Chad en Africa Variación de la frecuencia de El Niño en el Pacífico 2/6/27 U. de Verano 7/27 14

15 Cuáles son los posibles mecanismos para desencadenar CCA? Los hay de dos tipos principales, que pueden combinarse: Relacionados con la idea de retroalimentación positiva. Ejemplo:Una sequía hace que la vegetación disminuya, por tanto la evapotranspiración se ve frenada, lo cual contribuye a potenciar la sequía Otros tienen que ver con la superación de valores críticos o umbrales, y se presentan como fenómenos de histéresis. Ejemplo: El exceso de agua dulce en el archipiélago canadiense en los últimos 2 años 2/6/27 U. de Verano 7/27 15

16 Histéresis: Una representación matemática del cambio abrupto En la Naturaleza ocurren con frecuencia cambios bruscos en el comportamiento de distintas magnitudes. Un mecanismo habitual es la histéresis, que se da cuando pueden coexistir algunos estados estables siempre que no se sobrepase un cierto umbral de la variable de control. Si tal cosa ocurre, la vuelta al estado original puede ser retardada o imposibilitada. 2/6/27 U. de Verano 7/27 16

17 Cuáles son las señales de posibles CCA? Hay que observar las modificaciones de algunas pautas regulares en la aparición de fenómenos meteorológicos extremos, o la ocurrencia de episodios ajenos a sus épocas y/o regiones habituales: La dificultad está en reconocer los ciclos de realimentación positiva y/o los valores umbral que pueden desatar el CCA 2/6/27 U. de Verano 7/27 17

18 Provocar un posible CCA He aquí las circulaciones generales de la atmósfera y el océano. Su papel general es la redistribución de energía calorífica, agua y carbono sobre el globo terrestre. Su motor principal es la energía procedente del Sol Perturbar las circulaciones puede generar CCA. Hoy es fácil pensar que las perturbaciones del ciclo calorífico sean las más fáciles de generar y su acción puede ser MUY RÁPIDA 2/6/27 U. de Verano 7/27 18

19 Provocar un posible CCA (II) El efecto invernadero es la característica térmica atmosférica cuya perturbación es más fácil, por la difusión global de gases que lo favorecen. Ello provoca efectos en cascada sobre la circulación oceánica que pueden originar CCA si se superan ciertos umbrales de las variables meteorológicas. Parece natural relacionar algún hipotético y próximo CCA con la globalización no? 2/6/27 U. de Verano 7/27 19

20 Acerca de la predicción de CCA (I) Predicción (prediction, forecast): decir antes, anticipar Se intenta predecir mediante modelos y simulaciones, esto es, usando masivamente las Matemáticas y la Informática La bondad de la predicción se cuantifica mediante experimentos de predecibilidad, donde la Estadística es fundamental Hay que especificar siempre el horizonte de la predicción Para alimentar los modelos y simulaciones es necesario usar las leyes mecánicas de la Física y los datos provistos por la Química, la Geología, la Biología, la Economía, la Oceanografía Son necesarios grandes equipos, tanto de diversos aparatos como humanos 2/6/27 U. de Verano 7/27 2

21 Acerca de la predicción de CCA (II) Según el International Panel for Climate Change (IPCC, 27): Utilizando los modelos actualmente disponibles y las simulaciones realizadas, hoy por hoy no es posible formular predicciones más allá de estimaciones estadísticas de posibles evoluciones y plazos para las mismas Las conclusiones del IPCC han resultado de los análisis de las simulaciones realizadas por más de veinte modelos: 2/6/27 U. de Verano 7/27 21

22 2/6/27 U. de Verano 7/27 22 UKMO-HadGEM1 UKMO-HadCM3 PCM MRI-CGCM2.3.2 MIROC3.2(medres) MIROC3.2(hires) IPSL-CM4 INM-CM3. GISS-ER GISS-EH GISS-AOM GFDL-CM2.1 GFDL-CM2. FGOALS-g1. ECHO-G ECHAM5/MPI-OM CSIRO-MK3. CNRM-CM3 CGCM3.1(T63) CGCM3.1(T47) CCSM3 BCCR-BCM2. SPM b 1.1b 1.1a MODELOS UTILIZADOS Información, p. ej. Fig. 1.8 temperatura del aire en superficie

23 Así aparecen los resultados 2/6/27 U. de Verano 7/27 23

24 Tres escenarios diferentes según el modelo CCSM3 2/6/27 U. de Verano 7/27 24

25 Tres escenarios diferentes según el modelo CSIRO-Mk3 2/6/27 U. de Verano 7/27 25

26 Tres escenarios diferentes según el modelo UKMO-HadCM3 2/6/27 U. de Verano 7/27 26

27 Tres escenarios diferentes, combinando todos los modelos 2/6/27 U. de Verano 7/27 27

28 Parece que todos los modelos auguran un calentamiento global Si creemos estar ante un CCA originado por él, sólo queda pensar en posibles vías de actuación (técnicas, sociales, económicas) Hay dos : 1. MITIGAR o tratar de impedir el CCA 2. ADAPTARSE a lo que ocurra 2/6/27 U. de Verano 7/27 28

29 Qué podría ocurrir en Canarias? Tal vez, estas escenas sean (de verdad) sólo para el recuerdo 2/6/27 U. de Verano 7/27 29

30 El clima en Canarias (I) TELDE (AEROPUERTO DE GRAN CANARIA - GANDO) Periodo: Altitud (m): 24 Latitud: Longitud: MES Temp TMax Tmin Lluvia H% Días Niev Tor Nieb Hela Desp h/sol ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC AÑO /6/27 U. de Verano 7/27 3

31 El clima en Canarias (II) TENERIFE (AEROPUERTO TENERIFE SUR - REINA SOFÍA) Periodo: Altitud (m): 64 Latitud: Longitud: MES Temp TMax Tmin Lluvia H% Días Niev Tor Nieb Hela Desp h/sol ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC AÑO /6/27 U. de Verano 7/27 31

32 Cómo y cuándo podría cambiar el clima en Canarias? Cómo Temperaturas más elevadas Menor precipitación, sequías prolongadas Mayor posibilidad de eventos extremos Aproximación al Archipiélago de la zona atlántica de generación y desarrollo de tormentas tropicales Cuándo El horizonte temporal depende de las previsiones globales / regionales, pero al no disponer de modelos fiables con resolución suficiente conviene estar preparados! 2/6/27 U. de Verano 7/27 32

33 Qué puede afectar al clima de Canarias? En la actualidad el clima de nuestras Islas está sobre todo dominado por los aspectos oceánicos, representados por la corriente fría de Canarias y la ubicación del Anticiclón de las Azores, cuyas variaciones en posición e intensidad- son las responsables de la periodicidad del régimen de vientos alisios, que combinados con la orografía de las islas determinan el comportamiento de las precipitaciones. Únicamente cuando los alisios se debilitan pasa la atmósfera insular a estar regida por la bajas presiones continentales de origen térmico en el vecino Sahara, responsables de los episodios de altas temperaturas, baja humedad relativa y polvo en suspensión. En las simulaciones del IPCC, nuestro clima futuro aparece siempre subordinado al de la vecina África, mitigado tal vez por su situación oceánica. Dicho de otra forma, el clima de Canarias se verá afectado esencialmente por los cambios (abruptos o no) que modifiquen de manera sustancial el subsistema oceánico del clima. 2/6/27 U. de Verano 7/27 33

34 Previsiones IPCC 27 (I) Precipitación en 21 2/6/27 U. de Verano 7/27 34

35 Previsiones IPCC 27 (II) Temperaturas en 21 2/6/27 U. de Verano 7/27 35

36 Qué podemos hacer? 2/6/27 U. de Verano 7/27 36

37 Qué debemos hacer? 1. Canarias es vulnerable desde el punto de vista climático. Aunque su peculiar clima está determinado por fenómenos de escala mucho mayor que la insular, la sobreexplotación cambia los parámetros de bienestar climático: Hay que ponerle freno 2. No hay que dudar entre mitigación o adaptación: Se deben preparar ambas, mediante la implantación real de códigos de buenas prácticas ambientales, cambios en el ritmo de gasto de energía, acuerdos de cooperación 3. Canarias tiene que participar activamente en los foros internacionales en la defensa del clima, considerándolo como su patrimonio más preciado 4. Y aquí, añadan sus propuestas 2/6/27 U. de Verano 7/27 37

38 Conclusiones 1. Existen señales claras que indican riesgo de cambios climáticos rápidos 2. El clima de las Islas Canarias se vería afectado, pasando a ser más árido y más proclive a fenómenos extremos 3. Es necesario prevenir el cambio trabajando a escala global, y también prepararse a escala local para adaptarse a él 2/6/27 U. de Verano 7/27 38

39 gracias! 2/6/27 U. de Verano 7/27 39