Tema 13 Variabilidad y Cambio Climático

Transcripción

1 Tema 13 Variabilidad y Cambio Climático Curso Climatología, 2017

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3 Espectro de variabilidad climática en los últimos 10 millones de años. (viene a representar la cantidad de variabilidad para una banda de frecuencia determinada)

4 El clima de la Tierra siempre ha estado variando, y esas variaciones se producen en diversas escalas temporales; de una estación a la siguiente, de un año al siguiente, de una década, siglo o milenio al siguiente (Ghil, M. (2002). Natural climate variability) Nada sugiere que no vaya a continuar haciéndolo (Chapter 16, Ahrens).

5 Cómo saben los científicos cómo fue el clima de la Tierra en el pasado? Cuáles son las causas que generan esas variaciones en el clima?

6 Cómo saben los científicos cómo fue el clima de la Tierra en el pasado? Reconstrucción de climas pasados Cuáles son las causas que generan esas variaciones en el clima?

7 Reconstrucción de climas pasados Estimación de la temperatura en el pasado Cómo se estima la temperatura del pasado? Proxies: archivos físicos o biológicos que contienen información sobre temperaturas pasadas. Ej: Anillos de árboles, corales, perforaciones de sedimentos del fondo oceánico, ice cores, etc. Los científicos deben examinar cuidadosamente todas las evidencias (proxies). Desafortunadamente sólo pueden darnos una información general sobre climas pasados.

8 Ice Core (testigos de hielo) Muestra cilíndrica de hielo que se extrae perforando verticalmente un sustrato de hielo a diferentes profundidades. Base de Vostok Estación de investigación Rusa en la Antártida Antártida y Groenlandia. GISP2 ice core a 1837 m de profundidad. Se observan capas de sedimentación anuales.

9 Ice Core (testigos de hielo) Muestra cilíndrica de hielo que se extrae perforando verticalmente un sustrato de hielo a diferentes profundidades. Base de Vostok Estación de investigación Rusa en la Antártida Antártida y Groenlandia. GISP2 ice core a 1837 m de profundidad. Se observan capas de sedimentación anuales. Tendencia de Temperaturas: Examinando la proporción de O16 / O18 en testigos de hielo uno puede determinar la tendencia de las temperaturas. A mayor proporción O16/ O18 en testigo de hielo, menor temperatura. Registro de causas de cambios climáticos: concentración de H2SO4 en las distintas capas de los testigos de hielo. Indicativo de erupciones volcánicas. Concentración del isótopo Be10. Indicativo de la actividad solar. Contenido y tipo de polvo: indicativo de climas más áridos o húmedos.

10 Miles de años atrás

11 El cascarón de algunos organismos marinos está constituido por oxígeno. Dependiendo de la proporción O18/O16 uno puede obtener información sobre la temperatura. Entonces, a partir de la perforación de sedimentos en el fondo oceánico: En este caso, cuanto mayor es la proporción O18/O16, mas frío es el clima.

12 Gráfico: Palo de Hockey

13 Gráfico: Palo de Hockey Natural??

14 Cómo saben los científicos cómo fue el clima de la Tierra en el pasado? Reconstrucción de climas pasados Cuáles son las causas que generan esas variaciones en el clima?

15 Cuáles son las causas de los cambios en el clima? Naturales (no relacionados con la acción del ser humano en el sistema climático) Cambios en la luminosidad solar Cambios en los parámetros orbitales de la Tierra (ciclos de Milankovich) Erupciones volcánicas. Movimiento de los continentes Antropogénicas (relacionados con la influencia del ser humano en el sistema climático) Cambios en la composición química de la atmósfera por la descomposición de animales y/0 actividades relacionadas con el ser humano (quema de combustibles fósiles, actividad agropecuaria )

16 Cuáles son las causas de los cambios en el clima? Variabilidad climática vs Cambio climático Este término se suele utilizar para hablar del cambio que se produce en el clima como consecuencia de la acción del hombre

17 Cuáles son las causas de los cambios en el clima? Naturales (no relacionados con la acción del ser humano en el sistema climático) Cambios en la luminosidad solar Cambios en los parámetros orbitales de la Tierra (ciclos de Milankovich) Erupciones volcánicas. Movimiento de los continentes Antropogénicas (relacionados con la influencia del ser humano en el sistema climático) Cambios en la composición química de la atmósfera por la descomposición de animales y/0 actividades relacionadas con el ser humano (quema de combustibles fósiles, actividad agropecuaria )

18 Causas Naturales Variaciones Orbitales: Teoría de Milankovich (Teroría relativa al movimiento de la Tierra y sus influencias sobre el clima) Excentricidad orbital La órbita de la Tierra varía de circular a ligeramente excéntrica La excentricidad (e) varía entre 0.00 y 0.06 en un ciclo de años. Cuando e = 0.00 la óribta es circular; el valor actual es e =

19 Causas Naturales Variaciones Orbitales: Teoría de Milankovich (Teroría relativa al movimiento de la Tierra y sus influencias sobre el clima) Excentricidad orbital La órbita de la Tierra varía de circular a ligeramente excéntrica La excentricidad (e) varía entre 0.00 y 0.06 en un ciclo de años. Cuando e = 0.00 la óribta es circular; el valor actual es e =

20 Causas Naturales Variaciones Orbitales: Teoría de Milankovich Inclinación de la Tierra (Oblicuidad) La Tierra está inclinada respecto de la normal al plano Tierra-Sol. La inclinación varía entre 22 a 24.5 en un ciclo de años. La inclinación actual es 23.3.

21 Causas Naturales Variaciones Orbitales: Teoría de Milankovich Inclinación de la Tierra (Oblicuidad) La Tierra está inclinada respecto de la normal al plano Tierra-Sol. La inclinación varía entre 22 a 24.5 en un ciclo de años. La inclinación actual es 23.3.

22 Causas Naturales Variaciones Orbitales: Teoría de Milankovich Precesión El eje de rotación de la Tierra se tambalea como un trompo en un ciclo de años.

23 Por qué el cambio en el clima actual es diferente a cambios pasados?

24 Por qué el cambio en el clima actual es diferente a cambios pasados? Las causas naturales no explican completamente los cambios observados El cambio actual es más acelerado que cualquier otro estudiado anteriormente

25 EFECTO INVERNADERO - Es el efecto que generan ciertos gases de la atmósfera terrestre que actúan como una frazada que impide que parte de le energía emitida por la Tierra se pierda hacia el espacio. - El efecto invernadero tiende a aumentar la temperatura media terrestre, aunque no de la misma manera en todos lados. - Es causado por gases que atrapan el calor: CO2, vapor de agua, metano, óxidos nitrosos - Dichos gases pueden ser de origen natural o humano ES BUENO O MALO?

26 EFECTO INVERNADERO - Es el efecto que generan ciertos gases de la atmósfera terrestre que actúan como una frazada que impide que parte de le energía emitida por la Tierra se pierda hacia el espacio. - BUENO: Si no fuera por este efecto la temperatura media terrestre sería de -18ºC aproximadamente (Efecto invernadero natural). - MALO: efecto invernadero antropogénico, calentamiento global actual

27 Balance Radiativo del Planeta

28 Actividad solar: Efecto externo. Albedo: Porcentaje de la energía reflejada. Depende de: cobertura de hielo, nubes, aerosoles, tipo de superficie, etc. Gases efecto invernadero: Permiten la penetración de la energía solar hasta la superficie terrestre pero atrapan selectivamente el flujo ascendente de radiación infrarroja emitido por la Tierra. Vapor de agua CO2 CH4 (metano) NO2 (óxido nitroso) O3 (ozono troposférico) *Gotita de Nube (taponan ventana atmósférica)

29 Vapor de agua - Responsable de 2/3 del efecto invernadero actual. - Feedback del vapor de agua: El aire caliente puede contener más vapor de agua. Si la temperatura atmosférica crece puede contener más vapor de agua el efecto invernadero aumenta aumentando más la temperatura.

30 Nubes Las nubes pueden tener distintos efectos: (No del todo comprendidos, aún) Cirrus: atrapan la radiación infra-roja de la Tierra --> efecto de calentamiento. Nubes bajas y densas: Reflejan la luz solar --> efecto de enfriamiento.

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33 EVIDENCIA DEL CAMBIO CLIMÁTICO: Datos!!

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36 EVIDENCIA DEL CAMBIO CLIMÁTICO: Datos!!

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40 EVIDENCIA DEL CAMBIO CLIMÁTICO: Datos!! Aumento del nivel del mar en 17.8 cm en los últimos 100 años (derretimiento de hielos). Viene incrementando a un ritmo de 3.4mm/año. Los niveles de CO2 están en su nivel más alto en los últimos años. Actualmente ppm. Otra vez, récord histórico este año. Aumento de la temperatura: el planeta se ha ido calentando desde 1880, en especial desde En los últimos 12 años ocurrieron 10 de los años más cálidos.

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42 Cambios en los Gases de efecto invernadero a partir de Ice Cores y mediciones atmosféricas.

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44 Distribución según latitud de valores medios mensuales de CO2. Celeste: puntos que se creen representativos de la región. Otros colores: valores en ubicaciones influenciados por fuentes locales. Curva: Ajuste de los datos.

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47 Aerosoles Los aerosloes pueden tener distintos efectos: Sulfatos que son liberados por volcanes: reflejan la luz del Sol y tienen un efecto de enfriamiento. Hollín negro liberado en la industria y en incendios forestales: Absorben radiación solar y tienen un efecto de calentamiento.

48 Cómo sabemos si el aumento de temperatura en el SXX es debido a causas antropogénicas?

49 Sólo se puede simular la temperatura observada incluyendo el forzante antropogénico.

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