Nieve Hielo oceánico Glaciares y casquetes polares Suelo congelado (permafrost) Criosfera Capas de hielo continental Hielo en ríos y lagos
La criosfera contribuye al albedo terrestre Influencia la circulación termohalina a través de cambios en el contenido de sal Es un reservorio de agua que puede influenciar el nivel del mar significativamente
Hielos continentales: Los mayores están en Groenlandia y la Antártida Crecen por nieve y pierden masa por sublimación, por generación de icebergs, y en verano por el descongelamiento. El balance neto de masa indica si crecen o decrecen. La región de acumulación está en el interior del continente y las de ablación en zonas periféricas.
EAIS está situado sobre continente a una altura considerable y es estable West Antarctic Ice sheet WAIS está situado en gran parte por debajo del nivel del mar y es inestable. Contiene masa para elevar en 7 metros el nivel del mar.
En escalas de milenios las capas anuales de nieve en el centro del glaciar son comprimidas por el peso encima de ellas y la nieve se convierte en hielo. Debido a la presión los cristales se deforman y las capas comprimidas fluyen gradualmente hacia la periferia causando que la capa se extienda horizontalmente y se afine. El glaciar también puede moverse debido a una superficie con menor rozamiento por la presencia de agua. El flujo está concentrado a lo largo de canales.
Glaciares continentales
El glaciar de Lambert es el glaciar mas grande del mundo. Por año fluyen 900.000 km2 de hielo.
La región de ablación en Groenlandia se ha expandido en los últimos años
Razón de ganancia de masa de hielo Groenlandia Antartida Ablación es mayor que la acumulación en Groenlandia y la Antártida.
En las mesetas el movimiento horizontal es muy lento y las capas verticales representan la edad del hielo (hasta 100 ka en G y 800 ka en A). El análisis de burbujas de aire y polvo atrapados en el hielo provee informacion sobre climas pasados Vostok
Glaciares de montaña Se comportan en forma muy parecida a los otros glaciares y su evolución depende del balance de masa. Las parcelas de hielo fluyen continuamente desde lo alto hasta alturas menores donde el agua se descongela. Debido a su menor masa estos glaciares responden mas rápidamente a cambios climáticos.
Glaciar de Behring, Alaska
Glaciar Chacaltaya (Bolivia)
Hielos oceánicos Cubren una superficie mayor que los hielos continentales pero su espesor es de solo 1-3 m.
No forman una superficie contínua sino que está en general quebrada con pedazos de diferente tamaño que se mueven arrastrados por el viento. Circulación media anual - Giro de Beaufort - Deriva transpolar
Influencia sobre circulación oceánica Cuando se congela el agua, quedan aguas de salinidad muy concentrada conocidas como brine, que al mezclarse con su entorno aumenta la salinidad de las aguas. Este proceso es fundamental para dar lugar a la formación de aguas profundas. Creación de polinias (hueco en la cobertura de hielo). Polinias costeras se generan alrededor de la Antártida por fuertes vientos soplando hacia el océano (50-100km). Estas polinias influyen la circulación a través de la formación de hielo. Polinias en océano abierto son mayores (1000x350 km) y pueden permitir un enfriamiento de las aguas superficiales que induzca convección.
Cobertura de hielo minima histórica
Tendencia Hielo Marino Antártico En promedio ha habido un aumento en el hielo marino
Los cambios dependen de la region
Cobertura de nieve en el continente ocupa una extensión aún mayor que la cobertura de hielo marino y tiene una variabilidad muy grande. Desaparece en la primavera.
Permafrost: suelo a menor temperatura que la del congelamiento del agua (0 C). Aún en la zona de permafrost contínua, los primeros metros del suelo se descongelan en verano. La difusion de calor del interior de la Tierra limita la extension vertical de la capa.
Retroalimentaciones con hielo Hielo-albedo (opera en verano en altas latitudes) Disminución de cobertura de hielos Aumento de temperatura Disminución del albedo
Cambios en la cobertura de hielos marinos en el Artico son mas importantes que los cambios en la cobertura de hielos marinos en la Antartida pues en la Antartida los hielos desaparecen todos los veranos que es cuando incide la radiacion y actuan en el albedo.
Hielo-flujos de calor depende de que el océano es una fuente de calor para la atmósfera polar y que está limitado por el hielo (opera todo el año) Disminución de cobertura de hielos Aumento de temperatura Flujo de calor del océano a la atmósfera
Cómo influye la acción humana sobre el clima?
Balance de energía del sistema climático At m os f er a Radiación Solar Tierra En equilibrio, la temperatura terrestre es aquella para la cual la Tierra emite tanta radiación como recibe del Sol. 14/06/18 Radiación terrestre 30
El balance radiativo depende de: Actividad Solar Reflectividad (albedo) Gases de invernadero 14/06/18 31
La actividad solar es un factor externo de variabilidad climática que no podemos controlar. La reflectividad (albedo) depende de: nubes, aerosoles, cobertura de hielo, tipos de superficie, etc Los gases de invernadero La actividad humana puede cambiar la reflectividad y la concentración de gases de invernadero y por lo tanto afectar el balance de energía terrestre y así su temperatura. 14/06/18 32
Algunas retroalimentaciones que aumentan la perturbacion inicial Retroalimentación del vapor de agua Si este proceso no tiene límite puede evaporar todo el océano. La redistribución de vapor de agua cambia las nubes! Retroalimentación de hielo-albedo Si este proceso no tiene límite puede cubrir a toda la Tierra con hielo Snowball Earth (700Ma). 06/14/18 Aumento de temperatura aumenta el efecto invernadero aumento de vapor de agua atmósfera mas opaca a la radiación terrestre Reducción de temperatura reducción de radiacion solar aumento del albedo terrestre aumento de cobertura de hielos 33
Gases de invernadero Los más importantes son: vapor de agua, CO2, CH4, NO2, y halocarbonos (grupo de gases conteniendo Cl, Br, F). 14/06/18 34
Global warming potential 14/06/18 35
Emisión de C Oceano y biosfera C en la atmosfera Atmosfera A donde va el CO2 emitido? La mitad del CO2 va a la atmósfera y la otra mitad es absorbida sobre todo por el océano. En 1973, 1987 y 1998 la atmósfera absorbió mas carbon debido a los incendios provocados por las sequías en Indonesia y la Amazonia durante los eventos El Niño. 14/06/18 36
Aerosoles Efecto directo (reflección de radiacion) e indirecto (actúan como núcleo de condensación de nubes). Quema de biomasa y uso de combustibles fósiles ha aumentado el número de aerosoles conteniendo SO2 y hollín. La actividad minera y otros procesos industriales ha aumentado el polvo en la atmósfera. 14/06/18 37
Forzante radiativo Cambio neto de radiación en la tropopausa luego de que la estratósfera llega al equilibrio (pero manteniendo la Temp de superficie terrestre constante). El forzante radiativo puede relacionarse linealmente con un aumento de temperatura de superficie si se conoce la sensibilidad climática 14/06/18 38
Componentes de forzante radiativo 14/06/18 39
Sensibilidad climática Distribución de sensibilidad climática de muchos modelos climáticos. 14/06/18 40
Calentamiento es global, pero NO uniforme!!! Tendencia 1979-2006 Anomalia de temperatura 14/06/18 Kilimanjaro 41
Cómo determinamos si el aumento de temperatura en el siglo XX es debido a la actividad humana? 14/06/18 42
Evolución de la temperatura global observada y simulada con modelos climaticos incluyendo: 1) forzantes naturales (radiación solar y emisión de volcanes) 2) forzantes naturales + antropogénicos (gases de invernadero y aerosoles) Únicamente incluyendo los forzantes creados por el hombre se puede simular la temperatura observada! 14/06/18 43
Por continente la cosa no es tan clara... 14/06/18 44
En escalas mas pequeñas hay aún mas incertidumbre (PICC AR4)
Proyecciones Climáticas Las proyecciones buscan dar una idea de los cambios en las distribuciones estadísticas de variables atmosféricas en el clima del siglo XXI.
Modelos IPCC El calentamiento global se acentuará Mayor uso de combustibles fósiles 14/06/18 47
Ya no podemos parar el calentamiento... 14/06/18 48
Tendencias futuras medias (AR4 PICC)
Ecuación de evolución del clima d = dt 14/06/18 50