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Calentamiento global
Gases invernadero y clima
¿Se está volviendo el clima más y
más caliente?
• De acuerdo a la Academia Nacional de Ciencias, la
temperatura de la tierra ha crecido en casi 1°
Fahrenheit en el siglo pasado, con acelerado
calentamiento en los últimos 20 años. Hay nueva y
fuerte evidencia que la mayoría del calentamiento en
los últimos 50 años es atribuible a las actividades del
hombre. Las actividades del hombre han modificado
la composición química de la atmósfera a través de
la formación de gases invernadero – principalmente
dióxido carbónico, metano y óxido nitroso. La
propiedad de guardar calor de estos gases es
indiscutible pero no hay certeza de como el clima de
la tierra responde a ellos. (fuente:US-EPA)
Tendencia global de la temperatura
Note que estas son temperaturas de la superficie principalmente sobre la
tierra. La temperatura en niveles superiores puede ser diferente aún
contraria.
Cambios de temperatura global 1880-2000
Año
Duración del hielo sobre el Lago Mendota (temprada invernal 1852-53 a 2004-2005)
Duración total del hielo (días)
Duración de fechas mediana=105 días
Oficina Climática del Estado de Wisconsin
Temporadas (temporada de hielo inicia en Otoño del año indicado)
¿Qué causa que la temperatura de
la atmósfera aumente?
• Hay muchos mecanismos posibles que pueden causar el
calentamiento de la atmósfera, por ejemplo:
– Variación natural – el clima se convierte en más
cálido por dinámica caótica interna del sistema tierraatmósfera (o sea, no hay influencia externa).
– Actividad solar – incremento directo de la producción de energía
solar o mecanismos indirectos “gatillo” debido a actividad solar
(aunque nadie sabe como) puede causar que la temperatura de la
superficie pueda crecer.
– Efecto invernadero – aumento de gases “invernadero” como CO2,
CH4, NO, CFC,…etc. (actualmente H2O es muy eficiente también,
pero al presente se asume que esté en estado constante).
• Este último se presenta como la causa más probable de calentamiento
global, y por esto la examinaremos en el resto de la conferencia.
El real invernadero
Ondas cortas penetran el vidrio y ondas
largas quedan dentro de él.
El efecto invernadero (atmosférico)
¿Recuerdan esta gráfica?
•
•
Ejemplos de gases invernadero: H2O, CO2, CH4, CFC.
Actualmente, CO2 es el principal sospechoso de causar el calentamiento global desde
el siglo XX, ya que la combustión de combustibles fósiles inyecta CO2 en la
atmósfera y se ha incrementado dramáticamente en el último siglo.
Dióxido carbónico atmosférico
•
Esta gráfica un incremento sostenido de la concentración de CO2 en las últimas
cinco décadas. Aunque está basada en datos de Mauna Loa, la misma tendencia
ha sido encontrada en muchos otros sitios.
Polo Sur y Barrow, Alaska, muestran
la misma tendencia que Hawaii
¿Como el incremento de CO2
conecta con el calentamiento global?
• Físicamente por vía del efecto invernadero.
• La conexión es hecha usualmente por el uso de un
modelo climático.
• Se corre el control versus escenarios.
• Si los resultados de la corrida del escenario
muestra una condición de superficie más cálida
que el control, es plausible sospechar que el
aumento de la concentración de CO2 en la
atmósfera puede causar calentamiento.
Efecto de retroalimentación
• El sistema climático es muy complicado. Un cambio en un
componente del sistema puede causar cambios en otros
componentes. Algunas veces los cambios en los otros
componentes fortalecen el cambio inicial, luego decimos
que esos cambios tienen retroalimentación positiva para el
sistema. Si los cambios resultan en la reducción del cambio
original , se le llama retroalimentación negativa.
• Ambos procesos de retroalimentación pueden existir en el
sistema climático. Estudiando el cambio climático global,
no podemos hacer conclusiones basadas en la intuición,
pero tenemos que hablar de tales posibles efectos
complicados. Un buen modelo climático trata con todos
ellos en forma realista.
Un ejemplo de retroalimentación
positiva
• Cuando el clima se vuelve más cálido (debido al
incremento de CO2 en la atmósfera u otro
mecanismo desconocido), el océano se vuelve más
cálido. Un océano cálido tiene menor solubilidad
de CO2 y de aquí libera más CO2 a la atmósfera.
Esto puede causar que el clima sea más caliente
que antes. Así, la dependencia de solubilidad de
CO2 a la temperatura tiene una retroalimentación
positiva sobre el sistema climático.
Un ejemplo de retroalimentación
negativa
• Considere una región clara sobre el océano. Ya que no hay
nubes, la luz solar cae sobre la superficie del océano,
causando que se caliente. Hace que esta parte del océano se
caliente más que otras partes y el aire sobre él tiende a
subir (causando convección). Como hemos aprendido, la
elevación del aire se expande y enfría, causando formación
de nubes. La formación de nubes bloqueará al sol y el calor
solar de la superficie del océano, cesará. La superficie del
océano se enfriará. Así, la formación de nubes debido al
calor de la superficie y la convección tienen una
retroalimentación negativa para el sistema climático.
¿Qué tan rápido aumentará la concentración de CO2?
• Hay varias estimaciones de la tasa de aumento de la concentración de
CO2. Hay diferencias en los modelos estadísticos usados (por ejemplo,
incremento lineal vs no lineal) y las regulaciones futuras.
Concentración de dióxido de carbono en la atmósfera
debido a tres escenarios de emisiones
Proyección del futuro calentamiento
Distribución vertical de temperatura en equilibrio
radiativo-convectivo para varios valores de la
concentración de CO2 atmosférico, 150, 300, y 600
ppm por voluemn. De Manabe and Wetherald (8).
El grado de calentamiento no será unifrome
latitudes altas son más sensibles
Fuente: IPCC
Si la temperatura puede cambiar, también lo harán otras
variables ambientales y meteorológicas.
• El cambio en la
temperatura puede causar
un cambio en la
precipitación pluvial.
• La vegetación también
puede cambiar en
respuesta al cambio de la
temperatura y de la
precipitación pluvial..
• Y habrá cambios en el
mundo animal y humano
en respuesta a esos
cambios ambientales.
Fuente: NOAA
Deshielo y
aumento del nivel
del mar.
Disminución de los altos glaciares
montañosos
Capas de hielo del Polo Sur están separándose
parcialmente y colapsándose. (NASA)
Crecimiento del nivel del mar
El curso del cambio ambiental físico dará
lugar a cambios en la biosfera –
incluyendo nuestro sociedad.
Nivel de l mar
No todos están convencidos de la teoría de
gases invernadero-calentamiento global
•
•
•
Resumen
Líderes mundiales se reunieron en Kioto,
Japón, en Diciembre de 1997 para
considerar un tratado mundial para
restringir la emisión de “gases
invernadero” principalmente dióxido de
carbón (CO2), que se piensa causan
“calentamiento global” en la superficie de
la tierra y en la atmósfera, con
consecuencias ambientales desastrosas.
Predicciones del calentamiento global
están basadas en modelos de clima
computarizados, una rama científica aún
en sus inicios. La evidencia empírica
actual, de mediciones de la superficie de
la tierra no muestra tendencia de
calentamiento hecho por el hombre. De
hecho, en las dos décadas pasadas,
cuando los niveles de CO2 han sido los
más elevados, la temperatura global
promedio ha disminuido actualmente,
levemente.
Al momento, parece que el
calentamiento es real – la temperatura
de la superficie está más alta en las
últimas décadas.
La pregunta es - ¿es el calentamiento
causado por los gases invernadero
(especialmente CO2)?
Algunos grupos, especialmente los
miembros de IPCC aceptan fuertemente
esto. Pero hay otros grupos que no están
convencidos. El resumen está en
Robinson et al. (1998).
Puede obtener lor reportes IPCC en http://www.ipcc.ch/
Puedes ver esta información en http://www.oism.org/pproject/review.pdf
Algunos ejemplos de críticas
•
•
Hay evidencia de que la
temperatura actual no es realmente
más cálida con la de hace dos o tres
mil años. La figura de la derecha
muestra que la temperatura del Mar
Sagaso fluctúa en un rango de ~
3.6°C.
También, la “tendencia” depende
de los grupos de datos que se
seleccionan para examinar – ver la
gráfica inferior. Usando un grupo
diferente de datos (aquí el sonar de
microondas del satélite) y
seleccionando una sección
conveniente (por ejemplo, 19781998) podemos mostrar que hay un
enfriamiento, no calentamiento.
Fuente: Robinson et al. (1998)
Hay también evidencia que muestra que la actividad solar
parece tener alguna influencia en la temperatura atmosférica.
Pero hay muchas preguntas aquí, especialmente cómo y qué
tanto.
Temperatura de la superficie
en el hemisferio norte vs
longitud del ciclo solar
Año
Calentamiento global: más que un problema científico – Además de
problema científico, hay también problemas políticos
Un encuentro climático, aliado improbable
para pobres
Por AMY WALDMAN
New York Times 1 Nov 2002
NEW DELHI, Viernes, Nov. 1 — Cuando
el Primer Ministro Hindú, Atal Bihari
Vajpayee, terminó de hablar en la
conferencia internacional sobre el clima,
aquí el miércoles, la diferencia entre
países ricos y pobres sobre como
encarar mejor el calentamiento, no debe
ser más encubierto.
En su alocución, arguyó que los países
pobres no pueden invertir dinero para
atacar las causas del calentamiento
global. Ellos tienen poca responsabilidad,
dijo, en la producción de gases
invernadero comparados con los países
industrializados, y además han sido
golpeados por desastres naturales,
causados por los cambios climáticos.
Tienen débiles economías y con
necesidades apremiantes en todo, desde
salud a educación, poco puede invertir en
tecnologías para limpiar el aire.
En su alocución, articuló sentimientos –
resentimientos en algunos casos –
ampliamente compartidos entre los
países en desarrollo. Mientras que la
conferencia produjo pocos resultados, la
octava, desde la adopción en 1992, de la
Convención de las Naciones Unidas del
Esquema sobre Cambio Climático,
señaló los retos en alcanzar una
respuesta global al calentamiento global.
Subrayó una división entre el norte y el
sur, entre naciones industrializadas y en
desarrollo, sobre quien debe llevar la
carga y responsabilidad de intentar
reducir las emisiones que causan el
calentamiento global.
Pero en algunos puntos, el sur se
encontró con un poco probable aliado:
los Estados Unidos, que bajo la
administración Bush ha obstaculizado los
esfuerzos conjuntos para reducir las
emisiones.
Los Estados Unidos se unieron a India y
otros países desarrollados en fomentar
un enfoque de desarrollar la tecnología y
encontrar los recursos para adaptarla al
cambio climático.
Podemos ir atrás aún más …
• Regresando aún más
en el tiempo, el nivel
de CO2 en la
atmósfera, fluctuaba
considerablemente y
algunas veces la
concentración podría
ser mucho mayor de lo
que es ahora.
Crowley & Berner, Science 2001;292(5518);870–872.
En última instancia
• El problema realmente es que no sabemos como
trabaja la maquinaria del clima, de aquí que es difícil
en la actualidad decir que el calentamiento es debido
al incremento de gases invernadero y no el resultado
de la fluctuación natural del sistema climático global.
• Recientemente, parece estar aumentando la evidencia
que muestra la conexión entre el calentamiento global
y la inyección industrial de gases invernadero. Sin
embargo, la conexión, aún no está clara.
• Esperamos, que con mayor investigación podemos
decir más en el futuro cercano.