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¿Qué sabemos sobre el cambio
climático?
Dr. Kyle Forinash
Professor of Physics
School of Natural Sciences
Indiana University Southeast
New Albany, IN,USA
Tengo que decirles sobre el cambio climático, pero llego tarde y por falta de
combustible y de mi tarjeta de crédito sobre el límite
El clima es lo que espera,
el tiempo es lo que obtienes.
¿De dónde
obtenemos
datos sobre
el clima?
¿Cómo se obtiene la información?
Instrumentos por los últimos 200yr.
Anillos de árboles por 10,000yr.
Los núcleos de hielo por 800,000yr:
– CO2 & Metano de burbujas de aire;
– Temperatura de deuterium, isótopos de oxígeno y
nitrógeno, aerosoles;
– La actividad volcánica de aerosoles;
– La actividad solar de isótopes de beryllium
Sedimentos de océano y lagos por 125,000yr:
–
–
–
–
–
Tri- and di-saturados alkenones en plankton;
Micro fósiles, polen;
Isótopos de oxígeno;
Captación de metales en coral;
Desechos inorganicos.
¿Qué nos muestran los datos?
Así que ¿Qué causa estos cambios?
Forzamientos (Forcing):
– El sol!
– Parámetros orbital.
– La atmósfera.
– ENSO (El Niño), NAO, etc.
– Los volcanes, meteoritos (aerosoles, partículas).
Mecanismos retroalimentaciónes (Feedback):
– Los patrones de circulación de aire y océano.
– Nubes.
– Albedo.
– Los cambios atmosféricos.
Cyclos de Milankovitch.
Variación en órbita
3
2
1
0
0
20
40
60
-1
-2
-3
Miles de años
80
100
Eccentricity
Obliquity
Precession
Total
¿Por qué son Ice Ages transiciones tan rápido?
La circulación oceánica distribuye
la energía solar.
.
Mecanismo
retroalimentación:
•El sistema se aleja
de equilibrio.
•Puede funcionar en
ambas direcciones.
•Pero: albedo no es
suficientemente
fuerte para producir
las Ice Ages.
La energía que llega a superior de la
atmósfera de la tierra: S =1366W/m2
250
Todos los objetos emiten radiación de
cuerpo negro (infrarrojos).
Irradiance (kW/m2 per nm)
7000K
200
P(T) = esT
150
4
6000K
100
5000K
50
3000K
0
0
500
1000
Longitud de onda (nm)
1500
2000
La energía del Sol es re-irradiada en
forma de radiación infrarroja.
Pin = (1- a)S ´ pr
albedo
2
a = 0.3
Pout (TE ) = s 4pr T
2 4
E
TE = -18C
33C, demasiada frio!
Presupuesto de energía solar de la Tierra.
Con una atmósfera se obtiene la
temperatura adecuada.
(1- a)S /4 + se T = eT
4
a a
-1/ 4
4
E
Ta = 2
TE
ea = 0.75
emissivity
(absorption)
15C – correcta!
Para Venus tenemos 480C.
Hemos conocido CO2 y H2O absorbe IR
desde 1859!
CO2, CH4 y N2O son mecanismos
retroalimentaciónes fuertes.
Uso de energía mudial (449 Quad, 2008)
por fuente: 86% Los combustibles fósiles.
Renovables
1%
HydroNuclear 6%
electric
6%
Carbon 24%
Gas Natural
24%
Petróleo 39%
Emisiones de carbono por humanos: 6.3Tkg/yr.
Los cambios en dióxido de carbono a partir de
núcleos de hielo y datos modernos.
Así que ¿No deberíamos estar midiendo un
aumento de la temperatura?
Los científicos hicieron un
experimento:
si usted pone una rana en
agua hirviendo salta fuera.
Pero si lo pones en aqua y
luego calentarlo, nada
alrededor hasta que esté
cocido.
¿Cuál es el punto?
No se. Deben ser los mismos
científicos que estudian el
calentamiento global.
La tierra se está calentando.
Alaska:
Frente de la
Glaciar en
2001
Alaska:
Frente de la
Glaciar en
1951
La capa de hielo del Ártico se está
derritiendo.
La temperatura no suba de manera uniforme.
No hay duda de que las temperaturas
están subiendo.
La temperatura
no es todo que
está
cambiando.
•El permafrost se está
derritiendo
•La primavera esta
mas temprano.
•Cambios en los
patrones de migración
y crecimiento de las
plantas.
•La acidificación del
océano.
¿Echamos de
menos algo?
•El Niño (ENSO).
•NAO.
•Otros
circulaciones de
océano.
•Nubes.
•Precipitación..
ENSO (El/La Niño/a)
Resumen de los forzamientos.
• Total de insolación: 1366 W/m2.
• Cambios orbitales, el total mundial annual: 0 W/m2.
• El cambio de estación, a mediados de latitud:
400 W/m2.
• Actividad solar: 0.2 W/m2.
• Vapor de aqua: 56 W/m2.
• Total CO2: 25 W/m2.
• CO2 de causas humanas desde 1750: 1.6 W/m2 pero
una dirección.
Vamos a conseguir una computadora para
hacer el cálculo!
E incluyen:
– Más capas de la atmósfera;
– Temperatura de la estratosfera y la troposfera;
– Las variaciones de temperatura entre los extremos
diarios;
– Las variaciones de temperatura entre los extremos
diarios;
– Los cambios del nivel del mar;
– La precipitación media;
– La cobertura de hielo, la circulación oceánica;
– Frecuencia e intensidad de fenómenos
meteorológicos extremos;
– Desviaciones en el vapor de agua atmosférico.
¿Debemos creer las computadoras?
¿El futuro?
¿Qué sabemos con seguridad?
Muy alta confiabilidad:
• 35% de aumento de CO2 en 250yr debido a actividades
humanas;
• Aumento de 0,6 ºC de temperatura en 100yr pasado;
• 20 cm del nivel del mar en 100yr pasado;
• Disminución del 15% en el hielo del mar Ártico en 40yr.
Alta confiabilidad:
• El aumento de temperatura en el pasado 30yr debido a
los gases de invernadero;
• Continuada de las emisiones dará lugar a un aumento de
la temperatura de 1,4 ºC a 5 ºC en próximos 100 años;
• El nivel del mar subirá 40 cm en 100yr siguiente;
• Los patrones de precipitación se desplaza;
• Huracánes y la intensidad de tifones aumentará.
¿Qué más sabemos?
Alta confiabilidad:
• Los glaciares se reducirán, el derretimiento del
permafrost;
• Los cambios en el tiempo de flujo máximo del río ;
• 28.000 + casos de cambios en la biología marina y los
sistemas de la tierra.
Posible:
• Permanente sumersión de algunas islas y zonas
costeras;
• La escasezos de alimentos y de agua;
• La extinción de más especies;
• El aumento de mortalidad durante las olas de calor;
• La migración de las plagas, incluidas las enfermedades
infecciosas;
Pasa, pasa.
No, por favor, pasa.
¿Qué podemos hacer?
• Conservación de la Energía.
• Alternativas de energía (solar, eólica, nuclear,
biomasa).
• Catura de los costes externos (el verdadero
costo de los combustibles fósiles):
– Impuesto sobre el carbono;
– El comercio de carbono;
– Los incentivos fiscales, las rebajas;
– Subvenciones.
Actividades de Interés.
• EIA web site http://www.eia.doe.gov/
• Oak Ridge Climate Data (CDIAC) http://cdiac.ornl.gov/
• Goddard Institute for Space Science (GISS)
http://data.giss.nasa.gov/gistemp/2008/
• NOAA National Climate Data Center
http://www.ncdc.noaa.gov/oa/ncdc.html
• Carbon Dioxide Information Center (CDIAC)
http://cdiac.ornl.gov/by_new/bysubjec.html
• Educational Climate Model; EdGCM
http://edgcm.columbia.edu/
Kyle Forinash
Indiana University
Southeast
http://homepages.ius.edu/
kforinas/Forinash.html
Island Press, July 2010