Variabilidad Climática Natural Últimos millones de años

Transcripción

1 Variabilidad Climática Natural Últimos millones de años 1

2 Clima (Artico) en los últimos 70 millones de años Presente Zachos et al. (2001) Enfriamiento global Ocean Drilling Program Pasado 2

3 Ultimos 5 millones de años 3

4 4

5 Hace años Presente 5

6 Ciclos glaciales cálido Temperatura frío CO2 Polvo Vostok, Antarctica 6

7 Eventos Heinrich: descargas masivas de icebergs en el Atlantico Norte Asociados con climas frios en el Atlantico norte y menor formacion de aguas profundas

8 Younger Dryas El día después de mañana Edad de Hielo Hoy Durante la terminacion de la última Edad de Hielo hubo un retorno a clima glacial en Goenlandia. Colapso de la circulación termohalina? 8

9

10 Que es un clima glaciar?

11 Cobertura de hielo en el Hemisferio Norte (LGM)

12 Espesor del hielo

13 Cambios del nivel del mar en los ultimos 5 millones de anos La posicion de los continentes ha sido mas o menos estable. El nivel del mar ha fluctuado por expansion termica del agua y principalmente por el agua almacenada en los glaciares.

14 Aumento del nivel del mar global en la ultima terminacion

15 Rebote isostatico de los continentes La corteza terrestre flota sobre el manto. El peso de los glaciares deforma la corteza empujandola hacia abajo. Al derretirse los glaciares la corteza tiende a subir hasta un nuevo nivel de equilibrio.

16

17 En el ultimo maximo glaciar...

18 ... y cambios en la temperatura de superficie del aire simulados

19 Terminaciones de las ultimas 5 Edades de Hielo Las terminaciones toman alrededor de anos y son procesos discontinuos con cambios rapidos.

20 20

21 21

22 Últimos años Período cálido medieval Pequeña edad de hielo 22 IPCC AR4

23 Dendocronologia 23

24 Incluyendo errores en la reconstrucción 24

25 Registro instrumental Natural? 25

26 Estructura espacio-temporal del calentamiento 26

27 27

28 Ejemplos de variabilidad climatica en escalas mas cortas (ENSO, PDO, NAO, SAM...) 28

29 Anomalias de temperatura de superficie del mar en el Pacifico equatorial este -> El Niño-Oscilación Sur 29

30 30

31 31

32 Oscilacion Decadal del Pacifico 32

33 Oscilacion del Atlantico Norte definida como la diferencia de presion de superficie entre Lisboa y Stykkisholmur (Islandia). 33

34 34

35 Modo Anular del Sur 35

36 Esquema de espectro de variabilidad climatica de los ultimos 10Ma 36

37 Como influye la acción humana sobre el clima?

38 Balance de energía del sistema climático At m os fe ra Radiación Solar Tierra En equilibrio, la temperatura terrestre es aquella para la cual la Tierra emite tanta radiación como recibe del Sol. Radiación terrestre 38

39 El balance radiativo depende de: Actividad Solar Reflectividad (albedo) Gases de invernadero 39

40 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. 40

41 Retroalimentaciones que aumentan la perturbacion inicial Aumento de temperatur a 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! aumenta el efecto invernadero Retroalimentación de hielo-albedo Si este proceso no tiene límite puede cubrir a toda la Tierra con hielo Snowball Earth (700Ma). aumento de vapor de agua atmósfera mas opaca a la radiación terrestre Reducción de temperatura reducción de radiacion solar aumento de cobertura de hielos aumento del 41 albedo terrestre

42 Gases de invernadero Los más importantes son: vapor de agua, CO2, CH4, NO2, y halocarbonos (grupo de gases conteniendo Cl, Br, F). 42

43 CO2 CH4 NO2 43

44 Transporte, industrias, quema de combustibles fosiles. Relacionados con 44 agricultura

45 Global warming potential 45

46 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. 46

47 Ozono Ozono tambien es un GEI que se crea y se destruye continuamente en la atmosfera por reacciones quimicas. En la troposfera, la actividad humana ha aumentado el ozono a traves de emitir gases como el CO que reacciona en la atmosfera y crea O3. En la estratosfera los halocarbonos emitidos por el hombre han creado el agujero de ozono. 47

48 Aerosoles Efecto directo (reflección de radiacion) e indirecto (actuan como nucleo de condensacion de nubes). Quema de biomasa y uso de combustibles fosiles ha aumentado el numero de aerosoles conteniendo SO2 y hollin. La actividad minera y otros procesos industriales ha aumentado el polvo en la atmosfera. 48

49 Forzante radiativo Cambio neto de radiacion en la tropopausa luego de que la estratosfera 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 ΔT s =λ FR 49

50 Componentes de forzante radiativo 50

51 Sensibilidad climatica 51

52 Calentamiento es global, pero NO uniforme!!! Tendencia Anomalia de temperatura Kilimanjaro 52

53 Pero el calentamiento (tendencia) no es uniforme...

54

55

56 Cómo determinamos si el aumento de temperatura en el siglo XX es debido a la actividad humana? 56

57 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! 57

58 Por continente la cosa no es tan clara... 58

59 En escalas mas pequeñas hay aún mas incertidumbre (PICC AR4)

60 Determinar cambios en eventos extremos es aún mas difícil (PICC AR4)

61 Cambios en los extremos de temperatura en Uruguay Tendencia a disminucion de número de noches frías y aumento de número de noches cálidas Disminución de temperaturas máximas anuales, y aumento en los valores mínimos absolutos de las temperaturas mínimas, evidenciando un enfriamiento de la época cálida del año junto con un calentamiento en la época fría del año D ÍA S C Á L ID O S (T X 9 0 ) D ÍA S F R ÍO S (T X 1 0 ) N O C H E S F R ÍA S (T N 1 0 ) N O C H E S C Á L ID A S (T N 9 0 ) Renom (2009)

62 Proyecciones Climáticas Las proyecciones buscan dar una idea de los cambios en las distribuciones estadísticas de variables atmosféricas en el clima del siglo XXI.

63 Modelos IPCC El calentamiento global se acentuará Mayor uso de combustibles fósiles 63

64 Ya no podemos parar el calentamiento... 64

65 Tendencias futuras medias (AR4 PICC)

66 Pero, los modelos no representan bien la OBS variabilidad interanual de precipitación Vera & Silvestri 2009

67 Ecuación de evolución del clima d dt = 67