Una ventaja y una advertencia sobre el cambio climático hacia el 2029

Transcripción

1 Una ventaja y una advertencia sobre el cambio climático hacia el 2029 Víctor M. Mendoza, René Garduño, Blanca Mendoza y Elba E. Villanueva Centro de Ciencias de la Atmósfera, UNAM. Circuito de la Investigación Científica, Ciudad Universitaria, CdMx a 19 de Octubre de 2016

2 Aspectos que son tomados en cuenta en esta plática y que fueron tratados ampliamente en los artículos 1 y 2 1) Un decremento de la actividad solar al pasar de los ciclos de 11 años 22 y 23 al ciclo 24, con un pronóstico de persistencia en la actividad solar para el ciclo 25. El ciclo 24 abarca de 2009 a 2021, con un promedio de 90 manchas solares en el máximo que ocurre en El ciclo 25, similar al 24, abarca de 2022 a 2034, con un promedio de 90 manchas solares en el máximo que ocurre en ) Como consecuencia de lo anterior, usando el Modelo Termodinámico del Clima (MTC), se calcula una reducción en el calentamiento de ~0.25 C hacia el 2029 en el escenario A1FI, el cual proyecta una emisión de CO 2 de 970 ppmv al 2100 y de ~0.27 C en el escenario A1T que proyecta una emisión de CO 2 de 580 ppmv al ) Parametrización del agua precipitable como una función de la anomalía de la temperatura atmosférica en superficie, para dos casos: cuando la humedad relativa en la troposfera es conservada y cuando no lo es. 4) Parametrización de la emisividad atmosférica entre 8 y 12.5µ, como una función del agua precipitable, usando el calculador espectral E-Trans/HITRAN. 5) Modelación del calentamiento para el caso en que la humedad relativa es conservada y para el caso en que no lo es.

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4 Predicción actualizada del número de manchas del ciclo solar 24, según David Hathaway del Ames Research Center de la NASA ( El número máximo de manchas solares para este ciclo solar es en promedio de ~98 y ocurre durante 2013.

5 El MTC Con la integración temporal implícita del MTC, el problema de determinar la temperatura media troposférica se reduce en resolver una ecuación diferencial elíptica lineal de segundo grado, la cual está dada por: La temperatura de superficie en el océano y en el continente se obtiene de la temperatura media troposférica por medio de la siguiente ecuación lineal algebraica: El MTC tiene tres retroalimentadores positivos asociados a cada fase del agua: criosfera, nubes y vapor, que a continuación veremos:

6 CRIOSFERA Retroalimentación del casquete de hielo/nieve. En el MTC el límite de la frontera de hielo y nieve se encuentra entre las isotermas de -2 y +2 C

7 NUBES Retroalimentación de nubes en el MTC. Principalmente en invierno y primavera, las nubes tienen el efecto de albedo en latitudes bajas y de invernadero en latitudes altas.

8 VAPOR De acuerdo con el IPCC (2007), en el periodo , la humedad específica cerca de la superficie muestra una tendencia global por década de 0.06g/Kg, esta tendencia positiva sigue a la tendencia de la temperatura del aire cerca de la superficie. La relación observada entre estas dos tendencias puede obtenerse usando la ecuación de Clausius-Clapeyron, asumiendo que la humedad relativa es conservada. La variabilidad interanual y la tendencia lineal del agua precipitable en la troposfera baja, promediada sobre los océanos, puede ser reproducida de manera aproximada usando los cambios observados de las temperaturas de la superficie del mar, asumiendo también que la humedad relativa es conservada durante el periodo (IPCC, 2007). De esta manera, encontramos que un incremento inicial en la temperatura produce un incremento en el agua precipitable y con ello un incremento en la emisividad del vapor entre ~8.0 y Lo opuesto ocurre con un decremento inicial; es decir, estamos ante una retroalimentación positiva.

9 Tendencia lineal en el agua precipitable en la troposfera baja (%) por década (arriba) y serie de tiempo mensual (abajo) de anomalías (%) relativas a sobre los océanos, así como su tendencia lineal (Trenberth et al. 2005).

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12 Perfiles de humedad relativa para el Hemisferio Norte. Los perfiles son etiquetados con la correspondiente anomalía de temperatura ( C) en superficie relativa al periodo El perfil de 0 C corresponde al del clima normal, donde la temperatura promedio en superficie es ~15 C. Los perfiles con anomalías 0.2, 0.4 y 0.6 C corresponden a climas más cálidos que el normal, y el de -0.2 C a un clima más frio de lo normal.

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15 Anomalía de la temperatura en superficie de 1978 a 2030 en el Hemisferio Norte, debido al incremento en la concentración del CO 2 atmosférico (curva gruesa continua). La reducción en el calentamiento se debe a la reducción en la actividad solar y el consecuente incremento en la formación de nubes (curva de puntos). La reducción en el calentamiento se ve incrementada por la incorporación de nubes bajas, las cuales son formadas por el incremento en el flujo de rayos cósmicos causado por la reducción de la actividad solar (curva de rayas y puntos). La reducción resulta ser menor si en el modelo se incorpora el calor latente liberado en la formación de nubes bajas debidas al flujo de rayos cósmicos (curva de rayas). El repentino incremento en la anomalía observada (curva continua delgada) durante , muy probablemente se debe a El Niño

16 Índice multivariado ENSO bi-mensual Diciembre-Enero (curva discontinua) y anomalía de la temperatura ( C) en superficie sin la tendencia de largo plazo (curva continua); así como algunos eventos de erupciones volcánicas. La correlación entre ambas curvas es 0.6

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19 Conclusión: El tema del 6to Congreso Nacional de Cambio Climático, organizado por el PINCC, nos motivó a dar la presente plática basada en dos artículos publicados: uno en 2010, en Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics y el otro en 2016 en Advances in Space Research. En ambos se muestra que el decremento de la actividad solar de los ciclos 24 y 25 produce una reducción del calentamiento de ~0.3 C al 2029; es decir, el Sol nos da una tregua que podemos aprovechar para desarrollar la tecnología energética necesaria para reducir las emisiones de los gases de efecto invernadero y aumentar la reducción del calentamiento natural que nos brinda el Sol. Sin embargo, el artículo de 2016 nos advierte de un posible peligro, que consiste en un calentamiento desbocado producido por la retroalimentación del vapor de agua en la atmósfera al considerar que la humedad relativa en la troposfera es conservada con el cambio climático; este es un hecho que puede no estar alejado de la realidad, especialmente sobre áreas oceánicas y cerca de la superficie (IPCC, 2007). Entre estos límites, es necesario precisar el calentamiento futuro, en particular más allá del ciclo solar 25 (año 2029).

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21 Gracias