Download - El Sistema Climático
![Page 1: El Sistema Climático](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062607/62b5ea0e9247a325c70d2830/html5/thumbnails/1.jpg)
El Sistema Climático
Marcelo Barreiro
Departamento de Ciencias de la Atmósfera
Instituto de Física
![Page 2: El Sistema Climático](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062607/62b5ea0e9247a325c70d2830/html5/thumbnails/2.jpg)
![Page 3: El Sistema Climático](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062607/62b5ea0e9247a325c70d2830/html5/thumbnails/3.jpg)
![Page 4: El Sistema Climático](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062607/62b5ea0e9247a325c70d2830/html5/thumbnails/4.jpg)
![Page 5: El Sistema Climático](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062607/62b5ea0e9247a325c70d2830/html5/thumbnails/5.jpg)
1. Introducción al sistema climático2. Balance energético global: (a) Balance de energía terrestre, (b) Temperatura de emisión de un planeta, (c) Efecto invernadero, (d) Distribución de insolación y transporte de energía, (e) Balance de energía en superficie3. Convección atmosférica y nubes: (a) Propiedades termodinámicas del aire seco (b) Balance hidrostático (c) Propiedades termodinámicas del aire húmedo (d) Estabilidad vertical (e) Procesos de formación de nubes4. Ciclo hidrológico: (a) Balance hídrico (b) Evaporación y transpiración (c) Variaciones anuales del balance hídrico5. Dinámica de la atmósfera: (a) Fuerzas en la atmósfera, (b) Teorema del espesor, (c) Balance geostrófico, (d) Viento térmico, (e) Aplicación a los océanos6. Circulación general: (a) Circulación general de la atmósfera, (b) Circulación general de los océanos, (c) Transporte de energía por atmósfera y océanos,7. Criósfera: (a) Características de hielos continentales y oceánicos, (b) Rol de los hielos en el clima,8. Variabilidad y cambio climático: (a) Forzantes astronómicos del clima, (b) Registro paleoclimático, (c) Variabilidad climática natural interanual a decaderial, (d) Influencia antropogénica,9. Modelización climática: (a) Modelos climáticos radiativo-convectivos, (b) Modelos de circulación general, (c) Modelos acoplados
Temario
![Page 6: El Sistema Climático](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062607/62b5ea0e9247a325c70d2830/html5/thumbnails/6.jpg)
Balance global de energía
¿Qué nos dice sobre el cambio climático?
Detección y atribución
![Page 7: El Sistema Climático](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062607/62b5ea0e9247a325c70d2830/html5/thumbnails/7.jpg)
Balance de energía en tope y superficie
En equilibrio la atmósfera emite la misma energía que recibe del sol.
Para un equilibrio
dado el planeta
adquiere una
Temperatura Teq
![Page 8: El Sistema Climático](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062607/62b5ea0e9247a325c70d2830/html5/thumbnails/8.jpg)
Ha cambiado el balance de energía en forma natural? Si, claro
- Forzantes externos- Dinámica interna
![Page 9: El Sistema Climático](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062607/62b5ea0e9247a325c70d2830/html5/thumbnails/9.jpg)
Balance de energía en tope y superficie
El clima varía en muchas escalas de tiempo y espacio. Así, encontrar la señal del CC no es fácil.
A nivel global es mas fácil encontrar la señal de CC, que a nivel regional/local.
¿Que señal debemos esperar? En equilibrio la atmósfera emite
la misma energía que recibe
del sol.
![Page 10: El Sistema Climático](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062607/62b5ea0e9247a325c70d2830/html5/thumbnails/10.jpg)
Balance de energía en el tope
El clima varía en muchas escalas de tiempo y espacio. Así, encontrar la señal del CC no es fácil.
A nivel global es mas fácil encontrar la señal de CC, que a nivel regional/local.
¿Que señal debemos esperar? Las actividades humanas han
generado un imbalance cercano
a 2.3 W/m2 en el balance radiativo
terreste.
¿De dónde sale?
2.3 W/m2
![Page 11: El Sistema Climático](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062607/62b5ea0e9247a325c70d2830/html5/thumbnails/11.jpg)
Forzantes climáticos
Gases de EfectoInvernadero
Aerosoles
Radiación solar
IPCC AR5
![Page 12: El Sistema Climático](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062607/62b5ea0e9247a325c70d2830/html5/thumbnails/12.jpg)
Forzantes climáticos
Gases de EfectoInvernadero
Aerosoles
Radiación solar
IPCC AR5
ΔQ=5.4 ln ([CO2]
[CO2]r)
Forzante radiativo
![Page 13: El Sistema Climático](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062607/62b5ea0e9247a325c70d2830/html5/thumbnails/13.jpg)
Forzantes climáticos
Gases de EfectoInvernadero
Aerosoles
Radiación solar
IPCC AR5
![Page 14: El Sistema Climático](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062607/62b5ea0e9247a325c70d2830/html5/thumbnails/14.jpg)
Forzantes climáticos
Gases de EfectoInvernadero
Aerosoles
Radiación solar
IPCC AR5
2.3 W/m2
![Page 15: El Sistema Climático](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062607/62b5ea0e9247a325c70d2830/html5/thumbnails/15.jpg)
Crecimientoexponencial en elforzante radiativo.
Evolución temporal de los forzantes radiativos
![Page 16: El Sistema Climático](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062607/62b5ea0e9247a325c70d2830/html5/thumbnails/16.jpg)
Crecimientoexponencial en elforzante radiativo.
ΔQ=5.4 ln ([CO2]
[CO2]r)
[CO2]=[CO2]r eα t
ΔQ=5.4α t
Aumento de T esproporcional a ΔQ
ΔT=λ ΔQ
→ ΔT=5.4 αλ t
Un aumento exponencial en [CO2] da lugar a un aumento lineal de T
Forzante radiativo ΔQasociado a aumentoen CO2:
![Page 17: El Sistema Climático](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062607/62b5ea0e9247a325c70d2830/html5/thumbnails/17.jpg)
Detección: Tendencia observada de temperatura en superficie
Aumento global de T > 1 C. Los cambios no son espacialmente uniformes
![Page 18: El Sistema Climático](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062607/62b5ea0e9247a325c70d2830/html5/thumbnails/18.jpg)
Sudamérica se ha calentado cerca de 0.8 C en el S. XX y es atribuíble en gran parte a la acciónhumana (IPCC AR5).
Atribución
Evolución“natural” simulada
Evolución simulada“natural+antrop”
Obs
+volcanes
![Page 19: El Sistema Climático](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062607/62b5ea0e9247a325c70d2830/html5/thumbnails/19.jpg)
Acuerdo de París
![Page 20: El Sistema Climático](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062607/62b5ea0e9247a325c70d2830/html5/thumbnails/20.jpg)
Acuerdo de París
Entró en vigoren 2016 al alcanzarfirmas del 55%
Se trata de llegara no mas de 1.5Cde calentamiento
Ya estamos en1 C por encima
![Page 21: El Sistema Climático](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062607/62b5ea0e9247a325c70d2830/html5/thumbnails/21.jpg)
Escenarios – Shared socioeconomic pathways (SSP)
Describen evoluciones alternativas de la sociedad a futuro en ausencia de nuevas políticas sobre CC mas allá de actuales
SSP1 y SSP5 son optimistas con respecto al desarrollo humano con inversiones importantes en educación y salud, crecimiento económico rápido e instituciones fuertes
SSP1 asume transición hacia desarrollo sostenible SSP5 asume economía fuertemente basada en combustibles fósiles
SSP3 y SSP4 son mas pesimistas: poca inversión en educación y salud, crecimiento rápido de la población y desigualdad. Sociedades muy vulnerables al cambio climático.
SSP3 asume países priorizan seguridad regional SSP4 asume que dominan desigualdades en los países
SSP2 es el caso intermedio
![Page 22: El Sistema Climático](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062607/62b5ea0e9247a325c70d2830/html5/thumbnails/22.jpg)
Escenarios
RCP8.5
RCP6.0RCP4.5
RCP2.6
SSP2-4.5 SSP3-7.0SSP5-8.5
La combinación deun SSP con un forzante radiativodado, permite determinar las medidas de mitigación requeridaspara llegar a esenivel de forzante, así como las medidasde adaptacion eimpactos en la evolucion de sociedadelegida.
ONeil et a 2016
SSP1-2.6
![Page 23: El Sistema Climático](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062607/62b5ea0e9247a325c70d2830/html5/thumbnails/23.jpg)
Escenarios de cambio climático
ONeil et a 2016
![Page 24: El Sistema Climático](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062607/62b5ea0e9247a325c70d2830/html5/thumbnails/24.jpg)
Escenarios
Evolución de Temperaturaglobal simulada
Para lograr acuerdo de Paris deberíamos seguir SSP1-1.9
ONeil et a 2016
![Page 25: El Sistema Climático](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062607/62b5ea0e9247a325c70d2830/html5/thumbnails/25.jpg)
Escenarios
Emisiones de CO2 implicadas
en cada escenarioEvolución de Temperatura
global simulada
Para lograr acuerdo de Paris deberíamos seguir SSP1-1.9 → Decarbonizar economíaal 2050.
ONeil et a 2016
![Page 26: El Sistema Climático](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062607/62b5ea0e9247a325c70d2830/html5/thumbnails/26.jpg)
Vamos mal...
Nature, 2019
![Page 27: El Sistema Climático](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062607/62b5ea0e9247a325c70d2830/html5/thumbnails/27.jpg)
COVID-19
![Page 28: El Sistema Climático](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062607/62b5ea0e9247a325c70d2830/html5/thumbnails/28.jpg)
Whatever, I like it warmer.
Ecosystems capacityAbrupt climate shifts
COVID-19 Cambio Climático
![Page 29: El Sistema Climático](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062607/62b5ea0e9247a325c70d2830/html5/thumbnails/29.jpg)
Balance de energía en superficie
¿Por qué debería haber cambios en las lluvias?
Un atmósfera cálida puede contener más vapor de agua
Balance de energía en superficie:
Rad . solar− Rad terrestre ≈ L∗Evaporacion
Δ(Rad solar−Rad terrestre) ≈ L∗Δ Evaporacion
→ Como hay un aumento de radiación hacia la superficie, se acelera el ciclo hidrológico→ cambia frecuencia de extremos de lluvia
![Page 30: El Sistema Climático](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062607/62b5ea0e9247a325c70d2830/html5/thumbnails/30.jpg)
Precipitación - tendencias
Se observan cambios en las precipitaciones a nivel global, con regiones que presentan un aumento y otras una disminución en el período.
Knutson & Zeng 2018
Observaciones
![Page 31: El Sistema Climático](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062607/62b5ea0e9247a325c70d2830/html5/thumbnails/31.jpg)
Precipitación - tendencias
Los modelos climáticos capturan la mayoría de los cambios de lluvia observados. En particular, el aumento sobre el sudeste de Sudamerica. ¿Es atribuíble a la acción humana?
Knutson & Zeng 2018
Observaciones Modelos
(mm/año)/decada
![Page 32: El Sistema Climático](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062607/62b5ea0e9247a325c70d2830/html5/thumbnails/32.jpg)
Las salidas de modelos climáticos con forzantes antropog+nat comparadas con aquellasque toman en cuenta solo forzantes naturales indican que parte del aumento de lluvias en sudeste de Sudamerica es debido a acción humana.
Knutson & Zeng 2018
Atribución
![Page 33: El Sistema Climático](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062607/62b5ea0e9247a325c70d2830/html5/thumbnails/33.jpg)
Cambios observados no son espacialmente uniformes
Precipitaciones Temperatura en superficie
![Page 34: El Sistema Climático](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062607/62b5ea0e9247a325c70d2830/html5/thumbnails/34.jpg)
Ni siquiera en Uruguay
Enero-Marzo Abril-Junio
Julio-Setiembre Octubre-Diciembre
Cambios en latemperatura mediade superficie
(1961-2015)
![Page 35: El Sistema Climático](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062607/62b5ea0e9247a325c70d2830/html5/thumbnails/35.jpg)
Ni siquiera en Uruguay
Enero-Marzo Abril-Junio
Julio-Setiembre Octubre-Diciembre
Cambios en las lluvias
(1961-2014)
Notar que en inviernoha habido una disminución en las lluviassobre todo al norte delRío Negro.En la otras estacionesdel año hay una tendenciapositiva.
![Page 36: El Sistema Climático](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062607/62b5ea0e9247a325c70d2830/html5/thumbnails/36.jpg)
La razón de la inhomogeneidad espacial en los cambios observados es que los cambios en el clima debido a un forzante radiativo también involucran cambios en la circulación atmosférica y oceánica.
Por lo tanto es necesario entender la circulación atmosférica y oceánica media y cómo podría cambiar ante un forzante radiativo asociado a la acción antropogénica.
![Page 37: El Sistema Climático](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062607/62b5ea0e9247a325c70d2830/html5/thumbnails/37.jpg)
Interacción contínua entre atmósfera y océano
El contraste de temperatura entre el ecuador y los polos pone a la atmósfera en movimiento pues debe transportar energía
Los vientos fuerzan el océano a través delesfuerzo tangencial y deflujos de calor creando las corrientes.
Las corrientes oceánicas cambian la distribución de temperatura de superficie del mar y hielos marinos influenciando a la atmósfera
![Page 38: El Sistema Climático](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062607/62b5ea0e9247a325c70d2830/html5/thumbnails/38.jpg)
Interacción contínua entre atmósfera y océano
El contraste de temperatura entre el ecuador y los polos pone a la atmósfera en movimiento pues debe transportar energía
Los vientos fuerzan el océano a través delesfuerzo tangencial y deflujos de calor creando las corrientes.
Las corrientes oceánicas cambian la distribución de temperatura de superficie del mar y hielos marinos influenciando a la atmósfera
Imposible separarel estudio de la Atmósfera del del océano en escalas climáticas
![Page 39: El Sistema Climático](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062607/62b5ea0e9247a325c70d2830/html5/thumbnails/39.jpg)
Si les interesa más información sobre VC y CC en Uruguay
Plan Nacional de Adaptación: NAP Costas: https://www.gub.uy/ministerio-ambiente/politicas-y-gestion/nap-costas-publicaciones-variabilidad-observada-proyeccion-del-clima-uruguay
![Page 40: El Sistema Climático](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062607/62b5ea0e9247a325c70d2830/html5/thumbnails/40.jpg)
Cómo sigue el curso...
5. Dinámica de la atmósfera: (a) Fuerzas en la atmósfera, (b) Teorema del espesor, (c) Balance geostrófico, (d) Viento térmico, (e) Aplicación a los océanos
6. Circulación general: (a) Circulación general de la atmósfera, (b) Circulación general de los océanos, (c) Transporte de energía por atmósfera y océanos,
7. Criósfera: (a) Características de hielos continentales y oceánicos, (b) Rol de los hielos en el clima,
8. Variabilidad y cambio climático: (a) Forzantes astronómicos del clima, (b) Registro paleoclimático, (c) Variabilidad climática natural interanual a decaderial, (d) Influencia antropogénica,
9. Modelización climática: (a) Modelos climáticos radiativo-convectivos, (b) Modelos de circulación general, (c) Modelos acoplados
![Page 41: El Sistema Climático](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062607/62b5ea0e9247a325c70d2830/html5/thumbnails/41.jpg)
Para la clase que viene...
Visitar el sitio web:
https://www.meted.ucar.edu/dynamics/thermal_wind_es/index.htm
donde se presentan todos los temas del item (5) del programa. Hacer el módulo, practicando con los ejercicios planteados (no llevan
calificación)