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Variabilidad Climática Natural

Últimos millones de años

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Clima (Artico) en los últimos 70 millones de años

Zachos et al. (2001)Presente

Pasado

Ocean Drilling Program

Enfriamiento global

ForaminiferaCaCO3

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Ultimos 5 millones de años

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Presente

Hace 10000 años

Ciclos de Milankovich

16/06/14 6Vostok, Antarctica

Ciclos glaciares

cálido

frío

Temperatura

CO2

Polvo

Dentro de un período glaciarEventos Heinrich: descargas masivas de

icebergs en el Atlantico Norte

Asociados con climas frios en el Atlantico norte y menor formacion de aguas profundas

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Younger Dryas – El día después de mañana

Edad de Hielo

Durante la terminacion de la últimaEdad de Hielo hubo un retorno a clima glacial en Goenlandia.

Colapso de la circulacióntermohalina?

Hoy

Que es un clima glaciar?

Cobertura de hielo en el Hemisferio Norte (LGM)

Espesor del hielo

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.

Aumento del nivel del mar global en la ultima terminacion

Rebote isostático 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.

En el ultimo maximo glaciar...

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

Terminaciones de las ultimas 5 Edades de Hielo

Las terminaciones toman alrededor de 10.000 anos y son procesos “discontínuos” con cambios rápidos.

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Últimos 1.200 años

Período cálidomedieval Pequeña

edad de hielo

IPCC AR4

16/06/14 23Dendocronologia

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Incluyendo errores en la reconstrucción

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Registro instrumental

Natural?

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Estructura espacio-temporal del calentamiento

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Ejemplos de variabilidad climática en escalas mas cortas

(ENSO, PDO, NAO, SAM...)

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Anomalias de temperatura de superficie del mar en el

Pacifico equatorial este -> El Niño-Oscilación Sur

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Oscilación del Sur

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2014

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OscilaciónDecadal delPacífico

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Oscilación del Atlantico Norte

definida como la diferencia de presion de superficie entre Lisboa y Stykkisholmur (Islandia).

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Modo Anular del Sur

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Esquema de espectro de variabilidad climatica de los ultimos 10Ma

¿Cómo influye la acción humana sobre el clima?

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Radiación Solar

Radiación terrestre

Tierra

En equilibrio, la temperatura terrestre es aquella para la cual la Tierra emite tanta radiación como recibe del Sol.

Atmos

fera

Balance de energía del sistema climático

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Reflectividad (albedo)ActividadSolar

Gases deinvernadero

El balance radiativo depende de:

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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.

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Algunas retroalimentaciones que aumentan la perturbacion inicial

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!

Aumento de temperatura

aumento devapor de agua

atmósferamas opaca a la radiaciónterrestre

aumenta elefecto invernadero

Retroalimentación dehielo-albedo

Si este proceso no tiene límite puede cubrir a toda la Tierra con hielo “Snowball Earth” (700Ma).

Reducción de temperatura

aumento de cobertura de hielos

aumento del albedoterrestre

reducción deradiacion solar

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Gases de invernadero Los más importantes son: vapor de agua, CO2, CH4, NO2, y

halocarbonos (grupo de gases conteniendo Cl, Br, F).

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CO2

CH4

NO2

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Global warming potential

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Relacionadoscon agricultura

Transporte, industrias, quema decombustiblesfosiles.

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¿A donde va el CO2 emitido?

Emisión de C

C en la atmosfera

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 debidoa los incendios provocados por las sequías en Indonesia y

la Amazonia durante los eventos El Niño.

Atm

osfe

ra O

ceano y

bio

sfera

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Aerosoles Efecto directo (reflección de radiacion) e indirecto (actúan como

núcleo de condensación de nubes).

Quema de biomasa y uso de combustibles fósiles ha aumentado el número de aerosoles conteniendo SO2 y hollín.

La actividad minera y otros procesos industriales ha aumentado el polvo en la atmósfera.

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Forzante radiativo

Cambio neto de radiación en la tropopausa luego de que la estratósfera 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

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Componentes de forzante radiativoComponentes de forzante radiativo

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Sensibilidad climática

Distribución de sensibilidadclimática de muchos modelosclimáticos.

16/06/14 55Kilimanjaro

An

om

alia

de te

mp

era

tura

Calentamiento es global, pero NO uniforme!!!

Tendencia 1979-2006

NASA GISS 2012

NASA GISS 2008

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Cómo determinamos si el aumento de Cómo determinamos si el aumento de temperatura en el siglo XXtemperatura en el siglo XX

es debido a la actividad humana?es debido a la actividad humana?

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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 temperaturaobservada!

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Por continente la cosa no es tan clara...

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

Determinar cambios en eventos extremos es aún mas difícil (PICC

AR4)

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.

- 5 8 - 5 7 . 5 - 5 7 - 5 6 . 5 - 5 6 - 5 5 . 5 - 5 5 - 5 4 . 5 - 5 4 - 5 3 . 5

- 3 4 . 5

- 3 4

- 3 3 . 5

- 3 3

- 3 2 . 5

- 3 2

- 3 1 . 5

- 3 1

- 3 0 . 5

- 5 8 - 5 7 . 5 - 5 7 - 5 6 . 5 - 5 6 - 5 5 . 5 - 5 5 - 5 4 . 5 - 5 4 - 5 3 . 5

- 3 4 . 5

- 3 4

- 3 3 . 5

- 3 3

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- 3 2

- 3 1 . 5

- 3 1

- 3 0 . 5

- 5 8 - 5 7 . 5 - 5 7 - 5 6 . 5 - 5 6 - 5 5 . 5 - 5 5 - 5 4 . 5 - 5 4 - 5 3 . 5

- 3 4 . 5

- 3 4

- 3 3 . 5

- 3 3

- 3 2 . 5

- 3 2

- 3 1 . 5

- 3 1

- 3 0 . 5

D Í A S F R Í O S ( T X 1 0 )

- 5 8 - 5 7 . 5 - 5 7 - 5 6 . 5 - 5 6 - 5 5 . 5 - 5 5 - 5 4 . 5 - 5 4 - 5 3 . 5

- 3 4 . 5

- 3 4

- 3 3 . 5

- 3 3

- 3 2 . 5

- 3 2

- 3 1 . 5

- 3 1

- 3 0 . 5

D Í A S C Á L I D O S ( T X 9 0 )

N O C H E S F R Í A S ( T N 1 0 )N O C H E S C Á L I D A S ( T N 9 0 )

1 9 5 0 - 2 0 0 5

Renom (2009)

Cambios en los extremos de temperatura en Uruguay

Proyecciones Climáticas

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

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Modelos IPCC

Mayor u

so d

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om

bu

stib

les fó

sile

s

El calentamiento global se acentuará

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Ya no podemos parar el calentamiento...

Tendencias futuras medias (AR4 PICC)

Pero, los modelos no representan bien la variabilidad interanual de precipitación OBS

Vera & Silvestri 2009

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Ecuación de evolución del clima

d

d t=