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Cambio climático global y sequía en Occidente Kevin E. Trenberth NCAR Cambio climático global y sequía en Occidente Kevin E. Trenberth NCAR.

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1 Cambio climático global y sequía en Occidente Kevin E. Trenberth NCAR Cambio climático global y sequía en Occidente Kevin E. Trenberth NCAR

2 Clima La atmósfera es algo común. El aire sobre un sitio está típicamente a la mitad del camino alrededor del mundo una semana después, como se muestra por los vuelos alrededor del globo. La atmósfera es una zona de descarga de todas las naciones de contaminación de todos los tipos. Algunas tardan largo tiempo y son compartidas por todos. ¡Una consecuencia es el calentamiento global!

3 Datos del Laboratorio de Monitoreo y Diagnóstico del Clima, NOAA. Datos anteriores a 1973 de C. Keeling, Scripps Inst. Oceanogr. Cambiando la composición atmosférica: CO 2 Mauna Loa, Hawai Cambiando la composición atmosférica: CO 2 Mauna Loa, Hawai

4 Emisiones de CO 2 de combustibles fósiles CO 2 de combustibles fósiles acumulado ( )Porciones de emisiones de CO

5 Emisiones de CO2 en diferentes regiones en 2000 en términos de emisiones per cápita (altura de cada barra); población (ancho de cada barra); y total de emisiones (producto de población y emisiones per cápita = área de la barra). Fuente: M. Grubb, Población (millones) Latinoamérica Estados Unidos Canadá, Australia-Nueva Zelanda Rusia Medio este Europa occidental

6 Vapor de Agua 60% Dióxidocarbónico26% O 3 8% CH 4 N 2 0 6% 6% El efecto invernadero natural: cielo claro Nubes también tienen un efecto invernadero Kiehl y Trenberth 1997

7 La radiación solar pasa a través de la atmósfera clara La mayoría de la radiación es absorbida por la superficie terrestre y se calienta Radiación infrarroja es emitida por la superficie terrestre El efecto invernadero Alguna radiación solar es reflejada por la tierra a la atmósfera Algo de la radiación infrarroja pasa a través de la atmósfera y alguna es absorbida y re- emitida en todas direcciones por las moléculas de gases invernadero. El efecto es calentamiento de la superficie de la tierra y de la parte baja de la atmósfera. SOL

8 Radiación solar reflejada 107 W m -2 Flujos globales de calor Radiación solar ingresada reflejada 342 W m -2 Absorbida por la atmósfera Gases invernadero Ventana atmosférica Reflejada por nubes y atmósfera Reflejada por superficie Emitida por la atmósfera Absorbida por la superficie Radiación de la superficie Absorbida por la superficie Evaporación transpiración Térmales

9 El ingreso de energía del sol es 342 W m -2 : media annual global: Es 175 PetaWatts =175,000,000 billones de Watts. Casi 120 PW es absorbido. La planta de poder más grande en existencia es de 1000 MegaWatts y normalmente pensamos en unidades de 1 KiloWatt (= 1 barra calentadora), o un foco de 100 W. Así, la energía del sol es 120 millones mayor que esas plantas. Muestra: 1)Las influencias directas humanas son minúsculas contra las naturales. 2)Las principales formas de actividad humana pueden afectar el clima a través de la interferencia con los flujos naturales de energía, como cambiando la composición de la atmósfera.

10 El efecto invernadero realzado CO 2 ha aumentado >33% Si CO 2 súbitamente se duplicó, entonces: Atmósfera deberá calentarse para restaurar el equilibrio con la radiación para el espacio En ausencia de otros cambios: calentamiento es de 1.2°C Retroalimentación causa complicaciones El mejor estimado es calentamiento de 2.9°C entonces retroalimentación duplica el cambio Cambios en el mundo real son complejos y más graduales El efecto invernadero realzado CO 2 ha aumentado >33% Si CO 2 súbitamente se duplicó, entonces: Atmósfera deberá calentarse para restaurar el equilibrio con la radiación para el espacio En ausencia de otros cambios: calentamiento es de 1.2°C Retroalimentación causa complicaciones El mejor estimado es calentamiento de 2.9°C entonces retroalimentación duplica el cambio Cambios en el mundo real son complejos y más graduales

11 Calentamiento global está sucediendo Desde 1970, aumento en:Disminución de: Dióxido de carbón Extensión de nieve Temperatura global Hielo en el mar Ártico SST global Nivel global del mar SST tropicales Vapor de agua Intensidad de lluvias Precipitación fuera de trópicos Intensidad de huracanes Sequía Desde 1970, aumento en:Disminución de: Dióxido de carbón Extensión de nieve Temperatura global Hielo en el mar Ártico SST global Nivel global del mar SST tropicales Vapor de agua Intensidad de lluvias Precipitación fuera de trópicos Intensidad de huracanes Sequía

12 Variaciones en la temperatura de la superficie de la tierra Alejamiento del promedio anual de los promedios de temperatura global, media 14.0°C, y concentraciones de dióxido de carbono en zonas congeladas y Mauna Loa (1958 on), media ppmv. Actualizado de Karl y Trenberth Trazo no lineal Calentamiento total 0.75ºC Arriba de 0.55ºC desde 1970

13 SST global: periodo base C

14 Nivel del mar está aumentando: Por la expansión de los océanos y deshielo de los glaciares Nivel del mar está aumentando: Por la expansión de los océanos y deshielo de los glaciares Desde 1993 el nivel del mar ha crecido 37 mm (1.46 pulgadas) 60% por expansión del océano ya que las temperaturas han crecido, 40% por derretimiento de los glaciares Steve Nerem Desde 1993 el nivel del mar ha crecido 37 mm (1.46 pulgadas) 60% por expansión del océano ya que las temperaturas han crecido, 40% por derretimiento de los glaciares Steve Nerem

15 Impacto sobre la salud y mortalidad humana, impacto económico, impacto en la vida silvestre y en el ecosistema. Ondas de calor y incendios forestales

16 Temperaturas veraniegas en Europa Onda calurosa excepcional y sequía del 2003 fue un extremo alcanzado por el calentamiento global: 30 mil muertes. From P. Jones

17 Capacidad de mantener agua Una ley física básica nos dice que la capacidad de mantener agua en la atmósfera es superior al 4% por grado Fahrenheit de aumento en la temperatura. Observaciones muestran que esto está sucediendo en la superficie y en la atmósfera baja, por 4% desde 1970 sobre los oceános. Esto significa que mayor humedad por tormentas y un efecto invernadero aumentado.

18 Mejor estimación de tendencia lineal para el océano 1.3±0.3% por década Sig. a >99% Trenberth et al Mejor estimación de tendencia lineal para el océano 1.3±0.3% por década Sig. a >99% Trenberth et al El total de la columna de vapor de agua está aumentando

19 Cambios en precipitación total, intensa, y muy intensa sobre EUA Tendencia lineal arriba y significativa a 1%: 7, 14, 20% /centuria Groisman et al 2004 Cambios en precipitación total, intensa, y muy intensa sobre EUA Tendencia lineal arriba y significativa a 1%: 7, 14, 20% /centuria Groisman et al 2004 Cambios en la precipitación en EUA 1900 a 2002

20 Cambios en la frecuencia de huracanes en el Norte del Océano Atlántico Cambios en la frecuencia de huracanes en el Norte del Océano Atlántico Número de tormentas Número de huracanes

21 Evidencia para la realidad del cambio climático Deshielo de glaciares Glaciar alpino, Austria Glaciar alpino, Austria Glaciar Grindelwald Suiza Glaciar Grindelwald Suiza 1909 Glaciar Tobogán Alaska 2000

22 Evidencia para la realidad del cambio climático Deshielo de glaciares Glaciar alpino, Austria Glaciar alpino, Austria 1909 Glaciar Tobogán Alaska 2000 Glaciar Muir, Alaska

23 Hemisferio norte mínima extensión de tierra cubierta de nieve (NSIDC Y3): Disminución del hielo en el mar y cubierta de nieve Hemisferio norte mínima extensión de hielo en el mar (NSIDC V3):

24 Calentamiento reciente mayor en el Ártico NSIDC, 2005

25 Precipitación Tendencias observadas (%) por décadas de 1951 – 2003, de la contribución al total anual de días muy húmedos mayor al percentil 95. Alexander et al 2006 Regiones donde en décadas recientes fuertes precipitaciones >> a precipitaciones promedio Actualizado de Groisman et al. (2005a).

26 Surface melt on Greenland Deshielo descendiendo en un molino: un cambio vertical llevando agua a la base de la capa de hielo. Braithwaite Univ. Manchester

27 Derretimiento de nieve está ocurriendo más temprano junto con corrientes de 1 a 3 semanas. Los círculos grandes indican tendencias estadísticamente significativas al 90% de confianza. De Stewart et al 2004 Climatic Change

28 Más precipitaciónes como lluvia más que como nieve, especialmente en el otoño y primavera. derretimiento de la nieve ocurre más rápido y pronto en primavera capa de nieve es por lo tanto menor al llegar el verano humedad de la tierra es menor y el reciclado es menor calentamiento global significa más sequía y calor el riesgo de sequía aumenta considerablemente en verano junto con hondas de calor e incendios forestales Incendio forestal cerca de Denver 2002 Capa de nieve: En muchas áreas montañosas, calentamiento global, contribuye a:

29 Cuerpo humano: sudoración Viviendas: enfriadores evaporadores (pantanos enfriadores) Planeta tierra: Evaporación (si hay humedad) Cuerpo humano: sudoración Viviendas: enfriadores evaporadores (pantanos enfriadores) Planeta tierra: Evaporación (si hay humedad) e.g., Cuando el sol sale después de llover, La primera cosa que sucede es que los charcos se secan, antes de aumentar la temperatura e.g., Cuando el sol sale después de llover, La primera cosa que sucede es que los charcos se secan, antes de aumentar la temperatura

30 Calentamiento global Calor Temperatura y Evaporación Capacidad de mantener agua Calor Temperatura y Evaporación Capacidad de mantener agua

31 Sequía: 3 tipos de sequía 1.Meteorológica: ausencia de lluvia 2.Agrícola: ausencia de humedad en la tierra 3.Hidrológica: ausencia de agua en ríos, lagos y reservorios Sequía: 3 tipos de sequía 1.Meteorológica: ausencia de lluvia 2.Agrícola: ausencia de humedad en la tierra 3.Hidrológica: ausencia de agua en ríos, lagos y reservorios

32 Lago Dillon, Colorado, 8 de Agosto del 2002 Cortesía R. Anthes Lago Dillon, Colorado, 8 de Agosto del 2002 Cortesía R. Anthes

33 © Ron Niebrugge The New York Times 2 de Mayo, 2004 Sequía se sitúa en Lago, disminuye el agua y crece la preocupación del Oeste PAGE, Ariz. - A cinco años, la sequía que ha afectado al Oeste está teniendo muy duro encogimiento como un bache. Algunas mayores preocupaciones sobre el agua están enfocadas en el Lago Powell... © Ron Niebrugge

34 The Colorado River Basin is now in its 5th year of drought. Inflow volumes have been below average for 4 consecutive years, with 2004 now certain to follow suit. Low inflows the past 5 years have reduced water storage in Lake Powell. The current elevation (as of September 22, 2004) of Lake Powell is 3,571 feet (129 feet from full pool). Current storage is 9.2 million acre-feet (38% of live capacity). Lago Powell no ha estado tan bajo su nivel desde 1970 como el 22 de Septiembre del 2004: 38% de su capacidad Nivel mínimo para generación de electricidad = 3490 pies Llenado desde 1963 R Seager Elevaciones de la superficie del agua del Lago Powell desde 1966 al presente

35 Elevación en el Lago Powell hasta Julio 26, 2006 Min Julio 26, 2006: -92, Flujo desde: est 73 % Ahora –2.0 pulgadas por día FILLING UP

36 60 años de reconstrucción de aplanamiento en el Oeste de EUA Cook et al Science Nov 2004

37 % de sequía (arriba) o humedad (abajo) en el oeste de las montañas Rocosas, basado en PDSI para moderada a extrema sequía o humedad. De NOAA NCDC.

38

39 El aumento de los gases invernadero están causando el cambio climático, y las áreas áridas se están volviendo más secas mientras que las áreas húmedas están más húmedas. Manejo del agua:- Tratando como disminuir los tiempos de sequía – será un reto mayor en el futuro. El aumento de los gases invernadero están causando el cambio climático, y las áreas áridas se están volviendo más secas mientras que las áreas húmedas están más húmedas. Manejo del agua:- Tratando como disminuir los tiempos de sequía – será un reto mayor en el futuro.

40 Índice Palmer de severidad de sequía PDSI Primer EOF: tendencia. 6.7% variación Dai et al 2004 Índice Palmer de severidad de sequía PDSI Primer EOF: tendencia. 6.7% variación Dai et al 2004

41 Húmeda Seca Seco: PDSI +3.0 % de á reas secas y humedad sobre la tierra Aumento de la separación debido al incremento de las temperaturas y demanda atmosférica de mayor humedad Año

42 Karl and Trenberth 2003 Modelo del sistema climático

43 Las fuerzas naturales no afectan el calentamiento observado en el siglo XX después de 1970 Meehl et al, 2004: J. Climate. Anomalías de (°C) Observaciones (Natural) volcánico + solar (Antropogénico + natural) volcánico + solar ghg + so4 Temperatura promedio global

44 Año Cambio de temperatura (°C)

45 Fuente: Hansen, Climatic Change 2005, based on Petit, Nature 1999 Contexto: 400,000 años de capa de hielo Antártico registran temperaturas, dióxido de carbono y metano. Última edad del hielo: hace 20,000 años

46 CO 2 Temp.

47 Cambio climático y otros temas ambientales están inter-ligados Cambio climático Desertificación Agua Calidad del aire Depleción estratosférica de ozono Biodiversidad

48 Producción de alimentos y fibra Provisión de agua limpia y suficiente Mantenimiento de la biodiversidad Mantenimiento de la salud humana Almacenamiento y ciclado de carbón, nitrógeno, fósforo Tierras agrícolas Zonas costeras Bosques Sistemas de agua fresca Tierras áridas Pastizales El cambio climático afectará la capacidad de los sistemas ecológicos para ofrecer bienes y servicios ecológicos esenciales

49 La producción de alimentos necesita duplicarse para satisfacer las necesidades de 3 billones adicionales de personas en los siguientes 30 años. Está proyectado que el cambio climático disminuirá la productividad agrícola en los trópicos y sub-trópicos.

50 Combustible de madera es la única fuente de combustible para un tercio de la población mundial. La demanda de madera se duplicará en los siguientes 50 años. Se proyecta que el cambio climático aumentará la productividad forestal, pero el manejo forestal será más difícil, debido a un aumento en plagas e incendios.

51 Water Services Un tercio de la población mundial tiene escasez de agua La población con escasez de agua se duplicará en los siguientes 30 años Se proyecta que el cambio climático disminuirá la disponibilidad de agua en muchas regiones áridas o semi-áridas

52 El cambio climático exacerbará la pérdida de la biodiversidad Se estima que % de las especies en el mundo se extinguirán en los siguientes 30 años. Biodiversidad es la base de todos los bienes y servicios ecológicos.

53 El reto: manejo sustentable de un planeta siempre cambiante.

54 El esquema de ONU Convención sobre Cambio Climático Ratificado por 189 países Ratificado por EUA Artículo 2 señala el objetivo La convención entró en vigor el 21 de Marzo de 1994.

55 Antecedentes – Protocolo de Kyoto Un instrumento legal bajo UNFCCC Requiere reducción neta en países desarrollados de las emisiones anuales promedio de GHG, del 5% (EUA 7%) en el periodo comparado con los niveles de Canasta de ghgs (CO 2, CH 4, N 2 O, HFCs, PFCs, SF 6 ) Provisiones de mecanismos de mercado flexibles: sistema de comercio internacional, créditos, etc. 164 países lo han ratificado El protocolo ha sido ratificado; entró en vigor el 16 de Febrero del EUA se retiró en En el 2004, las emisiones en EUA fueron 16% (20%) superiores a los niveles de GHG en 1990 (CO 2 ).

56 Acciones sobre calentamiento global No hay certeza acerca de cómo el clima cambiará. Pero el clima cambiará. Y podría ser muy quebrantador. Habrá costos sustanciales: -con frecuencia por personas y países inocentes Acciones sobre calentamiento global No hay certeza acerca de cómo el clima cambiará. Pero el clima cambiará. Y podría ser muy quebrantador. Habrá costos sustanciales: -con frecuencia por personas y países inocentes El tema está directamente ligado a: uso de combustibles fósiles. seguridad (aceites extranjeros importados). sostenibilidad. Abastecimientos de aceites serán excedidos por la demanda tarde o temprano. El tema está directamente ligado a: uso de combustibles fósiles. seguridad (aceites extranjeros importados). sostenibilidad. Abastecimientos de aceites serán excedidos por la demanda tarde o temprano.

57 La parábola de la rana Una rana en un estanque de agua caliente inmediatamente saltó para salvarse. Pero una rana en un estanque de agua que lentamente se fue calentando, la rana permaneció ahí y murió ¿Es una parábola del calentamiento global?


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