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CALENTAMIENTO GLOBAL Del CCG al CG CONTIGENCIA C => OPCIONES DE ADAPTACIÓN Y MITIGACIÓN A CCGA Ramiro A. Valdivia Herrera Escuela Superior de Ciencia y.

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1 CALENTAMIENTO GLOBAL Del CCG al CG CONTIGENCIA C => OPCIONES DE ADAPTACIÓN Y MITIGACIÓN A CCGA Ramiro A. Valdivia Herrera Escuela Superior de Ciencia y Tecnología 27 Enero CIP Miraflores 2k7

2 Plan de Lectura La Evidencia Los orígenes Modelos / Clima Forzamientos y Retroalimentación Negociación Ambiental Opciones de Adaptación Glocales Requerimientos tecnológicos y políticos.

3 ORO NEGRO = NEGOCIOS DE CARBÓN = ONNDC

4 Anomalía Media Anual de la Temperatura del Océano y Tierra

5 2006 MAS CALIDO DE LA DECADA

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8 GEI ANTROPOGÉNICOS

9 Emisiones

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13 Naciones Unidas Convención Marco en Cambio del Clima El objetivo es estabilizar la emisión de gases de efecto invernadero …… hasta un nivel que prevenga una interferencia antropogénica peligrosa con el sistema (global) del clima.

14 Calentamiento Global Siglo 21 Climate Simulations for IPCC 2007 Report Climate Model Sensitivity ºC for 2xCO2 (consistent with paleoclimate data & other models) Simulations Consistent with Observations (key test = ocean heat storage) Simulated Global Warming < 1ºC in Alternative Scenario Conclusion: Warming < 1ºC if additional forcing ~ 1.5 W/m2 Source: Hansen et al., to be submitted to J. Geophys. Res.

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17 El cambio estacional en la temperatura superficial a partir de a en simulaciones incluyendó efectos de aerosol. Los contornos están cada 1°C (IPCC 1996, Los cambios estaciónales en la precipitación cuando se dobla el CO2 siguiendo aumento 1%/año. Contornos están a ±0.5, 1, 2, y 4 mm/dia los contornos negativos son rayados y las áreas del aumento punteadas (IPCC 1996, WG I,

18 Tendencias Regionales y Variaciones de la Precipitación y Temperatura Precipitación-Anual Temperature-Annual Se requieren modelos a Escala de cuencas

19 Armadillos: una de las especies sobrevivientes?

20 Clima Ártico Gravamen e Impacto (CAGI) Sources: Claire Parkinson and Robert Taylor Ing. Emerson Salinas IGP

21 Métrica de un cambio peligroso Exterminación de Especies Animales & Plantas 1. Extinción del Especies Polares y Alpinas-Andinas 2. Velocidades de Migración no Sostenibles Desintegración de Capas de Hielo: Nivel Océanos Global 1. Data Paleo- climática del cambio de largo termino 2. Tiempo de Respuesta de las Capas de Hielo Cambio del Clima Regional 1. Declaraciones Generales 2. Sequías / Inundaciones.

22 Forzamiento es un cambio impuesto al balance energético del planeta con el espacio El Fa es el desequilibrio, causado por el agente que fuerza, entre la energía solar absorbida por el planeta y la emisión termal al espacio, medido después de que la temperatura estratosférica se ajuste a la presencia del agente. Sin embargo, es útil explicar el hecho de que algunos agentes que fuerzan tienen mayor eficacia que otras para cambiar temperatura global, especialmente cuando los efectos indirectos del agente de forzamiento son incluidos (Hansen et al. 2005a). Así CH4 tiene eficacia ~1.4, es decir, causa 40% más cambio de temperatura que el forzamiento del CO2 de la misma magnitud (en masa), y sobre todo porque el crecimiento de CH4 causa un aumento del O3 de la troposfera y de H2O estratosférico. El forzamiento eficaz, FE, debido a los tres GEIs duraderos, mostrado en el cuadro 1, es FE = 1.15 [ Fa (CO2) Fa (CH4) ], (1) donde el Fa para el CO2 y CH4 se obtiene de expresiones analíticas de Hansen et al. (2000). El factor 1.4 considera la eficacia de CH4. El factor 1.15 considera aproximadamente el forzamiento del N2O, pues el forzamiento glacial-interglacial de N2O es el ~15% de la suma de los forzamientos glacial-interglaciales por CO2 y CH4.

23 Figura 1. Temperatura antártica (escala izq.) de la base del hielo de Vostok (Vimeux et al. 2002) y del forzamiento global del clima (escala derecha) debido al CO2, al CH4 y al N2O. El punto cero del flujo está fijado en 1850 cantidades de gas especificadas por Hansen y Sato (2004). El punto cero de la temperatura es el valor "actual" del núcleo de hielo de Vostok (Vimeux et el al. 2002). Se escogió el cociente de las escalas de temperatura y flujo (3.02°C por W/m2) de manera que sus desviaciones estándar son iguales en la figura

24 Sensibilidad del Clima Hansen et el al. (1993) calcularon que el forzamiento de la edad de hielo, debido al cambio superficial del albedo sería de 3.5±1 W/m2. Los forzamientos superficiales y atmosféricos combinados condujeron Hansen et el al. (1993) a deducir una sensibilidad global del clima en equilibrio de 3±1°C para el doblamiento del CO2 forzante, equivalente a 3/4±1/4 °C por W/m2. a) Nivel del mar basado en el análisis del mar rojo de Siddall et del al. (2003), (b) forzamientos del clima debido a GEI (CO2, CH4, y N2O) y al albedo superficial, y (c) temperaturas calculadas y observadas. La temperatura calculada es el producto del forzamiento (b) y de la sensibilidad asumida del clima (°C W/m2). La temperatura observada es la temperatura de Vostok (dividido por dos. Incertidumbres en la sintonía orbital no permiten hacer deducciones

25 Sensibilidad del Clima El calentamiento rápido en las terminaciones, debe ser debido al hecho de que la desintegración de la capa de hielo es un proceso húmedo, que estimulado por la retroalimentación de múltiples procesos termodinámicos y dinámicos (Hansen 2005), puede proceder rápidamente. El Mayor entre estas retroalimentaciones es el cambio grande en la energía solar absorbida que ocurre con el tirón del albedo cuando la nieve y el hielo llegan a estar mojados. Este proceso determina la estación en la cual anomalías de la insolación son más importantes. anomalías de la insolación del verano en las altas latitudes en el hemisferio norte (NH) conducen a las edades de hielo Milankovich

26 El calentamiento de varias décadas pasadas ha traído la temperatura actual cerca al máximo del holoceno y aproximadamente a 1°C de los períodos interglaciales más calientes. La historia indica que los cambios grandes del nivel del mar ocurren en escalas de tiempo de siglo y menores Cambio Peligroso Del Clima

27 Escenarios de forzamientos del Clima panorama "alternativo" de Hansen et del al. (2000), que fue definido con el objetivo de mantener el forzamiento del clima humano- agregado al siglo XXI de no más que 1.5 W/m2. Ese límite adicional (después de 2000) guarda el calentamiento global a menos de 1°C, y así queda dentro del rango de períodos interglaciales anteriores, si se asume que la sensibilidad de retroalimentación rápida del clima es ~3°C para el doblamiento del CO2. Este límite 1°C requiere que el CO2 no exceda de PPM, dependiendo el límite exacto del CO2, del nivel de los forzamientos no-CO2

28 Restricciones del ciclo de carbón. (a) El decaimiento de un pulso pequeño del CO2 agregado a la atmósfera de hoy, basado en la aproximación analítica del modelo del ciclo de carbón de Berna, (b) las emisiones del combustible fósil hasta la fecha, las reservas probadas, y estimado del crecimiento económicamente recuperable de la reserva. de EIA (2006) y caja de carbón IPCC (2001

29 (a) CO2 atmosférico acumulado por la emisión sostenida de 1 ppm/año, basado en el ajuste analítico (cuadro 6) del modelo del ciclo de carbón de Berna, (b) función de respuesta del clima (definida como la fracción del calentamiento global de equilibrio obtenida en función del tiempo ) basado en el calentamiento superficial global del aire del modelo E de GISS junto al modelo del océano de Russell. (c, d) respuestas de la temperatura superficial a los cambios sostenidos en las emisiones del CO2 (1 ppm/año) y las emisiones de combustible fósil (50%).

30 Forzamientos No-CO2 Forzamientos eficaces estimados para la era industrial, del clima, con los efectos indirectos primarios agrupados con las fuentes de forzamiento directo (Hansen et al. 2005a). BC es el carbón negro, el carbón orgánico OC, efectos indirectos de aerosoles de AIE, los clorofluorocarbonos CFC, y los compuestos orgánicos volátiles VOC

31 Ártico Cambio de la temperatura superficial (basado en tendencias lineales locales) para las observaciones (a) y simulaciones (b-f) empleando varias combinaciones de los forzamientos transeúntes de El forzamiento del CH4 en (e) incluye el efecto indirecto sobre el H2O estratosférico.(d)El efecto que el albedo de la nieve tiene ~ Fa 0.05 W/m2. Los resultados en (f) incluyen forzamientos de (e) más los efectos directos de aerosoles BC. (carbón negro) y de OC (carbón orgánico) generados al quemarse los combustibles fósiles y biomasa, sus efectos indirectos como aerosol (EIA), y el efecto del albedo de la nieve.

32 La Superficie se derrite en Greenland Source: RogerBraithwaite, University of Manchester (UK) Source: Prof. Konrad Steffen, Univ. of Colorado

33 c) Planeta Tierra hoy: peligro inminente Los datos del antártico oeste sugieren que se esta moviendo a un modo de pérdida total de masa significativa (Thomas et el al. 2004). Los datos de gravedad rinden la pérdida total de 77 ± 14 km3/años del (Chen et el al. 2006). Hay evidencia de que un océano que se calienta está erosionando bancos de hielo a un índice que excede más de 5 m/año en la última década (Rignot y Jacobs 2002; Pastor et al. 2004). Nuestra preocupación que los panoramas de BAU GHG causarían una subida grande del nivel del mar este siglo (Hansen 2005) se diferencia de estimaciones de IPCC (2001), que prevé poco o nada de contribución a la subida del nivel del mar del siglo XXI de Groenlandia y de la antártica. Sin embargo, los análisis de IPCC y las proyecciones, no dan explicación de la física no lineal de la desintegración de la capa del hielo mojada, de las corrientes de hielo, y la erosión de bancos de hielo, ni son consistentes con la evidencia del paleo clima que hemos presentado para, la ausencia de un retraso discernible entre el forzamiento de la capa del hielo y la subida del nivel del mar.

34 Science & Implications 1. Alerta >1° C Riesgo Planeta Diferente - Máximo CO2 ~ 450 ppm - Ligeramente mayor si no-CO2 forzadores 2. Un cuarto CO2 permanece en el Aire Siempre - Planta de Poder Futura debe emitir Cero-CO2 - Gas + Oil debe ser ajustado vía eficiencia 3. Gas+Petróleo Utilizan mas del Limite de 450 ppm - Eventualmente vehículos deben emitir Cero-CO2 -Carbón y combustibles fósiles no convencionales deben ser retirados o capturar el CO2

35 Inferencias (Opiniones) 1. Construir (usar) /Vehículos mas Eficientes es Crítico - para ajustar el combustible / proveedores de gas - para el Futuro de Energía No-Carbón 2. Estándares e Incentivos Se Necesita Ambos - Estándares de Eficiencia : Probado son Efectivos - Precio del Carbón conducirá a la Innovación 3. Liderazgo de los United States Esencial - Política & Tecnología Lider, Emisiones Mayores - Países Desarrollados responsables principales del problema y deben dar los primeros pasos….

36 Combustibles Fósiles Hechos & Opiniones 1. Valor de Combustibles Fósiles >> Costo Minero - $$$$ Embolsados en el Este Medio & Rusia - Eso $$$$ Financian Muchas Cosas 2. Aumento Estable Precio Carbón (Impuestos) - Puede lograrse un Rédito Neutral - Independientes ajustan la tasa (a la Fed. Res.) 3. Resultados - Difusión de Tecnología, Desarrollo y Eficiencia - Requiere Energía para Reducir GDP - Independencia Energética & Seguridad Nacional - $$$$ para el Tesoro, no Este Medio/Rusia - Mejorar la Competitividad de la Industria - Buena Alta Tecnología – Trabajos Bien pagados

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38 William Branhall

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42 Opciones de Mitigación y Adaptación al Cambio Global Antropogénico y Retroceso Glaciar Local Informar: Promover Políticas de Estado: Mercado del Carbono Financiar Personas, Comunidades, Empresas: ambientalmente A. Frenar Limitar el uso de Consumo de Combustibles Orgánicos Migrar Fuentes de Energía de Convencionales a Renovables Forestar y Promover el uso de Andenes y viveros Embalsar agua de lluvia en cabecera de cuencas, Acuicultura. Adoptar tecnología de cultivos bajo cubierta orgánicos Generar Centros de Excelencia en Biotecnología & SIG Instrumentarnos => Conocimiento => Defensa Civil Realizar: Operaciones de Recuperación Glaciar ORG

43 Sumario : Hay todavía Tiempo? § Requiere Acción Inmediata: Una Década BAU Elimina Escenario Alternativo § La Atención Pública se fija en: Casos Inmediatos y Problemas § Potencial Legal: Moral Mayormente Tal vez uno Legal Inflamable § Mayor Esperanza: Generación Joven se entere e involucre

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45 Negocio Oro Negro NON alcanza los Tera $/ año Industria: movilidad y transporte: Comercio emisión GEI ~ (25GTn/año + n*0.5GTn/año) Perdida Desastres Naturales ~200 mil millones $ PDN 2K5 Punto de equilibrio ~ (NON~ =10 x PDN)/año Perú perdida mínima I = = -11 KMC/ 27 años => como agua de riego~ 250K$/ año Zona Glaciar x …. Zonas glaciares x …. Años Perú perdida mínima Cuanta PDN_H compensa el desarrollo Humano? Negociación Ambiental : Parámetros

46 El proceso R-G en el CCGA La velocidad a la que se verifica el Retroceso Glaciar es un orden de magnitud mayor que lo normal, de centenas a decenas de años. T ° >, Terrenos circundantes tienen menor contenido de humedad Mayor Irradiación >Menos horas cobertura anual de nubes Disminución del Albedo Terrestre Superficial (Iré / Ir) Mayor absorción de energía radiante por el planeta. La escorrentía aumenta temporalmente, termina c c cero. Cambio en los patrones vegetativos => de cultivo Estrechamiento de ciclos de precipitación anual

47 E = m C 2 Los Servicios Ambientales de comunidades alto andinas deben ser promovidos por el Estado, como fuente trabajo requerido, por los tiempos de cambio climático acelerado, para reducir la vulnerabilidad social, por mantenimiento de fuentes de agua ancestrales y nuevas de manera innovadora AWA Andes Wasi Ayni

48 Bioética : Por que financiar ORG Para contrarrestar temporalmente el CCGA, se plantea mejorar la eficiencia natural de precipitación nevada y => enfriar el Motor Atmosférico por mejora del albedo local, y condiciones de ventilación orográfica en las altas montañas andinas y globales). Requiere: Acuerdo Ambiental de Muchas Partes Perú BM-WB- NU PCM, GR, U. s, PNUD, ESP, EG, CIP, Concytec, Conam, Igp, Conida, Senamhi, Inrena, Indeci, SGP, Senati, Colegios, Comunidades Campesinas Alto Andinas, Administraciones de riego cuenca media y baja. ME-MA-MEM, con roles de Inscripción en los aplicativos informáticos SNIP – PCM

49 Modelación e Instrumentación Acuerdo Ambiental de Muchas Partes AAMP SIG de zonas glaciares => + Estaciones Ambientales Actualizar inventario glaciar – Valoración de perdida Modelos Circulación Atmosférica a Media Escala Modelos de Nubes de Montaña & Operacionales Sistema Generador de Nitrógeno Líquido, Generador de energía autónomo Vehiculo Aéreo No Tripulado: carga útil 25Kg. LIDAR y/o RADAR ORG

50 Modelo Simple de Operaciones de Recuperación Glaciar I = f(área, P, T°, EE, H. R., AA, etc.) II = AA - EE * * El Incremento diferencial (+) de Ice II hielo glaciar por operaciones físicas en atmósfera y en superficie, operando en intervalos de tiempo propios. Operadores en atmósfera : positivo, para nevar contenido acuoso atmosférico. Operadores en superficie : negativo, para frenar la evaporación y escorrentía. Operaciones seleccionan nubes con alta probabilidad de nevada, deben ser científicamente controladas. Es necesario informar a la población y medios. Decisiones técnicas deben evaluar el impacto de medidas sobre el ecosistema local, se busca la participación innovadora de toda la población ….. =>…. la cubierta glaciar temporalmente puede ser aumentada …. "

51 : acumulación de energía : estudio : operación ORG: tiempos propios

52 Precipitación sólida de nieblas frías por inyección de N2-L nitrógeno líquido agente cristalizante en tiempo real de operaciones físicas para inducir nevada

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54 N2L

55 Sistema de Energía

56 VANT-UAV

57 Glaciar (>0.1 km x km) De Siglos a décadas ORG

58 Permite medir: Dinámica atmosférica zonal de capas límite – Modelado nubes de montaña Campos de viento -seguimiento de la polución.-) Propiedades ópticas de nubes, crucial en modelos de cambio climático. Altitud de nubes – Climatología de Monitoreo de Aerosoles Interacción: Aerosoles - Nubes Propiedades Ópticas de la atmósfera (retro dispersión y extinción) LIDAR:

59 1. ¿Considera necesario realizar ORG ó no ? 2. ¿ Conoce de alguna montaña donde se haga algo directamente para sostener los glaciares? ¿Cuándo consideraría sostenible realizar ORG? ¿donde se debería implementar un piloto? 4. ¿Se debe impulsar AAMP - ORG - CMF - MDL? 5. ¿Hay que pedir opinión de esto a los Presidentes? Preguntas a adultos y jovenes

60 Paschi Wata


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