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Informe de Cambio Climáticos IPCC – 1 Parte Objetivos: www.gphysics.net – UACH-Laboratorio-3-Version 09.08 Dr. Willy H. Gerber Instituto de Fisica Universidad.

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1 Informe de Cambio Climáticos IPCC – 1 Parte Objetivos: www.gphysics.net – UACH-Laboratorio-3-Version 09.08 Dr. Willy H. Gerber Instituto de Fisica Universidad Austral Valdivia, Chile Comprender y aplicar los conceptos de camino, velocidad y aceleración.

2 Radiacion solar www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 Componentes atmosfericas y Radiacion solar

3 www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 Las fluctuaciones generadas por el ser humano son aprox. 5 veces mayores a las fluctuaciones naturales. Las principales contribuciones es por efecto de los gases invernadero, aerosoles y nubosidad. La contribucion de los gases de invernadero de larga vida contribuyen a un aumento de la radiacion en +2.63 [±0.26] W m –2. La principal contribucion proviene del CO 2 que en el 2005 alcanzaba 379 ppm (pre revolucion industrial 275 a 285 ppm), contribujendo a la radiacion con +1.66 [±0.17] W m –2. El CO 2 crece a una tasa de 1.9 ppm por ano contribuyendo a un incremento del efecto de radiacion del CO 2 de 20% por ano. Las emisiones de CO 2 sin principalmente por la combustion de combustibles fosiles, quema de gas y produccion de cemento (7.8 GtC/ano). Otras fuentes corresponden a cambios de uso de tierras como la deforestacion y quema de biomasa (2.7 GtC/ano).

4 La seguna componente importante es el metano, siendo historicamente 400 ppb durante edades de hielo y 700 ppb entre estas. Actualmente se tiene un nivel de 1,774.62 ± 1.22 ppb que no se ha observado en los ultimos 650 mil anos. El metano se estaba incrementando a razon de 14 ppb por ano pero ha detenido casi por completo su crecimiento en los ultimos anos. Esta reduccion se presume que se relaciona con los OH librados en la atmosfera. La vegetacion de la tierra es responsible de 10 a 30% de las emisiones globales de metano La contribucion del metano llega a +0.48 ± 0.05 W m–2 N2O llega en 1998 a un nivel de 314 ppb habiendo sido el nivel pre revolucion industrial de 270 ± 7 ppb y contribuyendo en +0.15 ± 0.02 W m–2 a la radiacion. Radiacion solar www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08

5 HFCs of industrial importance have lifetimes in the range 1.4 to 270 years SF6 have very large radiative effi ciencies and lifetimes in the range 1,000 to 50,000 years OH destruye del orden de 3.7 Gt of trace gases, including CH4 and all HFCs and HCFCs, each year OH se reduce por efecto de fuegos de grandes superficies Stratospheric Ozone baja –0.15 W m–2 Tropospheric Ozone sube a +0.35 ± 0.15 W m–2 Stratospheric Water Vapour Radiacion solar www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08

6 microphysical and hence the radiative properties, amount and lifetime of clouds aerosol particle to act as a cloud condensation nucleus Sulphate, fossil fuel organic carbon, fossil fuel black carbon, biomass burning and mineral dust aerosols were all identifi ed as having a signifi cant anthropogenic sulphate aerosol is via SO2 emissions from fossil fuel burning (about 72%), with a small contribution from biomass burning (about 2%), while natural sources are from dimethyl sulphide emissions by marine phytoplankton (about 19%) and by SO2 emissions from volcanoes (about 7%). Organic aerosols from fossil fuel and biofuel burning and natural biogenic emissions. Black Carbon Aerosol Radiacion solar www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08

7 Biomass Burning Aerosol –0.4 W m–2 from the scattering components (mainly organic carbon and inorganic compounds) and +0.2 W m–2 from the absorbing components (BC) leading to an estimate of the RF of biomass burning aerosols of –0.20 W m–2 Radiacion solar www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 Nitrate Aerosol –0.03 and –0.05 W m–2 Mineral Dust Aerosol agricultural practices (harvesting, ploughing, overgrazing), changes in surface water (e.g., Caspian and Aral Sea, Owens Lake) and industrial practices (e.g., cement production, transport) +0.4 to –0.6 W m–2, cloud albedo effect reduce cloud droplet sizes y increased cloud droplet number Concentrations –0.22 to –1.85 W m–2. Cambios en la superficie por uso; –0.4 W m–2 and –0.2 W m–2 Carbon sobre hielo: +0.2 W m–2. Emisiones de calor por ciudades 0.03 W m–2

8 directly reduces the fl ux of moisture from the surface to the atmosphere through transpiration (Sellers et al., 1996). A decrease in moisture fl ux modifi es the surface energy balance, increasing the ratio of sensible heat fl ux to latent heat fl ux and therefore warming the air near the surface Increased CO2 concentrations can also fertilize plants by stimulating photosynthesis, which models suggest has contributed to increased vegetation cover and leaf area Aircraft produce persistent contrails in the upper troposphere in ice-supersaturated air masses +0.010 W m–2 From 1750 to the present there was a net 0.05% increase in total solar irradiance +0.12 W m–2 Radiacion solar www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08

9 First, these forcings can directly affect the Earths radiative balance and thus alter surface temperature. Second, they introduce horizontal and vertical heating gradients; these can alter the stratospheric circulation, in turn affecting the troposphere. Third, the forcings can interact with internal climate system variability (e.g., El Niño-Southern Oscillation, North Atlantic Oscillation, Quasi- Biennial Oscillation) and dynamical noise, thereby triggering, amplifying or shifting these modes (see Section 9.2; Yang and Schlesinger, 2001; Stenchikov et al., 2004). Fourth, volcanic aerosols provide surfaces for heterogeneous chemistry affecting global stratospheric ozone distributions (Chipperfi eld et al., 2003) and perturbing other trace gases for a considerable period following an eruption. Radiacion solar www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08

10 Gases invernadero www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 Presencia de gases en la atmosfera

11 Contribucion www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 Efecto sobre la radiacion de las distintas componentes:

12 Emisiones www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 Emisiones de CO2 y absorcion de O2 En comparacion con la emision de carbono.

13 Produccion de Metano www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 Concetracion y nivel de emision del metano Pinatubo?

14 N2O www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 Crecimiento del N2O

15 Gases industriales www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 Variacion de concetracion de gases industriales

16 Gases industriales www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 Produccion de gases industriales

17 OH en la atmosfera www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 Concentracion de OH en la atmosfera

18 Ozono www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 Contribuciones de ozono

19 Gases invernadero www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08

20 Concentracion de aerosoles www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08

21 Aerosoles www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 (a) Aerosol optical depth. (b) Difference in total aerosol optical depth between model and MODIS data.

22 Onda corta www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 (c) Shortwave RF. (d) Standard deviation of RF from the model results.

23 Onda corta atmosfera y superficie www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 (e) Shortwave forcing of the atmosphere. (f) Shortwave surface forcing.

24 Efecto directo de aerosoles www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08

25 Efecto albedo en nubes www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08

26 Albedo y vegetacion www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08

27 Albedo y cultivo www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08

28 Albedo y cultivo www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08

29 Fluctuacion de radiacion www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08

30 Comparacion historica www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08

31 Actividad volcanica www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08

32 Contribucion distintos factores www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08

33 Contribucones www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08

34 Separando gases de corta y larga vida www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08

35 Separando en rangos de vida www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08

36 Evoluciones temporales www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08

37 Evoluciones temporales www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 Con aerosol cloud albedo effect

38 Radiacion solar www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 Observaciones Cambios climaticos de superfice y atmosfericos

39 0.74°C ± 0.18°C ultimos 100 anos 0.13°C ± 0.03°C ultimos 50 anos 0.07°C ± 0.02°C ultima decada 2005 uno de los anos mas calurosos La tierra se ha calentado mas que el mar increase in the number of warm extremes and a reduction in the number of daily cold extremes are observed in 70 to 75% of the land Tropospheric water vapour is increasing Global dimming is neither global in extent nor has it continued after 1990 Cloud changes are dominated by the El Niño-Southern Oscillation and appear to be opposite over land and ocean Changes in the large-scale atmospheric circulation are apparent Gases invernadero www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08

40 Mid-latitude westerly winds have generally increased in both hemispheres Intense tropical cyclone activity has increased since about 1970. The temperature increases are consistent with observed changes in the cryosphere and oceans Gases invernadero www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08

41 Tendencia Temperatura www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 Temperatura terrestre

42 Anomalias Temperatura www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 Anomalias en la temperatura Rango de temperatura diurna

43 Anomalias Temperatura www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 Anomalias USA

44 Variacion Temperatura www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 Temperatura terrestre

45 Cambio de temperatura según latitud y medio www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08

46 Cambio de temperatura geografico y medio www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08

47 Anomalia en la Temperatura www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08

48 Tendencia geografica www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08

49 Tendencia temperatura www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08

50 Tendencia Diferencia de temperatura www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08

51 Tendencia Temperatura global www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08

52 Tendencia temperatura superficie y atmosfera www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 1979-2005

53 Precipitaciones www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 GHCN with respect to the 1981 to 2000 base period

54 Precipitaciones geofraficas www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08

55 Mediciones precipitaciones www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08

56 Precipitaciones por latitud www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 Latitude-time section of zonal average annual anomalies for precipitation (%) over land from 1900 to 2005, relative to their 1961 to 1990 means.

57 Indice de sequia www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 Palmer Drought Severity Index (PDSI)

58 Distribucion de presion www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08

59 Temperatura atmosferica www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08

60 Tendencia temperatura troposfera www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 Linear tropospheric temperature trends (°C per decade) for 1979 to 2005 from RSS

61 Vapor de agua www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08

62 Vapor de agua troposfera www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08

63 Nubes y Precipitaciones www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08

64 Anomalias flujo radiativo www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 Promedio de anomalia flujo radiativo zona ecuatorial (20°S a 20°N) [NET = (LW + SW)].

65 Presiones www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 Presion Rojo positivo Azul negativo Hemisferio norte Hemisferio sur

66 Troposfera y estrateosfera www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 Stratosphere Troposphere Influencia entre la troposfera y la estratosfera

67 Oleaje www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 Aumento de oleaje en cm por decadas en las principales rutas navieras

68 Oscilaciones en el emisferio norte www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 North Atlantic Oscillation (NAO)Pacific-North American (PNA)

69 Oscilacion en el hemisferio sur www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 Southern Oscillation Index (SOI) Zona roja indica presion positiva y situacion de El Nino

70 Oscilacion en el Pacifico www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 Pacific Decadal Oscillation (PDO)

71 Presion oceanica www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 SLP Sea Level Pressure Promedio diciembre a marzo, pacifico del norte (30°N a 65°N, 160°E a 140°W) Sea Surface Temperature (SST) Promedio Mar Indico (10°S a 20°N, 50°E a 125°E)

72 Presión, Temperaturas y Precipitaciones www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 SLP Sea Level Pressure (0.1 hPa). Land-surface air and sea surface temperatures (0.1°C; 0.2°C) Precipitation for 1979 to 2003 based on GPCP (0.1 mm per day) 1900 a 2005

73 NAO www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08

74 SAM www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 Distribucion geografica del Southern Annular Mode (SAM) SAM rel presion SAM rel temperatura

75 SAM www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 Evolucion temporal del Southern Annular Mode (SAM)

76 AMO www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 Atlantic Multi-decadal Oscillation index (AMO) desde 1850 hasta 2005

77 Cambio precipitaciones www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 Cambio en las precipitaciones anuales

78 Monsones www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 Cambio en el East Asia Monsoon (EAM) Index

79 Precipitaciones www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 Sur de Australia (al norte de 26°S)

80 Sahel www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 Sahel (10°N a 20°N, 18°W a 20°E)

81 Probabilidad noches frias o calidas www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 Curvas de probabilidad 1901 to 19501951 to 19781979 to 2003

82 Tendencia dias muy humedos www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08

83 Gases invernadero www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 Accumulated Cyclone Energy (ACE) index

84 Gases invernadero www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 Dias por decada (datos 1951 a 2003) – 10% de datos

85 Dias muy calidos www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 Dias por decada (datos 1951 a 2003) – 90% de datos

86 Sequia y mojado www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 Palmer Drought Severity Index Sequia Mojado

87 Temperatura en Europa www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 Corrimiento de temperatura mas probable

88 Gases invernadero www.gphysics.net – UACH-Cambio-Climatico-1-Version 12.08 Indice de Tormenta para las Islas Britanicas, Mar del Norte y mar de Noruega


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