Escenarios de Clima (de lo global a lo regional) Arturo Quintanar Centro de Ciencias de la Atmosfera UNAM Marzo 26, 2012

Diseño Escenarios de emisión Modelo del IPCC (2006) Algunos resultados globales Estrategias para el “downscaling”del clima regional Cubierta vegetal :ejemplo para México Conclusiones

Forzamiento climático: Es un desbalance de energía impuesto al sistema climático Puede ser : externo o por actividades humanas. Cambios en radiación solar, volcanismo, cambio deliberado de cubierta vegetal Emisiones antropogenicas de gases invernadero, aerosoles y sus precursores.

Retroalimentación climática: Es un proceso climático interno que amplifica o inhibe la respuesta climática a un forzante climático dado. Amplificación del calentamiento atmosférico por aumento inicial de CO2 que promueve un aumento de vapor de agua que a su vez promueve mayor calentamiento por ser gas invernadero.

Forzamiento climático Forzamiento Radiativo Directo Forzamiento Radiativo Indirecto Forzamiento No-Radiativo Afecta balance radiativo directamente. Ej. CO2 absorbe y emite en el IR Desbalance energetico por perturbaciones al sistema climatico.Ej Precipitacion, eficiencia de nubes Desbalance energetico sin involucrar procesos radiativos. Ej. Irrigacion

Radiative forcing of climate change: Expanding the Concept and addressing uncertainties (2005) National Academy of Sciences.

FUENTE: IPCC (2001)

“Climate Projections for the 21st Century” ESCENARIOS DE EMISION “Climate Projections for the 21st Century” Max Planck Institute for Meteorology (2006)

A2: Futuro: heterogéneo y fragmentado regionalmente en su economía con cambio tecnológico lento, aumento poblacional continuo. A1: Futuro con rápido aumento económico con tasa demográfica en aumento hasta la mitad del S. XX1 y disminuyendo a partir de ahí. Nuevas y mas eficientes tecnologías. A1FI: A1 pero con uso intensivo de combustibles fósiles A1T: A1 pero fuentes de energía sin uso de combustibles fósiles A1B: A1 pero con uso balanceado de fuentes de energía B1: Futuro utópico, crecimiento demográfico como en A1, economía de servicios, tecnología y conocimiento. Mayor justicia social , soluciones globales………

PANEL INTER-GOBERNAMENTAL DE CAMBIO CLIMATICO MODELO DEL PANEL INTER-GOBERNAMENTAL DE CAMBIO CLIMATICO (IPCC)

TEST DEL MODELO BASICO (FIG2) DEL IPCC PARA LOS ULTIMOS 500 No se reproducen eventos de Nino-Nina pero si su amplitud y frecuencia para el S. XX

Continentes se calientan mas que el Oceano. Latitudes altas bajo el efecto de la retroalimentacion: Albedo del Hielo- Temperatura

El escenario futuro de calentamiento global depende directamente de los escenarios de emisiones adoptados. Al final del S. XX1 tenemos un aumento respecto a la climatologia ( 1961-1990) de: B1  2.5 ºC A1B  3.7 ºC A2  4.1 ºC

La superficie continental se calienta mas que la del oceano La superficie continental se calienta mas que la del oceano. En particular en el Artico hay un aumento tres veces mas grande que la media global Incremento global de las ondas de calor en la segunda mitad del S. XX1. Tasa de precipitacion global aumenta ~ 2% por cada grado de calentamiento. Se espera un aumento de lluvia en los tropicos y en latitudes altas, menor Precipitacion en la region Mediterranea, Africa del Sur y Australia. Lluvias intensas e inundaciones se incrementaran globalmente. Duracion de Periodos secos se incrementa globalmente latitudes altas (Alaska, Siberia). Incremento en el contraste entre regiones climaticas humedas (tropicos y latitudes Altas) y regiones relativamente secas (subtropicos). Calentamiento del mar resulta en incremento del nivel del mar. 21 cm para B1 y 28 cm para A2 se espera para 2100 (relativo a la media de 1961-1990). Regionalmente Se observaran aumentos hasta de 1 m en nivel del mar. Del deshielo se espera una Contribucion de de 13 cm (Groenlandia) y de 5 cm (Antartida).

El calentamiento caracteristico del Artico da una reduccion del Area de hielo en el verano. La reduccion del area de hielo observada Actualmente continuara. Al final del S. XX1 los escenarios A1B y A2 predicen Un arctico sin hielo al final del verano. Una disminucion de la densidad del agua superficial en el Atlantico del Norte junto con temperaturas mas altas debilitara la circulacion termohalina Aproximadamente un 30% al final del S. XX1. Sin embargo la disminucion en el transporte de calor oceanico no resultara en un enfriamento regional ya que solo compensara parcialmente el calentamiento debido a gases invernadero. Hasta ahora, una fraccion del calentamiento global ha sido enmascarada por el Incremento en aerosoles antropogenicos (azufre, ceniza, entre otros). Las medidas tendientes a mejorar la calidad del aire contribuiran a un calentamiento adicional debido a que los aerosoles tienen una vida corta en la atmosfera. Solo un esfuerzo real para disminuir la emision de gases invernadero puede compensar por el efecto de los aerosoles.

a b POSSIBLE LAND USE LAND CHANGE EFFECTS ON THE CLIMATE Fig. 1. Model domain and : a) LULC as obtained from the 1999 USGS b) modified LULC with potential vegetation. Major modification occurs when crops and shrubs, in the current data set, are substituted by evergreen broadleaf forests. Regional Atmospheric Model WRF Ensemble runs for May 2008

TEMPERATURE DIFFERENCE POTENTIAL VEGETATION (POVE) EXP – CONTROL (CTRL) EXP Fig. 2 . July average of the 2m temperature difference ( ºC ) between the POVE and CTRL runs (POVE-CTRL) for the 0000Z May 31, 2008 initial conditions

b a SENSIBLE AND LATENT HEAT FLUXES AT THE SURFACE POVE-CTRL POVE-CTRL Fig.3 Same as Fig. 2 but for a) sensible heat flux and b) for latent heat flux at the surface ( W m-2)

a WATER VAPOR MIXING RATIO AND POTENTIAL EVAPORATION b Fig. 4. Same as Fig.2 but for a) mixing ratio (g kg-1 ) and b) potential evaporation (mm s-1 ) at the surface

a b PLANETARY BOUNDARY LAYER HEIGHT AND PRECIPITATION Fig. 5. Same as Fig.2 but for a) planetary boundary layer height (m) and b) total accumulated precipitation (mm)

CONCLUSIONES 1) Todos los escenarios del IPCC inducen un calentamiento global al final del S. XX1 que varia entre 2 y 4 C. 2) Los modelos regionales añaden valor a las simulaciones climáticas con modelos globales 3) Aun falta trabajar los forzamientos no radiativos como el cambio deliberado en la cubierta vegetal.