El problema del cambio climático Efecto invernadero

Periodo Cuaternario 1.64 millones de años Solamente 38 segundos!

Tiempo en la escala Cenozoica

Glacieres en Norte America

Glacieres en Europa

Evidencia para las fluctuaciones climáticas Cambios en la temperatura de la superficie del océano Registro en la proporción en O18/O16 en las conchas de foraminiferos planctónicos Suministra datos sobre el cambio de clima

Proporción de isotopos de oxigeno

Proporción de isotopos de oxigeno

Causas de la glaciación del pleistoceno Que causo que todo ese hielo se formara? Porque han ocurrido pocos fenómenos de glaciación?

Influencia de las placas en el clima Los movimientos de las placas tectónicas mueven los contientes a posiciones en altas latitudes donde es posible la formación de glaciares La distribución de la tierra y el mar tiene una influencia importante en los patrones de circulación atmosferica.

Glaciaciones Cenozoicas Establecimiento de la edad de hielo C{uaternario 60 Ma Hoy ~2 Ma – Hemisferio Norte 10,000 ERA CENOZOICA ~45 Ma - Antarctica Este ~30 Ma – Antartica Oeste Glaciaciones Cenozoicas

Pleistoceno—Holoceno Tectonica y Vulcanismo Mejor conocido por glaciación Tiempo de vulcanismo y actividad tectónica Orogenia continua Himalayas Andes Deformación y convergencia de placas Islas Aleutianas Japón Filipinas

Fenómenos subducción Centroamerica y la Pacifico noroeste Vulcanismo Volcanes actuales e formaron en los últimos 1.6 millones de años

Antarctica se aisla: – cambios en la circulación de las corrientes (aguas ecuatoriales deflexionan al Sur de Antartida) Enfriamiento Part of Gondwana; Australia and South America remained attached Warm equitoral waters deflected south to Antarctica Australia detaches at: South America detaches at: 30 Ma Establish circum-antarctic flow - COLD

Pleistoceno Mioceno Medio Hace 1.6 millones de años Se formó la capa de hielo de la Antartida Acelera la formación de aguas muy frías Hace 1.6 millones de años Los glaciares continentales se empezaron a formar en el hemisferio Norte La edad de hielo del pleistoceno esta en camino

La Teoría Milankovitch Planteada por un astronomo yugoslavo Milutin Milankovitch en los años 1920 Irregularidades menores en la rotación y la orbita de la tierra. Son suficientes para alterar la cantidad de radiación que recive la tierra a unalatitud dada. Y eso puede producir cambios en el clima

Tres Variables Elipticidad cerca 100,000 años

Inclinación del eje El angulo entre Este angulo cambia cerca de 1.5° Eje de la Tierra Una línea perpendicular al plano de su orbita alrededor del sol Este angulo cambia cerca de 1.5° De su valor actual 23.5° Un ciclo cada 41,000 años

Plano de orbita de la tierra Traslación La Tierra se mueve alrededor del Sol Gira sobre su eje El cuál esta incinado a 23.5° de su plano de orbita Eje de rotación de la Tierra Movimientos lentos Y muestra patrón de cono en el espacio Plano de orbita de la tierra

Efectos de traslación Actualmente, la Tierra esta más cerca del Sol en enero Hace 11,000 años, la tierra estaba más cerca del Sol en julio

Porque el efecto invernadero? Eventos Tectonicos aislamiento Antarctica Cese del flujo oceanico este- oeste Efectos astronómicos Tectonic Events 1) Isolate Antarctica (okay - and the Arctic Basin, too) 2) Shut off E/W global ocean flow 3) Arrange land in polar region Astronomical Overprint Also - isolate Arctic basin from warmer waters Decreased CO2 in the atmosphere? Cause or Result? CO2; more from MOR = increased temp tectonics might have triggered sensitivity to obliquity what caused shift toward cooling and increased high latitude influence (obliquity)?. Mtn building enhances weathering; increases ocean alkalinity; enhances drawdown of CO2 by ocean. CO2 drawdown most felt in hi lats - cooling - hi lats more sensitive to changes. Increased glaciation in NH could have supressed NADW and therefore shut down heat (shifts weather patterns, increases chemical weathering resulting in drawdown of CO2 {CaSiO3 + CO2 ==> CaCO3 + SiO2}, cools climate)

Porque el efecto invernadero? 18 Pleistocene glaciations; covered ~30% of our continents Greenland ~7 Ma Pliocene - 5.2 to 1.6 Ma Tectonics Oceans and continents, in general, existed as they are today (Figure). Uplift of Tibet/Himalaya Plateau and Colorado Plateau (initiated 30-40 Ma). Do not know enough about their uplift rates and times - could have been influencing global climate changes Closure of the Isthmus of Panama - deflected the northwest equatorial current, which then flowed into the Gulf Stream, thus establishing a vigorous Gulf Stream; set up Atlantic circulation of today. Perhaps increased flow of moisture toward the north, allowing the growth of ice sheets Associated with commencement of Northern Hemisphere glaciation. Vema Channel subsided in the South Atlantic. Permitted northward passage of AABW into the North Atlantic. Cooling trend from approximately 3.2 ish Ma (closure of Isthmus of Panama?) 2.5 ish Ma - Onset of Northern Hemisphere glaciations d18O increases increase colder vegetation in Europe (and other places) loess deposited in China (more arid) increased aridity in northern Africa increased grazing terrestrial animals (more grassland) genus Homo

Porque el efecto invernadero? Se corta el flujo de corrientes de este a oeste Istmo de Panama: América del Norte y del Sur se unen hace ~ 3.5 Ma North and South American plates collided approximately 3 Ma, created the Isthmus of Panama Shutdown the E/W flow and generate N/S flow in ocean basins Caribbean started to heat up - warm water added to Gulf stream; moisture delivered to NH

Porque el efecto invernadero? Caribe se calienta Corriente del Golfo mueve agua caliente hacia el norte Se incrementa la evaporación y precipitación sobre la tierra Conveyor Belt flow Heating and cooling Deliver ppt to north NADW - if on, get warm water from topics coming to NH - moisture, warmth NADW is warm, salty, nutrient depleted (critters at surface suck up nutrients) NADW -strong duing interglacials - weak during glacials shuts down when freshwater caps it - go to YD-like

Fluctuaciones Pleistoceno Estamos aqui! Ciclicidad en la glaciación del Hemisferio Norte

EL SISTEMA CLIMÁTICO El clima es un sistema interactivo. Tiene 5 componentes principales: Atmósfera, hidrosfera, criosfera, superficie terrestre y biosfera.

EFECTO INVERNADERO Efecto Invernadero El efecto invernadero se produce en la atmósfera de forma natural debido a la presencia de vapor de agua, CO2 y otros gases de efecto invernadero. Este efecto ‘natural’ es de responsable de que la temperatura en la superficie de la tierra sea 30ºC superior a la que correspondería si no existiesen dichos gases

La energía que mueve al sistema climático es la radiación del sol La energía que mueve al sistema climático es la radiación del sol. La tierra está en equilibrio radiactivo. Cualquier actividad (natural o antropogénica) que altere ese equilibrio será la causa de cambios en el clima.

EFECTO INVERNADERO [1750] [1998] Tasa de cambio GWP Tiempo vida CO2 CH4 N2O CFC-11 HFC-23 CF4 [1750] ~280ppm ~700 ppb ~270 ppb zero 40 ppt [1998] 365 ppm 1745 ppb 314 ppb 268 ppt 14 ppt 80 ppt Tasa de cambio 1.5 ppm/yr 7.0 ppb/yr 0.8 ppb/yr -1.4 ppt/yr 0.55 ppt/yr 1 ppt/yr GWP 1 22 310 6200 1300 6500 Tiempo vida 5-200 yr 12 yr 114 yr 45 yr 260 yr 50,000 yr Fluor carbonos Metano

Huellas del cambio climático (detección) Fotografía 1900 Época actual

Aumento de la temperatura media global durante el siglo XX El aumento de temperatura ha sido bastante homogéneo durante el siglo XX, aunque es superior en el hemisferio norte

Disminución de hielo en Ártico y Antártico

Cambios en los patrones de lluvia

Cambios en los patrones de lluvia

Aumento de la temperatura media global durante el siglo XX

Como predecir el cambio climático? El sistema climático es un sistema no lineal. La naturaleza caótica de su dinámica interna hace que su predecibilidad dependan del tipo de eventos y las escalas espacio temporales. Pequeños cambios internos del sistema pueden conducir a cambios inesperados de gran escala (Sorpresas Climáticas)

Resultados para el próximo siglo El comportamiento y la evolución del sistema climático debe ser estudiado utilizando como herramientas los modelos climáticos. Todos los escenarios tienen como resultado: Un aumento de la temperatura media. Un aumento del nivel del mar.

Resultados para el próximo siglo: Incertidumbres Otra de las incertidumbres que persisten en los resultados es el tipo de cambio climático que tendremos: ¿Aumentará la media solamente? ¿Aumentarán también los extremos y por tanto la posibilidad de fenómenos tales como olas de calor, sequías o inundaciones? ¿Ocurrirán ambos fenómenos al mismo tiempo?

Posibilidad de cambios climáticos abruptos? Existe la posibilidad de que se produzcan cambios rápidos e irreversibles en el sistema climático, pero hay un alto grado de incertidumbre en cuanto a la probabilidad o la escala temporal de esas transiciones.

Posibilidad de cambios climáticos abruptos

Estos cambios se han producido con anterioridad, en particular esta circulación cambia entre las épocas glaciales e interglaciales.

Posibilidad de cambios climáticos abruptos Otros cambios abruptos que se pueden producir: Desintegración rápida de la placa de hielo Atlántica (incremento rápido del nivel del mar en todo el globo)

Cambios predecibles de la temperatura 19 4 x CO2 17 2 x CO2 º Celsius 15 13 Nivel actual 11 100 200 300 400 500 A partir de hoy

El papel de los Estados Unidos

Source: Population, GDP, CO2, Gas Price all from: 1999 Edition, Key World Energy Statistics, International Energy Agency CO2/GDP based on 1997 consumption and emissions, 1997 GDP, using 1990 $ Gasoline prices are from last quarter of 1998 Crude Oil, Coal are 1996 consumption, from 1999 International Energy Outlook

Source: Population, GDP, CO2, Gas Price all from: 1999 Edition, Key World Energy Statistics, International Energy Agency CO2/GDP based on 1997 consumption and emissions, 1997 GDP, using 1990 $ Gasoline prices are from last quarter of 1998 Crude Oil, Coal are 1996 consumption, from 1999 International Energy Outlook

Source: Population, GDP, CO2, Gas Price all from: 1999 Edition, Key World Energy Statistics, International Energy Agency CO2/GDP based on 1997 consumption and emissions, 1997 GDP, using 1990 $ Gasoline prices are from last quarter of 1998 Crude Oil, Coal are 1996 consumption, from 1999 International Energy Outlook

Comparaciones energéticas “Los Estados Unidos desperdician tanta energía como el total consumido por Japón en un año. El CO2 emitido aualmente por los carros americanos es igual a el total de CO2 emitido por todos los sectores en la India”. Source: The Global Environment Facility, “Valuing the Global Environment”, 1998

U.S.A. es la clave Emisor más grande Economía más grande

¿Qué podemos hacer? 1979: 1ª Conferencia Mundial sobre Clima: Concluyó que la emisión de gases de efecto invernadero de origen humano pueden tener influencia en el clima. Estableció el Programa Mundial sobre el Clima 1988: Establecimiento del IPCC (International Panel for Climate Change) Su primer informe data de 1990 y volvió a alertar sobre la influencia humana en el clima. 1990: Segunda conferencia Mundial sobre el clima. Establecimiento del programa mundial de vigilancia del clima. 1992 Conferencia sobre Ambiente y Desarrollo de las Naciones Unidas (Cumbre de Río) Convenio marco sobre cambio climático 1997 Protocolo de Kioto

Que ocurriría si los glaciares se derritieran? El nivel del mar se incrementaría 70 m Mayoría de las ciudades más grandes en el mundo se inundarían.

Donde esta todo ese hielo? 66 m esta en la Antarctica

Se ha observado su rompimiento

El cambio esta en camino Anderson et al., 2002

Cambios en el nivel del mar detectados

Algunos posibles impactos del cambio climatico Salud Clima relacionado con mortalidad Enfermedades infecciosas Calidad aire- enfermedades respiratorias Agricultura Ciclos de los cultivos Demandas irrigación Forestales Incremento de incendios Cambios composición floristica Cambios distribución bosques Salud de los bosques y productividad Recursos Hídricos Cambios en el suplemento del agua Calidad del agua Areas costeras Erosión de las playas Inundación de las tierras costeras Especies y Areas Naturales Cambio zonas ecológicas Perdida de habitat y especies

Decreciendo la cantidad de CO2 en la atmosfera Un mecanismo propuesto para reducir el efecto de derretimiento es reducir los niveles de dioxido de carbono (CO2) en la atmosfera Dioxido de Carbono es un gas de invernadro Si es menor atraparía menos energía La temperatura de la Tierra sería menor para permitir la formación de glaciares.