La atmósfera cambiante: una perspectiva sistémica Clase 5: Aerosoles Características, fuentes, efectos radiativos GF 777 Otoño 2002

Hoy: Aerosoles ...primera parte Balance radiativo y aerosoles Fuentes, formas y tamaños Roles de los aerosoles Interacciones con radiación electromagnética Aerosoles como núcleos de condensación Impactos climáticos... GF777 Otoño 2002 LGK

Balance Radiativo GF777 Otoño 2002 LGK

IPCC, 2001 GF777 Otoño 2002 LGK

GF777 Otoño 2002 LGK

una combinación de material Aerosol: una combinación de material en fase condensada presente en la atmósfera así como aquél dentro del material suspendido que la contiene GF777 Otoño 2002 LGK

Procesos industriales Combustión Quema de biomasa Volcanes Fuentes de aerosoles Erosión eólica Procesos industriales Combustión Quema de biomasa Volcanes Conversión de gas a partícula GF777 Otoño 2002 LGK

http://earthobservatory.nasa.gov/Library/Aerosols/ GF777 Otoño 2002 LGK

GF777 Otoño 2002 LGK

GF777 Otoño 2002 LGK

Clasificación por tamaños... Aitken: 0.005 <D <0.1 mm Acumulación: 0.1 <D <2.5mm Finas (“fine”): D < 2.5mm Urbano N S V Gruesas (“coarse”): D > 2.5mm GF777 Otoño 2002 LGK

N S V Rural Urbano Polar Desierto Continental Remoto Atmósfera libre GF777 Otoño 2002 LGK

GF777 Otoño 2002 LGK

GF777 Otoño 2002 LGK

GF777 Otoño 2002 LGK

Los aerosoles y sus roles... Absorben, emiten y reflejan luz (“scattering”) ...afectan el balance radiativo del planeta Proveen superficies para la deposición de moléculas ...favorecen la condensación y formación de nubes Proveen superficies sobre las cuales ocurren reacciones químicas ...actúan como catalizadores de reacciones Además, al ser respirables (<10mm), pueden provocar efectos sobre la salud. GF777 Otoño 2002 LGK

¿Cómo y dónde condensaría el agua si no hubiera aerosoles ¿Cómo y dónde condensaría el agua si no hubiera aerosoles? ¿Qué características deben tener los aerosoles capaces de funcionar como núcleos de condensación? GF777 Otoño 2002 LGK

Existen los aerosoles, luego hay nubes GF777 Otoño 2002 LGK

No en todas partes que hay agua disponible se forman nubes No en todas partes que hay agua disponible se forman nubes...se forman donde hay aerosoles (higroscópicos/activables) GF777 Otoño 2002 LGK

Efecto indirecto o de Twomey Si no hubiera aersoles no habría nubes GF777 Otoño 2002 LGK Hilding Köhler (1921)...

Interacciones entre partícula y radiación electromagnética... GF777 Otoño 2002 LGK

Size and composition do matter!! GF777 Otoño 2002 LGK

Las propiedades radiativas de las nubes dependen de la disponibilidad de agua y del número de núcleos de condensación Pocas gotas grandes...nube más oscura y poco reflectora Muchas gotas pequeñas...nube más blanca y muy reflectora GF777 Otoño 2002 LGK

Los parámetros claves para estimar el forzamiento climático de los aerosoles (sulfato) Estimación/predicción de la concentración de masa (de sulfato) (emisiones, dispersión, remoción) Determinación de las propiedades ópticas de los aerosoles (sulfato) frente a la radiación solar (tamaño, longitud de onda, forma química) Determinación de la radiación solar incidente (ángulo zenital, albedo superficial, propiedades radiativas de gases y partículas) GF777 Otoño 2002 LGK

Aerosoles sulfato:efectos directo e indirecto GF777 Otoño 2002 LGK

Efecto directo Sulfato antrópico Global: -0.3 a -1.3 W/m2 0.5% de 70TgS/a GF777 Otoño 2002 LGK

Estimación de modelos globales para aerosoles sulfato (Boucher et al, 2001) Direct radiative forcing (Wm-2) Indirect radiative forcing (Wm-2) Subtrópico chilensis y Sc Global-mean: -0.4 Wm-2 -1.0 Wm-2 Normalized forcing: -140 W (g SO4=) -1 GF777 Otoño 2002 LGK

Garreaud et al, 2000/VAMOS CIMAR GF777 Otoño 2002 LGK

“Ship tracks”...Norte América -0.16 Wm-2 NH -0.06 Wm-2 SH El penacho del barco (rico en aerosoles) aumenta el número de CCN y su eficiencia (disminuye el radio de las gotas). Ergo: Las nubes se tornan más reflectantes (aumenta el albedo) Aumenta la duración de las nubes (llueve menos) GF777 Otoño 2002 LGK

Refinerías de petróleo Australia (350x450 km2) Termoeléctrica Fundición de plomo Puertode Adelaide Refinerías de petróleo GF777 Otoño 2002 LGK Rosenfeld, 2000, Sci, 287, 1793-1796

¿Puede calentamiento de los gases de invernadero (e. g ¿Puede calentamiento de los gases de invernadero (e.g., CO2) compensar el efecto de, mayoritariamente, enfriamiento de los aerosoles (e.g., SO4=)? GF777 Otoño 2002 LGK

El efecto de calentamiento de los gases de invernadero (e. g El efecto de calentamiento de los gases de invernadero (e.g., CO2) es comparable pero no compensa el efecto de, mayoritariamente, enfriamiento de los aerosoles (e.g., SO4=). Charlson et al, 1991 GF777 Otoño 2002 LGK

Continuará... GF777 Otoño 2002 LGK