Variabilidad y Cambio Climático - Mario Bidegain (MSc.) Curso de Formación y Actualización de Docentes de Geografía en

Variabilidad y Cambio Climático

                   Mario Bidegain (MSc.)
              Escuela de Meteorología del Uruguay
               Dirección Nacional de Meteorología
 Curso de Formación y Actualización de Docentes de Geografía en
        Gestión Integrada de Riesgos de Desastres - 2009

DIFERENCIAS ENTRE TIEMPO Y CLIMA
                        TIEMPO
Es el estado instantáneo de la atmósfera en un momento y
                       lugar dados.

                          CLIMA
     Es la síntesis de las condiciones meteorológicas
correspondientes a un área geográfica dada, elaborada en
   base a un período suficientemente largo como para
   establecer sus propiedades estadísticas de conjunto
(valores medios, varianzas, probabilidades de fenómenos
                      extremos, etc.).

Atmósfera
 Es la delgada envoltura gaseosa que rodea
el planeta, consiste en una mezcla de gases,
 que tiene una composición casi constante
      hasta los 25 kilómetros de altura.

COMPOSICION DE LA ATMOSFERA

                  Gas                         Concentración (%)

             NITROGENO                                  78.09%
             OXIGENO                                    20.95%
             ARGON                                       0.93%
             ANHIDRIDO CARBONICO                         0.03%
             GASES NOBLES (HELIO,NEON,XENON)               10-3

Las proporciones de estos gases se mantienen casi constantes con la altura y esto
se debe a la permanente mezcla vertical por agitación, que supera a la
separación difusiva que es comparativamente lenta, de los gases componentes
según sus pesos moleculares respectivos.

El vapor de agua mezclado en cantidades variables con el aire seco constituye el
denominado “aire húmedo”.. Es gracias a la turbulencia y a corrientes
verticales que el vapor de agua tiene acceso a niveles de condensación, con las
consiguiente formación de nubes y precipitaciones, regresando de esta manera el
agua a la superficie terrestre.

ESTRUCTURA TERMICA VERTICAL DE LA ATMOSFERA
 En función del gradiente térmico vertical a las capas de
 la atmósfera (desde abajo hacia arriba) se les da los
 nombres de:
                      Tropósfera
                      Estratósfera
                       Mesósfera
                      Termósfera

 Las fronteras entre ellas son llamadas, tropopausa,
 estratopausa y mesopausa.

 La tropósfera es la capa inferior, que limita con la
 superficie terrestre. Es en ella donde tienen lugar la
 mayoría de los fenómenos meteorológicos que influyen
 en la vida de las plantas y animales, así como la
 totalidad de las actividades humanas.

ESTRUCTURA TERMICA VERTICAL DE LA ATMOSFERA

 •La “tropósfera”, donde la temperatura disminuye con la altura, desde el
 suelo hasta el nivel de una capa fronteriza denominada “tropopausa”; esta
 se encuentra relativamente baja (8000-9000 m) sobre los polos y alta
 (16000-18000 m) sobre el ecuador.

 •La “estratosfera”, superpuesta a la anterior, distinguiéndose por una
 primera región prácticamente isoterma y otra superior donde la
 temperatura aumenta gradualmente con la altura, termina con una
 “estratopausa” situada hacia los 50 km. da altura.

 •La “mesósfera” situada por encima de ésta, con temperatura decreciente
 con la altura, hasta los 85 km., donde se encuentra una “mesopausa”.

 •La “termósfera”, mas allá de esta última, con temperatura aumentando
 en la vertical.

 Más arriba, el recorrido libre medio de las moléculas es muy grande,
 siendo escasas las colisiones, consiguiendo algunas superar la velocidad
 de escape a la gravedad terrestre. Esta región se conoce como “exósfera”
 y es prácticamente isoterma.

ESTRUCTURA TERMICA VERTICAL
      DE LA ATMOSFERA

Sistema Climático terrestre

Fenómenos
astronómicos

                                 Atmosfera

                   Hidrosfera                Litosfera
                                              Tierra
                                              sólida
SOL

                   Criosfera                 Biosfera

 Radiación                      Antropos
                                  fera
 Solar
 incidente                                               Pérdida
                                                         de calor

EL SISTEMA CLIMATICO TERRESTRE Y
        SUS INTERACCIONES

RADIACION SOLAR RECIBIDA EN EL TOPE DE LA
 ATMOSFERA Y EN LA SUPERFICIE TERRESTRE

RADIACION TERRESTRE

BALANCE DE ENERGIA EN EL SISTEMA
       TIERRA-ATMOSFERA

TRANSFERENCIA DE ENERGIA EN EL
  SISTEMA OCEANO - ATMOSFERA

Conclusiones importantes del punto de vista
     energético en el sistema atmósfera-océano
• En el calentamiento atmosférico y oceánico la fuente
  primaria es la radiación solar sin embargo el calentamiento
  atmosférico se da por la radiación terrestre.
• Debido a las variaciones geográficas de radiación ---->
  se dan variaciones de temperatura esto provoca la
  circulación a gran escala
• La radiación terrestre calienta la atmósfera.
• 90 % de la radiación solar incidente se utiliza para la
  evaporación de agua.
• Vapor de agua: almacena calor en la atmósfera
  (condensación, liberación LE, calentamiento atmosférico)
• Enfriamiento del sistema se produce por la radiación de
  onda larga o terrestre hacia el espacio.

VARIABILIDAD Y CAMBIO CLIMATICO

Variabilidad Climática destaca la variabilidad dentro del clima, o
sea fluctuaciones en las propiedades estadísticas sobre períodos de
semanas, meses o años. De esta manera se determinan límites
dentro de los cuales los valores medios, desvíos o frecuencias de
valores entre los límites establecidos pueden ser aceptados como
normal. Los eventos fuera de estos límites pueden ser vistos como
anómalos a un cierto nivel de significación

Cambio Climático si las propiedades estadísticas de una secuencia
de años, décadas, etc. difiere considerablemente respecto de otra
secuencia de años, décadas, etc. de referencia, podemos hablar de
cambio sobre una escala de tiempo adecuada.

El Cambio Climático es una realidad

• Tenemos actualmente las mas altas concentraciones de CO2 de
  los últimos 650000 años.
• Las temperaturas en superficie se han elevado unos 0.8°C
  durante los últimos 100 años.
• La mayoría del calentamiento global es debido al efecto
  invernadero.
• El futuro calentamiento dependerá de que escenarios de
  emisiones de GEI tengamos.

Evidencias del Cambio Climático
•   Tenemos actualmente las más altas
    concentraciones de CO2 de los
    últimos 650000 años.

•   Las tasas de crecimiento de la
    concentración de Gases de Efecto
    Invernadero (dióxido de carbono,
    metano, óxido nitroso) se han
    incrementado durante los últimos
    50 años.

•   El dióxido de carbono (CO2) se
    incrementa en la atmósfera
    principalmente debido a la quema
    de combustibles fósiles.

Evidencias del Cambio Climático

   Las temperaturas en superficie están unos 0.8°C más altas que
      hace 100 años atrás y las tasas de crecimiento continúan
                           aumentando.

ESCENARIOS DE CAMBIO CLIMATICO
• Estimaciones socio-económicas futuras (población,
  economía, etc.) – que determinan como los Gases
  de Efecto Invernadero (GEI) pueden variar

• Modelado Climático

Como resultado tenemos Escenarios integrados más
  sofisticados que el puro modelado climático

ESCENARIOS FUTUROS DE TEMPERATURA

                           Fuente: IPCC WG1 2007

ESCENARIOS FUTUROS DE PRECIPITACION

         Decrecimiento   Crecimiento   Fuente: IPCC 2007 WG 1.

ESCENARIOS
   FUTUROS
    SOBRE
   URUGUAY

www.miem.gub.uy/arch/informes/
  DU%2014%2014-09-05.pdf

ESCENARIOS REGIONALES DE TEMPERATURA
                    (Ensemble de 4 Modelos Climáticos Globales)
                                                 Escenario SRES A2

            CAMBIO EN LA TEMPERATURA MEDIA ANUAL (° C)                          CAMBIO EN LA TEMPERATURA MEDIA ANUAL (° C)
                      PARA LA DECADA DE 2020                                              PARA LA DECADA DE 2050
                   SEGUN EL ESCENARIO SRES A2                                          SEGUN EL ESCENARIO SRES A2
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                 Década 2020                                                       Década 2050
                 Escenario A2                                                      Escenario A2
  Fuente: UCC (MVOTMA) – Fac.Ciencias (UROU).                       Fuente: UCC (MVOTMA) – Fac.Ciencias (UROU).

ESCENARIOS REGIONALES DE PRECIPITACION
                         (Ensemble de 4 Modelos Climáticos Globales)
                                                 Escenario SRES A2
                 CAMBIO EN LA PRECIPITACION ANUAL (%)                            CAMBIO EN LA PRECIPITACION ANUAL (%)
                       PARA LA DECADA DE 2020                                          PARA LA DECADA DE 2050
                    SEGUN EL ESCENARIO SRES A2                                      SEGUN EL ESCENARIO SRES A2
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                       Década 2020                                                Década 2050
                       Escenario A2                                               Escenario A2
        Fuente: UCC (MVOTMA) – Fac.Ciencias (UROU).                Fuente: UCC (MVOTMA) – Fac.Ciencias (UROU).

CONCLUSIONES
•   Los escenarios futuros indican calentamientos de hasta 1.5° C para el
    norte del Uruguay en la década del 2050 según el escenario A2.

•   Los escenarios para lluvias indican un aumento entre 5 y 10% sobre
    Uruguay para la década del 2050 bajo el escenario A2.

•   Estos escenarios climáticos de alta resolución espacial serán utilizados
    para los estudios de impacto y adaptación al cambio climático en
    Uruguay como parte del 3er Informe País a la Convención Marco de
    Cambio Climático.

•   Estos son resultados recientes obtenidos por un equipo de
    Investigadores nacionales con el apoyo de la Unidad de Cambio
    Climático del MVOTMA.

REFERENCIAS:

CENPAT (Sistema Climatico)
http://www.cenpat.edu.ar/calentamientog/SistemaClimatico.htm

Hartman, D. L.: Global Physical Climatology. Academic Press Inc., 1999.

IPCC. 2007. Third Assesment Report. WG 1 Chapter 2. Changes in Atmospheric
constituents and in Radiative forcing.
http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar4/wg1/ar4-wg1-chapter2.pdf

Peixoto, J. P. and A. Oort: Physics of Climate. Springer – Verlag New York, Inc.,
1992.

Trenberth, Kevin: Climate System Modeling (Editor). Cambridge University
Press, 1992.

Wallace J.M. and P.V. Hobbs (2006). Atmospheric Science: an introductory
survey (2nd edition). International Geophysics Series 92, Associated Press,
484pp.