Tema introductorio el problema del Cambio Climático; destinado a estudiantes de posgrado-

1. Cambio Climático Global M.C. Raúl Vera Alejandre CIIEMAD-IPN

2. Objetivo de la presentación: Al término de esta sesión el estudiante podrá explicar los mecanismos y procesos causantes del llamado Cambio Climático e identificar sus impactos en los sistemas naturales y humanos.

4. 1. Conceptos Generales La atmósfera es el escenario donde se desarrolla el clima, sin ella y sus características propias, el clima no existiría. Capas características de la atmósfera.

6. http://www.grida.no/climate/vital/index.htm R: Como consecuencia de la distinta composición de su atmósfera, el clima presente en Venus, la Tierra y Marte también es notablemente distinto.

10. Albedo: Porción de luz que refleja un cuerpo respecto de la que recibe. Es una medida de la capacidad reflejante de un cuerpo.

11. 2. El efecto invernadero. ATMÓSFERA TIERRA La radiación solar atraviesa la atmósfera. 343 Wm -2  Una fracción de la radiación solar es reflejada por la Tierra y la Atmósfera.  103 Wm -2 Una parte de la radiación infrarroja atraviesa la atmósfera, mientras que otra es absorbida y re-emitida en todas direcciones por las moléculas de los gases de invernadero y las nubes. Esto produce el calentamiento de la superficie de laTierra y de la parte baja de la atmósfera (troposfera).  240 Wm -2  240 Wm -2 SOL De no existir el efecto invernadero la temperatura en la superficie de la tierra sería de alrededor de –18 ºC La mayor parte de la radiación es absorbida por la superficie de la tierra calentándola La superficie de la Tierra emite radiación infrarroja

12. Por qué se produce?

13. Qué es un espectro . . . . . . . .electromagnético?

14. Espectro electromagnético http://emma.la.asu.edu/EDUCATION/rpconline/rpc/march99/mar_99_span.pdf

15. Espectro electromagnético

17. Cuerpo negro. Un cuerpo que radia, para todas las longitudes de onda, la máxima intensidad de radiación posible para esa temperatura. La superficie de la tierra y el sol se aproximan a un cuerpo negro por que absorben y radian con cerca del 100% de eficiencia para sus respectivas temperaturas. Sin embargo los gases son absorbedores y radiadores selectivo de energía. Así la atmósfera es casi transparente (no absorbe) ciertas longitudes de onda, en tanto que es casi opaca (absorbe) a otras.

18. Leyes de la radiación. Ley Stefan-Boltzman. Todos los cuerpos radian energía, y tanto la tasa como la longitud de onda de las emisiones radiadas dependen de la temperatura del cuerpo. E = σT 4 Donde: σ = 5.67 x 10 -8 W/m2 K -4 Sol Tierra Temperatura 6000 °K 288 °K Emisión 73’483,200 Wm -2 459 Wm -2

19. Ley del desplazamiento de Wien. Describe la relación entre la temperatura ( T ) de un cuerpo radiante y la longitud de onda del máximo de emisión ( λmax ) λmax = C / T donde C = 2898 μm °K, de modo que: Para el sol: λmax = 2898 μm °K / 6000 °K = 0.483 μm Para la tierra: λmax = 2898 μm °K / 300 °K = 9.66 μm

20. μ m Radiación solar (incidente) Radiación terrestre (emitida)

23. http://earthobservatory.nasa.gov/Features/Paleoclimatology_IceCores/Images/greenland_drilling.jpg

24. El clima en el pasado reciente . . . Pequeña edad de hielo

25. El clima en el pasado aún mas reciente. . .

27. El volcán Agung, Bali (1963)

28. El Chichonal, México (1982) http://www.jornada.unam.mx/2002/01/28/cien-tzotzil.html www.mexicodesconocido.com.m

29. Cambio en la temperatura troposférica global a consecuencia de la erupción del Monte Pinatubo (1991)

32. El ciclo del carbono y sus sumideros

33. Reservorios en GtC y flujos en GtC/año

35. ¿Saben qué dicen por ahí? Que nosotras somos las causantes del calentamiento global . . .

36. Principales gases de invernadero. Gas Fuentes antropogénica Concentración Preindustrial (ppb) Actual Incremento anual (%) Tiempo de residencia CO2 Combustibles fósiles, leña, deforestación 275,000 353,000 0.5 50-200 CH4 Cultivo de arroz, ganado, tiraderos de basura, uso de combustibles 800 1,720 0.9 10 NOx Fertilizantes químicos 285 310 0.2 150-180 CFC Aerosoles, refrigerantes, aislantes 0 3 5 65-130

38. Principales países productores de CO2

40. Pero solo ellos?????

43. Un cambio de clima atribuido directa o indirectamente a la actividad humana que altera la composición de la atmósfera mundial y que se suma a la variabilidad natural del clima observada durante períodos de tiempo comparables. CMNUCC Nueva York, Mayo 9 de 1992 Cambio Climático

44. Posible aumento en la temperatura superficial del planeta que se produciría como consecuencia de un aumento importante y rápido de las concentraciones de gases de invernadero en la atmósfera. Una variación estadísticamente significativa ya sea en el estado medio del clima o de su variabilidad, persistiendo por un periodo amplio (tíopicamente décadas extenso o mas). El Cambio Climático puede deberse a procesos naturales internos o a forzantes externos o a cambios antropogénicos persistentes en la composición de la atmósfera o en el uso del suelo IPCC, 2004 Qué es el Cambio Climático?

45. El cambio climático global es una modificación atribuida directa o indirectamente a las actividades humanas que alteran la composición global atmosférica, agregada a la variabilidad climática normal observada en períodos comparables de tiempo.

46. El Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC) estima que un incremento al doble de la concentración de CO 2 atmosférico respecto a la concentración pre-industrial traería como consecuencia un incremento de temperatura de 1.5 a 3.5 ºC Consecuencias del Cambio Climático Global

48. Tendencias del clima mundial Desviación de la temperatura mundial respecto a la media 1961-1990 Desviación de la temperatura en Europa respecto a la media 1961-1990

49. 2001: Rompimiento del glacial Pine Island, Antartica (42 x 17 km) http://eospso.gsfc.nasa.gov/eos_homepage/for_educators/educational_publications.php

51. Sequías y desertificación Inundación en zonas costeras Impactos del cambio climático en México

52. Zonas vulnerables al ascenso del nivel del mar

56. Sequía Meteorológica: Déficit de precipitación respecto a la media anual o estacional y su duración en una región determinada. Escenario actual Escenario Modelo CCC

57. Cambios en la severidad meteorológica Modelo GFDL-R30 Modelo CCC

59. Agua suministrada por habitante (litros/día) Diferencias absolutas en el consumo de agua por habitante 1990-2025

60. Tendencias locales: Temperatura en la Cd. de México

61. Temperaturas máximas para el mes de abril. . . Promedio 1951-1980 2050

63. Estrategias Internacionales: El 4° Informe de Evaluación de IPCC (2007)

65. La concentración atmosférica global de CO 2 , NH 4 y N 2 O se ha incrementado como resultado de las actividades humanas desde 1750 y actualmente excede por mucho los niveles preindustriales estimados a partir de núcleos de hielo los cuales abarcan miles de años. El incremento de CO 2 se debe principalmente al uso de combustible fosil y al cambio en el uso del suelo ya que el CH 4 y el N 2 O se deben principalmente a la agricultura.

70. Comparación de la temperatura superficial registrada a escala continental y global de con los resultados simulados por modelos climáticos utilizando forzantes naturales y antropogénicos

72. Cambios en los sistemas físicos y biológicos y en la temperatura superficial. 1970-2004

82. Y que hacer al respecto?

83. Métodos teóricos para reducción de CO2: Fertilización oceánica.

84. Incremento en la productividad (medido como clorofila) en una zona fertilizada con hierro ( ○ ) comparada con una zona sin fertilizar ( ● ). Days since beginning of the experiment

85. Incremento en la producción de sulfuro de dimetilo como producto de el incremento de la productividad en una zona fertilizada con hierro ( ○ ) comparada con una que no lo fue ( ● )

86. Algas DMS Degradación/Perdidas DMS SO 2 Sulfato en Aerosol Sulfato de Amonio Nitratos NH 3 /NH 4 + NH 3 NH 4 + Polvo FeIII s FeII d +OH SO 2 +OH H 2 SO 4 Sal Cl Ozono Balance de Radiación

87. DMS SO 2 Sulfato en aerosol H 2 SO 4 Balance de Radiación RETROALIMENTACIÓN NEGATIVA DMS Algas Degradación/pérdida

88. Métodos teóricos para reducción de CO2: Inyección oceánica

89. Métodos teóricos para reducción de CO2: Inyección oceánica Modelación

90. How Economists Have Misjudged Global Warming

92. GLOBAL WARMING: Early Warning Signs http://www.climatehotmap.org/ Fingerprints and Harbingers Heat waves and periods of unusually warm weather Sea level rise and coastal flooding Glaciers melting Arctic and Antarctic warming Spreading disease Earlier spring arrival Plant and animal range shifts and population declines Coral reef bleaching Downpours, heavy snowfalls, and flooding Droughts and fires

93. Impactos del CC en México y Centroamérica

94. Impactos del CC en América del Norte

95. ¿QUÉ ES EL PROTOCOLO DE KIOTO? Es un acuerdo jurídicamente vinculante cuyo objetivo es que en el período 2008-2012, los países industrializados reduzcan sus emisiones colectivas de gases que causan el efecto invernadero en un 5.2%, respecto a 1990.