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Cambio climatico 2010
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Cambio climatico 2010

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

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Cambio climatico 2010 Cambio climatico 2010 Presentation Transcript

  • Cambio Climático Global M.C. Raúl Vera Alejandre CIIEMAD-IPN
  • 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.
    • Contenido:
    • Conceptos Generales
    • El efecto invernadero
    • El ciclo del carbono y sus sumideros
    • Qué es el Cambio Climático?
  • 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.
  • Principales gases que constituyen de la atmósfera (en %) de los planetas próximos a la Tierra
    • Venus Tierra* Marte
    • Nitrógeno 3 78.3 3
    • O2 0 21 1
    • CO2 96 0.03 95
    • Vapor de agua ? 0.001 ?
    *Además de otros gases en menor concentración como el argón, helio, neón y xenón. P: Cuáles son las diferencias y que implicaciones tiene para el “clima” existente en cada planeta?
  • 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.
  • Temperie: Es el estado de humedad y temperatura que presenta la troposfera en un momento y lugar dado. Es de corta escala. También conocido como tiempo meteorológico o simplemente “el estado del tiempo”.
      • Hora del día
      • Velocidad y dirección de los vientos
      • Nubosidad, etc.
  • Clima: Es el promedio de la temperatura registrada en un lugar o región en periodos de tiempo amplios (comúnmente mas de 30 años).
      • Patrón de vientos
      • Precipitación
      • Corrientes marinas
      • Vulcanismo
      • Actividad solar
      • Cambio en el eje rotación, etc.
  • Componentes del sistema climático:
    • Atmósfera
    • Hidrosfera (océanos)
    • Continentes
    • Criosfera
    • El Sol
    • La Tierra
  • Albedo: Porción de luz que refleja un cuerpo respecto de la que recibe. Es una medida de la capacidad reflejante de un cuerpo.
  • 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
  • Por qué se produce?
  • Qué es un espectro . . . . . . . .electromagnético?
  • Espectro electromagnético http://emma.la.asu.edu/EDUCATION/rpconline/rpc/march99/mar_99_span.pdf
  • Espectro electromagnético
  •  
  • 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.
  • 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
  • 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
  • μ m Radiación solar (incidente) Radiación terrestre (emitida)
  •  
  •  
  • http://earthobservatory.nasa.gov/Features/Paleoclimatology_IceCores/Images/greenland_drilling.jpg
  • El clima en el pasado reciente . . . Pequeña edad de hielo
  • El clima en el pasado aún mas reciente. . .
  • Temperatura superficial global próxima a las cinco erupciones volcánicas que han tenido el mayor impacto en el clima mundial en los últimos 120 años Años a partir de la erupción
    • Krakatoa (1883)
    • Santa María (1902)
    • Agung (1963)
    • El Chichonal (1982)
    • Pinatubo (1991).
  • El volcán Agung, Bali (1963)
  • El Chichonal, México (1982) http://www.jornada.unam.mx/2002/01/28/cien-tzotzil.html www.mexicodesconocido.com.m
  • Cambio en la temperatura troposférica global a consecuencia de la erupción del Monte Pinatubo (1991)
  •  
  •  
  • El ciclo del carbono y sus sumideros
  • Reservorios en GtC y flujos en GtC/año
  •  
  • ¿Saben qué dicen por ahí? Que nosotras somos las causantes del calentamiento global . . .
  •   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
  •  
  • Principales países productores de CO2
  •  
  • Pero solo ellos?????
  •  
  •  
  • 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
  • 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?
  • 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.
  • 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
    • Cambio en los patrones mundiales de precipitación
    • Elevación del nivel del mar de 0.2 a 0.6 m, esto debido tanto a la expansión térmica de los océanos como al derretimiento de los glaciares y hielos polares
    • Cambios en la humedad del suelo
    ... lo que a su vez provocaría:
  • 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
  • 2001: Rompimiento del glacial Pine Island, Antartica (42 x 17 km) http://eospso.gsfc.nasa.gov/eos_homepage/for_educators/educational_publications.php
  •  
  • Sequías y desertificación Inundación en zonas costeras Impactos del cambio climático en México
  • Zonas vulnerables al ascenso del nivel del mar
    • Modificación de la línea de costa
    • Procesos de erosión costera magnificados
    • Pérdida de humedales y otros ecosistemas
    • costeros incluyendo zonas arrecifales
    • Mayor impacto de tormentas y huracanes
    • Salinización de cuerpos de agua e intrusión salina
    Impactos al medio natural provocados por un aumento del nivel del mar Golfo de México
    • Inundación de ciudades (Veracruz, Coatzacoalcos, Cd. Del Carmen, Campeche, etc.)
    • Procesos de migración importantes
    • Escasez de tierras altas en la región para la ubicación de asentamientos urbanos e industriales
    • Mayor daño por exposición a tormentas
    Impactos Sociales por un aumento del nivel del mar Golfo de México
  • Impactos Económicos del aumento del nivel del mar en el Golfo de México
    • Pérdida de actividades productivas: ganadería, plantaciones de caña, cocoteros, cacao, etc.
    • Riesgo para la infraestructura petrolera
    • Riesgo para la infraestructura turística: Cancún
  • Sequía Meteorológica: Déficit de precipitación respecto a la media anual o estacional y su duración en una región determinada. Escenario actual Escenario Modelo CCC
  • Cambios en la severidad meteorológica Modelo GFDL-R30 Modelo CCC
  •  
  • Agua suministrada por habitante (litros/día) Diferencias absolutas en el consumo de agua por habitante 1990-2025
  • Tendencias locales: Temperatura en la Cd. de México
  • Temperaturas máximas para el mes de abril. . . Promedio 1951-1980 2050
  •  
  • Estrategias Internacionales: El 4° Informe de Evaluación de IPCC (2007)
  •  
  • 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.
    • 0 5,000 0
    • Años
    • (antes de 2005)
    CO 2 ppm NH 4 ppb N 2 O ppb
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  •  
  • Comparación de la temperatura superficial registrada a escala continental y global de con los resultados simulados por modelos climáticos utilizando forzantes naturales y antropogénicos
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  • Cambios en los sistemas físicos y biológicos y en la temperatura superficial. 1970-2004
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  • Y que hacer al respecto?
  • Métodos teóricos para reducción de CO2: Fertilización oceánica.
  • 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
  • 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 ( ● )
  • 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
  • DMS SO 2 Sulfato en aerosol H 2 SO 4 Balance de Radiación RETROALIMENTACIÓN NEGATIVA DMS Algas Degradación/pérdida
  • Métodos teóricos para reducción de CO2: Inyección oceánica
  • Métodos teóricos para reducción de CO2: Inyección oceánica Modelación
  • How Economists Have Misjudged Global Warming
    • Por qué gastar trillones de dólares para recuperar solo billones?
    • Wall Street [el mercado] considera al medio ambiente como irrelevante
    • No hay justificación para imponer mayores costos a la economía con la intención de reducir la emisión de GEI
    • Un esfuerzo masivo para reducir el CC hoy en día podría ser prematuro
    • No vamos a hablar de una nueva economía por que no hay nada equivocado en la vieja
    • Se quiere reducir las emisiones de CO2 bajo un tratado internacional que podría poner en riesgo la industria americana
    • Es irresponsable sujetar a los EEUU bajo un tratado de la ONU que puede paralizar nuestra economía.
    • La ciencia ha hablado: el calentamiento global es un mito
    How Economists Have Misjudged Global Warming
  • 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
  • Impactos del CC en México y Centroamérica
  • Impactos del CC en América del Norte
  • ¿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.
  •  
    • Es el único mecanismo internacional para hacer frente al cambio climático.
    • Contiene objetivos legalmente obligatorios para que los países industrializados reduzcan las emisones de 6 gases invernadero de origen humano como dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) y óxido nitroso (N2O), además de tres gases industriales fluorados: hidrofluorocarbonos (HFC), perfluorocarbonos (PFC) y hexafluoruro de azufre (SF6).
  •  
  • El acuerdo fue suscrito el 10 de junio de 1997.
    • Consta de 28 artículos y Anexos donde se especifica los gases de efecto invernadero, Categorías de las fuentes(energía, procesos industriales), etc.
    • Entonces 34 países industrializados, se comprometieron a cumplir determinadas metas.
    • Para que el Protocolo entrará en vigor tenía que ser ratificado por los países industrializados causantes del 55% de las emisiones de estos gases.
    • Cuatro de los 34 países originales no lo han ratificado:
      • Estados Unidos (36.1%)
      • Australia (2.1%)
      • Liechtenstein (0.001%)
      • Mónaco (0.001%)
    • El acuerdo ha entrado en vigor sólo después de que 55 naciones que suman el 55% de las emisiones de gases de efecto invernadero lo han ratificado.
    • En la actualidad 129 lo han ratificado alcanzando el 61.6% de las emisiones.
  • PRINCIPALES PAÍSES INDUSTRIALIZADOS EMISORES EN 1990
    • Estados Unidos (36.1%)
    • Unión Europea (24.2%)
    • Federación Rusa (17.4%)
    • Japón (8.5%)
    • Canadá (3.3%)
    • Australia (2.1%)
    • Las Naciones de la Unión Europea deberán disminuir sus emisiones totales en un 8%, mientras que Japón deberá hacerlo en un 5%.
  • METAS
    • Reducir las emisiones de seis gases contaminantes, en relación a los niveles registrados en 1990.
    • Cada país signatario tiene sus propias metas.
    • A algunos países con bajas emisiones se les autoriza a incrementarlas, lo que posibilita las negociaciones entre los países industrializados para reducir las emisiones.
    • También los países que sobrepasen sus cuotas de emisiones podrán comprarles “unidades de carbono” a países que emitan menos.
  • ¿Se han cumplido las metas?
    • Los países industrializados disminuyeron sus emisiones. En aproximadamente 3%.
    • La ONU dice no se están cumpliendo las metas y predice que para 2010 las emisiones estarán 10% encima de los niveles de 1990.
    • Sólo 4 países de la unión Europea podrán cumplir sus objetivos para el final de la década.
  • ESTADOS UNIDOS
    • Argumento
    • George W. Bush se retiró del Protocolo en 2001, ya que este dañaría gravemente la economía de su país.
    • “ El segundo mayor emisor de gases de efecto invernadero del mundo es China. Sin embargo, se liberó a China de cualquier responsabilidad respecto al Protocolo de Kioto. Este es un desafío que requiere un 100% de esfuerzo de nuestra parte, pero también del resto del mundo”.
    • E.U. Considera que el Tratado es injusto y permitiría a los países “no industrializados” pero con grandes industrias contaminates, obtener ventajas, debido a que no tendrían que dedicar grandes inversiones para cumplir con el protocolo.
  • Algunos estiman que el tratado es débil, que sin el apoyo de E.U. no puede prosperar, ya que para controlar el problema es necesario reducir hasta en un 60%
    • Otros dicen que su no aplicación significaría un desastre y que el acuerdo aporta un marco adecuado para futuras negociaciones.
    • En algunos países ya es una ley.
    • Sin el protocolo, políticos y empresas que busquen crear una situación ambiental más sana tendrían que enfrentar un panorama más difícil.
  • ¿QUE SIGUE?
    • Reducir sus emisiones India y China.
    • Empezar a hablar de lo que ocurrirá después del 2012.
    • Emisiones de aviones y barcos que están fuera de las fronteras nacionales.
    • E.U.
    • Un sistema que se base en la intensidad de carbonos y no en niveles de emisión absolutos.
  • SUMIDEROS DE CARBONO
    • La madera desempeña un importante papel para combatir el cambio climático. Los árboles reducen el anhídrido carbónico de la atmósfera.
    • Aumentar el uso de los productos forestales estimula el crecimiento de los bosques y reducen las emisiones de gases de efecto invernadero, al sustituir los productos derivados de los combustibles fósiles.
    • Los árboles absorben y retienen el carbono de la atmósfera por medio de la fotosíntesis; cuando se recolecta la madera, el carbono permanece almacenado en todos los productos con un subsiguiente valor añadido, mitigando el cambio climático.
  • COMERCIO DE EMISIONES
    • Es una compra-venta de emisiones de gases de efecto invernadero entre países que tengan objetivos establecidos dentro del Protocolo de Kioto.
    • Los que reduzcan sus emisiones más de lo comprometido podrán vender los certificados de emisiones excedentarios a los países que no hayan alcanzado cumplir con su compromiso.
    • Si algún país vendiese más cuotas de emisiónde las permitidas se le prohibirá vender CO 2 hasta que restaure los niveles exigidos teniendo un plazo de 30 días para ello.
    • El comercio de emisiones, entrará en pleno funcionamiento en el 2008 a nivel internacional según el Protocolo de Kioto.
    • En el PNA se ha establecido la cantidad de emisiones que podrá emitir cada uno de los sectores implicados.
  • OTROS MECANISMOS DE KIOTO
    • Aplicación Conjunta (AC) Este mecanismo permite que un país industrializado invierta en otro país industrializado para la ejecución de un proyecto encaminado a reducir las emisiones de gases invernadero o incrementar la absorción por los sumideros.
    • El país inversor obtiene certificados para reducir emisiones aun precio menor, y el país receptor recibe la inversión y la tecnología.
    • Pueden participar gobiernos, empresas y organizaciones privadas.
  • MECANISMOS DE DESARROLLO LIMPIO (MDL)
    • Este mecanismo ofrece a los gobiernos y a las empresas privadas de los países industrializados la posibilidad de transferir tecnologías limpias a países en desarrollo, mediante inversiones en proyectos de reducción de emisiones o sumideros, recibiendo certificados de emisión que servirán como suplemento a sus reducciones internas.
    • Problema es en el tipo de proyectos (centrales térmicas de combustibles fósiles o grandes infreestructuras hidraúlicas) que comprometerían el desarrollo sostenible necesario para establecer las bases necesarias para reducir emisiones más allá del Protocolo de Kioto.
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