Cambio Climatico

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Cambio Climatico

  1. 1. Cambio Climático Hechos y Evolución probable Dr. Willy H. Gerber www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  2. 2. Los Glaciares Hace tiempo que escuchamos que los glaciares retroceden Estado del Glaciar 1990 Retroceso desde 1900 = 1687 m ¿Es así? www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  3. 3. Los Glaciares 1940 Glaciar Pasterze con Großglockner (3798 m) y Johannisberg (3467 m). Un pequeño recorrido por los Glaciares europeos muestra que todos están retrocediendo. 2000 www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  4. 4. Los Glaciares 1900 Glaciar Pasterze con Großglockner (3798 m). Algunos ya casi desaparecieron. 2000 www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  5. 5. Los Glaciares 1940 Glaciar Rhone (Rodano) con Hotel Belvedere (2274 m). En algunos casos sólo quedan nuestros edificios desde los cuales los observábamos. En el caso del Glaciar del Rhone existe una cueva que permite ver lo que queda „por debajo“. 2000 www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  6. 6. Los Glaciares 1904 Se estima que en 100 años los Alpes no tendrán nieve. Glaciar Gepatschferner La reducción de los Glaciares es innegable. 2000 www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  7. 7. Los Glaciares También en África; se calcula que el Glaciar del Kilimanjaro se habrá derretido completamente en los próximos 20 años. www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  8. 8. Los Glaciares También en Chile se puede observar el retroceso, como se ve en el caso del Glaciar Cipreses (Cuenca del Cachapoal) www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  9. 9. Los Glaciares Mucha información 1930 es no visual, como las indicaciones en Bitácoras, respecto de que no era factible navegar por la presencia de glaciares 1992 y témpanos en la ruta. 2000 Sin embargo hay que tener cuidado, pues algunos Glaciares hace poco aún expandían (Brüggen o Pío XI) www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  10. 10. Calentamiento ? ¿Qué podemos esperar? ¿Se está calentando la tierra? ¿Por qué? www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  11. 11. “Facts” son En los últimos 20 años la tierra se ha calentado en 0.3 Grados Celsius, mientras que la concentración de CO2 en la atmósfera se incremento en 10%: www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  12. 12. Casualidad Existe una correlación entre la concentración de CO2 en la atmosfera y la temperatura sobre la tierra: Desviación de la Temperatura Jahr CO2 Temperatura en Isotopos Burbujas en el hielo www.gphysics.net – Klimawandel-Version 06.08
  13. 13. Otra posibilidad? Ciclo solar Irradiación solar (W/m2) La teoría de las manchas solares ya fue Temperatura global descartada por la mayoría de los científicos. www.gphysics.net – Klimawandel-Version 06.08
  14. 14. ¿Porqué ocurre esto? Actualmente la mayor parte de los científicos concuerdan en que la causa es el efecto invernadero producido por el vapor de agua, CO2, O3 (ozono), N2O y CH4. www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  15. 15. ¿No será casualidad la dependencia? Históricamente existe una fuerte correlación entre la concentración de CO2 en la atmósfera y la temperatura en la tierra: Desviación estándar Año www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  16. 16. ¿No existirán otras causas? Ciclo Solar Radiación solar (W/m2) Anomalía en la temperatura (°C) Nota: la teoría de la radiación Temperatura global solar ya no se considera seriamente. Existe máximo una correlación en las fluctuaciones pero no en la tendencia misma. www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  17. 17. ¿Qué es el efecto invernadero? Los rayos solares tienen largos de onda Sol que percibimos en parte como colores y como calor. Luz visible Intensidad Infrarrojo Largo de onda www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  18. 18. La radiación solar penetra el invernadero (la atmosfera) El vidrio es como la atmósfera: Sol transparente para la luz solar. La luz penetra el invernadero tal como lo hace con la atmósfera. La luz es reflejada en el invernadero, por eso lo podemos ver. www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  19. 19. Los objetos en el invernadero (tierra) irradian a su vez La radiación calienta los cuerpos dentro del invernadero (en el caso de la tierra, la superficie y el mar). El cuerpo también irradia, sólo que con otro largo de onda (infrarrojo o sea „calor“). www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  20. 20. Sin embargo no toda la radiación puede escapar El problema es que tanto el vidrio como la atmósfera no son totalmente transparentes para este tipo de radiación, por lo que sólo puede escapar parcialmente: La consecuencia es que se acumula calor en el invernadero/tierra y la temperatura sube.
  21. 21. Permeabilidad de la atmosfera La atmósfera es sólo parcialmente permeable a la radiación. Si se observa el espectro de transmisión, se ve que para ciertos largos de onda la transmisión es mucho menor:
  22. 22. ¿Cual es el flujo de la radiación? ¿Y por qué no sube la temperatura a infinito? La energía reflejada vuelve a la superficie y puede ser emitida en otro largo de onda, con lo que finalmente puede abandonar la tierra. Valores en W/m2 Radiación solar Radiación de calor (Transmisión + Convección) 342 Transmisión de calor 77 195 Efecto invernadero „natural“ 67 Atmósfera 168 30 24 78 40 350 324 Superficie De esta forma, se establece un punto de equilibrio a una temperatura mayor. www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  23. 23. Rol de las nubes La capa de nubes forma un manto en torno de la tierra: Contribucion normal 20.6 °C www.gphysics.net – Klimawandel-Version 06.08
  24. 24. ¿Pero no será una fluctuación normal? Aumento En 30%!!! Era industrial Año Contribución normal 7.2 °C www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  25. 25. Origen De donde viene Industrial (Energía) Industrial (Producción) Comercial todo el CO2? Residencial Electricidad Transporte Agricultura, Forestal y Basura www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  26. 26. ¿Hay una relación directa entre el carbono y el calentamiento? Emisión global de Carbono fósil Millones de Toneladas al año Total Petróleo Carbón Gas Cemento Variación de Temperatura (°C) Temperatura Global Promedio anual Promedio cinco años ? www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  27. 27. ¿Que puede afectar la concentración de CO2 en el aire? El flujo de Carbono se deja representar por: Combustible Agro Valores en kT/año 5.5 1.6 Atmósfera 90 90 2.0 120 60 0.5 1.3 60 Agua de superficie Vegetación 100 100 60 Agua Suelo profunda Valor medio en los 80 Adicionales por año De esta forma, se acumulan anualmente 3.3 kt adicionales de Carbono en el aire. www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  28. 28. ¿Qué pasa en el mar? Con la concentración adicional de CO2 en el mar, este se torna cada vez más acido, lo que reduce la población de peces. Actualmente la distribución es la siguiente: Cada líquido tiene un punto de saturación en que no puede disolver mas del gas (CO2). Al momento que ocurra esto, la concentración de carbono subiría a un ritmo de 5.3 kt por año. www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  29. 29. ¿Hay otros gases? CO2 no es el único „gas invernadero“; también lo es el óxido de nitrógeno (NO2) producido por la industria : Contribución “normal” 1.4 °C www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  30. 30. ¿Algún gas no industrial? Actualmente se discute el efecto del Metano (CH4), que ha aumentado en 150% desde el inicio de la era industrial!!! Aumento en Era industrial 150%!!! www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  31. 31. El Metano viene en gran medida del aumento de población Ganadería 22% Arroz 18% Gas y petróleo 14% Quemas 14% Desechos líquidos 10% Carbón 9% Desechos sólidos 8% Abono 4% Industria 1% Marzo Agosto www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  32. 32. ¿De que depende el Metano (CH4)? Contribución “normal” 0.8 °C Entre 1950 y 2000: 1125 ppb CH4 y 2.5 billones de personas a 1750 ppb CH4 y 6.0 billones de personas www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  33. 33. Curiosidades El problema es que el Metano (CH4) es un gas invernadero muy efectivo, sólo que con su baja concentración no era relevante. Actualmente, esto está cambiando, lo que ha llevado a publicaciones curiosa en los diarios. La „Cuarta“ alemana preguntaba si los arboles eran culpables de su destrucción. www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  34. 34. ¿No podrán ser fluctuaciones después de todo? Variaciones de la concentración de CO2 y temperatura en los últimos 400’000 años Nivel actual 300 ppmv 280 ppmv Promedio Últimos + 4°C Variaciones 1000 años 0°C Sin Atm. -18.0°C Nubes +20.6°C CO2 + 7.2°C NO2 + 1.4°C CH4 + 0.8°C Conclusión personal: 3° a 5° parece incluso optimista Con Atm. +14.4°C www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  35. 35. ¿Se puede medir esto? Conclusión: Científicos comisionados por Naciones Unidas (IPCC) llegaron a la conclusión que: La temperatura del planeta subirá en los próximos 100 años en a lo menos 3 grados. Si se libera metano adicional (plantación, reservas submarinas, etc.) y/o el mar se comienza a saturar, la temperatura puede llegar a subir en 5 a 7 grados. www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  36. 36. ¿Qué es probable que ocurra? Proyecciones de calentamiento Temperatura (°C) Incremento de la Real Proyectado (1995-2004) (2070-2100) Incremento de la Temperatura (°C) www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  37. 37. ¿Qué consecuencia son probables? ¿Qué podemos esperar si la temperatura realmente sube de esta forma? www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  38. 38. Algo de física primero Si calentamos agua observamos convección Agua Agua caliente fría asciende desciende Un efecto similar se observa en la atmósfera: se forman celdas. www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  39. 39. Como se observa esto en el planeta En total se forman tres tipos de celdas, la de Hadley, la de Ferrel y la Polar. Estas provocan tanto vientos verticales como horizontales: Celda Polar Aire sube Celda de Ferrel Aire baja Celda de Hadley Aire sube Celda de Hadley Aire baja Celda de Ferrel Aire sube Celda Polar El movimiento horizontal desplaza masas de aire entre zonas de distinta velocidad de rotación. www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  40. 40. ¿Cómo afecta la rotación de la tierra? En el ecuador, la velocidad es máxima mientras que en los polos, mínima. De esa forma, una corriente desde el ecuador hacia el norte (ej. celda de Hardle) se adelanta al aire en el lugar: Una corriente que se acerca al ecuador (ej. celda de Ferrel), se atrasa respecto del aire en el lugar. www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  41. 41. Huracanes La combinación de ambos movimientos llevan a la generación de huracanes. www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  42. 42. ¿Cómo afecta el calentamiento? El aumento de temperatura lleva a un incremento de la frecuencia e intensidad de los huracanes: www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  43. 43. Inevitable Los huracanes cumplen una función: equiparan diferencias de temperatura. www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  44. 44. Las Aseguradoras ya hicieron sus cálculos Numero de catástrofes climáticas (valores 2004) Perdidas aseguradas ($ b) Numero de eventos Eventos Perdidas Tendencia Eventos Tendencia Perdidas www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  45. 45. Habrán nuevas New Orleans www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  46. 46. Y en tierra tornados En tierra serán los tornados. Más frecuentes e intensos. www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  47. 47. Otros conceptos importantes: la inercia y las oscilaciones Si perturbo un sistema este tratará de volverse a „acomodar“ a la nueva situación. Si existe „inercia“ esto puede llevar a oscilaciones. Si el sistema es complejo puede reaccionar de una forma „inesperada“. www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  48. 48. Ejemplo de Oscilaciones: el fenómeno del “El Nino” Normal El Niño húmedo seco húmedo www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  49. 49. Ejemplo de Oscilaciones: el fenómeno de “El Nino” en África El Niño 1992 La Niña 2000 Sequía extrema Inundaciones, brotes de Epidemias (mosquitos) www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  50. 50. Extremos en lluvias y deshielos: inundaciones y deslizamientos www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  51. 51. Hasta que adaptemos nuestra infraestructura www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  52. 52. También el costo de las inundaciones se ha estimado Pérdidas por inundaciones en USA, Europa y Japón Números de eventos www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  53. 53. Lo que sobra en un lugar, falta en otro. www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  54. 54. Oscilaciones y tendencias Ejemplo intensidad de los ciclones en el Atlántico y Pacífico occidental: Extremos se compensan y al final lo que queda es la tendencia central. www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  55. 55. Temperaturas extremas Ejemplos de temperaturas extremas en Europa y América www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  56. 56. Corrimientos de Zonas Climáticas Con el corrimiento de las Zonas Climáticas comienza … … la “migración” de Flora y Fauna (dentro de lo posible). www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  57. 57. Plagas que afectan los cultivos Nivel de producción: Toneladas por hectárea Aún no se observan variaciones significativas www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  58. 58. Migración de insectos El mosquito de la Malaria pasa las vacaciones en Francia. Mosquito Tigre: descubrió América www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  59. 59. Reducción de especies Estructura inicial Muerte por cambio climático Muerte por incapacidad de adaptación Cuidado: el hombre también es parte de esta cadena www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  60. 60. Calentamiento y pequeña edad de hielo www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  61. 61. ¿Se puede medir esto? El argumento de la película habla de que la corriente del golfo colapsa y con ello cesa el suministro de agua cálida a las costas de Europa (Inglaterra, Irlanda y Noruega). Existen primeros indicios de que está cambiando la forma como se desplaza la corriente del golfo, pero es prematuro para indicar la evolución probable.. www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  62. 62. ¿Qué consecuencia traen los deshielos? En Groenlandia se observa como desaparecen los Glaciales. www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  63. 63. ¿Y en la antártica? 2003 se observo como un Eisberg de 120 km de largo se desprendió y comenzó a navegar. www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  64. 64. ¿Qué se ha medido? Cambio medio anual del grosor (cm/año) Cambio acumulado del grosor de glaciares (metros) www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  65. 65. ¿Qué consecuencia trae para el polo norte? Zonas enteras del ártico y de la antártica se volverán libres de hielo. Lo que hace peligrar varias especies de animales. www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  66. 66. ¿Qué pasara con el agua adicional? Desde el comienzo de la era Industrial los mares han subido en 20 cm. Si las capas polares se derriten (lo que podría ocurrir en 40 años) el mar subirá 6 metros. www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  67. 67. Zonas que desaparecerían Florida (10m) New Jersey, New York <. Bronx (10m) Bangladesh (7m) Holanda y Alemania (5m) www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  68. 68. ¿Consecuencias? La historia está marcada por las condiciones ambientales. Fin de los Mayas (desgaste de suelos) Fin de los Moches (intenso El Niño)) Fin de colonia Fin del Imperio Vikinga en Mesopotámico Groenlandia (sequía prolongada (siglo 14) 2200AC) Fracaso en Rusia Napoleón Hitler www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  69. 69. ¿Y en nuestra sociedad? Pérdidas Agro Ind cosechas Daños Enfermedades infraestructura Per Srv Pérdidas de bienes Servicios Personas Industria Agro GDP PPP per Cápita www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  70. 70. ¿Y en nuestra sociedad? Las bajas en oferta significarán alzas en precios. Las alzas en demanda Resultado: pueden llevar a desabastecimiento Deterioro de la (productos y servicios) Economía. Las bajas de recursos Deterioro del pueden llevar a Estándar de vida pérdidas de puestos de las personas de trabajo y aumento de la cesantía. Protestas, levantamientos La baja de poder y migración. adquisitivo lleva a cambios en el comportamiento del consumidor. www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  71. 71. ¿Qué podemos esperar? La naturaleza tiene el poder de renovarse y regenerarse, CON o SIN la humanidad. www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  72. 72. Versiones anteriores Octubre 2006 Asociación de Astronomía y Astronáutica (Achaya) Agosto 2007 Deutsch Chilenischer Bund (DCB) Septiembre 2007 Burschenschaft Andinia (en alemán) Junio 2008 Burschenschaft Vulkania (en alemán) www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07
  73. 73. Contacto Dr. Willy H. Gerber wgerber@gphysics.net Instituto de Fisica Universidad Austral de Chile Campus Isla Teja Casilla 567, Valdivia, Chile www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07

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