Tema 11

Variabilidad Climática II:Paleoclimas y Cambio Climático Global

Preguntas claves:

1. ¿cómo conocemos el clima del pasado?2. ¿qué nos dicen los registros?3. ¿qué ha producido los cambios climáticos?4. ¿qué ha ocurrido en el siglo XX?5. ¿natural o antropogénico?6. ¿qué podemos esperar?

Paleoindicadores: indirecta estimación de Temp. y Precip.

Paleoindicadores (Proxies)

La visión general

Ano

mal

ías

de te

mpe

ratu

ra

c/r a

l pre

sent

e

Entre mas reciente mas detalle...

LGM

Entre mas reciente mas detalle...Reconstrucciones de P y T

¿Que factores pueden alterar el clima terrestres?

• Factores internos: tectónica, volcanismo,...• Factores externos: actividad solar, meteoros,....

Factores Internos

Factores Externos

Cambios en Geometría Tierra-Sol → Cambios en energía dipsonible

Teoría de Milankovish

Cambios en Geometría Tierra-Sol → Cambios en energía disponible→ “Gatillo” para cambios climáticos globales...

An often-cited 1980 study by Imbrie and Imbrie determined that "Ignoringanthropogenic and other possible sources of variation acting at frequencies higherthan one cycle per 19,000 years, this model predicts that the long-term cooling trendwhich began some 6,000 years ago will continue for the next 23,000 years."[4]

4th IPCC Report

Calentamiento globalNO es uniforme ni en el

tiempo ni el espacio

3th IPCC Report

ΔT ∼ 0.25°C/decade

ΔT ∼ 2.50°C/century

1977-2005:

ΔT ∼ 0°C/decade

TENDENCIA DE LA PRECIPITACION ANUAL - 1950-2000

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

30 32 33 34 35 37 38 39 40 42 45 53

Latitud Sur

mm

/10

años

Ref.: Quintana, 2004

Semiarid climateMAP ∼ 30-500 mmσ(IA)/MAP ∼ 0.3 – 0.5Strong ENSO Impact

Figura 2. Tendencia de la precipitación anual expresada como el cambio porcentual por década (el porcentaje se evalúa con respecto al promedio de precipitación durante el periodo respectivo).

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

12

28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54

1950 - 20001970 - 2000

Lat. (ºS)

Por

cent

ajeΔ

/PA

M

Factores de cambio climático• Factores antrogénicos: Cambios en la composición de la atmósfera terrestre, uso de suelo, etc.

Balance Global de Energía del Planeta Tierra(promedio en latitud y longitud)

Gases InvernaderoH2O, CO2, CH4, N20

Efecto invernadero antrópicoSistema planetario intenta mantener un balance entre

radiación recibida y radiación emitida

CO2 x 2 CO2 x 2

T = −18°C

S L236 236

S L236 232

S L236 236

S L236 236

CO2 x 2+ retroalimentación

H2O (+60%) Hielo/Albedo (+60%)

Nubes?Oceano?

TS = 15°C TS = 15°C ΔTS ~ 1.2K ΔTS ~ 2.5K

Durante el siglo XX el océano/biosfera ha capturado cerca del 40% del CO2 emitido…captura puede variar (± ?) con incremenento de T

Proyecciones climáticaspara el siglo XXI:

Modelos numéricos de la atmósfera/oceanoProyecciones de GEI (escenarios de desarrollo)

gFpVkfdtVd

R

vvvr

+−∇−=×+ρ1ˆ

SfcConvRADP QQQSTVt

++=−∇⋅+∂∂ ω)(

v

0=∂∂+⋅∇

pV ωv

pRT

pgz −=∂

∂ )(

Momentum eqn.

Energy eqn.

Mass eqn.

Idea gas law

Atmospheric circulation is governed by fluid dynamics equation + ideal gas thermodynamics

ECdt

dqv +−=

rr SEC

dtdq

+−+=

Water substanceeqns.

Δ lat

Δ lon

Δ z

Δlat ~ Δ lon ~ 1° - 3° Δz ~ 1 km Δt ~ minutes-hoursTop of atmosphere: 15-50 km

Global Models (GCM)

Concentración de CO2y otros GEI determinanlas condiciones medias

de la atmósfera

GCMs

Regional Models (LAM, Mesoscale Models)

Δx ~ Δ y ~ 1-50 km Δ z ~ 50-200 m Δ t ~ secondsLx ~ L y ~ 100-5000 km Lz ~ 15 km LBC from GCMs

Main Problem: Garbage in – Garbage out

Δ z

Δ y

Δ x

Ly

Lx

Lz

Model:• PRECIS – UK

Single domain• Horiz. grid spacing. 25 km• 19 vertical levels• Lateral BC: HadAM every 6h• Sfc. BC: HadISST1 + Linear trend

Simulations• 1961-1990 Baseline• 2071-2100 SRES A2 y B2• 30 years @ 3 min → 4 months per

simulation in fast PC

Proyecto CONAMA – DGF/UCHhttp://www.conama.cl/portal/1301/article-39442.html

http://www.dgf.uchile.cl/PRECIS

ConclusionesExisten manifestaciones del cambio climático asociado a los GI en las últimas décadas a lo largo del país.

Cambios proyectados son en algunos casos similares en magnitud y signo a los observados en las últimas décadas.

Recursos hídricos superficiales se verán afectados por disminución de precipitación y aumento de temperatura

Necesidad de evaluar los efectos “sectoriales” de un cambio climático asociado a los GI. Quienes ganan, quienes pierden?