Cambio climático global y sequía en Occidente
Kevin E. Trenberth NCAR
Clima
La atmósfera es “algo común.” El aire sobre un sitio está típicamente a la mitad del camino alrededor del mundo una semana después, como se muestra por los vuelos alrededor del globo. La atmósfera es una zona de descarga de todas las naciones de contaminación de todos los tipos. Algunas tardan largo tiempo y son compartidas por todos. ¡Una consecuencia es el calentamiento global!
Emisiones de CO2 de combustibles fósiles
CO2 de combustibles fósiles acumulado (1850-2004) Porciones de emisiones de CO2 2004
Estados Unidos
Canadá, Australia-Nueva Zelanda
Rusia
Europa occidental Medio este
Latinoamérica
Población (millones)
Emisiones de CO2 en diferentes regiones en 2000 en términos de emisiones per cápita (altura de cada barra); población (ancho de cada barra); y total de emisiones (producto de población y emisiones per cápita = área de la barra).
Fuente: M. Grubb, http://www.eia.doe.gov/iea/
El efecto invernadero natural: cielo claro
CH4 N20
O3
8%
6%
Vapor de agua
Dióxido carbónico 26%
Vapor de Agua 60%
Dióxido carbónico Ozono Metano, óxido nitroso
Nubes también tienen un efecto invernadero
Kiehl y Trenberth 1997
El efecto invernadero
Alguna radiación solar es reflejada por la tierra a la atmósfera Algo de la radiación infrarroja pasa a través de la atmósfera y alguna es absorbida y reemitida en todas direcciones por las moléculas de gases invernadero. El efecto es calentamiento de la superficie de la tierra y de la parte baja de la atmósfera.
SOL
La radiación solar pasa a través de la atmósfera clara
La mayoría de la radiación es absorbida por la superficie terrestre y se calienta
Radiación infrarroja es emitida por la superficie terrestre
Calentamiento global está sucediendo
Desde 1970, aumento en: Dióxido de carbón Temperatura global SST global Nivel global del mar SST tropicales Vapor de agua Intensidad de lluvias Precipitación fuera de trópicos Intensidad de huracanes Sequía Disminución de:
Extensión de nieve Hielo en el mar Ártico
Variaciones en la temperatura de la superficie de la tierra
Trazo no lineal Calentamiento total 0.75ºC Arriba de 0.55ºC desde 1970
Alejamiento del promedio anual 1961-90 de los promedios de temperatura global, media 14.0°C, y concentraciones de dióxido de carbono en zonas congeladas y Mauna Loa (1958 on), media 333.7 ppmv. Actualizado de Karl y Trenberth 2003.
SST global:
periodo base 1901-70
C
Por la expansión de los océanos y deshielo de los glaciares
Nivel del mar está aumentando:
•Desde 1993 el nivel del mar ha crecido 37 mm (1.46 pulgadas) •60% por expansión del océano ya que las temperaturas han crecido, • 40% por derretimiento de los glaciares
Steve Nerem
Ondas de calor y incendios forestales Impacto sobre la salud y mortalidad humana, impacto económico, impacto en la vida silvestre y en el ecosistema.
Temperaturas veraniegas en Europa
Onda calurosa excepcional y sequía del 2003 fue un extremo alcanzado por el calentamiento global: 30 mil muertes.
From P. Jones
Capacidad de mantener agua
Una ley física básica nos dice que la capacidad de mantener agua en la atmósfera es superior al 4% por grado Fahrenheit de aumento en la temperatura.
Observaciones muestran que esto está sucediendo en la superficie y en la atmósfera baja, por 4% desde 1970 sobre los oceános. Esto significa que mayor humedad por tormentas y un efecto invernadero aumentado.
Cambios en la precipitación en EUA 1900 a 2002
Cambios en precipitación total, intensa, y muy intensa sobre EUA
Tendencia lineal arriba y significativa a 1%: 7, 14, 20% /centuria
Groisman et al 2004
Cambios en la frecuencia de huracanes
en el Norte del Océano Atlántico
Número de tormentas
Número de huracanes
Evidencia para la realidad del cambio climático
Deshielo de glaciares
Glaciar Muir, Alaska 1909 Glaciar Tobogán Alaska 2000
1900
Glaciar alpino, Austria
2003
Hemisferio norte mínima extensión de hielo en el mar (NSIDC V3):1979- 2005
Hemisferio norte mínima extensión de tierra cubierta de nieve (NSIDC Y3):1979- 2004
Disminución del hielo en el mar y cubierta de nieve
Calentamiento reciente mayor en el Ártico
NSIDC, 2005
Precipitación
Tendencias observadas (%) por décadas de 1951 – 2003, de la contribución al total anual de días muy húmedos mayor al percentil 95.
Alexander et al 2006
Regiones donde en décadas recientes fuertes precipitaciones >> a precipitaciones promedio
Actualizado de Groisman et al. (2005a).
Surface melt on Greenland Deshielo descendiendo en un molino: un cambio vertical llevando agua a la base de la capa de hielo.
Braithwaite Univ. Manchester
Derretimiento de nieve está ocurriendo más temprano junto con corrientes de 1 a 3 semanas. Los círculos grandes indican tendencias estadísticamente significativas al 90% de confianza.
De Stewart et al 2004 Climatic Change
Capa de nieve: En muchas áreas montañosas, calentamiento global, contribuye a: • Más precipitaciónes como lluvia más que como nieve, especialmente en el otoño y primavera. • derretimiento de la nieve ocurre más rápido y pronto en primavera • capa de nieve es por lo tanto menor al llegar el verano • humedad de la tierra es menor y el reciclado es menor • calentamiento global significa más sequía y calor • el riesgo de sequía aumenta considerablemente en verano • junto con hondas de calor e incendios forestales
Incendio forestal cerca de Denver 2002
Cuerpo humano: sudoración Viviendas: enfriadores evaporadores (pantanos enfriadores) Planeta tierra: Evaporación (si hay humedad)
e.g., Cuando el sol sale después de llover,
La primera cosa que sucede es que los charcos se secan, antes de aumentar la temperatura
Calentamiento global
Calor Temperatura y Evaporación Capacidad de mantener agua Humedad atmosférica Efecto invernadero e intensidad de lluvia Inundaciones y Sequías
Sequía:
3 tipos de sequía
1.Meteorológica: ausencia de lluvia 2.Agrícola: ausencia de humedad en la
tierra
3.Hidrológica: ausencia de agua en ríos,
lagos y reservorios
Lago Dillon, Colorado, 8 de Agosto del 2002
Cortesía R. Anthes
The New York Times
2 de Mayo, 2004
Sequía se sitúa en Lago, disminuye el agua y crece la preocupación del Oeste
PAGE, Ariz. - A cinco años, la sequía que ha afectado al Oeste está teniendo muy duro encogimiento como un bache. Algunas mayores preocupaciones sobre el agua están enfocadas en el Lago Powell . . .
© Ron Niebrugge © Ron Niebrugge
Elevación en el Lago Powell hasta Julio 26, 2006
FILLING UP
Flujo desde: est 73 %
Julio 26, 2006: -92’, 3607.7’
www.usbr.gov/uc/water/index.html
Ahora –2.0 pulgadas por día
Min 2005 0408 3555.1’ -144.9’
% de sequía (arriba) o humedad (abajo) en el oeste de las montañas Rocosas, basado en PDSI para moderada a extrema sequía o humedad.
De NOAA NCDC.
El aumento de los gases invernadero están causando el cambio climático, y las áreas áridas se están volviendo más secas mientras que las áreas húmedas están más húmedas. Manejo del agua:Tratando como disminuir los tiempos de sequía – será un reto mayor en el futuro.
Índice Palmer de severidad de sequía
PDSI
Primer EOF: tendencia.
6.7% variación
Dai et al 2004
Modelo del sistema climático
Karl and Trenberth 2003
Las fuerzas naturales no afectan el calentamiento observado en el siglo XX después de 1970
Temperatura promedio global Anomalías de 1890-1919 (°C)
Observaciones (Natural) volcánico + solar (Antropogénico + natural) volcánico + solar ghg + so4
Meehl et al, 2004: J. Climate.
Año
Cambio de temperatura (°C)
Contexto: 400,000 años de capa de hielo Antártico registran temperaturas, dióxido de carbono y metano.
Última edad del hielo: hace 20,000 años
Fuente: Hansen, Climatic Change 2005, based on Petit, Nature 1999
CO2 Temp.
Cambio climático y otros temas ambientales están inter-ligados
Depleción estratosférica de ozono
Calidad del aire
Cambio climático
Biodiversidad
Desertificación
Agua
Tierras agrícolas
Zonas costeras
Bosques
Sistemas de agua fresca
Tierras áridas Pastizales
Producción de alimentos y fibra Provisión de agua limpia y suficiente Mantenimiento de la biodiversidad Mantenimiento de la salud humana Almacenamiento y ciclado de carbón, nitrógeno, fósforo El cambio climático afectará la capacidad de los sistemas ecológicos para ofrecer bienes y servicios ecológicos esenciales
La parábola de la rana
Una rana en un estanque de agua caliente inmediatamente saltó para salvarse.
Pero una rana en un estanque de agua que lentamente se fue calentando, la rana permaneció ahí y murió
¿Es una parábola del calentamiento global?