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Efecto invernadero en la Tierra- Cambio Climtico- Gases Invernadero y sus emisiones
Telma Castro
Centro de Ciencias de la Atmsfera, UNAM
9 Feria Posgrados, 2008WTC, Cd. de Mxico13 de Abril, 2008
Clima, agua y vida en la Tierraque gobierna el clima de
la tierra?
cuales son los impactos naturales y humanos en el clima?
Est cambiando el ciclo del agua?
Se afecta la vida en la Tierra?
100
100Radiacin Solarentrante
Radiacin terrestresaliente
Balance de Radiacin
La radiacin entrante y saliente est en balance
La atmsfera, nubes y gases invernadero ayuda a calentarnos.
Fuente: OSTP
SOLRadiacin solar reflejada por la
tierra y la atmsfera
Radiacin solarque atraviesa la atmsferadespejada
La radiacin infrarrojapasa a travs de la atmsfera,y parte se absorbe y re-emite
en todas direcciones porlas molculas de los
gases invernadero.
El efecto es calentarla superficie de la Tierra
y la baja atmsfera
El efecto invernadero
Tierra
Radiacin Infrarroja emitidapor la superficie
Terrestre
La mayor parte de laradiacin es absorbida por
la superficie terrestrecalentndola.
Sistema ClimticoO
can
oA
tms
fera
Esp
acio
Radiacin solar neta(onda corta)
Precipitacin
Interaccin hielo-ocano
Volcanesgases y partculasviento
Nieve y hielo
Interaccin aire-ocano
corrientes
Interaccin aire-hielo
Lagos y rosActividadeshumanasProcesos en
superficie
Absorcin ReflexinEmisin
Radiacin terrestre neta(onda larga)
nubes
Eventos naturales que afectan o han afectado al clima
Erupciones de los volcanes
Los eventos de El Nio (o la Nia)
Cambios en las cantidades de gases de invernadero (p.ej. hielos de la Antrtidadesde hace 160 mil aos)
Cambios en la distribucin de la energa proveniente del sol
Alguna vez has estado dentro de un invernadero durante un da fro de invierno? Es posible que haga fro afuera, pero dentro del invernadero hay calor y luz solar en donde florecen plantas. Los invernaderos estn hechos de vidrio y estn diseados para mantener el fro afuera.
La atmsfera de algunos planetas tiene la capacidad de atrapar energa al igual que un invernadero. La energa del Sol puede penetrar la atmsfera, pero no toda esta energa puede volver a salir.
Efecto Invernadero 2(condiciones de vida)
Planeta Irradiancia Solar Wm-2
albedo altura radiante
(Km) Marte 589 0.15 1
Tierra 1367 0.30 5.5
Venus 2613 0.75 70
Planeta Te C
TsC
Marte -56 -55Tierra -18 16Venus -41 474
Te= Temp efectiva (relacionada con al altura radiante)Ts= Temp superficie (relacionada con el efecto invernadero)
Composicin principal de la Atmsfera de:
Marte y Venus CO2 y NitrgenoTierra Nitrgeno y Oxgeno
1. Qu es lo que hace que la energa del Sol no pueda escapar de la atmsfera de un planeta? A diferencia de un invernadero, los planetas no tienen una capa de vdrio sobre ellos!. En cambio, la atmsfera tiene molculas conocidas como gases de invernadero, que absorben el calor. Los gases de invernadero incluyen: vapor de agua, metano, ozono, xido nitroso, y bixido de carbono.
2. Una atmsfera que contiene gases de invernadero tiene un poderoso efecto invernadero. Sin ellos la superficie de la Tierra sera tan fra como la superficie de Marte. Sin embargo, la presencia de concentraciones muy altas gases de invernadero puede hacer que la temperatura aumente fuera de control; como es el caso de la atmsfera de Venus.
Actualmente, la cantidad de gases de invernadero en la atmsfera de la Tierra est aumentando e incrementando el efecto invernadero, calentando de esta manera el planeta.
RESUMEN
Metano
Dixido de carbono
ganado
basura
Produccin de Metano
Produccin de CO2
Oxigeno (O2)+ Compuestos orgnicos
voltiles (COV) + xidos de nitrgeno (NOx)
Ozono (O3) +Partculas
luz solar
Contaminacin de Aire
COCO2
GAS FUENTE EMISORA
TIEMPO DE VIDA
CONTRIBUCION AL
CALENTAMIENTO (%)
Dixido de carbono (CO2)
Combustibles fsiles, deforestacin, destruccin de suelos
500 aos 54
Metano (CH4) Ganado, biomasa, arrozales, escapes de gasolina, minera
7 - 10 aos 12
Oxido Nitroso (N2O) Combustibles fsiles, cultivos, deforestacin
140 - 190 aos
6
Clorofluorocarbonos (CFC 11,12)
Refrigeracin, aire acondicionado, aerosoles, espumas plsticas
65 - 110 aos
21
Ozono (O3) y otros Fotoqumicos, automviles, etc.
horas - das
8
Caractersticas de los gases invernadero
Gas Invernadero: Que sabemos del
CO2?
En el observatorio de Mauna Loa se midiCO2
CO2 se incrementa cada ao Valores altos: N invierno Valores bajos: N verano
(cuando los rboles estn creciendo)
invierno
verano
Registros del clima desde ncleos de hielo en el Antrtico
Es posible conocer la historia del clima de la Es posible conocer la historia del clima de la Tierra a travTierra a travs de los ns de los ncleos de hielo del cleos de hielo del AntAntrtico y de rtico y de GroelandiaGroelandia
Temperatura de Temperatura de isotoposisotopos de oxigenode oxigeno
Gases invernadero atrapados en burbujas Gases invernadero atrapados en burbujas dentro de los ndentro de los ncleos de hielocleos de hielo
Otras medidas validan estos registrosOtras medidas validan estos registros
Cambios en el clima: variacin en los ltimos 450,000 aos
Edad del hielo
Periodoscortos de calentamiento
Los GI cambianen respuesta a cambios en el clima
ltimos 150 aos:Los GI manejan los cambios en la temperaturas
Temperaturas, COTemperaturas, CO22, y CH, y CH44 desde ndesde ncleos de hielo del Antarcticocleos de hielo del Antarctico
Edad Industrial
Los ltimos 1000 aos
Los cambios recientes se deben a efectos naturales y a los Los cambios recientes se deben a efectos naturales y a los inducidos por el hombreinducidos por el hombre
Cambios del clima (observado)Cambios del clima (observado)Impactos climImpactos climticos naturales ticos naturales vs vs inducido por los humanosinducido por los humanos
Modelos del ClimaModelos del Clima
Componentes del forzamiento radiativo
[RF] = Promedio Global y rangos estimados en 2005 del forzamiento radiativo por emisiones antropognicas de bixido de carbono CO2, metano (CH4), xido nitroso (N2O) y otros agentes y mecanismos importantes.
[LOSU] = Nivel de conocimiento cientfico
Resumen
Clima en los ltimos 450,000 aos:La edad del hielo esta separada por una breve temporada de calentamiento
Que hace que el clima cambie? Ciclos de la orbita Tierra-Sol
precesin, nutacin
Variabilidad en la circulacin de la Tierra Por ejemplo el Nio
Gases Invernadero Han estado en reaccin con cambios en la temperatura en
los ltimos 450,000 aos Han sido un factor que ha llevado a aumentos en la
temperatura desde la era industrial hasta nuestros das.
El Nio 1997 - 1998
Un posible escenario anlogo: Nio ms duradero; ms intenso?
Altura de la superficie del mar Temperatura de la superficie del mar
grados centgrados (0 C)
Contribuciones
Emisiones de CO2 por procesos industriales
Que esta pasando en
condiciones de Cambio
Climtico?
Ciclo global del Agua
38
38
105 67 393 355
1000 km3/ao
Cambio ClimticoCambio en la Temperatura
Mas Caliente
Tendencia en 0C por dcada
Tendencia de la Temperatura Anual: 1976 a 2000
Cambio ClimticoPrecipitacin
Menos lluvia
Mas lluviaTendencia de la Precipitacin Anual: 1976 a 2000
Tendencia en % por siglo
El aumento en la temperatura de la superficie del mar favorece la formacin de huracanes
(Septiembre 2005)El color naranja indica el lugar donde se pueden desarrollar CicEl color naranja indica el lugar donde se pueden desarrollar Ciclones tropicales lones tropicales
temp temp 2828CC
Condiciones para Katrina (New Orleans)
En el Norte del Golfo de Mxico el agua de la superficie estaba caliente, esto permitimantener la fuerza del huracnKatrina
La zona sur del Mar Caribeestuvo mas caliente de lo normal lo que permiti el desarrollo de ciclones tropicales muy intensos durante el verano del 2005
Damnificadosdel Katrina
http://news.bbc.co.uk/1/hi/in_depth/americas/2005/hurricane_katrina/default.stmTrayectoria del Huracn Stan
Huracn Stan
MEXICO
Cambios en el nmero de huracanes y de su intensidad en un ambiente ms caliente
Huracanes categora 1: disminucin ligera
Huracanes categora 2 y 3: constante
Huracanes categora 4 y 5: CASI EL DOBLE!!
En los ltimos 35 aos...
Webster, P., 2005. Science; imgen NOAA
INUNDACIONES 1950-2000Nmero de eventos
Los datos estn graficados por dcada
1950
2000
1950
1950
1950
1950
2000
2000
2000
2000
Amrica
frica
Europa
Oceana
Asia
Nmero de eventosLos datos estn
graficados por dcada
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Amrica
frica
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Nmero de eventosLos datos estn
graficados por dcada
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Amrica
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Europa
Oceana
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INCENDIOS FORESTALES 1950-2000Nmero de eventos
Los datos estn graficados por dcada
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Oceana
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Nmero de eventosLos datos estn
graficados por dcada
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20002000Amrica
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Europa
Oceana
Asia
La cima del Monte Kilimanjaro como no se haba visto en 11,000 aos (Marzo, 2005)
Monte Kilimanjaro
1993 2000
Glaciar Upsala (Patagonia) en 1928 y en 2004
Upsala
Cobertura de hielo y glaciares
Larsen B
Febrero 2002, 3,250 km2
Esto no pasaba desde hace al menos 10,000 aos (la ltima era glacial)
Aumento de +10C en la Antrtica en los ltimos 25 aos (Queens University)
Cambio Climtico
Que pasa con los ecosistemas?
Tres ejemplos de impacto:
Osos Polares
Leones
Humanos
1980
20042002 2003
Que pasar con los osos polares?
El ciclo del agua y clima El hielo el rtico a disminuido
El ciclo del agua y el clima La sequa afecta la disponibilidad de agua
para los leones
Qu pasara para los humanos?
Radio de la tierra: ~ 6400 km Espesor de atmsfera: ~100km
TRANSFORMACIN DE LA TIERRA
> de la superficie terrestre ha sido
transformada por las actividades humanas
PESQUERAS ~ 75% de las pesqueras globales ms grandes se encuentran totalmente explotadas, sobreexplotadas o agotadas hace 50 aos, era el 5%
MANGLARES50% han sido convertidos en lagunas camaroneras, tierras para agricultura o reas residenciales
SEQUAS
400,000,000 de personas viven bajo condiciones de sequa extrema
Tierra considerada Muy Seca a nivel mundial:
15% en 1970
30% en 2002
Proyecciones de Temperatura SuperficialPr
obab
ilida
d R
elat
iva
Prob
abili
dad
Rel
ativ
aPr
obab
ilida
d R
elat
iva
Cambio de Temperatura Superficial Global Promedio (C)
Prob
abili
dad
Rel
ativ
aPr
obab
ilida
d R
elat
iva
Prob
abili
dad
Rel
ativ
a
Cambio de Temperatura Superficial Global Promedio (C)
Impactos del Cambio Climtico
Fuente: Stern Review: The Economics of Climate Change
Cambio de temperatura global (referido a la era pre-industrial)A
limen
toA
gua
Ecosistemas
Eventos de clima extremosRiesgo de cambios abruptos e irreversibles
Ahorrar energAhorrar energaano tener encendida la TV, la PC y el radio todo no tener encendida la TV, la PC y el radio todo
el del daacerrar la puerta de refrigerador cerrar la puerta de refrigerador apagar la luz de tu cuarto cuando no lo usesapagar la luz de tu cuarto cuando no lo usescaminar o usar tu bicicleta para viajes cortoscaminar o usar tu bicicleta para viajes cortos
Pedir a tus PapPedir a tus Paps que: s que: usan el auto solo para cosas indispensablesusan el auto solo para cosas indispensablesmantengan en buen estado el automantengan en buen estado el autocumplan con el programa de verificacicumplan con el programa de verificacin n
vehicularvehicularverifiquen que los recipientes con alcohol, verifiquen que los recipientes con alcohol,
aguarraguarrs,s,tiner, gasolina, petrtiner, gasolina, petrleo etc., sean los leo etc., sean los
adecuados y esten bien cerrados adecuados y esten bien cerrados No hacer fogatasNo hacer fogatas Cuidar el ambiente (plantas, agua, suelo, animales)Cuidar el ambiente (plantas, agua, suelo, animales)
que pueden hacer los nique pueden hacer los nios y jos y jvenes venes para cuidar la atmpara cuidar la atmsfera y el clima?sfera y el clima?
Construir un mejor presente, Construir un mejor presente, nica posibilidad de tener un mejor futuronica posibilidad de tener un mejor futuro
Posgrados en al UNAMPosgrados en al UNAM
MaestrMaestra y Doctorado en Ciencias de la Tierra (Ciencias Atmosfa y Doctorado en Ciencias de la Tierra (Ciencias Atmosfricas)ricas)MaestrMaestra y Doctorado en Ciencias Qua y Doctorado en Ciencias Qumicas (Qumicas (Qumica Ambiental)mica Ambiental)MaestrMaestra y Doctorado en Ciencias de la Ingeniera y Doctorado en Ciencias de la Ingeniera (Ingeniera (Ingeniera Ambiental e a Ambiental e IngenierIngeniera en Energa en Energa)a)MaestrMaestra y Doctorado en Ciencias Biola y Doctorado en Ciencias Biolgicasgicas
Caractersticas Principales del Posgrado en Ciencias:
Maestra y Doctorado en Ciencias
Se enfatiza el desarrollo de habilidades para realizar investigacin
Participan varias sedes: Ciudad Universitaria D.F,Temixco, MorelosJuriquilla, Quertaro Hermosillo, Sonora
Las decisiones acadmicas se toman por el ComitAcadmico del Posgrado
Sistema tutoral
Alta flexibilidad: no hay materias obligatorias ni optativas y se pueden tomar materias de otros Posgrados de la UNAM o an de otras instituciones
Trabajo multidisciplinario
La mayor oferta en Latinoamrica
Pertenecen al Padrn de Excelencia de CONACYT
Actividades Estudiantiles
Trabajo de campo, de laboratorio y en observatorios, estaciones y talleres
Asistencia a congresos nacionales e internacionales
Estancias acadmicas en Universidades extranjeras (seis meses a un ao)
Visitas frecuentes de investigadores nacionales y extranjeros para dar seminarios, cursos y asesoras a estudiantes
INFRAESTRUCTURA
Laboratorios y talleres Observatorios y estaciones PCs , estaciones de trabajo Software especializado Cursos por videconferencias Areas dedicadas al Posgrado en cada sede Biblioteca con miles de libros y revistas
Programa Maestra
Dos aos: Primeros dos (o tres) semestres cursos y ltimos dos semestres investigacin, escritura de tesis y graduacin
DoctoradoCuatro aos: Primeros tres semestres bases para la investigacin que se desarrollar y examen de candidatura. Cinco semestres restantes, investigacin, redaccin de tesis y graduacin
BECAS UNAM (para estudiantes extranjeros,
promedio igual o mayor a 8.5 en estudios previos), Relaciones Exteriores, OEA, ONU, IPGH, etc.
CONACYT (estudiantes nacionales, promedio igual o mayor a 8.00 en estudios previos)
Pgina: http://www.geofisica.unam.mx/posgrado
Entidades Acadmicas participantes: Facultad de Ciencias Facultad de Ingeniera Facultad de Estudios Superiores (Cuautitlan) Facultad de Qumica Centro de Ciencias de la Atmsfera Centro de Geociencias Centro de Investigacin en Energa Centro de Ciencias Aplicadas y DesarrolloTecnolgico. Instituto de Geofsica Instituto de Geologa Instituto de Geografa IIMAS
Requisitos de ingreso:
Haber cubierto el 100% de los crditos de licenciatura afn;
Promedio mnimo de 8.0; Presentar y aprobar exmenes de conocimiento y de
aptitudes Demostrar la comprensin de idioma distinto al
espaol (o del espaol si no es la lengua materna); Presentarse a entrevista con el subcomit de
admisin; Recibir del comit acadmico dictamen aprobatorio de
suficiencia acadmica.
Maestra y Doctorado en Ciencias Atmosfricas Posgrado en Cinecias de la Tierra-UNAM
Ingreso a la Maestra en Ciencias de la Tierra
Registro y recepcin de documentos completos (~ abril)
Exmenes de admisin (~ finales de mayo)1. Ciencias de la Tierra2. Fsica3. Matemticas4. Qumica
Entrevista de los candidatos por parte del Comit de Admisin
Inicio de ciclo escolar (~ agosto)
Orientaciones o campos de conocimiento:
BIOLOGA En Biologa Experimental En Biologa Ambiental: ecologa; manejo y conservacin de recursos
naturales; impacto ambiental; contaminacin ambiental. En Sistemtica
QUMICA Qumica analtica, ambiental y de alimentos Qumica inorgnica, nuclear y de materiales Qumica orgnica Fisicoqumica.
Orientaciones o campos de conocimiento:
INGENIERA Ingeniera ambiental Ingeniera civil Ingeniera elctrica Ingeniera mecnica Ingeniera en sistemas Ingeniera qumica Ingeniera petrolera y de gas natural Energa
CIENCIAS DE LA TIERRA Geofsica de la tierra slida Aguas subterrneas, exploracin y modelacin Geologa Ciencias atmosfricas, espaciales y planetarias
Agradecimientos:
Quim. Ma. Isabel Saavedra por su ayuda en la bsqueda y organizacin de material. [email protected]
Dr. Michel Grutter y Gustavo Mateos por proporcionar la informacin y material del posgrado en Ciencias de la Tierra. [email protected]
Lic. Francisco Estrada por su ayuda en la organizacin del material del IPCC [email protected]
Direccin General de Estudios de Posgrado, UNAM. Informacin sobre los diferentes posgrados que se ofrecen
en la UNAM www.posgrado.unam.mx
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected] Efecto invernadero en la Tierra- Cambio Climtico- Gases Invernadero y sus emisionesEfecto Invernadero 2(condiciones de vida)Gas Invernadero: Que sabemos del CO2?Registros del clima desde ncleos de hielo en el AntrticoCambios en el clima: variacin en los ltimos 450,000 aosComponentes del forzamiento radiativo ResumenClima en los ltimos 450,000 aos:La edad del hielo esta separada por una breve temporada de calentamientoEl Nio 1997 - 1998ContribucionesQue esta pasando en condiciones de Cambio Climtico?Ciclo global del AguaCambio Climtico PrecipitacinEl aumento en la temperatura de la superficie del mar favorece la formacin de huracanes (Septiembre 2005) Condiciones para Katrina (New Orleans) Cambios en el nmero de huracanes y de su intensidad en un ambiente ms calienteMonte KilimanjaroUpsalaCobertura de hielo y glaciaresCambio Climtico Que pasa con los ecosistemas?Que pasar con los osos polares?Entidades Acadmicas participantes:Requisitos de ingreso: Orientaciones o campos de conocimiento:Orientaciones o campos de conocimiento: