Presentacion Cambio Climatico

[email protected] Cambio climático.07 1

Centro de Formación del Profesorado - CEFIRE Castelló ,1 de diciembre 2008

El Cambio climático:Bases científicas y repercusiones

medioambientales

Luis Balairón (*) (*) Director del Programa de Análisis del Cambio Climático

Agencia Estatal de MeteorologíaIPCC - Grupo Expertos Cambio Climático N.Unidas (1989-2003)


Fuente: Henderson-Sellers

…Cambios climáticos, “cambio climático antropogénico”, calentamiento global....¿son equivalentes? …


El IPCC (*) se crea en 1988 en el senode Naciones Unidas

Otras fuentes

• Centros de Investigación del CC• Informes nacionales con prestigio• Informes internacionales regionales/UE• Publicaciones científicas reconocidas

Introducción

(*)IPCC: Intergovernmental Panel on Climate Change(Grupo Intergubernamental de expertos sobre Cambio Climático)


Ahora: el problema es conocer la “respuesta” o reacción del planeta a la perturbación de intensificar el efecto de invernadero


Efecto de invernadero simplificado


Temperatura de equilibrio

R2. So.(1-A) = 4R2.Te4

Te = [So(1-A) / 4]1/4 = (S/)1/4

R: radio de la TierraA: albedo = 0,33So: irradiación solar = 1367 w.m-2

S: flujo medio de radiacion absorbida por m2 = 240 w.m-2

: Cte. Stefan-Boltzmann

So

Te = 256 K

= -18ºC


EL ESTUDIO DEL CAMBIO CLIMÁTICO:evolución de los dos caminos posibles

Estudio de series observadas puntuales

YObtención de datos

Conocimientoy modelización

del Sistema Climático

Simulaciones de cambios climáticos

Detección y atribuciónde los cambios de clima

“observados”

CAMBIO CLIMÁTICO“Si las concentraciones de CO2

equivalente superasen el Doble del nivel preindustrial”

[email protected] Cambio climático.07 8Fuente: IPCC.

Gases de efecto de invernadero con tiempos de residencia largos


El IPCC se creó en 1988 en N.Unidas (Agencias OMM y UNEP)

Grupo de trabajo ICiencia del clima (consenso de los años 80)

Grupo de trabajo II Impactos (riesgos, vulnerabilidad, adaptabilidad)

Grupo de trabajo IIIEstrategias de respuesta (mitigación, adaptación)

Grupos especiales (task force)Escenarios climáticos Inventarios de emisiones de gases de invernadero Informes especiales para la Convención Marco C.C.

Anexos


Cambio climático reciente observado

Cambio de la temperatura media global en superficie

Cambio promedio global del nivel del mar

Cubierta de nieve en el

Hemisferio Norte


Calentamiento mundial del aire en superficie observado en los últimos 150 años

Años más cálidos2005200719982003(Fuente: NASA/GISS)


Fundamentos: Elementos clave

CAMBIOS CLIMÁTICOS en el pasado El efecto de invernadero El clima del pasado Cambios recientes

Causas de los cambios climáticos El forzamiento radiativo El potencial de calentamiento

ESCENARIOS DE CLIMA FUTURO Intensificación del efecto de invernadero Cambios naturales simultáneos del clima Acción de las realimentaciones (fAeedbacks) rápidas y lentas

Modelización El problema de la “sensibilidad” del clima


TECNICAS PARA CONOCER EL CLIMA EN EL PASADO


El clima del pasado: Concentraciones de CO2 y cambios de temperatura desde hace 400.000 años

Fuente: UNEP –IPCC (Petit-Jouzel)

380 ppmv

??Media 1961-90


Fuete: Labeyrie et al (2003) - Springer. IGBP

Más alto

NivelMarHoy

Más bajo

Miles de años

Variaciones del nivel del mar en los últimos cuatrocientos mil años


Climate changes in the last 400.000 years: Air Surface Temperature variations related to 1961-1990

Fuente: UNEP –IPCC (Petit-Jouzel)

Global Average: 1961-90 Insolation (from Milankovitch Theory)

10.000 years: Historical and Prehistorical Times


PARÁMETROS ORBITALES DE MILANKOVITCH: Justifican la alternancia en el cuaternario de las glaciaciones e

interglaciaciones

(Actualización de Berger, 1987)

EXCENTRICIDAD: 100.000 años

INCLINACIÓN: 40.000 años

PRECESIÓN: 20.000 años


Atmósfera

Depósitos fósiles Estimados

6.3

62.3

92.3

60

90

3.3

Plantas

SuelosOcéanos

750

500

2.00039.000Aprox.16.000

1.6

Depósitos: 109 Tm CFlujos: 109 Tm C/año

Los océanos y la vegetación terrestre acumulan hasta 4,6 109 Toneladas de C al año

Emisiones c. fósiles

Deforestación

Ciclo del Carbono alterado por la acción humana Causa de la

intensificación del efecto

de invernadero


Fuente: IPCC / WMO-UNEP

Para estabilizar las concentraciones hay que reducir las emisiones: más cuanto más bajo sea el nivel de estabilización deseado


Cambios climáticos abruptos: El reciente Dryas








Calentamiento H.Norte y enfriamiento subpolar


IPCC.4AR: Estructura vertical de la evolución de la temperatura


Otros indicadores del cambio climático más fiables :

El adelgazamiento del mar de hielo Artico

Espesores en 1958-76

Espesores en 1993-97


OMM.2006: reducción de la extensión de hielos árticos


IPCC.4AR: Evolución de las anomalías de la extensión de hielos marinos 1979-2005

ÁRTICOS

ANTÁRTICOS


IPCC.DDC/ Temperatura EuropaDatos reticulares / selección interactiva


IPCC.DDC/ Temperatura España peninsularDatos reticulares / selección interactiva


IPCC.DDC/ Precipitación España peninsularDatos reticulares / selección interactiva


Fuente: IPCC-2001

CalentamientoTOLERABLE

2ºC

450 ppmv

Calentamiento tolerable: Aumento de 2ºC respecto a la media preindustrial No superar 450 ppmv CO

2








La Tierra

RADIACION TERRESTRE EMITIDA

(240 W/m2)

RADIACION SOLAR REFLEJADA (100 W/m2)

RADIACION SOLAR RECIBIDA

(340 W/m2)

FORZAMIENTOS radiativos: Alteraciones del balance global de radiación en W/m2 (medido en la tropopausa).En el equilibrio el forzamiento radiativo es cero.

Son la CAUSA primera de todo Cambio Climático


Causas del cambio climático

Causas externas: Variaciones en los

parámetros orbitales (cliclos de Milankovitch)

Variaciones en la irradiancia solar (ciclos solares)

Meteoritos (presencia de aerosoles)

Causas internas: Vulcanismo Aerosoles de origen diverso:

Naturales no volcánicos Producidos por la actividad humana

Cambios en la concentración de gases de “efecto invernadero”:

Origen natural Producidos por la actividad humana

Cambios en la superficie terrestre: Desertización - Desertificación Deforestación Cambios de albedo

• Origen natural• Usos del suelo


Ejemplo de balance anual de forzamientosModelo IMAGE2 (IIASA-Alcamo, Austria)


Rangos de los forzamientos radiativos actuales Rangos de los forzamientos radiativos actuales acumuladosacumulados


Forzamientos radiativos de GEI desde el final de la última glaciación (hace 18.000 años)








¿Cómo se obtienen los escenarios de clima futuro?

EMISIONES

CONCENTRACIONES

FORZAMIENTOS

CLIMA FUTURO

Demografía

Desarrollo

Energía

Fuente: LBR

Ciclosbiogeoquímicos

Balance planetario de radiación

Modelos del Sistema climático

IMPACTOS


Incertidumbres en los escenarios de emisiones

LOS ESCENARIOS DEL IPCC HAN SELECCIONADO ALGUNOS DE LOS POSIBLES PARA REDUCIR LA INCERTIDUMBRE

POBLACION Mundial entre 15.000 y 7.000 Millones Habit

ECONOMIA Mundial más con desarrollos bajo criterios diferentes ambientales y de mercado

ENERGIAS primarias y finales gestionadas y obtenidas con diferentes estrategias.


El sistema humano: Escenarios de población hasta 2100

Nakicenovic et al., 2006 / IPCC

Image 2 de IIASA


Fuente: IPCC. 2000 y 2001

Emisiones anuales totales de CO2 procedentes de todas las fuentes (energía, industria y cambio en el uso de tierras) entre 1990 y 2100 (en GtC/año)

ESCENARIOS DE EMISIONES de CO2(SRES del IPCC.2000)


El sistema humano: escenarios de producción de energía

5,5% (2050)

10,5% (2100)

24,4% (2050)

38,8% (2100)

70,2% (2050)

50,7% (2100)B2

30,2% (2050)

52,3% (2100)

69,8% (2050)

47,7% (2100)B1

6,4% (2050)

13,6% (2100)

11,6% (2050)

14,4% (2100)

82,0% (2050)

71,9% (2100)A2

10,2% (2050)

3,7% (2100)

29,9% (2050)

65,5% (2100)

59,9% (2050)

30,7% (2100)A1

NuclearRenovablesCombustibles Fósiles

Escenario


Factores clave: POBLACIÓN, ECONOMÍA Y ENERGIA

Fuentes: IPCC y CUBASCH,2001


Forzamientos hasta 2100: El debido al CO2 es la causa principal de cambio climático “previsible”

CO2

Forcing CO2para 2050

Resto

Modelo IMAGE2 (IIASA-Alcamo, Austria)Balance anual de forzamientos

Forzamientos en 1970


El Clima del siglo XXI: “Cadena” de Escenarios hasta 2100:

Fuente: IPCC-2001 y 2007

Forzamientos:Con aerosoles


Cambios de la temperatura en superficie y del nivel del mar para 2090-99 (4ºInforme IPCC, 2007)

4ºInforme Evaluación IPCC.07


Fuente: IPCC.97

Sistema climático e incertidumbres

Sistema climático:Atmósfera U Hidrosfera U Criosfera U Biosfera U Litosfera


Ejemplo de forzamientos utilizados en el modelo GISS (NASA)

2007


Simulación con forzamientos reales hasta 2003 y con escenarios futuros hasta 2200 - Modelo GISS (NASA)

2007

Hansen et al, 2007


Comparación entre observaciones y simulaciones de cambios de precipitación y temperatura en el H.Norte

Fuente: DDC-IPCCObservado y simulado

Cambio de la Temperatura Cambio de la precipitación

Simulado

(Escenarios con Gases EI + Aerosoles / 9 experimentos DDC-IPCC)


Atribución del CC Las causas naturales

explican gran parte del comportamiento real del clima hasta 1960

Los cambios observados en los últimos 50 años son inexplicables con factores naturales

Y son consistentes con los simulados al considerar contribuciones humanas y naturales a los “forzamientos radiativos” (forcing)

All forcing

Solar+volcanic


Observations


Cambios de la temperatura en superficie: Según continentes y mundiales

T observadas

T simuladas con factores humanos y naturales

T simuladas sólo con factores naturales


[email protected] Cambio climático.07 534ºInforme Evaluación IPCC.07


Cambios de temperatura y de precipitación en 2071 respecto a 1990, según el IPCC.2001

Cambios medio de las precipitaciones anuales (l/m2)


El marco de los impactos: informe Stern


¿SON «suficientemente» BUENOS LOS MODELOS?


Precipitación 2090-2099 respecto a 1980.1999 (AR4-IPCC)


Escenarios climáticos para España Peninsular e Insular (MºMA, 2007)

Cambios en las temperaturas máxima y mínima y en la precipitación (a partir de regionalizaciones realizadas con modelos y con técnicas estadísticas(Análogos FIC y SDSM_INM).



CAMBIOS CLIMÁTICOS en el pasado El efecto invernadero El clima del pasado Cambios recientes





Propagación de la incertidumbre


RIESGOS DE IMPACTOS CLIMÁTICOS

Fuente: IPCC.2001

Superior


Tendencias recientes y estimadas hasta 2100 (IPCC 2007-4AR.wg1)


Impactos integrados: Informe Stern


Cambio en rendimiento de cosechas

Cambio en % en los rendimientos promedios de cultivos bajo escenarios de cambio climático, tomando en cuenta los efectos del CO

2... Los cultivos considerados son: Trigo, maíz y arroz. Los cambios que se

muestran son promedios nacionales y regionales basados en componentes económicos de un “Basic Linked System”.

Jackson Institute, University College London /Goddard Institute for Space Studies /International Insitute for Applied Systems Analysis


4º Informe de evaluación IPCC.2007 y evaluación de Impactos en la cuenca Mediterránea

Aumento de sequías Disminución de recursos hídricos Pérdidas severas de biodiversidad Aumento de incendios forestales Reducción del turismo de verano Menor superficie de labranza Aumento de la demanda

energética en verano Reducción del potencial

hidroeléctrico Aumento de pérdidas de estuarios

y deltas Aumento de la salinidad y

eutrofización de las aguas costeras

Incertid.alta Incertid.alta M.Alta prob Adaptabilidad baja M.Alta prob Adaptabiliidad alta Incert.Muy alta Incert.alta Adaptabilidad alta Alta prob y estabilización

Adaptabilidad alta Baja probabilidad a corto plazo

Similar actual M.Alta prob

Adapt.costosa y dificil M.Alta probabilidad

Adapt.costosa y dificil


Fuente:

Proyecto LINK (East-Anglia &Hadley Centre / Hulme&Vinner)Hadley Centre

La evaluación local de los impactos exige escenarios con una resolución muy alta, para muchas variables

Relaciones entre escalas espaciales


Conclusiones científicas - 1

Los cambios climáticos se inician cuando existen forzamientos radiativos importantes y acumulativos.

El sistema climático modifica el cambio inicial y determina la respuesta climática final del sistema a los forzamientos (sensibilidad climática del sistema a los forzamientos).

Actualmente el forzamiento radiativo antropogénico debido al aumento de GEI, es varias veces superior al resto de los forzamientos causantes de cambio climático observado.

Los escenarios climáticos dependen en primera instancia de los escenarios de emisiones, establecidos a partir de hipótesis de evolución muncial de población, energía y desarrollo económico.

Los escenarios actuales SRES.2000 se agrupan en cuatro familias y seis grupos: A1FI, A1B, A1T, A2, B1 y B2

La respuesta de la temperatura en superficie para los escenarios SRES en el 4º Informe del IPCC (2007), varía entre 1,8ºC y 4,0ºÇ (mejor estimación)


Los escenarios regionales de temperatura presentan una alta fiabilidad

Los escenarios regionales de precipitación son excesivamente modelo-dependientes

En cualquier caso es muy probable que aumente la evaporación y se reduzca la reserva hídrica

Se consolida la hipótesis de crecimiento de la variabilidad=> fenómenos extremos cambiantes

Conclusiones científicas - 2


Los escenarios de emisiones considerados en cambio climático, dependen de LA ENERGÍA, LA POBLACIÓN Y EL DESARROLLO ECONÓMICA El factor más integrador y clave de los tres es LA ENERGÍA, y es el que posibilita las estrategias de mitigación o reducción de emisiones más eficientes

El objetivo “técnico” de los acuerdos internacionales es “estabilizar las concentraciones” de GEI en niveles de seguridad climática

Lo que quivale a “reducir las emisiones” durante las próximas décadas

Se consideran “tolerables” los calentamientos inferiores al umbral de unos 2ºC (0,2ºC / década) La incertidumbre en el coste de estos impactos es asumible

El riesgo de calentamientos intensos (0,3ºC a 0,4ºC/década) incluye CAMBIOS ABRUPTOS irreversibles a corto plazo y que afectan a “interruptores” esenciales del Clima

El criterio de “evitar cambios climáticos abruptos”, debería prevalecer en los procesos actuales de toma de decisión

Conclusiones sobre políticas


Queremos evitar que se produzca un cambio climático futuro por exceso de concentraciones de los gases de invernadero que emitimos globalmente como especie humana

Este cambio puede ser evitado parcial o totalmente según sea nuestro comportamiento en energía, desarrollo y demografía en todo el mundo.

El cambio climático constituye un RIESGO global alto: ALTA probabilidad y EFECTOS COSTOSOS en pérdidas de vidas y bienes

Las incertidumbres acerca de cómo-cuándo-dónde será el cambio, son del órden de décadas y no anulan la alta certidumbre sobre el cambio mismo.

La evaluación de IMPACTOS es aún poco fiable en cuanto a las evaluaciones de probabilidad y de coste-beneficio de las actuaciones tempranas. Las discrepancias en esta materia reflejan las ideas “políticas” de nuestra sociedad

La “adaptación preventiva” es un objetivo que involucra a todos, reduce el riesgo final y es útil para la adaptación al clima presente, con independencia de que existan o no cambios de clima: reduce el impacto final, sea cual sea este y mejora los riesgos climáticos actuales.

La “mitigación de emisiones”, en último instancia, tiene como objetivo reducir las probabilidades de los impactos y contribuye a armonizar las polítcas de energía y desarrollo mundiales

Sugerencias para el debate …


Convención Marco C.Climático http://unfccc.int/

Interg.Panel on Cl.Change-IPCC http://www.ipcc.ch

Agencia Internacional de la Energíahttp://www.iea.org/

Referencias

[email protected]

¡ Gracias por su atención !

http://unfccc.int/

http://www.ipcc.ch/

http://www.iea.org/


Cambio climático / 2007

Luis Balairón (*)(*) Jefe del Servicio Variabilidad y Predicción del Clima – INM

IPCC - Grupo Expertos Cambio Climático N.Unidas (1989-2003)

ANEXOS DEBATE


Lenguaje para acotar las incertidumbres






El Potencial de calentamiento mundial(GWP: Global Warming Potential)

es utilizado habitualmente para comparar la capacidad de calentamiento de cada gas de efecto de invernadero en relación al CO2.Los GWP proporcionan una medida simple del efecto radiativo relativo

de las emisiones de los distintos gases de invernadero mediante la fórmula adjunta :

a: forzamiento específico del gas ic: concentración en el año n del gas i


POTENCIALES DE CALENTAMIENTO MUNDIALA 100 AÑOS: Capacidades, de las moléculas de cada GEI en relación con el CO2, de absorber radiación saliente (IPCC-2001):

CO2 1 CH4 23 N2O 296 HFC-familia 12-12000 CnFm 5700-11900 SF6 22200


Contribución al calentamiento global: según sectores y gases




25 usa

20 euro

20 asia v.des

18 afric+amCS

12 Fed.Rusia

5 indus.Pac.As.


España en 1990: Inventarios de emisiones


ClimatePrediction.Net Community Space Register: www.climateprediction.net//board/

Education

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