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Cambio ClimáticoHechos y Evolución probable
Dr. Willy H. Gerber
Los Glaciares
Estado del Glaciar1990
Retroceso desde 1900 = 1687 m
Hace tiempo que escuchamos que los glaciares retroceden
¿Es así?
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Los Glaciares
GlaciarPasterzecon Großglockner (3798 m)y Johannisberg (3467 m).
1940
2000
Un pequeño recorrido por los Glaciares europeos muestra que todos están retrocediendo.
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GlaciarPasterzecon Großglockner (3798 m).
1900
2000
Algunos ya casi desaparecieron.
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1940
2000
GlaciarRhone (Rodano)con Hotel Belvedere (2274 m).
En algunos casos sólo quedan nuestros edificiosdesde los cuales los observábamos. En el casodel Glaciar del Rhoneexiste una cueva que permite ver lo que queda„por debajo“.
Los Glaciares
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GlaciarGepatschferner
1904
2000
La reducción de los Glaciares es innegable.
Se estima que en 100años los Alpes no tendrán nieve.
Los Glaciares
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También en África; se calcula que el Glaciar del Kilimanjaro se habrá derretido completamente en los próximos 20 años.
Los Glaciares
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También en Chile se puede observar el retroceso, como se ve en el caso del Glaciar Cipreses (Cuenca del Cachapoal)
Los Glaciares
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Sin embargo hay que tener cuidado, pues algunos Glaciareshace poco aún expandían (Brüggen o Pío XI)
1930
1992
2000
Mucha informaciónes no visual, comolas indicaciones enBitácoras, respecto de que no era factiblenavegar por la presencia de glaciaresy témpanos en la ruta.
Los Glaciares
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?¿Qué podemos esperar?
¿Se está calentando la tierra?¿Por qué?
Calentamiento
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En los últimos 20 años la tierra se ha calentado en 0.3 Grados Celsius, mientras que la concentración de CO2 en la atmósferase incremento en 10%:
“Facts” son
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Existe una correlación entre la concentración de CO2 en la atmosfera y la temperatura sobre la tierra:
Desv
iación
de la
Temp
eratu
ra
Jahr
Casualidad
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CO2enBurbujas
TemperaturaIsotoposen el hielo
La teoría de las manchas solares ya fue descartada por la mayoría de los científicos.
Irrad
iaci
ón s
olar
(W/m
2)Otra posibilidad?
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Ciclo solar
Temperatura global
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.
¿Porqué ocurre esto?
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Históricamente existe una fuerte correlación entre la concentración de CO2 en la atmósfera y la temperatura en la tierra:
Des
viac
ión
está
ndar
Año
¿No será casualidad la dependencia?
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Nota: la teoría de la radiación solar ya no se considera seriamente. Existe máximo una correlación en las fluctuaciones pero no en la tendencia misma.
Temperatura global
Rad
iaci
ón s
olar
(W/m
2)
Ano
mal
ía e
n la
tem
pera
tura
(°C
)
Ciclo Solar
¿No existirán otras causas?
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Sol
Luz visible
Infrarrojo
Intensidad
Largo de onda
Los rayos solares tienen largos de ondaque percibimos en parte como coloresy como calor.
¿Qué es el efecto invernadero?
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El vidrio es como la atmósfera: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.
La radiación solar penetra el invernadero (la atmosfera)
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Sol
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“).
Los objetos en el invernadero (tierra) irradian a su vez
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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.
Sin embargo no toda la radiación puede escapar
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:
Permeabilidad de la atmosfera
¿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.
De esta forma, se establece un punto de equilibrio a una temperatura mayor.
Atmósfera
Radiación solar Radiación de calor
Tran
smis
ión
de c
alor
(Tra
nsm
isió
n +
Con
vecc
ión)
342
77
67
168 30 40 350
195
32424 78
Valores en W/m2
Superficie
¿Cual es el flujo de la radiación?
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Efecto invernadero„natural“
La capa de nubes forma un manto en torno de la tierra:
Rol de las nubes
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Contribucionnormal20.6 °C
AumentoEn 30%!!!
Era industrial
Año
¿Pero no será una fluctuación normal?
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Contribuciónnormal7.2 °C
TransporteAgricultura,Forestal y Basura
Electricidad
ResidencialComercialIndustrial (Producción)
Industrial (Energía)
Origen
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De donde viene todo el CO2?
Emisión global de Carbono fósil
?Temperatura Global
Varia
ción
de
Tem
pera
tura
(°C
)
TotalPetróleoCarbónGasCemento
Millo
nes
de T
onel
adas
al a
ño
Promedio anualPromedio cinco años
¿Hay una relación directa entre el carbono y el calentamiento?
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De esta forma, se acumulan anualmente 3.3 kt adicionales de Carbono en el aire.
Atmósfera
Agua desuperficie
Aguaprofunda
El flujo de Carbono se deja representar por:
Suelo
Valores en kT/año
90 90 120 60 60
60100100
5.5 1.6
Combustible Agro
2.0 0.5 1.3
Valor medio en los 80 Adicionales por año
Vegetación
¿Que puede afectar la concentración de CO2 en el aire?
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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.
¿Qué pasa en el mar?
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Contribución“normal”1.4 °C
¿Hay otros gases?
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CO2 no es el único „gas invernadero“; también lo es el óxido de nitrógeno (NO2) producido por la industria :
Actualmente se discute el efecto del Metano (CH4), que ha aumentado en 150% desde el inicio de la era industrial!!!
Aumento en150%!!!Era industrial
¿Algún gas no industrial?
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Marzo
Agosto
GanaderíaArrozGas y petróleoQuemasDesechos líquidosCarbónDesechos sólidosAbonoIndustria
22%18%14%14%10%9%8%4%1%
El Metano viene en gran medida del aumento de población
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Entre 1950 y 2000:
1125 ppb CH4 y 2.5 billones de personasa
1750 ppb CH4 y 6.0 billones de personas
Contribución“normal”0.8 °C
¿De que depende el Metano (CH4)?
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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 losarboles eran culpables de su destrucción.
Curiosidades
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Variaciones de la concentración de CO2 y temperatura en los últimos 400’000 años
PromedioÚltimos1000 años
Nivel actual
+ 4°C Variaciones
300 ppmv
0°C
280 ppmv
Conclusión personal: 3° a 5° parece incluso optimista
¿No podrán ser fluctuaciones después de todo?
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Sin Atm.
NubesCO2NO2CH4
Con Atm.
-18.0°C
+20.6°C+ 7.2°C+ 1.4°C+ 0.8°C
+14.4°C
Conclusión: Científicos comisionados por Naciones Unidas (IPCC) llegaron a la conclusión que:
La temperatura del planetasubirá 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.
¿Se puede medir esto?
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Incremento de la Temperatura (°C)
Real(1995-2004)
Proyectado(2070-2100)
Proyecciones de calentamiento
Incr
emen
to d
e la
Te
mpe
ratu
ra (°
C)
¿Qué es probable que ocurra?
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¿Qué podemos esperar si la temperaturarealmente sube de esta forma?
¿Qué consecuencia son probables?
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Si calentamos agua observamos convección
Aguacaliente
asciende
Aguafría desciende
Un efecto similar seobserva en la atmósfera:
se forman celdas.
Algo de física primero
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En total se forman tres tipos de celdas, la de Hadley, la de Ferrel y la Polar. Estas provocan tanto vientos verticales como horizontales:
El movimiento horizontal desplaza masas de aire entre zonas de distinta velocidad de rotación.
Celda de Hadley
Celda de Hadley
Celda de Ferrel
Celda Polar
Celda Polar
Celda de Ferrel
Aire sube
Aire baja
Aire baja
Aire sube
Aire sube
Como se observa esto en el planeta
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En el ecuador, la velocidad esmáxima mientras que en los polos, mínima.
De esa forma, una corrientedesde el ecuador hacia el norte(ej. celda de Hardle) se adelantaal aire en el lugar:
Una corriente que se acerca alecuador (ej. celda de Ferrel), se atrasa respecto del aire en ellugar.
¿Cómo afecta la rotación de la tierra?
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La combinación de ambos movimientos llevan a la generación de huracanes.
Huracanes
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El aumento de temperatura lleva a un incremento de la frecuencia e intensidad de los huracanes:
¿Cómo afecta el calentamiento?
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Los huracanes cumplen una función: equiparan diferencias de temperatura.
Inevitable
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Numero de catástrofes climáticas (valores 2004)
Per
dida
s as
egur
adas
($ b
)
Num
ero
de e
vent
os
Eventos Perdidas Tendencia Eventos Tendencia Perdidas
Las Aseguradoras ya hicieron sus cálculos
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Habrán nuevas New Orleans
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En tierra serán los tornados.
Más frecuentes e intensos.
Y en tierra tornados
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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“.
Otros conceptos importantes: la inercia y las oscilaciones
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Normal
El Niño
seco húmedo
húmedo
Ejemplo de Oscilaciones: el fenómeno del “El Nino”
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El Niño 1992Sequía extrema
La Niña 2000Inundaciones, brotes de Epidemias (mosquitos)
Ejemplo de Oscilaciones: el fenómeno de “El Nino” en África
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Extremos en lluvias y deshielos: inundaciones y deslizamientos
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Hasta que adaptemos nuestra infraestructura
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Pérdidas por inundaciones en USA, Europa y JapónN
úmer
os d
e ev
ento
s
También el costo de las inundaciones se ha estimado
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Lo que sobra en un lugar, falta en otro.
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Ejemplo intensidad de los ciclones en el Atlántico y Pacífico occidental:
Extremos se compensan y al final lo que queda es la tendencia central.
Oscilaciones y tendencias
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Ejemplosde temperaturas
extremas enEuropa y América
Temperaturas extremas
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Con el corrimiento de las Zonas Climáticas comienza …
… la “migración” de Flora y Fauna (dentro de lo posible).
Corrimientos de Zonas Climáticas
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Aún no se observan
variaciones significativas
Nivel de producción:
Toneladas por hectárea
Plagas que afectan los cultivos
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El mosquito de la Malaria pasa lasvacaciones en Francia.
Mosquito Tigre: descubrió América
Migración de insectos
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Estructura inicial
Muerte por cambioclimático
Muerte por incapacidadde adaptación
Cuidado: el hombre tambiénes parte de esta cadena
Reducción de especies
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Calentamiento y pequeña edad de hielo
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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..
¿Se puede medir esto?
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¿Qué consecuencia traen los deshielos?
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En Groenlandia se observa como desaparecen los Glaciales.
2003 se observo como un Eisberg de 120 km de largo se desprendió y comenzó a navegar.
¿Y en la antártica?
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Cambio acumulado del grosor de glaciares(metros)
Cambio medio anual del grosor(cm/año)
¿Qué se ha medido?
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Zonas enteras del ártico y de la antártica se volverán libres de hielo.
Lo que hace peligrar varias especies de animales.
¿Qué consecuencia trae para el polo norte?
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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.
¿Qué pasara con el agua adicional?
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Holanda y Alemania (5m)Bangladesh (7m)
New Jersey, New York <. Bronx (10m)Florida (10m)
Zonas que desaparecerían
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La historia está marcada por las condiciones ambientales.Fin de los Mayas(desgaste desuelos)
Fin de coloniaVikinga en
Groenlandia(siglo 14)
Fin del ImperioMesopotámico(sequía prolongada2200AC)
Fin de los Moches
(intenso El Niño))
Napoleón Frac
aso
en R
usia
Hitler
¿Consecuencias?
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Agro Ind
SrvPer
Dañosinfraestructura
Pérdidascosechas
Enfermedades
Pérdidasde bienes
GDP PPP per Cápita
Per
sona
s
Servicios
Industria
Agro
¿Y en nuestra sociedad?
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Las bajas en ofertasignificarán alzasen precios.
Las alzas en demandapueden llevar adesabastecimiento(productos y servicios)
Las bajas de recursospueden llevar apérdidas de puestosde trabajo y aumentode la cesantía.
La baja de poderadquisitivo lleva acambios en elcomportamientodel consumidor.
Resultado:
Deterioro de laEconomía.
Deterioro delEstándar de vidade las personas
Protestas,levantamientosy migración.
¿Y en nuestra sociedad?
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La naturaleza tiene el poder de renovarse y regenerarse,CON o SIN la humanidad.
¿Qué podemos esperar?
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Versiones anteriores
Octubre 2006
Agosto 2007
Septiembre 2007
Junio 2008
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Asociación de Astronomía y Astronáutica (Achaya)
Deutsch Chilenischer Bund (DCB)
Burschenschaft Andinia (en alemán)
Burschenschaft Vulkania (en alemán)
Dr. Willy H. Gerberwgerber@gphysics.net
Instituto de FisicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaCasilla 567, Valdivia, Chile
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