Agroclimatología Ing. Agronómica, plan 2013

Climatología Ing. en Recursos Naturales y Medio Ambiente, planes 1997 y 2006

Facultad de Ciencias Naturales Universidad Nacional de Salta

Silvia Ana Carla Cravero scravero@unsa.edu.ar saccravero@gmail.com

Comenzamos así… preguntándonos ¿qué es tiempo? Y ¿qué es clima?

• TIEMPO es el estado de la atmósfera y su proceso de evolución en un momento y lugar determinado.

• CLIMA es el estado medio de la atmósfera y su proceso habitual de evolución en un lugar y para una época determinados.

Tiempo y Clima

Clima: estado del medio ambiente habitable (descripto estadísticamente) que resulta de la interacción de los componentes del Sistema Climático

Queda claro que: Los procesos climáticos se enmarcan en un sistema complejo y global, donde cada componente (atmósfera, litósfera, hidrósfera, criósfera y biósfera) interactúa con los otros y, un cambio en uno de ellos desencadena cambios y adaptaciones en los otros. Para evaluar el sentido de los cambios climáticos es necesario tener en cuenta los diferentes agentes que condicionan el clima, entre otros la cantidad y distribución de la energía solar que recibe el planeta, la actividad y dinámica de los intercambios entre la atmósfera y la hidrósfera y, la actividad volcánica.

Comprender la naturaleza compleja de los procesos que intervienen en el sistema y que, estos ocurren simultáneamente en dos escalas, la espacial y la temporal. Existe un amplio consenso científico que la tierra está experimentando un calentamiento global, el que se muestra proporcional a un aumento de la concentración de gases con efecto invernadero en la atmósfera terrestre.

Clima

Se refiere al comportamiento de los parámetros del tiempo para un período de tiempo relativamente largo y para una región más extensa.

Conocer el clima de una zona nos permite saber lo que es posible esperar en función de lo que ha sucedido históricamente.

Clima "En sentido estricto, se suele definir al clima como 'estado medio del tiempo' o, más rigurosamente, como una descripción estadística del tiempo en término de valores medios y variabilidad de las cantidades pertinentes durante períodos que pueden ser de meses a miles o millones de años. El período normal es de 30 años, según la definición de la Organización Meteorológica Mundial (OMM).

Clima

Las cantidades aludidas son casi siempre variables de la superficie (por ejemplo, temperatura, precipitación o viento), aunque en un sentido más amplio, el 'clima' es una descripción (incluso una descripción estadística) del estado del sistema climático."

(IPCC. Glosario de Términos para el Tercer Reporte).

Elementos y Factores

Atmósfera: estructura

La atmósfera terrestre cumple varias funciones para hacer al planeta Tierra habitable: • Es un escudo protector que absorbe los rayos UV solares dañinos.

• Otorga amparo térmico al planeta, «atrapando» el calor y manteniendo a la superficie de la Tierra en condiciones habitables. Nuestro confort y seguridad dependen en particular de 2 factores: • La distancia Tierra-Sol

• Las interacciones entre los fotones de la luz solar y las moléculas de los gases que forman la atmósfera Esto asegura temperaturas moderadas en superficie y la presencia de agua líquida en la Tierra

Disponibilidad de energía

ATMÓSFERA

La radiación solar atraviesa la atmósfera

sin perdidas destacables

La mayor parte de la radiación solar es

absorbida por la superficie terrestre

Parte de la radiación solar

es reflejada por la Tierra (albedo) y las

nubes

Parte de la radiación infrarroja escapa y parte es atrapada por

los Gases de Efecto Invernadero y

es re-radiada hacia la superficie

NATURAL

E F E C T O

INVERNADERO

Disponibilidad de energía

Del balance de energía depende la temperatura

Mecanismos de distribución de energía

ESCALA DE VARIABILIDAD CLIMÁTICA EN AÑOS 1 2

QBO 3-7

ENSO

11 ACT. SOLAR A.FRE.

16-26 OSCILACION

SUBTROPICAL

50

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ACT. SOLAR B.FRE.

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70

ESCALAS DE LA VARIABILIDAD CLIMÁTICA INTERANUAL

(SUPERIORES A UN AÑO)

Ver boletín de la OMM 61 (1), 2012.

Brian Hoskins. Instituto sobre el Cambio Climático

23

¿Qué plantea el IPCC?

El calentamiento en el sistema climático es inequívoco y, desde la década de 1950, muchos de los cambios observados no han tenido precedentes en los últimos decenios a milenios.

La atmósfera y el océano se han calentado, los volúmenes de nieve y hielo han disminuido, el nivel del mar se ha elevado y las concentraciones de gases de efecto invernadero han aumentado.

El Cuarto Informe de Evaluación del Cambio Climático del IPCC muestra que tal cambio se ha originado principalmente en las actividades antrópicas.

Las conclusiones del IPCC se basan en múltiples evidencias

¿Es sólo climático el cambio?

Debido a la inercia del sistema climático y a que las alteraciones en las concentraciones de GEI permanecen por largo tiempo en la atmósfera, el CC se intensificará en las próximas décadas. En consecuencia, además de la reducción de las emisiones de GEI, habrá que acordar medidas de adaptación a las nuevas y cambiantes condiciones climáticas.

CAMBIO

GLOBAL

TO

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ONSECUENCIAS

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Sustentabilidad y Entorno global

MANEJO DE RECURSOS

NATURALES

ETICA AMBIENTAL

GLOBAL

SATISFACCIÓN DE

ASPIRACIONES HUMANAS

HABILIDAD DE COMUNIDADES

HUMANAS

CALIDAD DE

VIDA

INTERCAMBIO Y COMERCIO

GLOBAL

DESARROLLO ECONÓMICO

Y SOCIAL

CAMBIO DE USO DE LA TIERRA Y DEGRADACIÓN DISPONIBILIDAD DE

AGUA FRESCA

ALIMENTOS Y ENERGÍA PARA UNA POBLACIÓN

CRECIENTE

SALUD Y BIENESTAR HUMANOS

MANEJO DE ZONAS

COSTERAS

RELACIONES

INTERNACIONALES

Los científicos coinciden en que limitar el cambio climático requerirá de reducciones sustanciales y sostenibles de las emisiones de gases de efecto invernadero, pero indican que, aunque se dejara de emitir CO2 a la atmósfera, la mayor parte de los aspectos del cambio climático persistirán "durante siglos".

"Sólo un gran cambio institucional y tecnológico proporcionará una oportunidad de que el calentamiento global no supere los dos grados centígrados” (límite sugerido por los expertos en el informe del IPCC publicado en Berlín en 2014) a partir del cual las consecuencias serían muy graves. Pero… ¿Cuál es el nivel de CO2 y cómo crece?

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1000 1200 1400 1600 1800 2000

M a u n a L o a

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Ad e l i e

EFECTO ANTRÓPICO

Se sabe con certeza que las emisiones de CO2 aumentaron exponencialmente y que las concentraciones en la atmósfera aumentaron por esa causa. Origen antrópico del carbono

¿Cuál es el nivel de CO2 y cómo crece?

En la actualidad es 395 ppm y

Aumenta 2-3ppm por año

(280ppm es el valor preindustrial)

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In fe ri d o

S i p l e

E u ro c o re

Gri p

Cambio de temperatura: El calentamiento es universal

Pero… Hablar de la temperatura media a escala global como medida del CC puede ser una simplificación no justificada, pues existen diferencias importantes entre las anomalías térmicas de ambos hemisferios asociadas a las características diferenciales de los hemisferios, más próximas a un clima de tipo continental en el HN y a un clima de tipo oceánico en el HS. Factor geográfico: Oceanidad y continentalidad – distribución de tierras y mares

HEMISFERIO NORTEa

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HEMISFERIO SUR

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1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000

Variabilidad climática como la manera en que las variables climáticas (temperatura, precipitación, frecuencia de tormentas, por ejemplo) difieren de algún estado promedio ya sea por encima o por debajo de ese valor. La variabilidad climática surge a partir de las complejas interacciones que se producen entre los diferentes componentes del sistema climático, como son los océanos, las tierras continentales, los hielos y la atmósfera. La atmósfera por su naturaleza caótica es capaz de generar variabilidad climática en todas las escalas temporales a partir de los procesos que se producen en su interior.

Cambio climático puede ser definido como una tendencia en las variables climáticas caracterizada por un relativamente suave crecimiento o decrecimiento de su valor promedio durante un período determinado. El CC está asociado con cambios externos al sistema climático ya sean naturales (como por ejemplo, cambios en la radiación solar entrante), internos como la actividad volcánica o antropogénicos (cambios en la composición química de la atmósfera, cambios en el uso del suelo).

¿Qué dicen los escépticos? James A. Marusek (2010) en su trabajo “El sol está experimentando un cambio de estado” expresa “El consenso entre los científicos en apoyo de la teoría del calentamiento global provocados por el hombre ha sido groseramente exagerado”. Más de 31.000 científicos estadounidenses firmaron la siguiente petición “no hay evidencia científica convincente acerca de que la liberación humana de dióxido de carbono, metano y otros gases de efecto invernadero a la atmósfera esté causando o, causará en el futuro, un calentamiento de la atmósfera y la alteración del clima de la Tierra”.

¿Qué dicen los escépticos?

Existe evidencia científica que apoya la idea que aumentos de dióxido de carbono atmosférico producen efectos beneficiosos sobre las plantas y entornos de animales de la Tierra. Los científicos que firmaron esta petición creen que el lobby del calentamiento global es muy poderoso. Afirma que la atmósfera terrestre es bastante estable y resiliente y que los niveles de dióxido de carbono durante el periodo Ordovícico (que comenzó hace unos 490 millones años y terminó hace unos 443 millones de años) fueron aproximadamente de 5.000 ppm.

¿Qué dicen los escépticos?

El clima de la Tierra responde a los cambios en la cantidad de energía almacenada por el sistema climático, y en particular a las modificaciones en el balance global de energía entre la radiación solar entrante y el calor saliente de la Tierra. Cuando actúan forzantes climáticos se altera el equilibrio y, el sistema climático responde no sólo a los forzantes sino también a los efectos de retroalimentación (feedbacks) que pueden aumentar o disminuir la influencia original.

¿Qué dicen los escépticos? Los escépticos argumentan que en la teoría del CC esgrimida por el IPCC no se incluyen algunos forzantes muy importantes como controladores de la temperatura de la superficie terrestre

¿Qué dicen los escépticos? Un cambio en cualquier parte del sistema climático, iniciado por mecanismos de forzamiento internos o externos, tendrá una consecuencia mucho más amplia. En la medida que el efecto se propaga en cascada, a través de los componentes asociados en el sistema climático, se amplifica. Esto es conocido como mecanismos de retroalimentación o feedbacks, no siempre actúan en el mismo sentido que la perturbación. A medida que un efecto es transferido, desde un subcomponente del sistema a otro, se verá modificado en carácter o en escala.

Una de las principales críticas a las especulaciones del IPCC basadas en modelos climáticos y planteo de escenarios futuros, es que en esos modelos no se incluyen forzantes internos importantes como la actividad volcánica ni forzantes externos como la actividad solar que, precisamente actuarían provocando perturbaciones negativas, enfriando a la Tierra.

Más allá que aceptemos una u otra teoría, que las causas del CC sean antrópicas o naturales, el sólo impacto de nuestras acciones conducentes al cambio climático, debería ser suficiente causa para obligarnos a realizar profundas y severas críticas éticas.

LAS TRES PATAS DEL

PROBLEMA

EL AMBIENTE

LA ECONOMIA

LA EQUIDAD

Hay Cambio Climatico?

SOLUCIONES AL PROBLEMA DEL CAMBIO CLIMÁTICO

- Gestión Pública- Tecnología

- Cambios Culturales3 aspectos interactivos

Impactos Potenciales del Cambio Climático:

CAMBIOS CLIMÁTICOS

•Temperatura

•Precipitación

•Nivel del Mar

Impactos en la Salud: Mortalidad / Lesiones por extremos de la temperie / Enfermedades infecciosas / Calidad del aire , enfermedades respiratorias y cardiovasculares

Impactos en la Agricultura: Reducción de la productividad / Desplazamiento de los ecosistemas / Enfermedades y pestes / Sequías e inundaciones

Impactos en los Bosques: Cambios en la composición / Desplazamientos Geográficos y Rangos (altura / Latitud) / Enfermedades y Productividad

Impactos en la los Recursos Hídricos: Cambios en la disponibilidad de agua / Calidad del agua / Aumento de consumo / Inundaciones y sequías / Contaminación

Impactos en las Áreas costeras: Erosión de las playas y costas / Inundaciones en áreas de costas / Intrusión de agua de mar

Especies y Áreas Naturales: Desplazamientos de zonas ecológicas /Perdida de Hábitat y especies / Incendios naturales.

Un estudio reciente de Barnett T.P. DW Pierce and R. Schnur

“Detección del Cambio Climático Antropogénico

en los Océanos del Mundo”

muestra un calentamiento

significativo en todas las cuencas, desde el año 1950. Las cifras muestran valores decádicos del contenido de valor anómalo (1022 Joules) en varias cuencas oceánicas y en el océano total .

RETROCESO DE LOS GLACIARES

Cambio en trayectoria de núcleos de alta presión

MAYOR FRECUENCIA DE EVENTOS EXTREMOS

Ya estamos viendo cambios en los extremos climáticos?

• Si, hay evidencias de cambios observados en extremos del tiempo y clima.

• Las proyecciones de los modelos sugieren que seguirán.

• Algunos cambios se pueden atribuir a la acción humana.

Desde 1950, las olas de calor y las precipitaciones

intensas se han hecho mas frecuentes

68

Las proyecciones de los modelos climáticos

indican que la frecuencia de precipitaciones

intensas y las temperaturas máximas

extremas aumentarán durante este siglo

En muchas regiones del mundo lo

que hoy en promedio estadístico

es una precipitación máxima

intensa que ocurre cada 20 años se

producirá cada 5 o 10 años o

menos

69

LA CRISIS DEL AGUA

• Desaparición de entre un tercio y la mitad de los glaciares de montaña para el 2100: mas afectados los de zonas tropicales.

• En ciudades y regiones muy pobladas como Lima, Perú, el suministro de agua para 10 millones de personas depende de los ríos que en verano se originan en los glaciares

• Cambios en caudales y/o de cursos pueden afectar el suministro de agua a ciudades y a la agricultura

• Ya esta sucediendo en el Mediterráneo: Falta agua, olas de calor e incendios forestales

CAMBIO CLIMÁTICO: EMERGENTE de algo más amplio:

Presión sobre los recursos naturales

•Aumento de la población •Aumento del consumo (..ismo) per cápita • Crecimiento acelerado del mundo en desarrollo •Urbanización creciente •Aceleración tecnológica (doble rol)

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Year

1 billion in 1800

4 billion in 1975

2 billion in 1920

6.5 billion in 2005

Población mundial (miles de millones)

Source: UN Population Division 2004; Lee, 2003; Population Reference Bureau

El que crea que el crecimiento exponencial puede mantenerse indefinidamente en un mundo

finito, o es un loco o un economista

Kenneth Boulding

Impactos sobre los rendimientos de trigo en diferentes regiones %

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Producción Local ?

Seguridad Alimentaria Regional ?

seguridad alimentaria global ?

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- N. India

S. Europa

N. Inglaterra

0.5 1.0 T ºC Importancia del impacto

Temperatura acorta el ciclo, reduce rendimiento CO2 > eficiencia de uso de recursos (agua y radiación), aumenta el rendimiento.

Considerando 8 escenarios climáticos: Base, +1ºC, +2ºC, +3ºC, GISS, UKMO, GFDL, MPI-Ds (CO2

550ppm)

Magrin y otros, 1997 (1era Comunicacion Nacional)

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Incremento de Temp (ºC)

Girasol

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Incremento de Temp.(ºC)

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Incremento de Temp (ºC)

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%)

Impacto del aumento de temperatura y CO2 sobre la productividad potencial

CRISIS MUNDIAL POR LOS ALIMENTOS En Peligro por el Hambre

Algunos Sistemas y Sectores serán más afectados

• Ecosistemas: – Corales, arrecifes, atolones coralíferos

– Tundra; bosques boreales; regiones de montaña y mediterráneas, permafrost y suelos congelados; hielo sobre el mar e hielos continentales y glaciares.

• Costas bajas, manglares y humedales salitrosos

• Recursos hídricos en latitudes medias y en los trópicos secos

• Agricultura en tierras de baja elevación

• Salud humana, en los casos en que la capacidad de adaptación es baja

• Asentamientos humanos

El Cambio Climático es Global:

Sus efectos son transfronterizos y transgeneracionales, no se trata de un evento simple sino de una tendencia que depende de las emisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero (GEI).

Las concentraciones de estos gases deberán ser estabilizadas antes que alcancen niveles que interfieran con la adaptación natural de los ecosistemas, la producción de alimentos, y con el desarrollo sustentable.

Teniendo en cuenta que los elementos climáticos a veces exhiben variación cíclica en periodos prolongados de 50 años o más, y que los datos disponibles no cubren todo este periodo, la oscilación a largo plazo será registrada como una tendencia (Chatfield, 1996). Además de las tendencias, es necesario conocer las anomalías y eventos extremos que se registraron en el periodo analizado.

Tendencias lineales no describen bien la variabilidad climática

Ni la pasada ni la futura

24.9 mm/100y

-13.5 mm/100y

¿OSCILACIONES, SALTOS, TENDENCIAS?

Hay otros aspectos a tener en cuenta en estudios de CC. Entre ellos, la dimensión desde la que se aborda el problema:

Dimensión científica (física) Es la que busca entender los procesos atmosféricos y su evolución, creo que los meteorólogos e investigadores de la atmósfera y los océanos abordan el problema de esta manera. Son los que proporcionan la investigación básica para otras disciplinas. Análisis estadístico En este sentido, se aborda el CC utilizando un término completamente general que abarca a todas las formas de inconstancia climática (variación del promedio de una variable climática con el tiempo) sin tener en cuenta su naturaleza estadística (o causas). Puede hacer referencia entonces a salto climático, fluctuación y/o tendencia climática

Salto climático: es un cambio climático (CC) más o menos

abrupto y cuasi permanente durante el periodo de registro, de un valor promedio a otro de la variable.

Fluctuación climática: cambio climático caracterizado por

un suave aumento o disminución monótonos del valor

promedio en el periodo de registro. No limitado a un cambio lineal sino caracterizado por solo una máxima y una mínima

en los puntos finales o iniciales del registro.

Tendencia climática: inconstancia climática o cambio

sistemático, regular o irregular, excepto tendencia y

discontinuidad. Esta caracterizado por tener al menos dos máximos o mínimos y/o una mínima o máxima

incluyendo la de los puntos finales del registro.

Dimensión socio-política-económica Esta dimensión definirá cuál será el uso que se hace de la información para definir estrategias frente al CC.

En la Cumbre del Clima del año 2014 quedó claro que los intereses económicos, los prejuicios ideológicos y las luchas políticas siguen, de momento, impidiendo una respuesta común, firme y eficaz, más allá de los discursos y las promesas. Terminó sin acuerdos efectivamente vinculantes, y China e India, dos de los principales emisores de gases, no estuvieron representadas al máximo nivel.

El CC es un fenómeno a escala global que afecta al sistema climático

Árbol de los problemas ambientales

Preguntas? Dudas? Muchas gracias por su atención a lo largo del

cuatrimestre!!

Espero haberles generado las suficientes preguntas y dudas para seguir indagando y avanzando en la obtención de nuevos conocimientos, a lo largo de sus carreras y...a lo largo de sus vidas, si es así, habré cumplido mi objetivo.

e mail: saccravero@gmail.com.ar