La atmsfera cambiante: una perspectiva sistmica

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Aerosoles y Clima Laura Gallardo Klenner PhD
Meteorología Química Centro de Modelamiento
Matemático, U. de Chile

• Clima y balance radiativo
• Perturbación antrópica
• El IPCC
• Aerosoles atmosféricos
• Efectos directo e indirecto de los aerosoles
  sulfato
• Y en Chile?

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Sistema climático y cambios...

• ... en la composición de la atmósfera
• ... en suelos, vegetación, albedo, etc.
• ... en las cuencas hídricas, salinidad del mar,
  etc

(Requiere de enfoque sistémico)
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El clima?
Descripción estadística del estado atmosférico y
sus consecuencias en un período de tiempo
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Clasificación del clima de W. Köppen (1846-1940)
A Trópico, húmedo BSeco Ctemplado D
Severo E Polar H Montaña
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Balance Radiativo
6
(No Transcript)
7
(No Transcript)
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El IPCC (www.ipcc.ch) tiene por función evaluar
la información científica, técnica y
socioeconómica relevante para el entendimiento de
los riesgos de un cambio climático generado por
actividades humanas (Recopila y da opiniones
científicas consensuadas)
1990 1995 SAR 2001TAR....2007? FAR
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There is new and stronger evidence that most of
the warming observed over the last 50 years is
attributable to human activities(Shanghai,
1/2001, IPCC 2001)
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Principales cambios climáticosIPCC (1988 1990
1992 1995 2001)

• Aumento del nivel del mar
• Aumento de temperatura superficial en los
  continentes
• Ciclo hidrológico más intenso
• Cambios regionales

• Avance de zonas áridas
• Cambios en la intensidad y frecuencia de El Niño
  y La Niña.
• Aumento del nivel del mar
• Retroceso de los glaciares

Pero la precisión es pobre para Chile!
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IPCC, 1995
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• Hay un cambio climático atribuíble, en parte, a
  perturbaciones antrópicas
• Los modelos indican que las tendencias son cada
  vez más marcadas. Persisten incertidumbres, e.g.,
  cambios en la cobertura nubosa (e.g., Sc) y
  FORZAMIENTO POR AEROSOLES
• Cada vez se registran más cambios algunos
  glaciares retroceden, el nivel del mar ha
  aumentado, etc.
• En Chile
• Es probable que las zonas áridas sigan avanzando
  al sur, en particular a la zona central de Chile
• También se prevén cambios en la intensidad y
  frecuencia de fenómenos como El Niño y La Niña.
• El nivel del mar puede subir y los glaciares
  seguirán retrocediendo
• Pero la precisión de las estimaciones es pobre y
  se requiere emprender estimaciones regionales

S...
13
(No Transcript)
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Aerosol una combinación de material en fase
condensada presente en la atmósfera así como
aquél dentro del material suspendido que la
contiene
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(No Transcript)
16
Clasificación por tamaños...
Aitken 0.005 ltD lt0.1 mm
Finas (fine) D lt 2.5mm
Acumulación 0.1 ltD lt2.5mm
Gruesas (coarse) D gt 2.5mm
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Los aerosoles y sus roles...

• Absorben, emiten y reflejan luz (scattering)
• ...afectan el balance radiativo del planeta
• Proveen superficies para la deposición de
  moléculas
• ...favorecen la condensación y formación de nubes
• Proveen superficies sobre las cuales ocurren
  reacciones químicas
• ...actúan como catalizadores de reacciones
• Además, al ser respirables (lt10mm), pueden
  provocar efectos sobre la salud.

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El efecto de calentamiento de los gases de
invernadero (e.g., CO2) es comparable pero no
compensa el efecto de, mayoritariamente,
enfriamiento de los aerosoles (e.g., SO4).
Charlson et al, 1991
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Aerosoles sulfatoefectos directo e indirecto
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Los parámetros claves para estimar el
forzamiento climático de los aerosoles sulfato

• Estimación/predicción de la concentración de masa
  de sulfato (emisiones, dispersión, remoción)
• Determinación de las propiedades ópticas de los
  aerosoles sulfato frente a la radiación solar
  (tamaño, longitud de onda, forma química)
• Determinación de la radiación solar incidente
  (ángulo zenital, albedo superficial, propiedades
  radiativas de gases y partículas)

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Efecto directo
Global -0.3 a -1.3 W/m2
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Efecto indirecto o de Twomey
Si no hubiera aersoles no habría nubes
Hilding Köhler (1921)...
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Ship tracks...Norte América
-0.16 Wm-2 NH -0.06 Wm-2 SH

• El penacho del barco (rico en aerosoles) aumenta
  el número de CCN y su eficiencia (disminuye el
  radio de las gotas).
• Ergo
• Las nubes se tornan más reflectantes (aumenta el
  albedo)
• Aumenta la duración de las nubes (llueve menos)

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Australia (350x450 km2)
Termoeléctrica
Fundición de plomo
Puertode Adelaide
Refinerías de petróleo
Rosenfeld, 2000, Sci, 287, 1793-1796
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Hasta ahora, se manejan módulos
fotoquímicos complejos para fase gaseosa...
O3-CH4-CO-NOx-HOx-NMHC (ca. 30 especies, 100
reacciones).
26
http//irina.colorado.edu/lectures/Lec40-41.html
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(No Transcript)
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Penacho de Chile central (R. Rondanelli)
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• La capa de Sc subtropicales costa afuera de Chile
  es la más grande y persistente del mundo
• Los aersoles sulfato reflejan luz solar y alteran
  las propiedades radiativas de las nubes y su
  longevidad
• En Chile central y norte hay grandes emisiones de
  aerosoles sulfato
• Los modelos globales sugieren que estas emisiones
  tienen un efecto directo intenso (1-1.5 W/m2) que
  podría tener consecuencias regionales y globales
• Las observaciones satelitales sugieren la
  existencia de un impacto indirecto por aerosoles
  antrópicos
• Se requiere cuantificar los impactos directo e
  indirecto de aerosoles sulfato (y otros) a escala
  regional.

S...
30
(No Transcript)