Efecto invernadero en la Tierra- Cambio Climtico- Gases Invernadero y sus emisiones

Telma Castro

Centro de Ciencias de la Atmsfera, UNAM

telma@servidor.unam.mx

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.stm

Trayectoria 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

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Nmero de eventosLos datos estn

graficados por dcada

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Europa

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INCENDIOS FORESTALES 1950-2000Nmero de eventos

Los datos estn graficados por dcada

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2000

20002000Amrica

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Nmero de eventosLos datos estn

graficados por dcada

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1950

1950

2000

2000

20002000Amrica

frica

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. sisabel@atmosfera.unam.mx

Dr. Michel Grutter y Gustavo Mateos por proporcionar la informacin y material del posgrado en Ciencias de la Tierra. grutter@servidor.unam.mx

Lic. Francisco Estrada por su ayuda en la organizacin del material del IPCC feporrua@atmosfera.unam.mx

Direccin General de Estudios de Posgrado, UNAM. Informacin sobre los diferentes posgrados que se ofrecen

en la UNAM www.posgrado.unam.mx

mailto:sisabel@atmosfera.unam.mxmailto:grutter@servidor.unam.mxmailto:feporrua@atmosfera.unam.mxmailto:feporrua@atmosfera.unam.mx 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: