Los Aerosoles y El Clima

8/18/2019 Los Aerosoles y El Clima

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EL PAPEL DE LOS AEROSOLES ENEL CAMBIO CLIMÁTICO

Juan Ignacio Jiménez Jiménez

Departamento de Física Aplicada,

Universidad de Granada


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ESQUEMA

• ¿Qué son los aerosoles?

• Importancia en la atmósfera actual

• Estimación del impacto de los aerosols enel clima del pasado

• Incertidumbres

• Estimación de los cambios futuros• ¿Qué es lo que seguirá?


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¿QUE SON LOS AEROSOLES?

• Pequeñas partculas o gotitas suspendidasen la atmósfera

• !u radio es de "#"$ a $" micras• %a& muc'os tipos de fuentes & de aerosoles

• (ienen origen natural & antropogénico

• !on importantes para el clima actual & parael cambio climático


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FUENTES - NATURALES

•!al marina

•)erosoles *olcánicos

•Pol*o mineral

•Quema de la biomasa


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FUENTES - ORIGEN ANTRPICO

•Quema decombustibles fósiles+producen di*ersos

tipos,•Quema de -iomasa

•Pol*o .ineral


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IMPORTANCIA! EFECTO SOBRE LA

RADIACIN SOLAR DIRECTA•/os aerosoles difunden & absorben la radiación solar

!in aerosoles 0ifusión por aerosoles )bsorción por aerosoles


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IMPORTANCIA! EFECTO DIRECTOTERRESTRE

• /os aerosoles grandes +i#e# pol*o o ácidosulf1rico en la estratosfera, se comportancomo gases de efecto in*ernadero#

!in aerosoles2 la tierra emiteal espacio

/os aerosoles absorben radiaciónemitida por la tierra & reemitenuna pequeña cantidad 'acia arriba

& 'acia aba3o#


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IMPORTANCIA! EFECTOS INDIRECTOS

• )lgunos aerosoles pueden alterar laspropiedades de las nubes4 cambiando su

reflecti*idad o su ciclo de *ida• )lgunos aerosoles pueden actuar comocatalizadores 'aciendo que las reaccionesqumicas entre los constitu&entes atmosféricos

tengan lugar mu& rápidamente


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MEDIDA DEL EFECTO DE LOS

AEROSOLES SOBRE EL CLIMA

• .edida del efecto sobre la radiación en el

tope de la atmósfera & en la superficie#• 5Efecto radiati*o62 efecto de la presencia delos aerosoles en la atmósfera actual#

• 57orzamiento radiati*o62 efecto de los

cambios en aerosoles sobre el balance deradiación en un periodo de tiempo dado


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SAL MARINA

89.+sin aerosoles, : E;-E 89. +con aerosoles, : E;-E

89. +)erosoles < sal marina, : E;-E


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EFECTO RADIATI"O DE LOS BROTESDE POL"O SA#ARIANO

7igura tomada de !ea=i7s & >rbiImage


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E$ e%e&'( radia'iv( de$

)($v( sa*arian( )+ede ser,+ .rande / $as ,edidasde S#ADE e$ 01 deSe)'ie,2re de 0333 en'reSa$ Da4ar ,+es'ran 5+e!

- se *a dis)ersad( 6 ve&es,7s radia&i8n s($ar dev+e$'a a$ es)a&i( 5+e end9as des)e:ad(s ;es'( es<

se *a )r(d+&id( +n .ranred+&&i8n en $a radia&i8n5+e a$&an=a $a s+)er%i&ie>

(omado de J#.# %a&ood4 .et# >ffice


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A V H R R C

h 4

A V H R R C

h 5

El pol*o también afecta el conocimiento de otras *ariables climáticas4 talescomo la temperatura de la superficie del mar+!!(, porque absorbe laradiación terrestre saliente#

(omado de J#.# %a&ood4 .et# >ffice


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Ca,2i( en $a SST ;@> a )ar'ir de da'(s A"#RR &+and( e$ )($v( sa*arian( es'a2a)resen'e en Se)'e,2er de 0333

La an(,a$9a de SST s(2re $as is$as de Ca2( "erde a$&an=8 -6@

+2.4

+1.

8+1.2

+0.

60

-0.6

-1.2

-1.8

-2.4

-3.0

-3.6 (omado de J#.# %a&ood4 .et# >ffice


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ESTIMACIN DEL CAMBIO CLIMÁTICO

DEBIDO A LOS CAMBIOS EN LOS AEROSOLES

• 7uentes de emisión & e*olución temporal

• Qumica & modelos de transporte• .odelo de ;adiación

• .odelos 9limáticos


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FORAMIENTO RADIATI"O

•El forzamiento radiati*o medio global & anualse puede relacionar con un cambio global &anual en la temperatura de la superficie

usando2

∆( @ λ ∆7

∆7 7orzamiento radiati*o


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i.e. ∆F en los últimos 250 años

oma!o !e "#CC AR


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8ases de efecto in*ernadero +8EI,

Pol*o

!ulfatos

Influencia indirecta

(omado de !'ine and 7orster4 $AAA


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ALGUNAS PRECISIONES

• /os aerosoles tienen muc'a ma&orincertidumbre que los 8EI

• Bo se pueden añadir aerosoles para compensar

el efecto de los 8EI• Es improbable que el forzamiento total de losaerosoles se pueda eCpresar como unacombinación lineal de las contribuciones

indi*iduales• !iempre se debe considerar la influenciaindirecta


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¿QU DEBEMOS SABER ACERCA DELOS AEROSOLES?

D parámetros lla*e que proporcionan elforzamiento radiati*o#

• eficiencia másica de la dispersión de la luz• dependencia de la dispersión con la 'umedadrelati*a

• albedo de dispersión simple +dispersión *s#absorción,• parámetro de asimetra• cambio temporal de la carga másica#


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O'r(s &(,)(nen'es

Pr()iedades 8)'i&asDis'ri2+&i8n

INCERTIDUMBRES

In&er'id+,2reen e$%(r=a,ien'(

• E,isi(nes• Pr(&es(s• Q+9,i&a

• Trans)(r'e• F(nd(• Aer(s($es na'+ra$es

• C(,)(si&i8n

5+9,i&a• Me=&$a• Dis'ri2+&i8nde 'a,a(

Trans)(r'e radia'iv(

• /ongitudes deonda

• Esquema detransporte

• NUBES• #+,edadRe$a'iva

• A$2ed( de$a s+)er%i&ie


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DISTRIBUCIN! SULFATOS

• 7ormados a partir del !> +de los *olcanes & loscombustibles fósiles, & 0.! +dimetilsulfuro delas algas oceánicas,


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DISTRIBUCIN! CARBONATADOSPROCEDENTES DE FUENTES ANTRPICAS

• Quema de combustibles fósiles

• /os datos in*entariados tienen una factor de

incertidumbre#


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DISTRIBUCIN! QUEMA DE BIOMASA

F )lguna quema de biomasa es natural#

F Episódica & regional en la naturaleza


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DISTRIBUCIN! POL"O MINERAL

D"G de la carga de pol*o procedente defuentes antropogénicas se debe a cambios enel uso de la tierra4 el pastoreo eCcesi*o4 etc#


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TENDENCIAS PASADAS

/os datos procedentes de n1cleos de 'ielo tienenuna gran incertidumbre# +IP99 ""$,


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$er E7E9(> IB0I;E9(>

)umento en aerosol

⇓

)umento en elnumero de gotas de

nube

⇓

9ambios en lareflecti*idad+albedo,

(omado de -renguier et al +""",


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•/os aerosoles afectan la eficiencia deprecipitación &4 en consecuencia la *ida de lasnubes#

•¿)fecta también la reflecti*idad de las nubes?

o E7E9(> IB0I;E9(>


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E7E9(> !E.I:IB0I;E9(>

/os aerosoles tal como el carbon negroabsorben la radiación solar

⇓/as capas se calientan

⇓

/a atmosfera se estabiliza & se dificulta laformación de nubes


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O'r(s &(,)(nen'es

Pr()iedades 8)'i&asDis'ri2+&i8n

INCERTIDUMBRES

In&er'id+,2reen e$%(r=a,ien'(

• E,isi(nes• Pr(&es(s

• Q+9,i&a• Trans)(r'e• F(nd(• Aer(s($es na'+ra$es

• C(,)(si&i8n

5+9,i&a• Me=&$a• Dis'ri2+&i8n

de 'a,a(

Trans)(r'e

radia'iv(

• /ongitudes deonda

• Esquema detransporte

• NUBES• #+,edadRe$a'iva

• A$2ed( de$a s+)er%i&ie

¿Res)+es'a&$i,7'i&a?


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RESPUESTA CLIMÁTICA

&'s la (es)*esta

lim,tia a losamios enae(osoles la misma*e a los amiosen el C/2 o en la

onstante sola(

Climate sensitivity (Hansen et al 1997)

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

S e n s i t i v i t y

Fixed cloud All feedbacks

A!a)ta!o !e Hansen$1%


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RESPUESTA CLIMÁTICA 0

•;eader and -oer +$AAH,2las respuestas en granescala son similares+sorprendentemente,


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MODELANDO EL CAMBIO CLIMÁTICO

EN LOS LTIMOS 013 AOS

Global Mean Temperature (Anomaly from 1961-199)

-1!"

-1!

-!"

!

!"

1!

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1 # "

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1 # 6

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1 9 9

1 9 9 "

'ear

T e m p A n o m a l y ( e C )

Global Mean Temperature (Anomaly from 1961-199)

-!#

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'ear

T e m p A n o m a l y ( e C )

;osa : obser*aciones4 azul : modelo

!in aerosoles < aerosoles


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CAMBIOS FUTUROS EN LOS AEROSOLES

oma!o !e "#CC


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ÁREAS DE IN"ESTIGACIN

FUTURA•.ezcla de tipos de aerosoles•so de satélites para obtener por detecciónremota las propiedades & cantidad deaerosoles4 combinación con los datos 5in situ6

•.odelización de gran escala & consistencia delos perfiles de aerosoles a tra*és del globo

•.odelos climáticos regionales•Efectos indirecto & semi:indirecto


36/36

HE$ &(n(&i,ien'( rea$ es sa2er e$ a$&an&e de n+es'rai.n(ran&ia

C(n%+&i(

La fuente de la mayor parte de esta conferencia es un revisión de losi tífi d l IPCC K ith Shi ! di # $ % d ' t )ffi #

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