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La Ciencia del Cambio Global:Modelos, Millones y Culebras
René D. Garreaud y Roberto Rondanelli
Departamento de GeofísicaUniversidad de Chile
Universidad de Concepción, 2 de Octubre 2009
Para el planeta tierra:
E=241 W/m2
aROL=0.8
aROC=0.1
Bal. Rad. al tope (1-aROL)X + Y = E
Bal. rad. superficie (1-aROC)E + Y = X
X = Ts4 = E (2-aROC) / (2-aROL)
E Y
X
(1-aROL)X
(1-aROC)E Y
Un modelo simple de efecto invernadero
GF45A, Introducción a la Meteorología
aROL aumenta con pCO2
Ts aumenta si se incrementa aROL
Un modelo simple de efecto invernadero
GF45A, Introducción a la Meteorología
Cambios observados en CO2 Cambios observados en Tsfc
© IPCC 2007: WG1-AR4 (2007)
Cambios observados y simulados en Tsfc
© IPCC 2007: WG1-AR4 (2007)
300 hPa
Temperatura
1350 hPa
CO2: 280 ppmEquil. actual
Temperatura
1
CO2: 540 ppmTransiente
Temperatura
1
CO2: 540 ppmEquil. FutuoNo feedback
Efecto invernadero, versión 2(Lindzen 1999, 2007)
T300 1.7 Tsfc
IR VIS QL+QS
Temperatura [°C]
Pre
sión
[hP
a]
NCA
Adiabatica seca
T300
Tsfc
T300 1.7 Tsfc
Efecto invernadero, versión 2(Lindzen 1999, 2007)
Efecto invernadero, versión 2Promedio zonal cambio temperatura 2*CO2-CTR
Santer et al. 2008 (IJOC)
Cambios observados y simulados en T(z): Santers et al.
Douglass et al. 2008 (IJOC)
Cambios observados y simulados en T(z): Douglas et al.
Cooling MBL / warming lower free troposphere increased lower tropospheric stability …. Sc?
Falvey &Garreaud 2009
© IPCC 2007: WG1-AR4 (2007)
T/t 1979-2005
Teoría & Modelos T300 1.7 Tsfc
Observaciones T300 0.3 Tsfc
• Modelos “insuficientes”?• Observaciones “malas”?• Teoría muy simple?
Desajuste T300 - Tsfc debido aretro-alimentación del sistema climático
Ruddiman: Earth’s Climate, Chapter 4
-1° 0° 1° 2° 3° 4° 5° C
Diferencias A2(2100-2070) – BL(1960-1990)
-50 0 +50 mm/mes
Temperatura Superficial Precipitación
PRECIS-DGF-UCH
T (A2-BL) versus Height
36ºS
P Extra T
PRECIS-DGF-UCH
Schwartz 2008, EES
T(2xCO2) : Sensibilidad climáticaFácil de calcular en los modelos GCMs
Modelos logran ajuste a Tsfccon bastante esfuerzo
Schwartz 2008, EES
© IPCC 2007: WG1-AR4 (2007)
Rango de sensibilidad + incertidumbre emisiones= incertidumbre en proyección climática
Ruddiman: Earth’s Climate, Chapter 4
Rango de sensibilidad = incertidumbre en proyección climática
¿Que debemos hacer para evitar los +2ºC?
1010 US$
0 US$
Paleos al rescate?
Ruddiman: Earth’s Climate, Chapter 4
Sensibilidad climáticaDifícil de estimar en la realidad
Creataceus(100 Myr
ago)
Ruddiman: Earth’s Climate, Chapter 4
Early Cretaceous world
Ruddiman: Earth’s Climate, Chapter 4
GCMs (cambios CO2 + geografía)
Modelos además presentan problemas en climas pasadosTermostato tropical? Múltiples equilibrios?
Head et al. Nature 2009
La aparente existencia de un termostato tropical y suno representación en GCMs es un problema…
Sin embargo una buena culebra ayuda
Head et al. Nature 2009
Head et al. Nature 2009
Conclusiones
● No hay duda del incremento del CO2. Calentamiento de la troposfera media es relativamente modesto. Calentamiento superficial es mas fuerte, debido a superposición de variabilidad natural y/o retro-alimentaciones
● Los GCMs / RCMs son la unica herramienta para mirar al futuro● Es bueno mantener un ojo critico en los modelos y continuar su mejoramiento Incertidumbre en modelos tiene tremendas consecuencias en la toma de decisiones para la mitigación y adaptación al CCA
● Para avanzar en ciencia hay que simplificar, pero no sobre-simplificar
● Una buena culebra siempre ayuda