lunes, 26 de marzo de 2012
causas del calentamiento global
¿Cuáles
son las causas del calentamiento global?
|
El efecto invernadero es provocado por gases que se han producido a lo largo
de la historia del planeta y se producen actualmente como resultado de la
compleja actividad geoquímica y bioquímica que caracteriza a la Tierra.
La atmósfera de nuestro
mundo desde sus primeros tiempos hasta la fecha ha experimentado notables
variaciones en su composición. Actualmente contiene, entre otros gases, dióxido de carbono, metano y óxidos de
nitrógeno los cuales junto al vapor de agua son los responsables principales
del efecto de invernadero. Como resultado de la intensa, y a veces
irracional, actividad del hombre sobre todo a partir de la
Revolución Industrial se viene incrementando el contenido de estos cuatro
gases
en la atmósfera e incluso se ha acumulado una significativa presencia de
otros como resultado de determinados desarrollos de la técnica. Lo cierto
es que tales incrementos se reflejan en una intensificación del efecto
invernadero natural.
En los pasados cincuenta años las emisiones lanzadas a la atmósfera de dióxido de carbono, óxidos de nitrógeno, y metano, se han elevado en flecha, y un nuevo tipo de sustancia química, los fluorclorocarbonos, CFC, han sido introducidos como refrigerantes, solventes y propulsores de aerosoles, mostrando junto a su inercia química que los hacía parecer inofensivos, un poder destructivo de la capa de ozono estratosférica y una elevada capacidad para atrapar el calor. Así una molécula de CFC observa un poder absorbente de las radiaciones infrarrojas entre 12 000 y 16 000 veces mayor que el presentado por una molécula del dióxido de carbono.
En los pasados cincuenta años las emisiones lanzadas a la atmósfera de dióxido de carbono, óxidos de nitrógeno, y metano, se han elevado en flecha, y un nuevo tipo de sustancia química, los fluorclorocarbonos, CFC, han sido introducidos como refrigerantes, solventes y propulsores de aerosoles, mostrando junto a su inercia química que los hacía parecer inofensivos, un poder destructivo de la capa de ozono estratosférica y una elevada capacidad para atrapar el calor. Así una molécula de CFC observa un poder absorbente de las radiaciones infrarrojas entre 12 000 y 16 000 veces mayor que el presentado por una molécula del dióxido de carbono.
Este gráfico muestra en que medida contribuye cada
gas al efecto invernadero de acuerdo con su capacidad calorífica de
absorción y la abundancia relativa en que se presentaban a fines del
siglo pasado. Una notable diferencia se advierte en los datos
considerados por fuentes diferentes.
Esta diferencia se explica por la relativa
incertidumbre de las estimaciones cuantitativas acerca de las
concentraciones de
estas sustancias en las capas atmosféricas.
En
cualquier caso, se señala como el principal responsable al dióxido de carbono
con un peso específico que se mueve en el intervalo del 55 % - 75 %. La mayor
discrepancia, que explica la diferencia anterior, se aprecia en la estimación
de la contribución relativa de los halocarbonos.
Algunas fuentes le asignan el segundo lugar con un 24 % del efecto total
mientras otras indican que de acuerdo con la reducción en la producción de CFC
de la última década su contribución al efecto invernadero no va más allá
del 5 %. Todas los reportes coinciden en atribuir aproximadamente un 15 % del
efecto total provocado al metano. Y finalmente aparece la significativa contribución de un 5 % a los óxidos de
nitrógeno.
El dióxido de carbono entra en el ciclo natural del carbono, los animales lo
emiten a la atmósfera en la respiración, las plantas lo asimilan en su labor
fotosintética. La deforestación que ha sufrido el planeta viene afectando este
ciclo, contribuyendo a la acumulación del dióxido de carbono en la
atmósfera.
La quema de los combustibles fósiles en las plantas generadoras
de electricidad y por el transporte automotor ha disparado el
lanzamiento de emisiones de CO2
a la atmósfera.
El óxido de nitrógeno es un producto colateral en la producción del
nylon, y es también
emitido por los fertilizantes usados en la agricultura.
El metano es emitido en
las minas de carbón, en los yacimientos del gas natural así como en su
distribución. También se produce en los depósitos de residuales y una quinta
parte de todo el metano generado por la actividad humana proviene de la
descomposición microbiana del material orgánico asociado con la producción del
arroz.
La gráfica de arriba revela claramente que es el CO2
el gas de invernadero con mayor responsabilidad en el calentamiento global
antropogénico que sufre el planeta.. Desafortunadamente, conforme con el cuadro de desigual
desarrollo e irracional consumo que caracteriza a nuestra
sociedad contemporánea se puede apreciar que "las
contribuciones" a este calentamiento global del planeta es
bien diferente según el área geoeconómica.
La figura revela como los países
industrializados presentan los índices absolutos y percápita más
altos de emisión de CO2. El liderazgo absoluto lo
tiene los Estados Unidos de América con un consumo energético
equivalente a la emisión de unas 20 toneladas de C02
anualmente. En términos de eficiencia se considera la Europa
Occidental como "un eficiente consumidor", ocho
toneladas por habitante por año.
el calentamiento
Una reivindicación se oye con frecuencia en relación con las olas de
calor extremas, más o menos así: “Dado que esta ola de calor que rompió
el récord anterior de 5 ° C, el calentamiento global no puede tener
mucho que ver con ella, ya que ha sido sólo 1 ° C durante el siglo 20 “.
Aquí explicamos por qué nos encontramos con esta lógica doblemente
erróneo.
Uno puede hacer dos preguntas diferentes acerca de la influencia del calentamiento global sobre las olas de calor (Otto et al. 2012), y los llevamos a su vez.
1. Cuánto más lo del calentamiento global que esta ola de calor?
Tenemos algunos problemas con la elaboración de la pregunta como ésta, ya que tácitamente se asume que la situación meteorológica misma también habrían surgido sin el calentamiento global, sólo en un 1 (por ejemplo) ° C el nivel más bajo de temperatura. Eso no es necesariamente el caso, por supuesto, ya que el clima es muy estocástico y el calentamiento global también puede afectar los patrones de circulación de la atmósfera.
Pero incluso si aceptamos la premisa básica (y se podría decir en un sentido puramente estadístico, a pesar de que normalmente no se cómo se expresa), sería un calentamiento medio antropogénico en 1 ° C en el lugar pertinente decir que 1 ° C es También la cantidad añadida a un evento extremo? Sólo en un sistema climático lineal. Imagine una ola de calor que empuja a temperaturas de hasta 30 ° C en un mundo sin calentamiento global. En la misma situación meteorológica con el calentamiento global, se podría esperar que este clima entonces se traduce en una ola de 31 ° C de calor. Pero que bien podría estar equivocado. Es posible que en la situación con el calentamiento, el suelo se ha secado en los últimos meses, debido a que el extra de 1 ° C. Así que ahora ha perdido la refrigeración por evaporación, la luz solar se convierte en calor sensible en lugar de una gran fracción de entrar en calor latente. Eso es una retroalimentación no lineal, y no uno imaginar. Estudios detallados han demostrado que esto puede haber jugado un papel importante durante la ola de calor europea de 2003 (Schär et al. 2004).
El fenómeno básico es familiar a los oceanógrafos: si el nivel medio del mar en un solo lugar se incrementa en 30 cm, esto no significa que el nivel de marea alta también se incrementa en 30 cm. En algunos casos será más, debido a la realimentación no lineal. Es decir, un nivel de agua más alta aumenta el flujo de la sección transversal (piense en un entrante de mar) y reduce la fricción con el fondo así que la marea se enrolla más rápido, alcanzando un pico más alto. La amplitud de la marea aumenta así como el nivel del mar.
Muchos otros mecanismos no lineales son posibles, que sólo estamos empezando a entender – que de los estudios recientes que muestran cómo los cambios en la cubierta de nieve o la cubierta del hielo marino como consecuencia del calentamiento global afecta a los sistemas meteorológicos. O pensar en factores que podrían afectar la estabilidad de los eventos de bloqueo particularmente fuertes. Por lo tanto, sería muy cauteloso acerca de hacer una esencialmente lineal, el argumento determinista sobre condiciones extremas de calor para el público.
En la literatura científica, la influencia del calentamiento global sobre los fenómenos extremos tanto, se suelen tratar en términos de probabilidades, lo que es más apto para eventos estocásticos. La pregunta típica pregunta es la siguiente:
2. ¿Cuánto más probable que el calentamiento global se hacen de esta ola de calor?
Para esta pregunta, es fácil demostrar que la lógica de “cuanto mayor sea el extremo, el calentamiento global tiene menos que ver con esto” es un grave error. El cambio en la probabilidad de que ciertos valores de temperatura que se alcanzó puede ser visualizado con una función de densidad de probabilidad (ver figura). La distribución de probabilidad se podrá pasar sin cambios hacia valores más cálidos, o podría ser ampliado, o una combinación de ambos (o alguna otra deformación).
IPCC (2001) gráfico que ilustra cómo un cambio y / o ensanche de una distribución de probabilidad de temperaturas afecta a la probabilidad de que los extremos.
A título de ejemplo, tomemos el caso más simple de una distribución normal que se desplaza hacia el extremo caliente por una cantidad determinada – por ejemplo una desviación estándar. Entonces, una temperatura moderadamente extremo que es de 2 desviaciones estándar por encima de la media se convierte en 4,5 veces más probable (véase gráfico siguiente). Sin embargo, una temperatura extrema seriedad, que es de 5 desviaciones estándar por encima de la media, se convierte en 90 veces más probabilidades! Por lo tanto: la misma cantidad de calentamiento global aumenta la probabilidad de eventos extremos realmente, como la reciente ola de calor EE.UU., mucho más de lo que aumenta los eventos más moderados. Esto es exactamente lo contrario de la afirmación de que “cuanto mayor sea el extremo, el calentamiento global tiene menos que ver con eso.” Lo mismo es cierto si la distribución de probabilidad no se haya cambiado, pero se amplió por un factor constante. Esto es fácil de demostrar analíticamente para nuestros lectores con mentalidad matemática.
Gráfico que ilustra cómo la relación de la probabilidad de que los extremos (clima caliente dividido por cambios climáticos – este factor de aumento de la probabilidad se muestra como una línea discontinua, la escala a la derecha) depende del valor del extremo.
Así que en resumen: aun en el más simple, el caso lineal de un cambio en la distribución normal, la probabilidad de que los registros de “extravagantes” de calor aumenta en gran medida debido al calentamiento global. Pero cuanto más extravagante es un récord, más que sospechamos que la retroalimentación no lineales están en juego – lo que podría aumentar la probabilidad aún más.
Uno puede hacer dos preguntas diferentes acerca de la influencia del calentamiento global sobre las olas de calor (Otto et al. 2012), y los llevamos a su vez.
1. Cuánto más lo del calentamiento global que esta ola de calor?
Tenemos algunos problemas con la elaboración de la pregunta como ésta, ya que tácitamente se asume que la situación meteorológica misma también habrían surgido sin el calentamiento global, sólo en un 1 (por ejemplo) ° C el nivel más bajo de temperatura. Eso no es necesariamente el caso, por supuesto, ya que el clima es muy estocástico y el calentamiento global también puede afectar los patrones de circulación de la atmósfera.
Pero incluso si aceptamos la premisa básica (y se podría decir en un sentido puramente estadístico, a pesar de que normalmente no se cómo se expresa), sería un calentamiento medio antropogénico en 1 ° C en el lugar pertinente decir que 1 ° C es También la cantidad añadida a un evento extremo? Sólo en un sistema climático lineal. Imagine una ola de calor que empuja a temperaturas de hasta 30 ° C en un mundo sin calentamiento global. En la misma situación meteorológica con el calentamiento global, se podría esperar que este clima entonces se traduce en una ola de 31 ° C de calor. Pero que bien podría estar equivocado. Es posible que en la situación con el calentamiento, el suelo se ha secado en los últimos meses, debido a que el extra de 1 ° C. Así que ahora ha perdido la refrigeración por evaporación, la luz solar se convierte en calor sensible en lugar de una gran fracción de entrar en calor latente. Eso es una retroalimentación no lineal, y no uno imaginar. Estudios detallados han demostrado que esto puede haber jugado un papel importante durante la ola de calor europea de 2003 (Schär et al. 2004).
El fenómeno básico es familiar a los oceanógrafos: si el nivel medio del mar en un solo lugar se incrementa en 30 cm, esto no significa que el nivel de marea alta también se incrementa en 30 cm. En algunos casos será más, debido a la realimentación no lineal. Es decir, un nivel de agua más alta aumenta el flujo de la sección transversal (piense en un entrante de mar) y reduce la fricción con el fondo así que la marea se enrolla más rápido, alcanzando un pico más alto. La amplitud de la marea aumenta así como el nivel del mar.
Muchos otros mecanismos no lineales son posibles, que sólo estamos empezando a entender – que de los estudios recientes que muestran cómo los cambios en la cubierta de nieve o la cubierta del hielo marino como consecuencia del calentamiento global afecta a los sistemas meteorológicos. O pensar en factores que podrían afectar la estabilidad de los eventos de bloqueo particularmente fuertes. Por lo tanto, sería muy cauteloso acerca de hacer una esencialmente lineal, el argumento determinista sobre condiciones extremas de calor para el público.
En la literatura científica, la influencia del calentamiento global sobre los fenómenos extremos tanto, se suelen tratar en términos de probabilidades, lo que es más apto para eventos estocásticos. La pregunta típica pregunta es la siguiente:
2. ¿Cuánto más probable que el calentamiento global se hacen de esta ola de calor?
Para esta pregunta, es fácil demostrar que la lógica de “cuanto mayor sea el extremo, el calentamiento global tiene menos que ver con esto” es un grave error. El cambio en la probabilidad de que ciertos valores de temperatura que se alcanzó puede ser visualizado con una función de densidad de probabilidad (ver figura). La distribución de probabilidad se podrá pasar sin cambios hacia valores más cálidos, o podría ser ampliado, o una combinación de ambos (o alguna otra deformación).
IPCC (2001) gráfico que ilustra cómo un cambio y / o ensanche de una distribución de probabilidad de temperaturas afecta a la probabilidad de que los extremos.
A título de ejemplo, tomemos el caso más simple de una distribución normal que se desplaza hacia el extremo caliente por una cantidad determinada – por ejemplo una desviación estándar. Entonces, una temperatura moderadamente extremo que es de 2 desviaciones estándar por encima de la media se convierte en 4,5 veces más probable (véase gráfico siguiente). Sin embargo, una temperatura extrema seriedad, que es de 5 desviaciones estándar por encima de la media, se convierte en 90 veces más probabilidades! Por lo tanto: la misma cantidad de calentamiento global aumenta la probabilidad de eventos extremos realmente, como la reciente ola de calor EE.UU., mucho más de lo que aumenta los eventos más moderados. Esto es exactamente lo contrario de la afirmación de que “cuanto mayor sea el extremo, el calentamiento global tiene menos que ver con eso.” Lo mismo es cierto si la distribución de probabilidad no se haya cambiado, pero se amplió por un factor constante. Esto es fácil de demostrar analíticamente para nuestros lectores con mentalidad matemática.
Gráfico que ilustra cómo la relación de la probabilidad de que los extremos (clima caliente dividido por cambios climáticos – este factor de aumento de la probabilidad se muestra como una línea discontinua, la escala a la derecha) depende del valor del extremo.
Así que en resumen: aun en el más simple, el caso lineal de un cambio en la distribución normal, la probabilidad de que los registros de “extravagantes” de calor aumenta en gran medida debido al calentamiento global. Pero cuanto más extravagante es un récord, más que sospechamos que la retroalimentación no lineales están en juego – lo que podría aumentar la probabilidad aún más.
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