Predicción de la temperatura global

Sigamos con el tema de los forzamientos radiativos, CO2 y demás gases de efecto invernadero.

En primer lugar quería comentar que haremos la aproximación de considerar sólo el CO2, ya que, aunque el vapor de agua sea el más importante, su estabilidad en la atmósfera depende de la presencia de los demás gases de efecto invernadero, de los cuales, el más importante es el CO2.

Luego si eso volveremos a las demás variables. Ahora sólo estamos tratando una primera aproximación

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Primero debemos recuerdar que entre 280 ppm y 600 ppm, cada incremento de 100 ppm se corresponden con unos 0'3ºC ó 0'4ºC, mientras que la relación de los últimos 400 mil años era al contrario: cada 10ºC incrementan 100 ppm

Relación1:  +100ppm    -> +0'3ºC
Relación2a:  +10ºC      ->  +100ppm   (escala larga, miles de años)
Relación2b:  +1ºC        ->  +3ppm         (escala corta, meses)

Veamos una representación gráfica de cada relación para observarlo mejor.

Relación1: Incremento de CO2 como causa del aumento de temperaturas

Se debe al efecto invernadero, según la ley de Stephan-Boltzmann (forzamientos-temperatura), y la ley empírica del CO2 (gas-forzamientos, IPCC-2001)


En los últimos 100 años, el incremento de 100 ppm de CO2 no puede explicarse por el incremento de temperatura (+0'8ºC sólo producen +8ppm, según la relación 2). Sabemos que nosotros hemos emitido unos 200 ppm, la mayoria en 100 años, de los cuales la mitad ha sido absorbido por el ecosistema (sobretodo oceanos), además, esos 100 ppm provocan unos 0'4ºC, que es la mitad de lo que ha subido la temperatura, por tanto actualmente estamos en la relación 1 (aumento débil de temperatura causada mayoritariamente por incremento de por gases de efecto invernadero).


Relación2: Incremento de CO2 como consecuencia del aumento de temperaturas

Se debe a la asimilación de gases del ecosistema, por ejemplo oceanos (solubilidad, etc.)

a) Oscilación en los perídos glaciares.


Claramente las oscilaciones de 100 ppm que tenían lugar en la escala de 300 mil años se debían a la variación de temperatura y no al revés, ya que no puede explicarse por forzamientos radiativos.

b) Oscilación semestral del CO₂


Sabemos que la concentración de CO2 sufre oscilaciones semestrales debido indirectamente a que la temperatura global varía también semestralmente (asumibilidad de gases en el ecosistema).

En primavera-verano la concentración de CO2 es mayor, concretamente unas 5 ppm. Por otra parte la Temperatura global en primevara-verano es 2ºC mayor que en otoño-invierno (de 13 a 15ºC, aprox.)

Según la relación 2a, si 10ºC producen 100 ppm, 1ºC producen 10ppm. Sin embargo, debido a la inercia del sistema, con una variación rápida de 2ºC (semestral) sólo observamos un variación rápida de 7ppm global. Hay que recordar que tanto la temperatura como la concentración de CO2 son muy inerciales, por lo que no es lo mismo una escala temproal corta que larga.

Recordad que la temperatura de la Tierra es mayor en verano debido a la continentalidad del Hemisferio Norte (que recibe más insolación en verano). La continentalidad del HN hace que, aunque se reciba la misma energía que en el HS en "su verano", la capacidad calorífica de la 'superficie' del HN sea menor que la capacidad calorífica del HS (ya que dominan los oceanos, que tienen más capacidad). A igual energía, la temperatura sube más allá donde la capacidad calorífica es menor, y ese es el caso del HN en primevera-verano.

Por la misma razón (la continentalidad del HN), las oscilaciones térmicas semestrales del HN son mayores que las del HS, por tanto eso se debe reflejar también en las oscilaciones de CO₂, serán mayor en el HN.

La relación entre el CO2 y las oscilaciones térmicas semestrales del planeta, en función de la latitud también puede verse reflejado en el siguiente gráfico:


Fuente: NIPCC

Más información:
- Ver animación sobre la distribución espacial del CO₂
http://svs.gsfc.nasa.gov/vis/a000000/a003500/a003562/
http://svs.gsfc.nasa.gov/vis/a000000/a003500/a003555/

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http://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/
http://cdiac.esd.ornl.gov/ftp/trends/co2/

Ejemplos:

http://cdiac.esd.ornl.gov/ftp/trends/co2/SIO_Christmas_Island_CO2.txt
http://cdiac.esd.ornl.gov/ftp/trends/co2/altsio.co2
http://cdiac.esd.ornl.gov/ftp/trends/co2/amsterda.co2
http://cdiac.esd.ornl.gov/ftp/trends/co2/barrsio.co2
http://cdiac.esd.ornl.gov/ftp/trends/co2/spo.insitu.co2
http://cdiac.esd.ornl.gov/ftp/trends/co2/smo.insitu.co2
http://cdiac.esd.ornl.gov/ftp/trends/co2/sposio.co2

A continuación trataré de responder a una pregunta que me han hecho en otro tópic.

¿Qué pasa con la relación entre el CO2 y la temperatura de hace millones de años?¿Era causa o efecto?




Fuente:
http://homepage.mac.com/uriarte/bernerco2.html
http://homepage.mac.com/uriarte/fanerozoico.html

Según la relación1:

Hace 150 millones de años había como máximo 16 veces la concentración pre-industrial de CO2, lo cual se corresponde con un "incremento parcial" de 4ºC respecto a la temperatura actual. Sin embargo se observan unos 16ºC más que ahora (si no me he equivocado representando la escala). Eso se explicaría de la siguiente manera,

- Habían incrementado otros gases de efecto invernadero, por ejemplo el metano, que podría explicar otros 2ºC más.
- Ese incremento parcial de 6ºC produce un aumento de unos 20 mm en la columna de vapor de agua, lo cual producen a su vez poducen 4ºC, ... Es decir, por retroaminetaciones temperatura-vapor de agua se alcanzarían 18ºC.

Conclusiones: Según la relación1, la presencia de GEIs con un forzamiento radiativo parcial de unos 6ºC (4+2), produce un calentamiento total por conexión temperatura-vapor de unos 18ºC por tanto se explicaría bien esa temperatura.
Nota: Ver retroalimentación temperatura-vapor de agua.


Según la relación2a:

Un incremento de 16 ó 18ºC producirían un incremento de unos 200 ppm, por tanto como mucho duplicaría la concentración pre-industrial (280ppm), por lo que con esta relación no podemos explicar que la concentración sea unas 14 ó 16 veces superior a la pre-industrial.

CONCLUSIONES

- El calentamiento a escala de decenas de millones de años puede explicarse por el efecto invernadero.
- El incremento de gases a dicha escala no puede explicarse por el calentamiento.
- Por tanto, los GEIs son causa del calentamiento y no consecuencia a una escala de decenas de millones de años.
- Sin embargo, a una escala de 300 mil años, los GEIs son consecuencia, y no causa del calentamiento.
- Y por último, a una escala de 100 años, los GEIs son responsables aproximadamente del 50% del calentamiento global, siendoentre 60% y 80% para escala de 30 años, obviamente teniendo en cuenta el efecto del vapor de agua.

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Enlaces de interés:
http://globalwarmingart.com/wiki/Image:65_Myr_Climate_Change_Rev_png
http://www.globalwarmingart.com/wiki/Wikipedia:Climate_change

Vigilant, yo creo que cometes el error de intentar explicar todo lo que ha sucedido mirando los GEIs. Y lo que yo creo que paso en el Jurásico, es que la distribución de los continentes, era el principal culpable de esas temperaturas, seguido de los GEIs.
Realmente la morfología tectónica, es muy importante para explicar el pasado. Solo hay que pensar que el clima actual de glaciaciones, seguido de interglaciares se inició el día que se cerro el estrecho de Panamá.
Vigilant, que podrías tener toda la razón en tus calculos, pero mucha suerte hubieras de haber tenido, sin usar la mayoría de variables que interactúan en el clima.

Saludos.

Vigilant, yo creo que cometes el error de intentar explicar todo lo que ha sucedido mirando los GEIs. Y lo que yo creo que paso en el Jurásico, es que la distribución de los continentes, era el principal culpable de esas temperaturas, seguido de los GEIs.
Realmente la morfología tectónica, es muy importante para explicar el pasado. Solo hay que pensar que el clima actual de glaciaciones, seguido de interglaciares se inició el día que se cerro el estrecho de Panamá.
Vigilant, que podrías tener toda la razón en tus calculos, pero mucha suerte hubieras de haber tenido, sin usar la mayoría de variables que interactúan en el clima.

Saludos.

Estaba haciendo muchas aproximaciones, pero sin faltar al rigor científico

Si revisas mis cálculos verás que los GEIs en el Jurásico son suficientes para explicar la temperatura que había.

Las placas tectónicas obviamente provocan cambios climáticos, pero no puede provocar que haya 16ºC más que ahora. Eso sólo se consigue con GEIs.

Saludos

Sólo una pregunta.

Del mismo modo que en la escala de cientos de miles de años hay constancia de que los cambios de temperatura guían los cambios en GEI en lapsos de unos cientos de años, ¿hay alguna constancia de que haya algún desfase a favor de los GEI en una escala de cientos de millones de años?

Porque, en mi opinión, el desfase del que sí hay constancia parece atestiguar que durante cientos de años, con aumentos constantes en las cantidades de GEI ya de por sí tremendamente altas, que permitirían todo tipo de retroalimentaciones, la temperatura se empeñaba inmisericordemente en bajar. ¿No es así?

Sólo una pregunta.

Del mismo modo que en la escala de cientos de miles de años hay constancia de que los cambios de temperatura guían los cambios en GEI en lapsos de unos cientos de años, ¿hay alguna constancia de que haya algún desfase a favor de los GEI en una escala de cientos de millones de años?

Porque, en mi opinión, el desfase del que sí hay constancia parece atestiguar que durante cientos de años, con aumentos constantes en las cantidades de GEI ya de por sí tremendamente altas, que permitirían todo tipo de retroalimentaciones, la temperatura se empeñaba inmisericordemente en bajar. ¿No es así?

Pienso que el desfase a escalas tran grandes es muy dificil de observalo, por no decir imposible, ya que los tiempos de reacción del sistema climático son mucho más cortos que la escala geológica.

Sobre lo que comentas de bajadas, no es extraño, a parte de los GEIs había otras variables, por ejemplo grandes erupciones volcánicas que podían oscurecer la Tierra en muy pocos años, a pesar de los GEIs, y enfriar muy rápido la Tierra. Luego, cuando sedimentan los aerosoles, vuelven a dominar los GEIs.

Cuando los GEIs son muy bajos, es cuando dominan las variables astronómicas por efecto "resonancia de ruido".

Saludos

Cita de: perplejo en Lunes 26 Mayo 2008 00:05:09 am

Sólo una pregunta.

Del mismo modo que en la escala de cientos de miles de años hay constancia de que los cambios de temperatura guían los cambios en GEI en lapsos de unos cientos de años, ¿hay alguna constancia de que haya algún desfase a favor de los GEI en una escala de cientos de millones de años?

Porque, en mi opinión, el desfase del que sí hay constancia parece atestiguar que durante cientos de años, con aumentos constantes en las cantidades de GEI ya de por sí tremendamente altas, que permitirían todo tipo de retroalimentaciones, la temperatura se empeñaba inmisericordemente en bajar. ¿No es así?

Pienso que el desfase a escalas tran grandes es muy dificil de observalo, por no decir imposible, ya que los tiempos de reacción del sistema climático son mucho más cortos que la escala geológica.

Sobre lo que comentas de bajadas, no es extraño, a parte de los GEIs había otras variables, por ejemplo grandes erupciones volcánicas que podían oscurecer la Tierra en muy pocos años, a pesar de los GEIs, y enfriar muy rápido la Tierra. Luego, cuando sedimentan los aerosoles, vuelven a dominar los GEIs.

Cuando los GEIs son muy bajos, es cuando dominan las variables astronómicas por efecto "resonancia de ruido".

Saludos

Otra pregunta, entonces. ¿Tardan más los aerosoles en sedimentar que los GEI en encontrar sumideros? Porque mi impresión, como lego absoluto, es que no. Con lo que una enorme cadena de erupciones volcánicas podrían, efectivamente, hacer bajar brutalmente la temperatura durante unos años, pero la cantidad de GEI, aumentada también por esas mismas erupciones, debería haber permitido una recuperación rápida de esas temperaturas tras la sedimentación, lo que parece que no fue el caso.

Salvo si sospechamos de ciclos de actividad volcánica de siglos, lo que no sé si se da o no.

Saludos.

Tengo entendido que los GEIs de los volcanes son mucho menos importantes que los aerosoles que emiten, al menos durante los años que duran los aerosoles en suspensión.

Además, los aerosoles tardan menos en disminuir que algunos GEIs, por ejemplo el CO2 tarda 100-300 años en restablecerse després de una fuerte anomalía, mientras que los aerosoles volcánicos tardan 2-3 años.

Pienso que la clave está en los ciclos de erupcones. En aquella época el núcleo terrestre estaba más activo que ahora, por lo que las erupciones eran más frecuentes, y así sus efectos podían solaparse entre sí, formando ciclos largos con una "Tierra oscura" y ciclos con una "Tierra limpia"

Saludos

http://www.globalwarmingart.com/wiki/Image:Vostok_Plot_png

En rojo tenemos los aerosoles, que serían unos de los causantes de las glaciaciones, mientras que la variación de GEIs a dicha escala sería una consecuencia, y no una causa:

Cita de: AlexJB en Domingo 25 Mayo 2008 20:47:33 pm

Vigilant, yo creo que cometes el error de intentar explicar todo lo que ha sucedido mirando los GEIs. Y lo que yo creo que paso en el Jurásico, es que la distribución de los continentes, era el principal culpable de esas temperaturas, seguido de los GEIs.
Realmente la morfología tectónica, es muy importante para explicar el pasado. Solo hay que pensar que el clima actual de glaciaciones, seguido de interglaciares se inició el día que se cerro el estrecho de Panamá.
Vigilant, que podrías tener toda la razón en tus calculos, pero mucha suerte hubieras de haber tenido, sin usar la mayoría de variables que interactúan en el clima.

Saludos.

Estaba haciendo muchas aproximaciones, pero sin faltar al rigor científico

Si revisas mis cálculos verás que los GEIs en el Jurásico son suficientes para explicar la temperatura que había.

Las placas tectónicas obviamente provocan cambios climáticos, pero no puede provocar que haya 16ºC más que ahora. Eso sólo se consigue con GEIs.

Saludos

Yo creo que si que la tectónica puede explicar 16ºC y mas, pero también creo que una concentración superior de CO2 a la del jurásico, también lo puede provocar. Pero lo que esta claro, es que entre muchos otros la tectónica i los GEIs dieron el clima al jurásico, al igual que ahora.
(si no miremos el Pleistoceno, que la principal causa de una súper glaciación que ni el ecuador se salvo fue por causa principal la distribución de los continentes, aun que los GEIs se lo permitieron, pero vamos con la concentración actual de CO2 y esa distribución, la tierra perdería mas de 16º)

Saludos.

Yo creo que si que la tectónica puede explicar 16ºC y mas, pero también creo que una concentración superior de CO2 a la del jurásico, también lo puede provocar. Pero lo que esta claro, es que entre muchos otros la tectónica i los GEIs dieron el clima al jurásico, al igual que ahora.
(si no miremos el Pleistoceno, que la principal causa de una súper glaciación que ni el ecuador se salvo fue por causa principal la distribución de los continentes, aun que los GEIs se lo permitieron, pero vamos con la concentración actual de CO2 y esa distribución, la tierra perdería mas de 16º)

Saludos.

Los GEIs en las galciaciones e interglaciares no tenían ningún efecto, son más bien una consecuencia que no una causa (al contrario que en el Jurásico). Las principales causas de las glaciaciones son los aerosoles volcánicos junto a la resonancia de ruido por las oscilaciones de los parámetros orbitorrotacionales (Milankovitch).

Por otra parte, físcamente veo imposible que una diferente distribución geográfica de las placas puedan explicar una diferencia de 10-16ºC (positiva o negativa) respecto al actual clima.

Te invito a que intentes explicarlo.
Muchas gracias de antemano.

Por otra parte, físcamente veo imposible que una diferente distribución geográfica de las placas puedan explicar una diferencia de 10-16ºC (positiva o negativa) respecto al actual clima.

Te invito a que intentes explicarlo.
Muchas gracias de antemano.

Hombre Vigilant, si se diera que la mayoría de masas de tierra quedan entre los trópicos, y sin ninguna masa de tierra importante cerca de los polos, haría que la tierra se achicharrara. O bien si fuera al contrario, que la gran mayoría de contientes quedaran en los polos y sin ninguno de importancia entre los trópicos, nuestro planeta seria una bola blanca. Esto ultimo si que sucedió en el pasado, que ya comente en el anterior mensaje. Los contientes en si poco hacen, pero si que hace es el alveolo que puede provocar su morfología.
Esto es una teoría mía, pero si la mitad norte de África, Arabia y mesopotámica, se borraran del mapa nuestro planeta viviría una permanente glaciación, que los ciclos de Milankovitch solo harían que agravarla. Por el hecho que sin el aporte de una gran cantidad de calor en verano de estas zonas al norte, y sin ellas lo mas seguro que la zona del norte de Siberia año tras año ganaría grosor y extensión del hielo, haciendo aumenta cada año el alveolo y con ello bajando las temperaturas. Un claro caso de retroalimentación. Lo mismo sucedería pero al contrario, si eliminaramos la Antártida.
Lo que esta claro, es que ahora nos encontramos en una época fría de nuestro planeta, pero sin ser extrema, así que desde este punto intermedio hacer subir 16º o bajar 16º es complicado. Y como ya he dicho en el otro post, que no es culpa de los continentes exclusivamente del clima jurásico, ya te he dicho que los GEIs jugaban, tal como hora un papel muy importante.
Pero vamos, lo que creo que esta muy acepatodo es que la actual "glaciación", es debida principalente a que la Antártida quedo aislada del resto del planeta y la guinda fue que se cero el estrecho de panama. Esto es lo que provoco el inició de nuestra Era. Así que no me digas que si ahora hubieran las concentraciones de CO2 del Jurásico, las temperaturas serian las mismas, ya que tu sabes que no lo serian, serian claramente mas bajas. Cuanto no lo se, pero lo que esta claro es que actualmente tenemos unos sistemas que enfrían mucho el clima, que en esa época no tenían.
Con lo que quizás si se mirara lo que se enfrió el clima cuando se aislo la Antártica y lo mismo cuando se cerro el estrecho de panama, sumas los dos y lo restas a los 16º te dará, una aproximación mas acertada, de cuanto son responsables los GEIs de esos 16º.
Se que tu dijiste que ya sabias que los GEIs no son los únicos responsables, pero vamos casi les atribuyes el 95% de de estos 16º, y eso no es cierto por lo que ya te he contado.

Los GEIs en las galciaciones e interglaciares no tenían ningún efecto, son más bien una consecuencia que no una causa (al contrario que en el Jurásico). Las principales causas de las glaciaciones son los aerosoles volcánicos junto a la resonancia de ruido por las oscilaciones de los parámetros orbitorrotacionales (Milankovitch).

Esto se explica por el alveolo del hielo y ya esta.

Una cosa que creo que todos deberíamos de tener en cuenta es que aun hoy nos encontramos sumergidos en una glaciación, que afecta a mas del 20% del planeta.
Los glaciares cubren hoy día unos 14,9 millones de km2, que es casi un 10% del globo y los mares helados tienen 18 millones de Km2, que es mas de un 10%. Así que cuando decimos interglaciar, en realidad es una glaciación suavizada, respecto a lo vivido anteriormente.



Saludos.