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Foro general de Meteorología => Climatología => Cambio climático => Mensaje iniciado por: Aegis en Lunes 12 Noviembre 2007 23:53:38 pm
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Bueno, vamos a ver si entre todos damos un poco de luz a este escabroso tema. ¿hasta qué punto los modelos climáticos utilizados por el IPCC y otros organismos son fiables?
Simplificando mucho, los pasos para construir un modelo climático (o cualquier otro tipo de base física) es el siguiente:
1- Conocimiento de los mecanismos:
Tendremos que saber de modo cualitativo cuáles son los factores que intervienen en nuestro sistema climático, y qué papel actúa cada uno. Entre otros tendremos que saber la función de:
- Gases de efecto invernadero CO2, CH4, vapor...
- Albedo terrestre y nuboso
- Actividad solar
- Corrientes marinas
- Impacto de volcanes
- Hollín y partículas en suspensión
- etc, etc...
2- Establecer las ecuaciones que gobiernan dichos factores:
Hay que hallar expresiones matemáticas que gobiernan los factores anteriores. Es decir, no solo tenemos que saber como actuan, sino que tenemos que hallar las ecuaciones que los gobiernan.
El gran problema es que, en general, todos los factores existentes van a estar interrelacionados unos con otros, es decir, que como varies solo uno de ellos, van a variar los demás. Por eso tendremos ecuaciones diferenciales, muy complejas de resolver.
3- Establecer las condiciones actuales:
Es decir, el albedo, irradiación solar, concentración de CO2, Tª, etc... al comienzo.
4- Calcularlo Conociendo las ecuaciones y los datos de partida, comienza el cálculo. Esto lo dividiremos en varias partes:
4.1: Creamos una red de puntos: Está claro que no podemos calcular toda la superficie terrestre, porque tendríamos infinitos puntos. Por eso se elige una especie de "red" o "malla" formado por un número limitado de puntos, que será donde calcularemos. Está claro que cuanto mas pequeños sean los cuadrados de la "red", mayor número de puntos tendremos, por lo que mas ajustados serán los cálculos (por eso en meteorología los modelos mesoescalares con cuadrados de 20 km son mejores que los globales de 50 km de cuadrado)
4.2: Calculamos a intervalos temporales: Es decir, si usamos los datos de partida del año 2007, obtendremos los datos del 2008. Esos mismos datos se utilizan como "datos de partida" para otra serie de calculos obteniendo los resultados de 2009, y así sucesivamente...
En meteorología las pasadas suelen ser cada 12 horas (de ahí las típicas 2 salidas de los modelos meteorológicos). En climatología me imagino que saldrán una al año.
4.3 Interpolación: Está claro, tenemos los resultados en cierto número de puntos (los de la "red"). pero, ¿como podemos conocer los resultados para un punto cualquiera? Interpolando, es decir, aproximar una solución conociendo los valores de los puntos mas cercanos (es algo así como si "hiciesemos la media")
Sin embargo en cada paso se cometen errores, errores que se van pasando de etapa a etapa, acumulándose y amplificándose.
1- Conocimiento de los mecanismos: A la hora de crear un modelo ¿conocemos todos los mecanismos? ¿Conocemos todos los factores que influyen en el clima y el papel de cada uno? ¿Seguro que no nos dejamos ninguno en el tintero?
2- Establecer las ecuaciones que gobiernan dichos factores: ¿Se corresponden las ecuaciones con el comportamiento real de los factores? A menudo para lograr estas ecuaciones hay que hacer simplificaciones. Otras veces tienen origen empírico y la precisión no será totalmente correcta.
3- Establecer las condiciones actuales: ¿Las condiciones iniciales son totalmente correctas? Una pequeña desviación en este punto se va agrandando y a largo plazo las diferencias pueden ser enormes (efecto mariposa lo llaman ;D )
4.1: Creamos una red de puntos: Aquí tenemos otro error. Una red de puntos nunca será equivalente a un espacio continuo.
4.2: Calculamos a intervalos temporales: Aquí tendremos otros errores: para solucionar las complejas ecuaciones obtenidas en el punto 2 hay que iterar, es decir, hay que tantear hasta lograr un recultado aceptable. Aquí tendremos un error de cálculo.
4.3 Interpolación: También aquí existirá error, al calcular "la media entre 2 puntos". Algo parecido ocurre en fotografía al interpolar píxeles.
Pongamos como ejemplo un modelo meteorológico: UKMO o HIRLAM. Supongamos que ofrecen resultados mas o menos válidos hasta 5 días vista. Con 2 salidas diarias eso significa 10 iteraciones válidas. Si los modelos climatologicos tienen salidas anuales ¿Significaría eso una validez de unos 10 años? ¿Como pueden decirnos qué temperatura tendremos dentro de 100 años? Es mas, si el ciclo del vapor de agua en la atmósfera (que genera efecto invernadero y albedo), es de solo unos días, y el del metano de unos meses, ¿como se puede calcular ésto con iteraciones anuales?
Y la gran cuestión: los errores que se generan en el cálculo se pueden acotar, es decir, podemos evaluarlos. Pero... ¿como evaluamos los errores producidos durante los puntos 1 y 2? ¿es decir, lo errores que produce nuestra ignorancia sobre el comportamiento climático?
¿Existe algún ordenador capaz de simular el clima con todas sus variables de manera simultánea (variables que dependen unas de otras y se relacionan mediante complejas ecuaciones diferenciales)? ¿O resulta que las simulaciones realizadas hasta ahora por el IPCC han sido aumentando la concentración de CO2 y dejando como constantes el resto de parámetros?
Es por esto por lo que soy escéptico en lo que se refiere a modelización climática. A ver que opinais por aquí..
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Excelente topic Aegis
Tenía esta imagen por ahí, está tomada del anterior informe del IPCC, del 2001.
(https://foro.tiempo.com/imagenes/imagen-no-existe.png)
Como ves se tienen en cuenta muchas cosas. Según tengo entendido, estos modelos corren en superordenadores. A mi me parece que está claro que aun no son muy precisos que se diga ;D , por eso lo importante es estimar bien el error que cometen, y si se están infravalorando cosas importantes. Lo que no se puede decir es que no sirven para nada. Y es que muchas veces los errores se pueden calcular, y se puede calcular su propagación con el paso del tiempo.
Estaría muy bien ir averiguando mas cosas sobre los modelos ;)
Saludos
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Fantástico tópic Aegis :aplause:
Si hace falta, rebuscaremos en los apuntes para ayudarte en las ecuaciones.
Y si queréis, propongo a meteored que montemos nuestro porpio modelo climático, entre todos.
Saludos ;)
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Pongamos como ejemplo un modelo meteorológico: UKMO o HIRLAM. Supongamos que ofrecen resultados mas o menos válidos hasta 5 días vista. Con 2 salidas diarias eso significa 10 iteraciones válidas. Si los modelos climatologicos tienen salidas anuales ¿Significaría eso una validez de unos 10 años? ¿Como pueden decirnos qué temperatura tendremos dentro de 100 años? Es mas, si el ciclo del vapor de agua en la atmósfera (que genera efecto invernadero y albedo), es de solo unos días, y el del metano de unos meses, ¿como se puede calcular ésto con iteraciones anuales?
La fiabilidad del alcance de un modelo se basa en la caoticidad de las ecuaciones.
Las ecuaciones climáticas son sensiblemente diferentes de las ecuaciones meteorológicas.
Como explicaba en el tópic de variables globales, existe una bastante buena linealidad en las ecuaciones suponiendo la Tierra puntual, y se consiguen hacer buenas reconstrucciones del clima global.
Si realizamos un modelo 1-dimensional, entonces las ecuaciones son casi las mismas, pero aplicadas para cada punto (por ejemplo, para cada latitud)
Por otra parte es cierto que el agua tiene una residencia de en torno una semana, sin embargo, el que hay que contar no son los excesos de agua (que esos desaparecen a una semana) sino aquellas cantidades que estén en equilibrio termodinámico, es decir, pese a que las oscilaciones de agua duran días, la concentración de "agua de fondo" es muy estable, y sólo depende de la temperatura global (o latitudinal).
Con el metano ocurre igual, pero en vez de tener en cuenta el equilibrio termodinámico, lo que rige su concentración estable de fondo es el equilibrio entre emisiones y capturación de los oceanos.
Es decir, cuando miramos a escala climática (30 años, no un año), se determinan los equilibrios que, por definición no deberían de variar, sin embargo, en un segundo término de Taylos, sí varían, pero muy poco, en función de algún parámetro casi lineal a escala 30 años (emisiones, insolación, etc.).
Por cierto, aunque la salida de los modelos sea de un año, en realidad representa, tal y como comentó Orald, a un "año clmático" es decir, el promedio teórico-estadístico de los 15 años anteriores y los 15 años posteriores.
Es decir, la salida de los modelos serían grupos de trenta años, cuya etiqueta, es el número del año central. Por tanto, predecir un día meteorológico es en teoría igual de sencillo que predecir la media de 30 años reales (o uno climatológico).
Saludos ;)
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ç
[...]
1- Conocimiento de los mecanismos:
Tendremos que saber de modo cualitativo cuáles son los factores que intervienen en nuestro sistema climático, y qué papel actúa cada uno. Entre otros tendremos que saber la función de:
- Gases de efecto invernadero CO2, CH4, vapor...
- Albedo terrestre y nuboso
- Actividad solar
- Corrientes marinas
- Impacto de volcanes
- Hollín y partículas en suspensión
- etc, etc...
2- Establecer las ecuaciones que gobiernan dichos factores:
Hay que hallar expresiones matemáticas que gobiernan los factores anteriores. Es decir, no solo tenemos que saber como actuan, sino que tenemos que hallar las ecuaciones que los gobiernan.
El gran problema es que, en general, todos los factores existentes van a estar interrelacionados unos con otros, es decir, que como varies solo uno de ellos, van a variar los demás. Por eso tendremos ecuaciones diferenciales, muy complejas de resolver.
[...]
Y la gran cuestión: los errores que se generan en el cálculo se pueden acotar, es decir, podemos evaluarlos. Pero... ¿como evaluamos los errores producidos durante los puntos 1 y 2? ¿es decir, lo errores que produce nuestra ignorancia sobre el comportamiento climático?
¿Existe algún ordenador capaz de simular el clima con todas sus variables de manera simultánea (variables que dependen unas de otras y se relacionan mediante complejas ecuaciones diferenciales)? ¿O resulta que las simulaciones realizadas hasta ahora por el IPCC han sido aumentando la concentración de CO2 y dejando como constantes el resto de parámetros?
Es por esto por lo que soy escéptico en lo que se refiere a modelización climática. A ver que opinais por aquí..
Échale un vistazo al modelo puntual (https://foro.tiempo.com/index.php/topic,78734.msg1562750.html#msg1562750) y verás como sí funciona: se puede reconstruir casi perfectamente la temperatura del pasado con una teoría muy sencilla y cuatro lineas. Pues imagínate los ordenadores potentes.
En el laboratorio de climatología de la carrera hemos trabajado con el modelo 1-dimensional y funciona bastante bien.
Debéis pensar que todos los modelos, antes de correrlos para hacer predicciones pasan unos tests de validación, que se basa en ver si son capaces de reconstruir el clima del pasado, introduciendo simplemente las condiciones inciales previas a ese clima del pasado. Y con los modelos meteorológicos ocurre lo mismo.
Saludos ;)
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Debéis pensar que todos los modelos, antes de correrlos para hacer predicciones pasan unos tests de validación, que se basa en ver si son capaces de reconstruir el clima del pasado, introduciendo simplemente las condiciones inciales previas a ese clima del pasado. Y con los modelos meteorológicos ocurre lo mismo.
Saludos ;)
Y a veces la cagan...
Según Akasofu, en la imagen adjunta vemos los cambios de temperaturas observados en invierno en 1950-2003. Y, al lado, esos años "corridos" por el modelo del grupo ártico del IPCC:
http://www.iarc.uaf.edu/highlights/2007/akasofu_3_07/Earth_recovering_from_LIA.pdf
Creo que los modelos sí que tienen utilidad, pero también que no conocemos ni modelizamos bien todas las variables que influyen en los cambios climáticos.
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Debéis pensar que todos los modelos, antes de correrlos para hacer predicciones pasan unos tests de validación, que se basa en ver si son capaces de reconstruir el clima del pasado, introduciendo simplemente las condiciones inciales previas a ese clima del pasado. Y con los modelos meteorológicos ocurre lo mismo.
Saludos ;)
Y a veces la cagan...
Según Akasofu, en la imagen adjunta vemos los cambios de temperaturas observados en invierno en 1950-2003. Y, al lado, esos años "corridos" por el modelo del grupo ártico del IPCC:
http://www.iarc.uaf.edu/highlights/2007/akasofu_3_07/Earth_recovering_from_LIA.pdf
Creo que los modelos sí que tienen utilidad, pero también que no conocemos ni modelizamos bien todas las variables que influyen en los cambios climáticos.
Yo estaba hablando del modelo 0-dimensional y el 1-dimensional.
Haz una comparación entre la temperatura predicha globalmente y la observada, así como la temperatura latitudinal prevista y la observada, y verás como sí coincide.
En lo que estoy de acuerdo contigo es que en la modelización climática regional fallan mucho. Totalmente de acuerdo.
De hecho, la regionalización del clima es casi igual de caótico que la meteorología, en sus respectivas escalas, ya que influyen mucho las corrientes zonales, y sin embargo, a escala 0-dimensional y 1-dimensional, las corrientes apenas influyen.
Saludos ;)
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Si me permetis el comentario, yo creo que deberias leer un poco mas acerca de los modelos climaticos antes de expresar un excepticismo o un acuerdo con sus resultados.
hay algunos errores importantes en estos comentarios, por ejemplo, el paso de tiempo (las pasadas) en los modelos climaticos son del orden de 30 minutos o aun mas cortas, no de un an~o. Para daros una idea, un modelo climatico contiene aprox. medio millon de lineas de codigo.
En las simulaciones del IPCC se prescriben las concentraciones futuras de co2, ch4, aerosoles y otros factors, pero aparte de esto, modelo es libre de simular el clima terrestre de acuerdo a la influencia de estos factores
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Ya en su día sacamos dos errores muy graves por lógica a los modelos del Ipcc, bueno, errores que luego pudimos ver en publicaciones cientificas analizados y comentados.
1- Vapor de agua
2- Suposición de radiación solar constante
Estos dos son los que recuerdo, pero había alguno más me parece.
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Hola Mor
Supongo que lo comentaríais en algún tópic hace tiempo.
¿Podríais pasarnos el link?
Muchas gracias por adelantado. ;)
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Hola Mor
Supongo que lo comentaríais en algún tópic hace tiempo.
¿Podríais pasarnos el link?
Muchas gracias por adelantado. ;)
Si se comento en un topic, y se adjunto una publicación en ingles. Voy a ver si te la encuentro.
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Muy interesante el topic. ;)
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Respecto a nuestros conocimientos sobre la dinámica climática creo recordar que hace poco apareció un artículo donde se ponía en cuestión el papel de la selva amazónica como sumidero de CO2. O lo que es lo mismo, que aún existirían lagunas sobre el ciclo del carbono.
Por supuesto que con esto no quiero decir que los modelos climáticos no valgan para nada, simplemente que puede haber campos de la dinámica climática que aún desconocemos y que no se consideren en las modelizaciones, lo que restaría fiabilidad a las simulaciones.
Intentaré buscar el artículo.
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Bueno, voy a hacer un pequeño ejercicio mental ;D
Modelo más sencillo. Partimos de una fuente de excitación el sol, y un sistema excitado Tierra. Deseamos obtener la Tmg de dicho sistema, es decir la temperatura global media. Tenemos pues que la tmg será función de la radiación solar.
Es decir se producira una transmisión de calor desde el sol a la Tierra, un simple problema de transmisión de calor radiante. En este caso si os fijais he supuesto que la radiación solar es una función del tiempo. La supongo variable ya que es variable, aunque podía haber simplificado más suponiendola constante. Por cierto supongo la Tierra como cuerpo negro perfecto
Pero no lo he hecho así, ya que en este modelo tan sencillo se puede graficar la respuesta en función de la excitación, lo que encuentro bastante didactico. No tengo los apuntes a mano, así que si Vigilant nuestro experto en física ;) desea resolver este sencillito problema se lo agradeceré.
Ya ire complicando el sistema
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Estaba paseando al perro ;D
Supongamos que la radiación solar es = k + ∆k
Entonces, podemos aplicar la formulita que deducimos hace tiempo:
Todos sabemos ya que potencia radiada P (en equilibrio térmico de un cuerpo) es aproximadamente proporcional a la cuarta potencia de la temperatura absoluta (Ley de Stephan-Boltzmann). Con potencia P me refiero sobre unidad de superficie, obviamente.
Esta ley se demuestra mediante estadística cuántica y tiene un enorme apoyo con datos experimentales:
P = s · T4 s = 5'670 · 10-8 W · m-2 · k-4
Hemos medido que la radiación que emite el sistema tierra-atmósfera es de unos 240 W · m-2, lo cual le corresponde con una temperatura de Tm = 255 K, no obstante, lo que emite la superficie son unos 390 W · m-2, y eso son unos Tsu = 288 K
[...]
vamos a calcular qué incremento de temperatura ( ∆T ) produce un incremento de potencia ∆P
∆T = Tf - To = [(P+∆P)/s]1/4 - [P/s]1/4 = [P/s]1/4{[1 + ∆P/P]1/4 - 1 }
≈ [P/s]1/4{[1 + ∆P/P]1/4 - 1 } = 1/4 · [P/s]1/4(∆P/P)
∆T ≈ 1/4 · To(∆P/P) sii |∆P/P| < 0,1
[...]
Puesto que
1/4 ·To/P ≈ 288/390 ≈ 0,18 K m2/W
1/4 ·To/P ≈ 255/240 ≈ 0,27 K m2/W
Suponiendo que la variación de potencia en superficie fuese la misma que la de sol (∆P=∆k), entonces podemos decir que:
∆T ≈ 0.22 · ∆k (en unidades S.I.)
Saludos ;)
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;D
No quería enfocarlo así. Ya que partes de datos reales, y yo estoy teorizando ;).
Es decir, mi intención es dado el sol en su nivel de actividad actual, que temperatura de equilibrio le corresponde a una tierra supuesta cuerpo negro perfecto.
Es decir, seguir los problemas de transmisión de calor, cuando te dicen que tienes una superficie radiante a tanta temperatura y te piden calcules la temperatura de otra superficie. Pretendo hallar un modelo sencillisimo, que obviamente no representa la realidad ni por asomo, pero a la que ya le iremos añadiendo adornos.
Como en el chiste ;D de momento supongo que la vaca es un cuerpo de forma esférica
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Jeje, ok
Pues simplemente hay que aplicar esto:
P = s · T4
T = (P/s)1/4
¿Te refieres a eso?
¿Qué valores quieres que le demos a P? ;D
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Jeje, ok
Pues simplemente hay que aplicar esto:
P = s · T4
T = (P/s)1/4
¿Te refieres a eso?
¿Qué valores quieres que le demos a P? ;D
Si realmente eso valdría, pero no es eso. No me explico bien seguro que Aegis ya me capta, Asignatura transmisión de Calor, 4º de carrera tema radiación. Cosas de ingenieros, je,je, realizabamos ejercicios prácticos con volumenes de diferente geometría que tenian una o varias superficies radiantes y otras negras o grises. En realidad es asimilable a hornos, pero vamos que resulta trasladable a la relación sol tierra y encima resulta mucho más sencillo.
No importa estoy de vacaciones esta semana cuando vaya a casa de mis padres lo consulto. Si no ya lo hacemos a tu manera y complico el modelos para ajustarlo
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Prueba con estos apuntes ;)
http://fc.uni.edu.pe/mhorn/IF442%20clase2.htm
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Si me permitís un inciso, que relaciono con el tema aquí tratado. Resulta que Usain Bolt, el ultra velocista que ha pulverizado marcas en las recientes Olimpiadas, ha pulverizado ( con el permiso del tema "ruidos") las proyecciones planeadas sobre la evolución en los récords de la carrera de los 100 m.
El atleta de Jamaica se ha avanzado en la predicción de veinte años y ha superado el registro de 9,69 segundos que los matemáticos habían previsto para el año 2030. Al parecer, las estadísticas y los patrones (variables como límites biomecánicos y factores de orden fisiológico) soportadas para hacer la previsión no han afinado demasiado. Según modelos, el límite del ser humano en los 100 metrosa sería 9,2 - 9,4 s. Según otros, en un futuro ya no habrá récords.
En cierta manera el ejemplo es comparable al tema modelístico climático: variables, estadisticas, normalidad, proyecciones, ... Esto se puede contextualizar desde una posición fija en cuanto creencias (científicas), claro está, que si ruido, que si se ha de esperar en próximos años a ver como evoluciona, ... si, pero la "sorpresa" no contemplada por los modelos allí está, con dopaje o sin dopaje, esto ya es otra história, una variable mas, quizás no contemplada, cosa bien "normal".
(https://foro.tiempo.com/imagenes/imagen-no-existe.png)
http://blog.wired.com/wiredscience/2008/08/bolt-is-freaky.html
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Interesante aplicación práctica de como puede fallar un modelo de predicción. Quizás no habían pensado que un tipo tan alto (196 cm) pudiera ser tan rápido.
Hay tantos factores, conocidos y desconocidos.... ::) ::)
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Retomando el modelo "vaca-esférica" de Mor... Un ingeniero, rebuscando en la web... Ya ni me acordaba:
Transferencia de calor neto entre dos superficies, A1 y A2 con temperaturas respectivas T1 y T2:
Q_net = A1 · F_12 · s · (T1^4 - T2^4)
donde:
F_12 es el factor de forma entre las superficies 1_2. Su expresión matemática general es una integral doble sobre las dos superficies (dos integrales de superficie anidadas) :-X
s es la cte. de Stefan-Boltzmann (5.67e-8 J/(s·m2·K4)
La expresión es válida para cuerpos negros y medios no participativos (que no interfieren en la transferencia de las emisiones radiativas entre los dos cuerpos). Si no, la F_12 se convierte en una F "gótica"_12 que no hay huevos de calcularla
¿Es por aquí por donde quieres ir, Mor?
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Interesante aplicación práctica de como puede fallar un modelo de predicción. Quizás no habían pensado que un tipo tan alto (196 cm) pudiera ser tan rápido.
Hay tantos factores, conocidos y desconocidos.... ::) ::)
quimet, ...
"... un psicólogo de la Universidad Metódica del Sur en Dallas, Estados Unidos, aseveró que las predicciones basadas en métodos matemáticos nunca podrán determinar qué tan rápido podría correr una persona.
Al final, analistas y estadistas concluyeron que es casi imposible predecir los límites de velocidad que puede alcanzar un deportista, ya que la velocidad que puede alcanzar un atleta no solo se mide por sus características físicas sino también psicológicas, las cuales son muy difíciles de calcular a la hora de la competencia."
:ejemejem: :ejemejem: :ejemejem: :ejemejem: :ejemejem: :ejemejem: :ejemejem: :ejemejem:
no puede dejar de verlo como un buen símil que encajaria, para mi, con la temática de este subforo. Cuestión de paradigmas.
el límite humano (http://vanguardia.com/deportes/otros/83-otros/5325-bolt-aun-lejos-del-record-posible-por-el-hombre-en-los-100-metros)
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Retomando el modelo "vaca-esférica" de Mor... Un ingeniero, rebuscando en la web... Ya ni me acordaba:
Transferencia de calor neto entre dos superficies, A1 y A2 con temperaturas respectivas T1 y T2:
Q_net = A1 · F_12 · s · (T1^4 - T2^4)
donde:
F_12 es el factor de forma entre las superficies 1_2. Su expresión matemática general es una integral doble sobre las dos superficies (dos integrales de superficie anidadas) :-X
s es la cte. de Stefan-Boltzmann (5.67e-8 J/(s·m2·K4)
La expresión es válida para cuerpos negros y medios no participativos (que no interfieren en la transferencia de las emisiones radiativas entre los dos cuerpos). Si no, la F_12 se convierte en una F "gótica"_12 que no hay huevos de calcularla
¿Es por aquí por donde quieres ir, Mor?
Ufff, hace ya tanto tiempo que ni me acuerdo, es la definición de mi vida, el que mucho abarca poco aprieta, y al final siempre surgen cosas más inmediatas y de este tema me olvide por completo. Quiza mire algo esta tarde.
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Bueno, ya he estado repasando.
Y si vaya, el problema es mucho más complejo de lo que parece. Haría falta un supercomputador para hacer el cálculo de calor intercambiado entre la tierra y el sol como dos esferas.
Es decir, la parte de la energía del sol interceptada por la tierra, sería igual a multiplicar por la intensidad la integral extendida a ambas superficies: la multiplicación de los diferenciales de superficie por el coseno de su normal respecto de la linea de unión dividido entre el cuadrado de la distancia.
De todas maneras vemos que eso lo podemos considerar una cte a pesar de que la distancia r varíe con las estaciones y tal, lo variable sería la intensidad.
Así pues también sabemos que el sol se puede considerar como un cuerpo negro a unos 6000 K. A traves de la ley de Stefan-Boltzman obtendriamos la energía emitida por dicho cuerpo. Pero, siendo todavía más prácticos vemos que no es necesario hacer el cálculo, ya que tenemos datos de cual es dicha intensidad en la orbita terrestre.
En otras palabras podemos reducirlo a una cte solar + una función variable.
Es decir 1,366 kw/m2 + fs(t).
Para el primer modelo suponemos que fs(t)=0
Ahora, en condiciones de equilibrio la energía recibida ha de ser igual a la saliente, ya que si no el cuerpo ganaría temperatura.
En estas circunstancias supuesta como hemos dicho la tierra como cuerpo negro y dada la ley de Stefan Boltzman tenemos que la tm será la raiz cuarta de la energía entre la cte de S-B.
Tenemos todos los datos, solo hay que calcular cuanta es la energía realmente absorbida por la tierra en este problema.
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Y ahora si no me equivoco ni yo ni el que escribio en la wiki ;D esto resulta así:
http://es.wikipedia.org/wiki/Balance_radiativo_terrestre
En este modelo, el aumento de 1w en la radiación solar es decir pasar a 1366 a 1367 (mis cálculos no los de la wiki), haría aumentar en 0,05 º C la temperatura media.
Pero claro la tierra no es un cuerpo negro y no se comporta como tal.
Esta es el modelo sencillo, o como ves aproximar que la vaca es esférica, y el resultado dista mucho de ser siquiera similar a la realidad, venos que el error es muy grande. Un siguiente paso sería afinar este modelo, hacerlo más complejo o real.
Ya se sabe, hay que simplificar todo lo posible pero nunca más de lo posible.
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A ver sigamos. Tras pensarlo muy detenidamente ::), esta claro que una esfera no se parece mucho a una vaca. Estrujando adecuadamente las neuronas sin embargo se puede ver que si sustituimos el cuerpo de la vaca por una esfera, la cabeza por una esfera pegada a la otra y las patas por cilindros, tiene mucha mejor pinta y es algo sencillo.
Hagamos lo mismo. Esta claro que la tierra no es un cuerpo negro. Me gustaba la idea, que simple verdad? En fin la tierra refleja parte de la radiación incidente. Si lo tenemos en cuenta la temperatura de equilibrio será todavía menor, más lejos del valor real. Así que como me gustaba que la tierra fuese un cuerpo negro la voy a dejar así. Y se me ocurre que puedo envolverla con "celofan" bueno siguiendo la analogía con una tela fabricada en un material llamado atmosfera.
Esta tela tiene una caracteristica interesante, es transparente a la radiación incidente. Así pues para la radiación incidente solo necesito la reflexividad ya que la transmisividad será uno menos el valor anterior. Para la radiación saliente, necesito, reflexividad, absortividad y transmisividad. Y para no complicarnos la vida vamos a suponer que son ctes. Ya habrá tiempo de complicar el modelo.
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A ver sigamos. Tras pensarlo muy detenidamente ::), esta claro que una esfera no se parece mucho a una vaca. Estrujando adecuadamente las neuronas sin embargo se puede ver que si sustituimos el cuerpo de la vaca por una esfera, la cabeza por una esfera pegada a la otra y las patas por cilindros, tiene mucha mejor pinta y es algo sencillo.
Hagamos lo mismo. Esta claro que la tierra no es un cuerpo negro. Me gustaba la idea, que simple verdad? En fin la tierra refleja parte de la radiación incidente. Si lo tenemos en cuenta la temperatura de equilibrio será todavía menor, más lejos del valor real. Así que como me gustaba que la tierra fuese un cuerpo negro la voy a dejar así. Y se me ocurre que puedo envolverla con "celofan" bueno siguiendo la analogía con una tela fabricada en un material llamado atmosfera.
Esta tela tiene una caracteristica interesante, es transparente a la radiación incidente. Así pues para la radiación incidente solo necesito la reflexividad ya que la transmisividad será uno menos el valor anterior. Para la radiación saliente, necesito, reflexividad, absortividad y transmisividad. Y para no complicarnos la vida vamos a suponer que son ctes. Ya habrá tiempo de complicar el modelo.
Buff, a dónde vas a parar. Quita, quita... esto ya se parece más a una vaca...
Sigue, sigue... ahora en serio. Pinta mejor.
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Hay tantos factores, conocidos y desconocidos.... ::) ::)
Me he acordado de esta frase de quimet viendo esta mañana un reportaje de TVE24horas sobre el Artico... el reportaje no se centraba exclusivamente en el clima de la mencionada region, sino que hablaba de ella desde todos los puntos de vista: clima, medio ambiente, economia...
Bueno, el caso es que han explicado que existen unas 200.000 sustancias sinteticas que usamos habitualmente y que pasan a formar parte de la biosfera una vez usadas o mientras se usan... y explicaban que solo un 1% de dichas sustancias tienen un efecto conocido en la biosfera, es decir, del resto no tenemos ni idea de los efectos que producen...
Rapidamente me he preguntado: ¿los modelos climaticos tienen en cuenta estas sustancias en sus predicciones?... evidentemente NO, pues no se sabe ni siquiera si se degradan, por decir algo, asi que es imposible saber su influencia en el clima... y hablamos de millones y millones de productos vertidos a la Naturaleza (aire, tierra y agua) todos los dias...
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Rapidamente me he preguntado: ¿los modelos climaticos tienen en cuenta estas sustancias en sus predicciones?... evidentemente NO, pues no se sabe ni siquiera si se degradan, por decir algo, asi que es imposible saber su influencia en el clima... y hablamos de millones y millones de productos vertidos a la Naturaleza (aire, tierra y agua) todos los dias...
pués eso.
pero nada, por desconocido, se desecha y ya está.
:seacaboloquesedaba: :seacaboloquesedaba:
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A ver sigamos. Tras pensarlo muy detenidamente ::), esta claro que una esfera no se parece mucho a una vaca. Estrujando adecuadamente las neuronas sin embargo se puede ver que si sustituimos el cuerpo de la vaca por una esfera, la cabeza por una esfera pegada a la otra y las patas por cilindros, tiene mucha mejor pinta y es algo sencillo.
Hagamos lo mismo. Esta claro que la tierra no es un cuerpo negro. Me gustaba la idea, que simple verdad? En fin la tierra refleja parte de la radiación incidente. Si lo tenemos en cuenta la temperatura de equilibrio será todavía menor, más lejos del valor real. Así que como me gustaba que la tierra fuese un cuerpo negro la voy a dejar así. Y se me ocurre que puedo envolverla con "celofan" bueno siguiendo la analogía con una tela fabricada en un material llamado atmosfera.
Esta tela tiene una caracteristica interesante, es transparente a la radiación incidente. Así pues para la radiación incidente solo necesito la reflexividad ya que la transmisividad será uno menos el valor anterior. Para la radiación saliente, necesito, reflexividad, absortividad y transmisividad. Y para no complicarnos la vida vamos a suponer que son ctes. Ya habrá tiempo de complicar el modelo.
Buff, a dónde vas a parar. Quita, quita... esto ya se parece más a una vaca...
Sigue, sigue... ahora en serio. Pinta mejor.
Recuerdas la asignatura de sistemás? 3º y 4º?
Pues bien con los factores que he mencionado he de construir el modelo, ahora mismos tengo un problema tengo un lazo de realimentación positiva infinito creo ::) Si consigo bajarme el mattlab (creo que era) podré hacer simulaciones :P.
Seguire con ello
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En realidad lo que necesito es el Simulink. Creo que funciona a parte, no recuerdo bien, ya hace años que no lo uso.
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Si tienes retroalimentación puedes acotar, o introducir una variable para equilibrar el sistema, así sabes la condición de "desequilibrio" de la retroalimentación ya que controlas la variable introducida,
el "Mathematica" también te puede servir, muy completo y puedes preparar el documento "to guapo" (burra)
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Ayyyy. Qué nostalgia de aquellos años en los que cacharreábamos con el Matlab y el Mathematica en la Escuela de Ingenieros, con aquellos ordenadores que tenían recien instalado el Windows 98 (vaya basura, por cierto) y que funcionaban casi con manivelas. Para cuando te dibujaban una esfera... se había acabado la clase :mucharisa:
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Vamos a ver si entre todos me echais una mano.
Porque aunque todo parezca sencillisimo y vigilant nos ponga un modelo cero en un santiamen, yo no lo veo tan claro. Para modelizar algo correctamente primero hay que entenderlo muy bien. Y sinceramente yo no lo veo para nada tan claro.
En el primer modelo, era muy sencillo. Era un problema de radiación simple. La tierra como cuerpo negro absorbe toda la energía radiante que le llega. Alcanza un punto de equilibrio y radia lo mismo que recibe. Esto se da a una temperatura "X" que ya hemos calculado.
Para el segundo modelo hemos supuesto que la energía entrante sigue siendo la misma, y que la tierra la absorbe completamente. Luego la emite, y aquí empiezan mis problemas. He supuesto que esa tela atmosférica tendrá unas fraciones de emisión reflexión y absorción. Sin embargo si opero, la energía reflejada hacia la tierra es absorbida(cuerpo negro) y resulta entonces que la tierra emite una fracción más de energía, que a su vez provoca una reflexión mayor y así hasta el infinito. Así que es vital entender el mecanismo de funcionamiento para conseguir un modelo mejor.
El segundo modelo es la muestra de como intentando hallar un modelo más exacto pero simplificado en exceso, los resultados son incoherentes.
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Lo que hay que hacer es pasar del modelo puntual de Roberto a otro 1 dimensional que considere una parcela de aire. La cuestión estaría, a mi modo de ver, en modelizar la distribución vertical del CO2 y su efecto sobre las corrientes verticales de la columna atmosférica. Así se iría teniendo una idea del forzamiento negativo producido por cambios de desalojo de calor mediante convección, además de dar una cierta idea de los cambios de radiación reflejada por cambios en la nubosidad. Eso sin contar con otros efectos que desalojan energía hacia el exterior y que ahora mismo no se pueden cuantificar, como la actividad eléctrica entre la estratosfera y la ionosfera, que ahora mismo se desprecian sin saber realmente gran cosa de ellos.