Predicción de la temperatura global

Ciertamente las reserva de Carbón son relativamente abundantes. Al ritmo de consumo actual se estima que duren hasta comienzos del siglo XXIII si mal no recuerdo. Claro que si suponemos un incremento exponencial de su consumo para mantener nuestro crecimiento continuo durarían mucho menos. Ese no es el problema, lo importante son los flujos.

Y eso mismo ocurre con el petroleo. El Cenit del Petroleo no significa el fin del petroleo. Significa que se habrá consumido la mitad de las reservas, y el flujo de extracción tocara techo para ir reduciendose a partir de ahí año a año. Ahora imagina una mina de Carbón, la extracción no es un proceso teótico sino real. En un espacio físico determinado que puede necesitar voladuras, puede ser a cielo abierto,...donde en un espacio fisico determinado operan unas personas con una cantidad de maquinaria dada, y que necesitan infraestructuras para hecerlo y sacar al mercado su producto. Que lo harán en camiones, trenes, barcos, etc. Mayor extracción exige más de todo. Fijate que la extracción de carbón necesita petroleo. Para maquinaria, lubricantes etc. Si no hay más disponible dificilmente se podrá aumentar la extracción.

Que es precisamente lo que paso en Corea del Norte con el embargo. No recuerdo donde esta el enlace. El embargo internacional disminuye la entrada de Petroleo en el pais consiguientemente la extracción de Carbón se desplomo, junto con la producción alimentaria. Sugerente y terrorifico verdad?

Quiza no consiga convencerte con mis argumentos  , pero por favor hazme la proyección que te pido anda 

En teoría, para obtener la misma energía, el carbón debería producir más CO2 que el petróleo o el gas, ya que solo utiliza la oxidación del carbono como fuente de calor y no la del hidrógeno, como ocurre con los hidrocarburos.

Pero por otro lado, el carbón no es práctico para los sistemas de trasporte convencionales, con lo que su utilización se restringirá, previsiblemente, a grandes centrales.

Y ya existe tecnología para atrapar CO2 en las grances centrales térmicas de ciclo combinado. Por lo que las emisiones deberían ir disminuyendo.

Quiza no consiga convencerte con mis argumentos  , pero por favor hazme la proyección que te pido anda 

Este sería tu escenario 



PD: Lo he bautizado y todo, con tu nombre.

Volviendo a la física, que no es mi fuerte.

El IPCC2007 (páginas 208 y 209) considera que el forzamiento global (gases invernadero incluídos) es negativo en la superficie del planeta. Pongo abajo el gráfico de los forzamientos en superficie (1850 al 2000) y un mapa del forzamiento radiativo en superficie de un modelo que el IPCC pone como ejemplo.

Y, sin embargo, el aire superficial (a 2 metros del suelo) se ha calentado. Agradecería que alguien me explicase de una forma sencillita cómo puede ser esto.

Volviendo a la física, que no es mi fuerte.

El IPCC2007 (páginas 208 y 209) considera que el forzamiento global (gases invernadero incluídos) es negativo en la superficie del planeta. Pongo abajo el gráfico de los forzamientos en superficie (1850 al 2000) y un mapa del forzamiento radiativo en superficie de un modelo que el IPCC pone como ejemplo.

Y, sin embargo, el aire superficial (a 2 metros del suelo) se ha calentado. Agradecería que alguien me explicase de una forma sencillita cómo puede ser esto.

Cierto.

La clave está en dos asuntos:

- Por una parte la radiancia que recibe-emite la superficie es de unos 390 W · m^-2, mientras que en el balance global tierra-atmósfera recibe-emite 240 W · m^-2. Por ejemplo, en la troposfera media si no me equivoco, la radiancia es de unos 320 W · m^-2. Ello supone que la capacidad de calentarse es diferente según las capas, pero con balances conectados entre sí, no aislados, por tanto el calentamiento de una capa afectará de una forma u otra a las demás.


- Por otra parte, debido a la complejidad del balance, podemos hacer una aproximación global y fijarnos únicamente en el balance efectivo. Si no me equivoco, el balance efectivo es éste (corregidme):

http://data.giss.nasa.gov/modelforce/

Por tanto, primero debemos calcular la anomalía global efectiva del sistema superficie-atmósfera y luego aplicar una redistribución de la energía

Si aplicamos la ley de Stefan-Bolzmann para la temperatura de equilibrio T_m = 255 K, y 240 W · m^-2:

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 T_m = 255 K, no obstante, lo que emite la superficie son unos 390 W · m^-2, y eso son unos T_su = 288 K

[...]

DT = T_f - T_o = [(P+DP)/s]^1/4 - [P/s]^1/4 = [P/s]^1/4{[1 + DP/P]^1/4 - 1 }
aprox= [P/s]^1/4{[1 + DP/P]^1/4 - 1 } =  1/4 · [P/s]^1/4(∆P/P)

∆T  ≈  1/4 · T_o(∆P/P)    sii  |∆P/P| < 0,1

Obtenemos que:   ∆T  ≈ 1/4 · 255·(∆P/240)  ≈ 1/4 · ∆P       sii  |∆P/P| < 0,1

Suponiendo un equilibrio termodinámico vertical, y aplicando la ecuación de la hidrostática dp = - gρdz donde p es presión, g la gravedad, z altura y ρ densidad del aire, para el aire seco el gradiente vertical se deduce que es:

dT / dz = - g / c_pd ≈ - 9'8ºC/km

Ese gradiente se debe cumplir, aproximadamente "siempre", ya que depende de constantes que no varías con el calentamiento global (c_pd, la capacidad específica a presión constante, varía muy poco con la temperatura).

Por tanto, el calentamiento global ha de propagarse, aproximadamente manteniendo el gradiente vertical, en la dirección vertical.

Por otra parte, esa transmisión requierre un tiempo, por tanto sí hay diferencias entre capas, pero menos que si estuvieran aisladas. Y es cierto que la troposfera se debería calentarse un poco más que la superficie, y si no me equivoco es lo que se está observando.

Saludos

Muy sencillito...

Una cosa, dices que "Por tanto, el calentamiento global ha de propagarse, aproximadamente manteniendo el gradiente vertical, en la dirección vertical"
O sea, de arriba hacia abajo, ¿no?
No me suena.

Y esto con lo que acabas me suena menos todavía:
"Por otra parte, esa transmisión requierre un tiempo, por tanto es cierto que la troposfera se debería calentarse un poco más que la superficie, y si no me equivoco es lo que se está observando"

Muy sencillito...

Una cosa, dices que "Por tanto, el calentamiento global ha de propagarse, aproximadamente manteniendo el gradiente vertical, en la dirección vertical"
O sea, de arriba hacia abajo, ¿no?
No me suena.

Y esto con lo que acabas me suena menos todavía:
"Por otra parte, esa transmisión requierre un tiempo, por tanto es cierto que la troposfera se debería calentarse un poco más que la superficie, y si no me equivoco es lo que se está observando"

Verticalmente, la atmósfera ha de estar climatológicamente en equilibrio termodinámico.

¿Qué significa eso? Pues aunque los flujos de aire cálidos ascienden y los fríos descienden, la transmisión de calor no sólo se produce por convección, sino también por conducción y radiación. Y todo ello tiende a "reconducir" las perturbaciones térmicas que desequilibran el sistema.

El calor convectivo "siempre" asciende, pero el conductivo y el radiativo puede ascender y descender. Puesto que todos los sistemas termodinámicos tienden al equilibrio (para un cierto tiempo transitorio) la ecuación hidrostática junto a la ecuación de entalpía específica adiabática suponene que el gradiente vertical es aproximadamente constante al menos para los primeros 10km.


Por tanto en primera aproximación, después de un tiempo transitorio, el calentamiento relativo ha de ser el mismo en todas las capas de la troposfera.

Que es aproximadamente lo que se ha medido mediante radiosondeos:


Saludos

Y es cierto que la troposfera se debería calentarse un poco más que la superficie, y si no me equivoco es lo que se está observando.

Pues rectifico, parece ser que la troposfera media se está calentando aproximadamente igual que superficie, contradeciendo así los modelos:



La explicación que le doy es doble:

1- El "tiempo transitorio" que transcurre desde la "perturbación anómala" del gradiente vertical hasta el restablecimiento del equilibrio termodinámico vertical es menor de lo que supone el IPCC.

2- "El frío" de la estratosfera (que se debe a la disminución de ozono por los aerosoles volcánicos) se ha propagado verticamente hacia abajo.

http://homepage.mac.com/uriarte/ozono2.jpg
http://homepage.mac.com/uriarte/tempsestrat.jpg

Según estas hipótesis el IPCC podría haber cometido un error grave en la modelización del gradiente vertical y/o en el efecto de los aerosoles volcánicos sobre el clima:


Fuente: http://members.shaw.ca/sch25/FOS/Climate_Change_Science.html

Podemos ver que en la figura b), correspondiente al efecto de los aersoloes volcánicos en las últimas décadas (si no me equivoco), la tendencia es positiva, y según la experiencia parece ser realmente negativa.

Cita de: vigilant en Sábado 01 Marzo 2008 13:52:01 pm

Y es cierto que la troposfera se debería calentarse un poco más que la superficie, y si no me equivoco es lo que se está observando.

Pues rectifico, parece ser que la troposfera media se está calentando igual que superficie o ligeramente menos, contradeciendo así los modelos:

Haces bien en rectificar, los datos se empeñan en decir lo contrario. Hay otra explicación alternativa.

Vamos por partes:

1.- La superficie se calienta durante 1979-1995, mientras la trosfera no experimenta calentamiento ni enfríamineto. Es el periodo correspondiente a las erupciones volcánicas.




2.- El calentamiento es muy similar entre el periodo post eruptivo 1995 y 2005, si bien es ligeramente superior en la superficie.



3.- Dentro de esa no tendencia en la troposfera durante el  periodo eruptivo 1979-1995 el comportamiento es muy desigual. El hemisferio Norte se calienta y el Sur se enfría.




4.- El calentamiento post eruptivo en la troposfera, 1995-2007 se da por igual en ambos hemisferios, si bien sigue siendo superior en el Norte.



5.- El calentamiento en la troposfera es muy superior en el hemisferio Norte en todo el periodo




Hipótesis: el calentamiento se transmite de abajo a arriba, desde los océanos, y está motivado fundamentalmente por las temperaturas del Atlántico Norte, la AMO. Cada vez más caminos llevan a eso.

https://foro.tiempo.com/index.php/topic,78991.msg1665522.html#msg1665522

Luego, además, hay otras cosas que calientan...

Cita de: Môr Cylch en Sábado 01 Marzo 2008 00:31:50 am

Quiza no consiga convencerte con mis argumentos  , pero por favor hazme la proyección que te pido anda 

Este sería tu escenario 



PD: Lo he bautizado y todo, con tu nombre.

Me gusta. 

No llega ni ha un grado de calentamiento. Uuuuuuuuuuuuuu que miedo 

Metragirta, gracias una vez más por los análisis.

Por cierto, para poder comparar mejor las tendencias, te sugiero que completes el cálculo de tendencias haciendo una estimación del error estadístico asociado a la regresión lineal por mínimos cuadrados. 

De todos modos estoy de acuerdo en los análisis, ya que a simple vista parece ser que los errores de las tendencias son en general inferiores a las diferencias entre ellas.

2.- El calentamiento es muy similar entre el periodo post eruptivo 1995 y 2005, si bien es ligeramente superior en la superficie.

3.- Dentro de esa no tendencia en la troposfera durante el  periodo eruptivo 1979-1995 el comportamiento es muy desigual. El hemisferio Norte se calienta y el Sur se enfría.

4.- El calentamiento post eruptivo en la troposfera, 1995-2007 se da por igual en ambos hemisferios, si bien sigue siendo superior en el Norte.

5.- El calentamiento en la troposfera es muy superior en el hemisferio Norte en todo el periodo

Fíjate en eso. El hemisferio norte se calienta más que el sur, tanto en superficie como en la troposfera. ¿Por qué? ¿Cuál es la diferencia entre el HN y el HS?: la continentalidad.

El hemisferio norte tiene más continentalidad, por tanto el "calentamiento anómalo" que estamos midiendo parece que en geneal produce desde los continentes hacia los oceanos, y desde el hemisferio norte hacia el hemisferio sur.

Está claro que los oceanos funcionan como termoreguladores, y por eso el niño/niña tienen un efecto importante en la variabilidad intrínseca del clima (o preclima), pero la fuente de energía sigue siendo el sol, y por tanto los perturbadores de la energía són aquellos que modulan la entrada o la salida de la energía solar (la cual soponemos casi constante). Los ciclos magnéticos, por ejemplo, modulan indirectamente la nubosidad terrestre que, a su vez, regula la entrada de insolación. Por otra parte, tenemos el albedo criosférico, los GEIs, aerosoles, etc., que también modulan el balance radiativo.

¿Por qué insisto en el balance radiativo? Me explico. Si la fuente de energía es siempre el sol, y los cambios vienen cuando se modula su flujo entrante-saliente, debemos seguirle el ratros a dicho flujo para entender qué pasa.

La atmósfera es "prácticamente transparente" a la luz visibles, por lo que el mayor contacto de la irradiación solar se produce en la superficie, la cuál indudablemente propaga el calor por convección calentando toda la troposfera.

La baja capacidad calorífica de los primeros centímetros de suelo hace que los continentes se calienten más rápido que los oceanos. Si los continentes se calientan más que los oceanos es porque indudablemente el origen de la energía procede de la atmósfera, ¿pero de donde? La insolación no ha aumentado en los últimos 30 años, y sin embargo la temperatura sí, ¿por qué? pues sólo puede deberse a un incremento de la radiación IR-T que baja de la troposfera hacia la superficie, lo cual a su vez sólo puede deberse por un incremento del efecto invernadero.

En conclusión, la única forma de que los continentes se calienten más que los oceanos es que las causas del calentamiento sean radiativas (no advectivo-oceánicas). Y puesto que el sol está igual que hace 30 años, ese incremento radiativo es por efecto invernadero. ¿Me he explicado bien?

Ahora bien, ¿por qué los modelos del IPCC pronosticaban un mayor calentamiento en la troposfera que en superficie? Esto está en la linea de lo que explicaba anteriormente: si el incremento de energía radiativa que recibe el suelo es de origen invernadero (IR-T) entonces significa que la troposfera se ha calentado antes que el suelo, y no parece que sea así, como bien dices. Por lo cuál entramos en una contradicción

- Por una parte es seguro que el calentamiento de los últimos 30 años es mayoritariamente por efecto invernadero, proque es la único forma de explicar que los continentes se calienten más que los oceanos y el sol esté igual.

- Por otra parte, la troposfera parece haberse calentado después, mientras que los modelos de efecto invernadero predicen que se debe calentar antes.

Obviamente esta contradicción se debe porque alguna de los dos caminos seguidos contiene errores. ¡Ojo! Es ahí donde entra con mucha importancia el cálulo de errores que te comentaba.

Has comentado que la troposfera se ha calentado después que la superficie. Y yo diría que no, que el intervalo de error de las dos tendencias es tal que englobal a las dos por igual es decir, no podemos distinguir entre las dos tendencias, y por tanto lo más riguroso es decir que "son aproximadamente la misma tendencia". Fijaos en esta gráfica:

http://www.ncdc.noaa.gov/img/climate/research/2007/ann/ts-sfc-radiosonde-jan-dec-2007-pg.gif

Si la troposfera se calienta simultáneamente con la superficie implica que:

- Si la transmisión es por incremento del efecto invernadero "arriba->abajo", entonces esa transferencia se realiza con mucha rapidez por las corrientes de convección, alcanzando rápidamente el equilibrio termodinámico (hidrostático-adiabático).

Por tanto, mi conclusión es que la teoría del efecto invernadero sigue siendo válida, exceptuando lo de que la troposfera se calienta más que superficie.

Para comprobar que mi hipótesis es correcta, deberíamos testar los valores mensuales troposfera-superficie, para comprobar que lso cambios en la troposfera son ligeramente anteriores a los de superficie. Intentad comprobadlo. Gracias.

Ahora sigo

Vigilant también se puede explicar con una menor cubierta nubosa que permite más horas de radiación sobre los continentes.

Hay algún estudio sobre la cubierta nubosa en las últimas decadas?