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8/18/2019 Los Aerosoles y El Clima
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EL PAPEL DE LOS AEROSOLES ENEL CAMBIO CLIMÁTICO
Juan Ignacio Jiménez Jiménez
Departamento de Física Aplicada,
Universidad de Granada
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ESQUEMA
• ¿Qué son los aerosoles?
• Importancia en la atmósfera actual
• Estimación del impacto de los aerosols enel clima del pasado
• Incertidumbres
• Estimación de los cambios futuros• ¿Qué es lo que seguirá?
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¿QUE SON LOS AEROSOLES?
• Pequeñas partculas o gotitas suspendidasen la atmósfera
• !u radio es de "#"$ a $" micras• %a& muc'os tipos de fuentes & de aerosoles
• (ienen origen natural & antropogénico
• !on importantes para el clima actual & parael cambio climático
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FUENTES - NATURALES
•!al marina
•)erosoles *olcánicos
•Pol*o mineral
•Quema de la biomasa
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FUENTES - ORIGEN ANTRPICO
•Quema decombustibles fósiles+producen di*ersos
tipos,•Quema de -iomasa
•Pol*o .ineral
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IMPORTANCIA! EFECTO SOBRE LA
RADIACIN SOLAR DIRECTA•/os aerosoles difunden & absorben la radiación solar
!in aerosoles 0ifusión por aerosoles )bsorción por aerosoles
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IMPORTANCIA! EFECTO DIRECTOTERRESTRE
• /os aerosoles grandes +i#e# pol*o o ácidosulf1rico en la estratosfera, se comportancomo gases de efecto in*ernadero#
!in aerosoles2 la tierra emiteal espacio
/os aerosoles absorben radiaciónemitida por la tierra & reemitenuna pequeña cantidad 'acia arriba
& 'acia aba3o#
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IMPORTANCIA! EFECTOS INDIRECTOS
• )lgunos aerosoles pueden alterar laspropiedades de las nubes4 cambiando su
reflecti*idad o su ciclo de *ida• )lgunos aerosoles pueden actuar comocatalizadores 'aciendo que las reaccionesqumicas entre los constitu&entes atmosféricos
tengan lugar mu& rápidamente
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MEDIDA DEL EFECTO DE LOS
AEROSOLES SOBRE EL CLIMA
• .edida del efecto sobre la radiación en el
tope de la atmósfera & en la superficie#• 5Efecto radiati*o62 efecto de la presencia delos aerosoles en la atmósfera actual#
• 57orzamiento radiati*o62 efecto de los
cambios en aerosoles sobre el balance deradiación en un periodo de tiempo dado
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SAL MARINA
89.+sin aerosoles, : E;-E 89. +con aerosoles, : E;-E
89. +)erosoles < sal marina, : E;-E
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EFECTO RADIATI"O DE LOS BROTESDE POL"O SA#ARIANO
7igura tomada de !ea=i7s & >rbiImage
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E$ e%e&'( radia'iv( de$
)($v( sa*arian( )+ede ser,+ .rande / $as ,edidasde S#ADE e$ 01 deSe)'ie,2re de 0333 en'reSa$ Da4ar ,+es'ran 5+e!
- se *a dis)ersad( 6 ve&es,7s radia&i8n s($ar dev+e$'a a$ es)a&i( 5+e end9as des)e:ad(s ;es'( es<
se *a )r(d+&id( +n .ranred+&&i8n en $a radia&i8n5+e a$&an=a $a s+)er%i&ie>
(omado de J#.# %a&ood4 .et# >ffice
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A V H R R C
h 4
A V H R R C
h 5
El pol*o también afecta el conocimiento de otras *ariables climáticas4 talescomo la temperatura de la superficie del mar+!!(, porque absorbe laradiación terrestre saliente#
(omado de J#.# %a&ood4 .et# >ffice
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Ca,2i( en $a SST ;@> a )ar'ir de da'(s A"#RR &+and( e$ )($v( sa*arian( es'a2a)resen'e en Se)'e,2er de 0333
La an(,a$9a de SST s(2re $as is$as de Ca2( "erde a$&an=8 -6@
+2.4
+1.
8+1.2
+0.
60
-0.6
-1.2
-1.8
-2.4
-3.0
-3.6 (omado de J#.# %a&ood4 .et# >ffice
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ESTIMACIN DEL CAMBIO CLIMÁTICO
DEBIDO A LOS CAMBIOS EN LOS AEROSOLES
• 7uentes de emisión & e*olución temporal
• Qumica & modelos de transporte• .odelo de ;adiación
• .odelos 9limáticos
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FORAMIENTO RADIATI"O
•El forzamiento radiati*o medio global & anualse puede relacionar con un cambio global &anual en la temperatura de la superficie
usando2
∆( @ λ ∆7
∆7 7orzamiento radiati*o
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i.e. ∆F en los últimos 250 años
oma!o !e "#CC AR
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8ases de efecto in*ernadero +8EI,
Pol*o
!ulfatos
Influencia indirecta
(omado de !'ine and 7orster4 $AAA
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ALGUNAS PRECISIONES
• /os aerosoles tienen muc'a ma&orincertidumbre que los 8EI
• Bo se pueden añadir aerosoles para compensar
el efecto de los 8EI• Es improbable que el forzamiento total de losaerosoles se pueda eCpresar como unacombinación lineal de las contribuciones
indi*iduales• !iempre se debe considerar la influenciaindirecta
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¿QU DEBEMOS SABER ACERCA DELOS AEROSOLES?
D parámetros lla*e que proporcionan elforzamiento radiati*o#
• eficiencia másica de la dispersión de la luz• dependencia de la dispersión con la 'umedadrelati*a
• albedo de dispersión simple +dispersión *s#absorción,• parámetro de asimetra• cambio temporal de la carga másica#
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O'r(s &(,)(nen'es
Pr()iedades 8)'i&asDis'ri2+&i8n
INCERTIDUMBRES
In&er'id+,2reen e$%(r=a,ien'(
• E,isi(nes• Pr(&es(s• Q+9,i&a
• Trans)(r'e• F(nd(• Aer(s($es na'+ra$es
• C(,)(si&i8n
5+9,i&a• Me=&$a• Dis'ri2+&i8nde 'a,a(
Trans)(r'e radia'iv(
• /ongitudes deonda
• Esquema detransporte
• NUBES• #+,edadRe$a'iva
• A$2ed( de$a s+)er%i&ie
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DISTRIBUCIN! SULFATOS
• 7ormados a partir del !> +de los *olcanes & loscombustibles fósiles, & 0.! +dimetilsulfuro delas algas oceánicas,
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DISTRIBUCIN! CARBONATADOSPROCEDENTES DE FUENTES ANTRPICAS
• Quema de combustibles fósiles
• /os datos in*entariados tienen una factor de
incertidumbre#
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DISTRIBUCIN! QUEMA DE BIOMASA
F )lguna quema de biomasa es natural#
F Episódica & regional en la naturaleza
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DISTRIBUCIN! POL"O MINERAL
D"G de la carga de pol*o procedente defuentes antropogénicas se debe a cambios enel uso de la tierra4 el pastoreo eCcesi*o4 etc#
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TENDENCIAS PASADAS
/os datos procedentes de n1cleos de 'ielo tienenuna gran incertidumbre# +IP99 ""$,
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$er E7E9(> IB0I;E9(>
)umento en aerosol
⇓
)umento en elnumero de gotas de
nube
⇓
9ambios en lareflecti*idad+albedo,
(omado de -renguier et al +""",
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•/os aerosoles afectan la eficiencia deprecipitación &4 en consecuencia la *ida de lasnubes#
•¿)fecta también la reflecti*idad de las nubes?
o E7E9(> IB0I;E9(>
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E7E9(> !E.I:IB0I;E9(>
/os aerosoles tal como el carbon negroabsorben la radiación solar
⇓/as capas se calientan
⇓
/a atmosfera se estabiliza & se dificulta laformación de nubes
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O'r(s &(,)(nen'es
Pr()iedades 8)'i&asDis'ri2+&i8n
INCERTIDUMBRES
In&er'id+,2reen e$%(r=a,ien'(
• E,isi(nes• Pr(&es(s
• Q+9,i&a• Trans)(r'e• F(nd(• Aer(s($es na'+ra$es
• C(,)(si&i8n
5+9,i&a• Me=&$a• Dis'ri2+&i8n
de 'a,a(
Trans)(r'e
radia'iv(
• /ongitudes deonda
• Esquema detransporte
• NUBES• #+,edadRe$a'iva
• A$2ed( de$a s+)er%i&ie
¿Res)+es'a&$i,7'i&a?
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RESPUESTA CLIMÁTICA
&'s la (es)*esta
lim,tia a losamios enae(osoles la misma*e a los amiosen el C/2 o en la
onstante sola(
Climate sensitivity (Hansen et al 1997)
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
S e n s i t i v i t y
Fixed cloud All feedbacks
A!a)ta!o !e Hansen$1%
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RESPUESTA CLIMÁTICA 0
•;eader and -oer +$AAH,2las respuestas en granescala son similares+sorprendentemente,
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MODELANDO EL CAMBIO CLIMÁTICO
EN LOS LTIMOS 013 AOS
Global Mean Temperature (Anomaly from 1961-199)
-1!"
-1!
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!
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1!
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T e m p A n o m a l y ( e C )
Global Mean Temperature (Anomaly from 1961-199)
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1 9 9
1 9 9 "
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T e m p A n o m a l y ( e C )
;osa : obser*aciones4 azul : modelo
!in aerosoles < aerosoles
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CAMBIOS FUTUROS EN LOS AEROSOLES
oma!o !e "#CC
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ÁREAS DE IN"ESTIGACIN
FUTURA•.ezcla de tipos de aerosoles•so de satélites para obtener por detecciónremota las propiedades & cantidad deaerosoles4 combinación con los datos 5in situ6
•.odelización de gran escala & consistencia delos perfiles de aerosoles a tra*és del globo
•.odelos climáticos regionales•Efectos indirecto & semi:indirecto
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HE$ &(n(&i,ien'( rea$ es sa2er e$ a$&an&e de n+es'rai.n(ran&ia
C(n%+&i(
La fuente de la mayor parte de esta conferencia es un revisión de losi tífi d l IPCC K ith Shi ! di # $ % d ' t )ffi #