Presentacin de PowerPoint

NDICE

1.- Introduccin2.- El tiempo meteorolgico y el clima3.- El calentamiento global4.- Evidencias del calentamiento global5.- Predicciones del calentamiento global

www.universidadpopularc3c.esTres Cantos, 19-04-2016Seminario sobre el Cambio Climtico Jornada 2. El calentamiento global: Consecuencias

1El objeto principal de la jornada de hoy es mostrar los conocimientos sobre el efecto de invernadero, y su manifestacin en el aumento de temperaturas y otros efectos climticos, geofsicos, geoqumicos, en la biosfera, etc.

El tono de este seminario es un poco especial: no se trata de una sesin de adoctrinamiento. No quiero que piensen como yo; solo quiero que me entiendan.

No esperen ustedes imgenes de catstrofes, inundaciones, sequas, glaciares secos, etc, sino un conjunto de Conocimientos Rigurosos, solo hasta cierto punto, de las causas, evolucin y futuro del CC.

Les animamos a consultar nuestra web, en la que encontrarn bastantes referencias a conferencias sobre estos temas, y en ellas hallaran vdeos, presentaciones, etc.

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Introduccin Volver a ndiceEn la actualidad, para una mayora muy cualificada de los cientficos hay una relacin causa efecto inequvoca entre el aumento de GEI* en la atmsfera, y un aumento de la temperatura global. Se considera que hay una evidencia incontestable de que se est produciendo un calentamiento adicional al ya conocido efecto invernadero natural. Se trata del efecto de invernadero intensificado, que tiene un origen principal en la actividad humana (estrechamente relacionado con el consumo de energa). * GEI= Gases de Efecto Invernadero

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Pg. 2 de 519-4-2016 Emisin de GEI*Efecto Invernadero natural (hasta 1750)Calentamiento Global

Efecto Invernadero Intensificado

30C sobre temp. media Tierra (-15C)1C/100 aos desde 1880-90Cambio Global Resulta de las agresiones humanas a la Naturaleza de la Tierra, entre las que est el Calentamiento GlobalClimticosBiosferaGeofsicosGeoqumicos

*GEI: Gases de Efecto Invernadero

Varios efectos

Relacin Efecto Invernadero Cambio Climtico - Cambio GlobalVolver a ndice

3Efecto de Invernadero:- El efecto de invernadero natural consiste en la absorcin de la energa que radia la Tierra en el infrarrojo hacia el espacio por el vapor de agua y otros gases presentes en la atmsfera.Este efecto genera un calentamiento de unos 30 C sobre la temperatura que tendra sin l, que sera de unos -15C. Esto hace que la temperatura media de la Tierra sea de unos 15 C.-El efecto de invernadero intensificado consiste en la absorcin de la energa que radia la Tierra en el infrarrojo hacia el espacio por los Gases de Efecto de Invernadero, principalmente el CO2, emitidos a la atmsfera por la quema de combustibles fsiles. Ha generado un calentamiento de aprox. 1C en 100 aos.El descubrimiento de ambos efectos no se ha producido por la investigacin de un calentamiento de la Tierra, sino por la investigacin de otras caractersticas (enfriamiento nocturno de los desiertos, enfriamiento nocturno en cualquier zona terrestre, origen de las glaciaciones, etc.).Los GEIs generan tambin efectos no trmicos, tales como acidificacin de los mares, etc.Los efectos del efecto de invernadero intensificado pueden interaccionar entre s, creando efectos sobre la biosfera, geoqumicos, etc.

El Cambio Global es el resultado de un cmulo de agresiones humanas a la naturaleza del Tierra, y abarca el cambio climtico, junto con otros factores tales como:- Prdida de biodiversidadContaminacin por productos qumicos, pesticidasDespilfarro del agua potablePrdida de suelo agrcolaAgotamiento de la pescaContaminacin por residuos urbanos, agrcolas e industriales

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Introduccin Volver a ndiceEn esta jornada del Seminario vamos a mostrar evidencias que se pueden encuadrar en los grupos siguientes:ClimticosBiosferaGeofsicosGeoqumicosLas evidencias debieran ser Evidentes, pero no siempre los son.

4Desde un punto de vista riguroso, las evidencias que vamos a mostrar no son suficientes, por si solas, para demostrar sin ningn gnero de dudas la existencia de un cambio climtico derivado de un calentamiento global provocado por un efecto de invernadero. Qu les falta?.

Les falta una demostracin de la relacin causa-efecto entre el aumento de la concentracin del CO2 y el aumento de temperatura global.

Si no se conociera de forma rigurosa esa relacin causa-efecto, se podra argumentar que los efectos que observamos se podran deber a: Fluctuaciones aleatorias de los elementos del Clima Efectos provocados por causas desconocidas (astronmicas, etc.) NO SE PODRA SABER SI LOS EFECTOS QUE OBSERVAMOS SON PERMANENTES, O SI, POR EL CONTARIO, SON REVERSIBLES.

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Introduccin Ejemplo de correlacin: Temperatura global / Contenido de CO2Volver a ndice

5Las posibles correlaciones estadsticas se pueden considerar como elementos razonables de apoyo, pero nunca se pueden tomar como demostraciones rigurosas de una relacin causa-efecto.

Las correlaciones estadsticas tambin se pueden tomar como elementos necesarios, pero no suficientes

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Introduccin La explicacin del efecto invernadero que hemos dado en la primera jornada del seminario es incontestable, y revela la existencia de una relacin causa-efecto entre el aumento de la concentracin de GEI* y el aumento de temperatura global.Esta relacin causa-efecto es un argumento fundamental para explicar las evidencias que mostraremos en los puntos correspondientes.* GEI = Gases de Efecto Invernadero

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Tiempo Meteorolgico y Clima Volver a ndiceUna de las fuentes ms comunes de controversia respecto del cambio climtico es la confusin de los conceptos de tiempo meteorolgico (en lo que sigue llamaremos simplemente el tiempo) y clima.Otra fuente de malentendidos muy importante es el papel que juegan los modelos predictivos del tiempo y del clima. Por lo tanto, vamos a estudiar, aunque solo sea de forma muy sencilla, estos conceptos.

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Radiacin solarGeometra Sol- TierraPolvo interestelarEmisiones volcnicasQumica atmosfricaReflectividad atmosfricaOrogeniaReflectividad terrenoCorrientes ocenicasIntercambio calor Atmsfera / OcanosFactores externos a la TierraFactores de los ocanos, atmsfera y terrenoClima de la TierraPg. 2 de 1519-4-2016

Tiempo Meteorolgico y Clima Volver a ndiceLatitud Altitud Continentalid.Estos factores suelen variar en escalas temporales muy dispares

8Los factores principales que conforman el clima de una zona concreta de la Tierra pertenecen a dos grupos:

El primer grupo lo forman los factores externos a la Tierra, que son, fundamentalmente:La cantidad de energa que recibimos directamente del Sol, la disposicin relativa de la Tierra y el Sol*), y la presencia de polvo en el espacio entre la Tierra y el Sol.

*) Factores importante son la inclinacin del eje de la Tierra, y los factores de Milankovich (ver jornada 1 del seminario)

El segundo grupo lo forman los factores pertenecientes a la Tierra (ocanos, atmsfera y terrenos). Entre stos podemos resaltar la latitud geogrfica, la altitud del lugar, la orientacin del relieve con respecto a la incidencia de los rayos solares o a la de los vientos predominantes, las corrientes ocenicas y la continentalidad, que es la distancia al ocano o al mar. Adems, hay fenmenos de la circulacin ocenica global, tales como la Corriente del Golfo, El Nio / La Nia, la Corriente del Humboldt, la Corriente de Labrador, etc.

Todos estos elementos interaccionan entre si, dando lugar a retroalimentaciones muy complejas.

Todos estos factores pueden variar con el paso del tiempo. La escala temporal en la que producen esas variaciones es muy amplia:La inclinacin del eje de la Tierra tiene un perodo de un ao. Son la causa principal de las estacionesLos factores de Milankovich tienen un escala temporal de decenas de miles de aosLos emisiones volcnicas son impredecibles, pero tienen una frecuencia media de 1 gran erupcin cada 25 aos. Afectan a la qumica atmosfricaLa qumica atmosfrica puede variar en perodos relativamente cortos (p.e. emisiones de GEI, erupciones volcnicas, etc)El intercambio de calor atmsfera/ocanos varia, entre otras razones, por los cambios en la qumica atmosfrica.La reflectividad atmosfrica puede variar en perodos relativamente cortos , debido a las actividades industriales y/o agrcolasLa reflectividad del terreno puede variar en perodos relativamente cortos , debido a las actividades agrcolas (cambio del uso de la tierra)El resto de factores se pueden considerar constantes, porque varan en una escala temporal geolgica

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Tiempo Meteorolgico y Clima Volver a ndiceTiempo meteorolgico.Clima local

Origina y determina los parmetros del tiempoEl clculo de los promedios de los parmetros del tiempo durante 30 aos muestra el climaFactores del ClimaFactores externos a la TierraFactores internos de la Tierra

9El tiempo meteorolgico (el tiempo) es el conjunto de valores que tienen los parmetros del tiempo en una regin, localidad, etc. concreta, durante un corto perodo de tiempo (unas horas):TemperaturaHumedadPresin atmosfricaPrecipitacionesVientos dominantesInsolacinNubosidadContaminantesEtcPero esa visin a cortsimo plazo no es suficiente; hace falta caracterizar el tiempo meteorolgico en escalas temporales mucho mayores: por ejemplo, las medias mensuales y anuales.El clima se nos manifiesta a corto plazo (como mximo 3-4 das) en la forma habitual del tiempo meteorolgico. En realidad, lo que observamos y medimos es el tiempo meteorolgico.

El Clima se define como: Efecto de los Factores del clima, internos y externos a la Tierra, medido como parmetros del tiempo a lo largo de varias dcadas. Por amplio acuerdo entre especialistas, el clima se considera como el promedio de los parmetros del tiempo meteorolgico a lo largo de 30 aos (temperatura, precipitaciones, etc).Las temperaturas medias mensuales y las medidas pluviomtricas mensuales son los datos ms importantes que normalmente aparecen en los grficos climticos.La variabilidad del tiempo meteorolgico est originada por los factores del clima*), junto con sus interacciones y retroalimentaciones, cuando lo consideramos en una escala temporal desde unas pocas horas hasta unos pocos das.La variabilidad del clima est originada por los factores del clima, junto con sus interacciones y retroalimentaciones. Debido a que la escala temporal de estos factores*) es muy larga, la variabilidad del clima la consideramos en una escala temporal de, como mnimo, varias dcadas.*) La inclinacin del eje terrestre es un factor con un perodo de un ao, y por ello su influencia en el tiempo es muy importante. Debido a que es cclica, su influencia en el clima es despreciable.Los factores de Milankovich tienen una escala temporal de decenas de miles de aos. Su influencia puede ser importante, pero solo en esa escala temporal.

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10Para hacernos una idea aproximada de la enorme complejidad del tiempo meteorolgico y del clima, presentamos en la figura las retroalimentaciones principales que se dan entre los factores del clima. Esta figura nos permite ver la enorme dificultad que supone la simulacin del clima, puesto que cada una de estas retroalimentaciones puede dar lugar a una deriva catica que se ir transmitiendo al resto de retroalimentaciones.

En los procesos del clima se pueden dar muchas interacciones con retroalimentacin, como muestra el grfico adjunto

El concepto de Interaccin, en este contexto, tiene un carcter estadstico, y significa que el efecto de dos o ms variables, que actan en un modelo estadstico, no es simplemente aditivo.Ejemplo caf-wiskey

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Tiempo Meteorolgico y Clima Volver a ndiceRetroalimentacin del albedo

11Una retroalimentacin positiva muy importante es la denominada retroalimentacin del albedo.

1.- Un aumento de CO2 produce un aumento constante de la temperatura global

2.- Al aumentar la temperatura global, aumenta la fusin de la nieve y del hielo existentes en los polos

3.- Esto hace que la reflectividad de los terrenos disminuya, aumentando con ello la absorcin de energa por la Tierra

4.- Este aumento de energa absorbida conduce a un aumento de la temperatura global

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Fenmeno ENSO (Nio-Nia)Situacin normalSituacin El NioSituacin La NiaTemperaturas superficie de los ocanos durante una Nia - (Noviem. 2007)

12Un elemento importante en la evolucin del clima a corto plazo es el fenmeno ENSO Nio-Nia.

Observar la variacin de profundidad de la termoclina.

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Tiempo Meteorolgico y Clima Las interacciones de un sistema dinmico tienen:Sensibilidad extrema a las condiciones iniciales (las diferencias en la entrada crecen de forma exponencial)Las interacciones no son lineales (proporcionales)El sistema se comporta de forma catico-determinista

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13A finales del siglo XIX, Poincar y otros cientficos desarrollan las bases matemticas para el estudio de los sistemas dinmicos.

Los Sistemas Dinmicos se caracterizan porque el estado adoptado en un momento concreto por el sistema depende de forma crtica de los estados adoptados en momentos anteriores.

Sensibilidad extrema a las condiciones inicialesLas interacciones no son lineales (proporcionales)El sistema se comporta de forma catico-determinista (efecto mariposa)

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Tiempo Meteorolgico y Clima Volver a ndiceEn 1961, Edward Lorenz estudia los procesos de conveccin, que son fundamentales en el estudio de la evolucin del tiempo meteorolgico, y para ello crea un modelo matemtico simplificadoEl modelo matemtico se basaba en las ecuaciones de Navier-Stokes de la dinmica de fluidos, con unos parmetros principales a, b y c que se refieren a los gradientes de presin y temperatura entre las caras de la capa atmosfrica en estudio, y otras caractersticas de la conveccin.dX/dt = -c(X-Y)dY/dt = aX-Y-XZdZ/dt = b(XY-Z)

14Las ecuaciones diferenciales son aparentemente sencillas, pero no son lineales. No existe una solucin analtica, y se requieren mtodos matemticos avanzados para hallar una solucin numrica

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Tiempo Meteorolgico y Clima Volver a ndiceEl modelo matemtico se comporta de forma inexplicable:

Ofrece resultados muy diferentes para datos de entrada idnticos*.Los procesos del tiempo son deterministas (estn gobernados por ecuaciones diferenciales), pero a corto plazo no son distinguibles de los procesos aleatorios.* Idnticos se debe entender como exactamente iguales dentro del nmero de cifras decimales que utiliza el ordenador

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Tiempo Meteorolgico y Clima Volver a ndice

Hay dos razones para la divergencia y para la imposibilidad de prediccin:a) En la Naturaleza no pueden existir valores de entrada idnticosb) Hay fenmenos en los que los efectos de las diferencias de entrada crecen de forma exponencial.Formacin espont-nea del Atractor de Lorenz en los sistemas dinmicos Atractor de Lorenz: Conjunto de las trayectorias de las configuraciones al que tiende el sistema dinmico al evolucionar durante un tiempo suficientemente largo y alcanzar un estado cuasi-estable (la evolucin futura ser aleatoria, pero no se alejar mucho del Atractor de Lorenz)

16Una caracterstica fundamental de los sistemas dinmicos es la formacin espontnea del Atractor de Lorenz.Atractor de Lorenz: Es el conjunto de las trayectorias de las configuraciones al que tiende el sistema dinmico al evolucionar durante un tiempo suficientemente largo y alcanzar un estado cuasi-estable (la evolucin futura ser aleatoria, pero no se alejar mucho del Atractor de Lorenz)

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Tiempo Meteorolgico y Clima Volver a ndiceEst la marea subiendo o bajando?. Pulsar sobre la imagen

17Durante un tiempo inferior a 15 minutos no es posible determinar si la marea est subiendo o bajando

Razn: El proceso de subida (o descenso) de la marea tiene una duracin de 6 horas, y obedece a una ley fsica que lo hace previsible dentro de un error muy pequeo. Pero de forma simultnea se producen olas provocadas por el viento. Estas olas tiene una magnitud similar al avance o retroceso del agua por efecto de la marea, pero son aleatorias dentro de ciertos lmites, lo cual las hace imprevisibles.

Por darse de forma simultnea ambos fenmenos decimos que estn confundidos. El resultado final es que en un corto perodo de tiempo no es posible predecir el movimiento de la marea.

Estos resultados explican desde un punto de vista terico un hecho extrao e incmodo: El tiempo no es predecible de forma precisa para perodos de tiempo superiores a unos pocos dasSolo podemos conocer el tiempo futuro de forma imprecisa (estadstica, valores medios) y relacionado siempre con una cierta probabilidadPg. 12 de 1519-4-2016

Tiempo Meteorolgico y Clima Volver a ndice

18En estas circunstancias, la evolucin en el tiempo de los elementos del tiempo meteorolgico se hace catica (en el sentido que damos aqu a la palabra, catico significa impredecible en un plazo superior a unos pocos das), y se hace tambin extraordinariamente sensible a las condiciones iniciales. Por lo tanto, diferencias imperceptibles en las condiciones iniciales dan lugar a diferencias inmensas en los resultados observables en perodos de tiempo no muy largos.La consecuencia de todo esto es que no es posible predecir con exactitud las condiciones finales que un elemento del tiempo meteorolgico va a alcanzar en un perodo de tiempo determinado, a partir de unas condiciones iniciales determinadas

Este descubrimiento tiene gran importancia en el estudio del tiempo y en su prediccin, ya que demuestra que es imposible establecer con seguridad total la relacin causa-efecto entre los fenmenos del tiempo individuales.Por ejemplo, es imposible determinar con seguridad total la causa de una ola de calor concreta. Las causas son remotas, tanto en el espacio, como en el tiempo, y estn gobernadas por el efecto mariposa.Pg. 13 de 1519-4-2016

Tiempo Meteorolgico y Clima Volver a ndice

19A pesar de esta imposibilidad de prediccin absolutamente precisa, en los procesos del tiempo actan factores con un efecto tan grande que se genera de forma espontnea un Atractor de Lorenz, visto en la pgina 10

La existencia del Atractor de Lorenz condiciona la evolucin del tiempo con un grado de rigidez tal que permite una prediccin de valores medios relacionados con un grado de probabilidad determinable.

Por ejemplo, la variacin anual de la inclinacin del eje de la Tierra, que origina las estaciones climticas, da lugar a unos efectos de magnitud tan grande que permiten predecir el tiempo medio esperable en invierno, verano, etc.

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Tiempo Meteorolgico y Clima Volver a ndiceEn el lenguaje ordinario decimos Prediccin del tiempo.Realmente, la palabra Prediccin debe entenderse como ClculoLa prediccin del tiempo tiene una gran importancia, desde los puntos de vista econmico, poltico, etc., y en consecuencia los principales pases han creado sistemas de prediccin muy avanzados, habiendo dedicado grandes inversiones a este fin.A pesar de las dificultades expuestas, se realiza de forma corriente una forma de Prediccin del tiempo.

20El clculo se realiza sobre modelos matemticos del tiempo, construidos sobre sistemas de ecuaciones diferenciales basadas en las leyes fundamentales de la fsica, la dinmica de fluidos, y la qumica.

Los modelos requieren una potencia de clculo excepcional, y por ello solo se pueden aplicar a regiones no muy grandes de la Tierra, tales como una nacin mediana (Espaa, Francia, etc). El territorio y la atmsfera que lo cubre se subdividen en una red de celdas, cuyo tamao depende de la potencia de clculo disponible y des datos de entrada

Los modelos matemticos calculan los vientos, la transferencia de calor, el balance de radiacin, la humedad relativa, la hidrologa de superficie dentro de cada celda, y se evalan las interacciones con las celdas adyacentes.

La prediccin, tanto del tiempo como del clima, tiene una gran importancia, desde los puntos de vista econmico, poltico, etc., y en consecuencia los principales pases han creado sistemas de prediccin muy avanzados, habiendo dedicado grandes inversiones a este fin.

En estas circunstancias, la evolucin en el tiempo de los elementos del tiempo meteorolgico se hace catica (en el sentido que damos aqu a la palabra, catico significa impredecible en un plazo superior a unos pocos das), y se hace tambin extraordinariamente sensible a las condiciones iniciales. Por lo tanto, diferencias imperceptibles en las condiciones iniciales dan lugar a diferencias inmensas en los resultados observables en perodos de tiempo no muy largos.

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Tiempo Meteorolgico y Clima Volver a ndicePrediccin del Clima futuroVale cuanto hemos dicho para el tiempo meteorolgico, con las diferencias siguientes:Los elementos que conforman el clima son los indicados en la pgina 8.Los perodos de tiempo considerados son mucho ms largos. Por ejemplo, para el cambio climtico se consideran perodos de 50-100 aosLa precisin de los datos de salida es mucho menorLa incertidumbre admisible es mucho mayor

21La prediccin del clima es tambin difcil, puesto que cada una de estas retroalimentaciones puede actuar de la forma ya indicada para la evolucin del tiempo (sensibilidad a las condiciones iniciales). Pero debido a que los factores del clima varan en escalas de tiempo muy largas, el clima vara muy poco en perodos de menos de 30 aos.Por lo tanto, el tiempo y el clima no se pueden predecir con exactitud, pero se diferencian en el perodo de tiempo en que aparece esta incapacidad de prediccin precisa:El tiempo se hace impredecible en perodos superiores a unos pocos das El clima se hace impredecible en perodos superiores muchas dcadas

Adems de los procesos que dan lugar a la humedad y a las nubes, los nuevos modelos estn empezando a tener en cuenta el papel que la vegetacin, los bosques, praderas y cultivos juegan en el control de la cantidad de CO2 que realmente va a estar presente en la atmsfera.

Junto con su papel de "sumideros" de dixido de carbono, los distintos tipos de vegetacin en la biosfera tienen ms efectos sobre el clima.

Las plantas calientan o enfran el aire a su alrededor (a travs de la reflexin y la absorcin de la radiacin solar y el proceso de evaporacin), frenan la energa de los vientos superficiales, y toman y liberan humedad en el aire (lo que contribuye a alteraciones en el ciclo hidrolgico). A su vez, los cambios en el clima afectarn a los patrones de crecimiento de la vegetacin. Por ejemplo, los bosques que requieren condiciones relativamente frescas pueden no ser capaces de adaptarse al calentamiento relativamente rpido que est previsto para las reas interiores de los continentes.Por lo tanto, las predicciones que ofrecen los modelos del clima no pueden ser absolutas, sino probabilsticas (indican una tendencia de los valores medios a largo plazo, ms de 30 aos, y estn relacionadas con una cierta probabilidad).

Las predicciones no deben servir para plantear cuestiones fuera de las posibilidades propias de los modelos: por ejemplo, qu temperatura media tendremos en la zona centro de Espaa a finales del siglo XXI?.

Volver a ndiceLos conceptos de efecto de invernadero natural y efecto de invernadero intensificado ya se han explicado en la Introduccin, pgina 2En el punto 1.11 se muestra la evolucin de la cantidad de CO2 (la cantidad actual es unas 402 ppm = 0,040 %). Este aumento del gas ha producido un aumento paralelo de la temperatura, estimado en unos 0,9 C en los ltimos 100 aos.Pg. 1 de 1019-4-2016

El calentamiento global

22La explicacin que sigue se basa en lo dicho en la sesin primera del seminario acerca de los mecanismos de absorcin de energa por lo gases, y la explicacin detallada del efecto de invernadero.

Vamos a suponer que el planeta Tierra no tuviese atmsfera de ningn tipo. En esas circunstancias, no habra ningn tipo de efecto de invernadero, y la temperatura media sera unos 33 C inferior a la actual (la temperatura media sera aproximadamente -16 C). El clima sera similar al del planeta Marte, y la vida sera prcticamente imposible, no solamente por la ausencia de oxgeno, sino por que las temperaturas seran excesivamente fras para la existencia de agua lquida en amplias reas de la Tierra. Por lo tanto, debe quedar muy claro que cuando hablamos en la actualidad de los GEI, y su influencia en el clima de la Tierra, hablamos del efecto de invernadero intensificado.

Este efecto puede desequilibrar el clima respecto de las condiciones a las que nos haba llevado el efecto de invernadero natural, y provocar as grandes cambios.

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El calentamiento global En trminos absolutos, el E.I. Intensificado tiene una influencia sobre la temperatura media de la Tierra mucho menor que el E.I. Natural.Mientras que el E.I. Natural ha producido un aumento de unos 33 C, el E.I. Intensificado produce un aumento de 0,9 C en los ltimos 100 aosVolver a ndice

23Pero el efecto invernadero natural, en interaccin con otros factores astronmicos, ha originado unas condiciones climticas que han reinado en la Tierra desde hace como mnimo 750.000 aos hasta hace unos 150 aos.

Las condiciones climticas no se han mantenido constantes durante ese perodo de tiempo, puesto que se han sucedido pocas glaciales, etc., pero en ningn momento la atmsfera ha contenido cifras de CO2 tan altas como en la actualidad.

Durante este perodo de tiempo tan largo, se han configurado por evolucin natural darwiniana muchas de las especies animales y vegetales que hay actualmente en le Tierra, incluyendo el hombre.

Tambin se han configurado la circulacin global de los mares, las lneas de costa, y la mayora de los perfiles finales de la orografa mundial, entre otros elementos principales de la configuracin actual de la Tierra.

En solo 150 aos de actuacin del efecto invernadero intensificado, no se pueden esperar cambios evolutivos en plantas y animales, puesto que la escala temporal de la evolucin es mucho mayor.

Por ello el autntico peligro est en que las especies adaptadas a las condiciones reinantes antes de la industrializacin no van a tener tiempo para adaptarse a las nuevas condiciones climticas

Grandes cambios climticos, elevacin del nivel de los mares, modificacin del rgimen de lluvias, etc. que producirn a su vez grandes cambios en la distribucin geogrfica de las especies, llegndose incluso a la posible extincin de muchas de ellas.

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El calentamiento global Volver a ndiceEl riesgo verdadero reside en que la temperatura absoluta que se alcance en los prximos 100 - 200 aos se va a alcanzar en un perodo de tiempo extremadamente corto (considerado en una escala de tiempo evolutiva y geolgica)

24Hay otro aspecto importante del efecto invernadero intensificado que hay que considerar: Qu aumento de temperatura de puede esperar de un aumento incontrolado de gases de efecto invernadero?.

La respuesta a esta cuestin no es sencilla, pero se puede adelantar lo siguiente:

Debido a que la cantidad de energa radiada al espacio por la Tierra depende de la cuarta potencia de la temperatura absoluta de la atmsfera (Ley de Stefan-Boltzmann), la velocidad de aumento de la temperatura se va reduciendo segn aumenta la cantidad de gases de efecto invernadero, y con ellos la temperatura global.

Este es un ejemplo de retroalimentacin negativa, que asegura que no se puede llegar a producir un calentamiento desbocado

http://data.giss.nasa.gov/gistemp/tabledata/GLB.Ts+dSST.txtDatos de los sucesos:http://climate.nasa.gov/warmingworld/globalTemp.cfm

1973-1976. Largo perodo de La Nia1991. Erupcin volcn Pinatubo en Filipinas2010. A pesar de una Nia y un mnimo solar, el efecto del CO2 es muy notable1883. Explota el Krakatoa. Emite grandes volmenes de aerosoles de sulfatos1963. Erupcin del volcn Monte Agung en Bali1991. El Nio ms intenso del sigloPg. 4 de 1019-4-2016

Evolucin de la temperatura media global anual (tierras + ocanos) desde 1880 hasta 2015. El valor 0 corresponde a la media del perodo 1951-1980, cuyo valor absoluto fue aprox. 14CEl valor 0 corresponde a la media del perodo 1951-1980, cuyo valor absoluto fue aprox. 14C10 aosVolver a ndice

25El aumento de la concentracin de CO2 no est relacionado de forma lineal con el calentamiento global

Pero si hay una relacin, muy compleja, entre el aumento de la concentracin de CO2 y el calentamiento global

La consecuencia natural del aumento del CO2 en la atmsfera es un calentamiento creciente.De forma simultnea, sobre la atmsfera influyen otros factores: volcanes, Nio/Nia, etc., que tienden a calentar o a enfriar la atmsfera.A pesar de estos fenmenos, el calentamiento sigue creciendo.Por lo tanto, solo podemos decir que 1998, 2005 y 2015 fueron los aos ms clidos desde por lo menos los ltimos 150 aos.

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El calentamiento global Volver a ndiceGrfico de la temperatura global - media mvil de perodos de 20 aos 10 aos 10 aos 10 aos 10 aos 10 aos 10 aos 10 aos 20 aos 10 aos 10 aos 10 aos 10 aos 10 aosCmo podemos asegurar que la temperatura que se ha alcanzado en los ltimos 30 aos NO se va reducir en el futuro?

26Cmo podemos asegurar que la temperatura que se ha alcanzado en los ltimos 30 aos no se va reducir en el futuro?

Ahora ya conocemos que la causa del incremento de temperatura es el efecto de invernadero, que se produce por las emisiones de GEI.Aunque las emisiones de GEI se reduzcan a CERO, la reduccin de temperatura no suceder hasta dentro de varios siglos.Si no se reducen de forma drstica las emisiones de GEI, nunca volver a disminuir la temperatura alcanzada en los ltimos aos.

Este grfico se ha elaborado tomado la media mvil de perodos de 20 aos, con lo cual perdemos los detalles anuales, pero ganamos la perspectiva a largo plazo.

El comportamiento de los grficos de temperatura global no nos debiera sorprender, aunque no veamos de forma patente una tendencia constante al aumento de temperatura global.

Los grficos de temperatura global no muestran la evolucin del clima, sino una visin a corto plazo, que corresponde a un perodo de tiempo mucho ms corto que el necesario para definir el clima (30 aos!).

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Volver a ndiceLa media aritmtica es muy poco sensible (en lenguaje estadstico se dice que es robusta) a las variaciones sufridas puntualmente.

En consecuencia, se deben haber producido aumentos de temperatura de varios grados durante perodos de tiempo de semanas o meses.El calentamiento global El incremento experimentado por la temperatura global desde 1880 ha sido (aparentemente) modesta: 0,9 C.

Pero si consideramos que ese aumento corresponde a la media aritmtica, obtenemos una visin totalmente diferenteEl aumento se ha concentrado en los ltimos 70 aos

27En el punto 3.1 hemos visto que el IPCC predice para 2100 un aumento de la temperatura global de cmo mnimo 3 C . A simple vista, esta cifra no parece muy exagerada.

Pero como hemos visto, para que la media aumente 3 C, debe haber temporadas enteras con aumentos puntuales de 4 C o ms.

Cuesta imaginarse la vida en ciudades como Madrid con temperaturas superiores a 45 C a la sombra durante largas temporadas.

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El calentamiento global Evolucin de la temperatura global por zonas geogrficas, desde 1970 a 2004. Fuente: IPCCVolver a ndice

28La figura 24 muestra la evolucin de la temperatura global en el perodo 1970 a 2004, pero con referencia a diferentes zonas geogrficas de la Tierra. La fuente de este grfico es el IPCC, y muestra que la inmensa mayora de las zonas geogrficas han aumentado su temperatura en el perodo analizado.

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El calentamiento global Reconstruccin de las temperaturas globales desde 1500Volver a ndice

29Hay otro tipo de medicin directa de temperatura, que consiste en la medida de temperatura en pozos profundos.

Nos dan lecturas de hasta hace 500 aos. Se obtiene informacin de las tendencias en la temperatura en una escala de siglos, debido a que los pulsos de temperatura de los cambios climticos a largo plazo se transmiten por la corteza hacia el interior de la Tierra.Mediante este mtodo podemos ver que las temperaturas (ver figura 47) no han sido consistentemente tan altas como las actuales en el perodo de tiempo que el sistema nos permite analizar.

Este modo de inferir las temperaturas superficiales nivela las fluctuaciones anuales, y las tendencias a corto plazo, de forma que no nos permite conocer directamente los datos de cada ao individual.

Pero si observamos el rango de las variaciones interanuales experimentadas en los ltimos 500 aos, es razonable rechazar que haya habido aos individuales, incluso dcadas enteras, que hayan estado muy por encima de los valores actuales

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El calentamiento global Reconstruccin de las temperaturas globales desde 1000

30Es posible realizar reconstrucciones de las temperaturas habidas en perodos de tiempo muy anteriores, empleando datos auxiliares, tales como anillos de los rboles, sedimentos ocenicos, crecimiento de corales, capas en estalagmitas, etc.

Las reconstrucciones existentes en la actualidad dan todas resultados diferentes, y a veces proporcionan una informacin global, y otras veces informacin local, acerca de los mil a dos mil ltimos aos.La figura 48 muestra un grfico con 10 reconstrucciones de las temperaturas globales en los ltimos 1000 aos.

Las reconstrucciones ms recientes son las curvas de color rojo.

Podemos decir con confianza que la temperatura en nuestra poca actual es la ms alta experimentada en los ltimo 1.000 aos

Volver a ndiceReconstruccin de las temperaturas globales desde hace unos 14.000 aosPg. 10 de 1019-4-2016

El calentamiento global

31El nico otro candidato para un perodo de temperatura ms elevada que la actual, en un perodo que se remonta a travs de todo el Holoceno (~ 10.000 aos antes del presente), es el llamado ptimo Climtico del Holoceno, y sucedi hace unos 8.000 aos

No se sabe exactamente que temperaturas se alcanzaron, porque cuanto ms atrs en el tiempo tratamos de ver, mayores son las incertidumbres.

Aun as, el ptimo Climtico del Holoceno se ha considerado de forma cautelar como casi tan clido, o incluso ms clido que el presente.

Esta conclusin est empezando a parecer menos probable, ya que se ha determinado que las temperaturas anmalas de esa poca se limitaron en realidad al hemisferio norte y se produjeron slo en los meses de verano.

Por lo tanto, hay razones para creer que la temperatura media actual es la ms elevada de las experimentadas en un perodo de por lo menos los ltimos 10.000 aos.

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Evidencias ClimticasUno de los efectos ms patentes, descubierto en los aos cuarenta, pero no comunicado pblicamente, es la fusin de los hielos del rtico. La imagen muestra el hielo en el verano rtico de 2003, comparado con el ao 1979 (lnea roja)Volver a ndice

32Como se dijo en la pgina 3 de la Introduccin de la sesin 1 El efecto de Invernadero, las evidencias no pueden, pos s solas, demostrar la existencia de un calentamiento global provocado por el efecto de invernadero intensificado.

No obstante, las evidencias que vamos a mostrar apoyan las predicciones de la teora explicativa del efecto de invernadero, discutida en la sesin 1 del seminario.

Uno de los efectos ms ostensibles, descubierto en los aos cuarenta, es la fusin de los hielos del rtico. La figura 16 muestra la evolucin de los hielos del rtico entre 1979 y 2005.El calentamiento global ya est en marcha y se est acelerando: por ejemplo, la disminucin de la extensin y grosor del hielo marino del rtico, la fusin de los glaciares, aumento del nivel del mar, los fenmenos climticos extremos, etc.

Los cientficos informan de que se podran alcanzar los puntos de inflexin o puntos de no retorno en el sistema climtico - por ejemplo:la importante fusin de la capa de hielo terrestre en GroenlandiaLa liberacin de metano de la tundra, la liberacin del carbono ocenico, etc.En ese momento los impactos seran irreversibles en una escala temporal humana.

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Evidencias ClimticasEl nmero de noches ms fras disminuye ms que el de das ms fros. El nmero de noches ms clidas aumenta ms que el das ms clidos. La nica explicacin de este fenmeno la ofrece el efecto de invernadero creciente. Volver a ndice

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Volver a ndiceEvidencias ClimticasFuente: Revista Investigacin y Ciencia, febrero 2015

34Se trata de una profunda paradoja:Las mediciones de temperatura media global ofrecen datos de elevacin desde 1880,Las predicciones de temperatura media global indican un ascenso en el futuro a 60-80 aos vista.Se estn produciendo episodios de descensos muy importantes de temperaturas en zonas de a Tierra (Amrica del Norte, norte de Asia, etc), que vienen a durar desde unas pocas semanas a unos pocos meses.

Se trata de fenmenos compatibles con el calentamiento global?. En caso afirmativo, cual es la explicacin?

En condiciones normales, hay un sistema de vientos de gran intensidad, denominados la corriente en chorro circumpolar, que discurren aproximadamente sobre los 60 de Latitud Norte.

Uno de los efectos principales de estos vientos es mantener los casquetes polares aislados del resto de la Tierra. Es decir, las condiciones climticas (temperaturas, humedad, vientos, etc) transfieren al resto de la tierra de forma muy lenta.

El calentamiento global que viene experimentado la Tierra provoca efectos geofsicos, tales como la fusin de la banquisa (capa extensa de hielo flotante sobre el mar), interacciones con los fenmenos ENSO, etc, que crean unas condiciones climticas en zonas particulares (Amrica del Norte, norte de Asia, etc), que interrumpen el movimiento casi circular de los vientos de la circulacin circumpolar y originan la formacin de intensos vientos que se dirigen:Primero, hacia el Ecuador. Sobre Norte Amrica, llegan a alcanzar latitudes muy bajas (pennsula de Florida). El tiempo de residencia de estos vientos define el tiempo que duran los fenmenos extremos. Por tratarse de vientos a muy baja temperatura, provocan un intenso enfriamiento local.Despus, el aire se calienta, los vientos rotan 180 y se desplazan hacia el Norte.

Pg. 4 de 1519-4-2016 Evidencias GeofsicasFusin del permafrost, que afecta a grandes extensiones de terreno situadas en el norte de Eurasia y AmricaVolver a ndice 0C= 32 F

35El permafrost es una amplsima faja de terreno situada en el norte de Eurasia y Amrica, que ha mantenido una temperatura bajo 0 grados centgrados durante centenares de miles de aos. Esta temperatura abarca una profundidad de hasta 4 metros.

La materia orgnica existente en ese volumen de terreno no ha sufrido degradacin mediada por microorganismos, por lo cual se ha evitado la emisin a la atmsfera de grandes cantidades de CO2, CH4, etc.El ascenso de temperaturas en todo el globo ha roto el equilibrio anterior, habiendo comenzado una serie de procesos que van a generar CO2 y CH4 a causa de dos clases de procesos:Procesos de degradacin aerbicaProcesos de degradacin anaerbica.COMPLETAR

Figura 16

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Evidencias GeofsicasVolver a ndiceInfraestructuras amenazadasEmanacin de GEI

36La fusin del permafrost tiene consecuencias especialmente peligrosas, pues supone la liberacin de grandes cantidades de CO2 y CH4 a la atmsfera, agravando el efecto de invernadero.Otra consecuencia es la inestabilidad de los terrenos, que afecta a edificios, infraestructuras, lneas de costa, etc.

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Evidencias GeofsicasVolver a ndiceElevacin del nivel del mar desde 1880

37Puede tener consecuencias potencialmente graves para la economa de muchas naciones. La elevacin del nivel del mar se debe a:Fusin de los hielos situados en tierraExpansin del agua por el aumento de temperatura

pH promedio en la superficie ocenicapocapHCambio pHCambio en H+ resp. Preind.Pre-industrial(Siglo XVIII)8,1790,0000%Pasado reciente(Aos 1990)8,1040,075+ 18,9%Datos actuales(1 dcada siglo XXI)~8,0690,11+ 28,8%Ao 20507,9490,230+ 69,8%Ao 21007,8240,355+ 126,5%

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Evidencias GeofsicasVolver a ndice

38Efecto geofsico: Acidificacin de la capa ocenica superficial. La figura muestra el cambio de acidez desde el siglo XVIII hasta el presente. La acidificacin de la capa ocenica superficial se produce por la disolucin de CO2 en el agua del mar. Puede tener consecuencias graves para la supervivencia de numerosas especies que desarrollan esqueleto de carbonato clcico. Las cadenas trficas quedan degradadas

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Evidencias GeofsicasVolver a ndiceIncremento del nm. de huracanes intensos (cat. 4 a +5)

39Un estudio estadstico muestra que desde los aos setenta, ha aumentado el nmero de huracanes intensos (categora 4 y 5, en rojo).En el mismo perodo, los huracanes ms dbiles (Cat. 1 azul y 2 a +3 verde) han disminuido. La fuerza de los huracanes intensos se ha mantenido constante.Parece que el nmero total de huracanes tiene tendencia a disminuir.

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Evidencias GeofsicasVolver a ndiceReduccin de la masa de los glaciares

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Evidencias GeofsicasVolver a ndice

Pg. 11 de 1519-4-2016 Evidencias GeofsicasVolver a ndiceEvolucin de dos glaciares, situados en EEUU y Canad. Puede verse un retroceso muy importante en menos de 100 aos, que evidencia una fusin provocada por un aumento de la temperatura de la Tierra

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Evidencias GeofsicasEvolucin del glaciar Gangotri (Himalaya). Puede verse un retroceso muy importante de este glaciar desde 1780 hasta 2001Volver a ndice

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El calentamiento en los bosques de robles de EEUU provoca el adelantamiento del brote de sus botones Un efecto en la biosfera: adelanto de la fecha de floracin de plantasLas larvas de Operophtera brumata (alimento bsico para el carbonero comn) alcanzan en 2004 el mximo de biomasa 14 das antes que en 1980Pg. 13 de 1519-4-2016

Evidencias (Biosfera)Volver a ndice

44Ejemplo de un efecto en la Biosfera:Prdida de sincronismo en los ciclos vitales de especies animales y vegetales relacionadas trficamente.

La eclosin de un huevo debe coincidir de forma precisa con la disponibilidad de su alimento habitual, por ejemplo una larva. Cualquier adelanto o retraso en esa disponibilidad provocar una mortandad elevada por falta de alimento

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Evidencias (Biosfera)La fecha de floracin de 385 plantas de Inglaterra, desde 1991 a 2000 se adelant una media de 4,5 das respecto de la media de 1954 a 1990. En el inserto se ve el adelanto de la primera floracin, que est muy adelantada en la dcada de 1990Volver a ndice

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Evidencias (Biosfera)Cambios fenolgicos en especies vegetales de la provincia de BarcelonaVolver a ndice

46Efectos en la Biosfera:En la actualidad, se conocen con seguridad muchos fenmenos, que por ser extremadamente sensibles a los cambios de temperatura, muestran una relacin causa efecto indudable con un calentamiento global. Los siguientes ejemplos son especialmente llamativos:

Prdida de adaptacin de especies vegetales a las condiciones climticas de sus habitats corrientes. Al aumentar la temperatura media, los bosques situados en terrenos montaosos tienden a adaptarse ascendiendo a cotas superiores. Pero este proceso, de continuar un tiempo largo, est conduciendo a los bosques a asentarse sobre terrenos ms pobres, con la consiguiente prdida de masa arbrea.

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Predicciones ClimticasVolver a ndiceMedidas no efectivasMedidas efectivas

47El IPCC predice unas temperaturas globales en 2100 con un abanico muy amplio. La razn principal es el desconocimiento sobre la eficacia de las medidas que se estn tomando para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.

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Todo sigue igualNo se toman accionesReducc. temprana pero lentaAcciones se inician en 2010

Reduccin temprana y rpidaAcciones se inician en 2010Reducc. tarda y lentaAcciones se inician en 2030Reduccin emisiones del 47 %

Las emisiones vuelven al nivel de 1990 en 2050

Emisiones aumentan 76 % en 2050Emisiones aumentan un 132 % en 2050Aumento temperat. global de 2,1-2,8C en 2100Aumento temperat. global de 2,9-3,8C en 2100Aumento temperat. global de 4-5,2C en 2100Aumento temperat. global de 5,5-7,1C en 2100Activar el simulador4 posibles planes de actuacin, y los aumentos de temperatura resultantes en 2100 Volver a ndice

48Estudio realizado por el Met Office de UK.Al pulsar el botn Activar, se arranca un hoja Excel que simula la temperatura en varios puntos de Espaa hacia el ao 2100.

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Predicciones GeofsicasVolver a ndiceLos principales problemas del cambio climtico en las zonas costeras espaolas se relacionan con el posible ascenso del nivel medio del mar. Las proyecciones de los modelos varan entre 10 y 68 cm para final de siglo. Es razonable esperar un aumento de 50 cm en el Nivel Medio del Mar, con 1 m como escenario ms pesimista.ltimamente se considera como muy probable una aceleracin en el aumento del nivel del mar. Por ello, habr que esperar unos 5-10 aos para ver si se consolida esta tendencia (ver www.realclimate.com).

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Predicciones GeofsicasVolver a ndice

Zona de la Manga del Mar menor, antes y despus de un aumento del nivel del mar de 2 metros.http://flood.firetree.net/?ll=36.9850,-5.9106&z=8&t=2

50Otro efecto del cambio climtico consiste en la elevacin de nivel de los ocanos, provocada por:Fusin de los hielos situados en las tierras emergidasAumento de volumen de las aguas por el aumento de la temperatura de las aguas.La figura muestra la estimacin efectuada para 2100 del efecto en la lnea de costa motivado por una elevacin del nivel de las aguas de 3 m.Un ascenso del nivel del mar de 3 metros provocara la inundacin de extensos territorios en Cdiz, Huelva y Sevilla, tal como muestra la imagen

Oficina Espaola para el cambio Climtico del MIMAMUniversidad Castilla La ManchaPg. 5 de 1119-4-2016

Predicciones GeofsicasVolver a ndice

El escenario 1 representa un aumento de la temperatura de 1C, sin cambio en las precipitaciones.El escenario 2 representa una disminucin del 5% de las precipitaciones.

Fuente MIMAM 2000, El Libro Blanco del Agua en Espaa.Porcentajes de disminucin de la aportacin total en el ao 2030Pg. 6 de 1119-4-2016

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Predicciones GeofsicasVolver a ndice

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Predicciones SaludVolver a ndiceLibro Blanco de la Unin Europea 2009http://ec.europa.eu/health/archive/ph_threats/climate/docs/com_2009-147_es.pdfEfectos directos- Efectos fisiolgicos de calor y fro. La ola de calor del verano de 2000 produjo 70.000 muertos ms de lo habitual.Efectos indirectos- Alteracin de los comportamientos (migraciones forzosas o ms tiempo al aire libre)- Agravamiento de la propagacin de enfermedades transmitidas por alimentos o vectores- Otros efectos, como las inundaciones

54El cambio climtico va a provocar grandes cambios en todos los ordenes de nuestra vida, pero vamos a fijar nuestra atencin solamente en un punto: la salud humana

Libro Blanco de la Unin Europea 2009http://ec.europa.eu/health/archive/ph_threats/climate/docs/com_2009-147_es.pdf

Adaptacin al cambio climtico: Hacia un marco europeo de actuacin - Efectos del cambio climtico en la salud humana, animal y vegetal.

Efectos directos- Efectos fisiolgicos de calor y fro. La ola de calor del verano de 2000 produjo 70.000 muertos ms de lo habitual.

Efectos indirectos- Alteracin de los comportamientos (migraciones forzosas o ms tiempo al aire libre)- Agravamiento de la propagacin de enfermedades transmitidas por alimentos o vectores- Otros efectos, como las inundaciones

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Predicciones SaludVolver a ndiceCurva de Mortalidad-TemperaturaOficina Espaola para el cambio Climtico del MIMAMUniversidad Castilla La Mancha

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Predicciones SaludVolver a ndiceMorbilidad y mortalidad por el calor. En Europa se calcula que la mortalidad aumenta del 1 al 4 % por cada C de aumento de la temperatura. La mortalidad por el calor podra aumentar en 30.000 muertos en la dcada de 2030, y entre 50.000 y 110.00 muertos en la dcada de 2080.Enfermedades producidas por los alimentos. El nmero de muertos adicionales podra alcanzar los 20.000 en la dcada de 2030, y entre 25.000 y 40.000 muertos adicionales en la dcada de 2080 Enfermedades transmitidas por vectoresProblemas derivados del aguaCalidad del aire, alrgenos areos, exposicin a rad. ultravioleta, etc.

56Libro Blanco de la Unin Europea 2009http://ec.europa.eu/health/archive/ph_threats/climate/docs/com_2009-147_es.pdf

Morbilidad y mortalidad por el calor. En Europa se calcula que la mortalidad aumenta del 1 al 4 % por cada C de aumento de la temperatura. La mortalidad por el calor podra aumentar en 30.000 muertos en la dcada de 2030, y entre 50.000 y 110.00 muertos en la dcada de 2080.

Enfermedades producidas por los alimentos. Se estima que el nmero de muertos adicionales podra alcanzar los 20.000 en la dcada de 2030, y entre 25.000 y 40.000 muertos adicionales en la dcada de 2080

Enfermedades transmitidas por vectores

Problemas derivados del agua

Calidad del aire, alrgenos areos, exposicin a rad. ultravioleta, etc.

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Predicciones SaludVolver a ndiceAumento de riesgo de contraer enfermedades nuevas o modificadas, p.e. la malaria

57El aumento previsto de la transmisin de la malaria, provocado por el aumento de la temperatura global, que facilitar la supervivencia del mosquito vector de la enfermedad en latitudes ms altas

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58La cuestin principal es: Estamos tomando medidas efectivas?