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Cambios en la atmósfera

Storyboard

Los posibles cambios en la atmósfera son variados y van de cambios en el tipo de nubosidad, lo que afecta el albedo atmosférico, a variaciones de la cobertura. En el rango visible esto es ante todo la formación de mas nubes o la evaporación de estas. En el rango infrarrojo, que se asocia en especial a los gases invernadero, varia la cobertura infrarroja.

>Modelo

ID:(576, 0)



Cobertura visible (nubes)

Descripción

En promedio, las nubes cubren más del 40% de la superficie de la Tierra:

Cobertura de nubes

Dado que son visibles, las nubes reflejan la luz, lo que se traduce en radiación visible y está relacionado con el albedo atmosférico.

ID:(3071, 0)



Albedos atmosféricos según tipo de nube

Descripción

Las principales nubes y los rangos de altura y albedo se indican en la siguiente tabla:

Cumulus (Cu) 11.49%
Stratocumulus (Sc) 12.07%
Stratus (St) 1.76%
Grosor optico0.0-3.63.6-2323-379

ID:(7532, 0)



Coberturas según tipo de nube

Variable

Los distintos tipos de nubes cubren distintas fracciones de la superficie terrestre.

ID:(9980, 0)



Absorción de radiación por la atmósfera

Video

Las moléculas pueden oscilar con frecuencias que dependen de su geometría. Esto significa que cuando la radiación atraviesa un gas compuesto por moléculas, si su frecuencia coincide con alguna de las frecuencias de oscilación propia de esas moléculas, la radiación será absorbida por el gas. Por lo tanto, una parte de la radiación que atraviesa la atmósfera será retenida, lo que da origen a la cobertura que observamos en los modelos climáticos.

A continuación, se muestra un video histórico (de 1960) que ilustra cómo las moléculas vibran en función de su geometría:

Vibration of Molecules CHEM Study

Descripción del video en YouTube:El Estudio de Materiales Educativos Químicos, conocido como Estudio CHEM, se llevó a cabo a principios de la década de 1960 en la Universidad de California, la Facultad de Química de Berkeley, el Lawrence Hall of Science y el Harvey Mudd College. Continuó en el Lawrence Hall of Science hasta la década de 1980. El libro de texto fue escrito por Glenn T. Seaborg a principios de los años sesenta.

ID:(7330, 0)



Forma como trabajan gases invernadero

Imagen

La atmósfera contiene varios gases que pueden absorber la radiación que pasa a través de ella. En el rango visible, es principalmente el vapor de agua, y en el rango infrarrojo, son el dióxido de carbono ($CO_2$), el metano ($CH_4$) y el óxido nitroso ($N_2O$).

Esto se puede visualizar gráficamente mediante los espectros. La línea amarilla representa el espectro tal como se emite: en la parte superior, por el sol (visible) y por la tierra (infrarrojo). En rojo se muestra el espectro restante después de haber atravesado la atmósfera, destacándose claramente las frecuencias que no logran pasar debido a la absorción:

Espectro visible e infrarrojo (Wikipedia)

ID:(10844, 0)



Forzamiento radiativo de los principales gases

Descripción

En el diagrama se muestra el forzamiento radiativo de los principales gases en la atmósfera:

Forzamiento radiativo principales gases

Este diagrama ilustra la contribución relativa de los diferentes gases en el forzamiento radiativo de la atmósfera. Cada gas tiene su propio impacto en el calentamiento o enfriamiento del sistema climático.Algunos gases, como el dióxido de carbono (CO2) y el metano (CH4), son gases de efecto invernadero que atrapan el calor en la atmósfera y contribuyen al calentamiento global. Otros gases, como el óxido nitroso (N2O), también tienen un efecto de calentamiento.Por otro lado, algunos gases, como el dióxido de azufre (SO2) y los aerosoles de sulfato, tienen un efecto de enfriamiento al reflejar la radiación solar y reducir la cantidad de energía que llega a la superficie terrestre.Comprender la importancia relativa de estos gases en el forzamiento radiativo es crucial para evaluar su impacto en el cambio climático y para desarrollar estrategias de mitigación efectivas.

ID:(7325, 0)



Forzamiento radiativo de otros gases y aerosoles

Descripción

El gráfico muestra las formaciones radiativas de otros gases y aerosoles. Algunos de ellos contribuyen a enfriar el planeta:

Forzamiento radiativo de otros gases y aerosoles

Estas formaciones radiativas representan la influencia de diferentes gases y aerosoles en el equilibrio energético de la Tierra. Algunos gases, como el dióxido de azufre (SO2) y los aerosoles de sulfato, tienen efectos de enfriamiento al reflejar la radiación solar y reducir la cantidad de radiación que llega a la superficie terrestre.Es importante comprender la contribución de estos gases y aerosoles en el balance radiativo global, ya que tienen implicaciones significativas en el clima y pueden influir en los patrones climáticos y en el calentamiento global. Estudiar y evaluar su impacto nos permite tomar medidas adecuadas para abordar el cambio climático y buscar soluciones sostenibles.

ID:(7326, 0)



Forzamiento radiativo en el tiempo

Descripción

La gráfica muestra las proyecciones de los cambios radiativos esperados en el horizonte de 20 y 100 años:

Forzamiento radiativo en el tiempo

Estas proyecciones representan los posibles escenarios de formaciones radiativas en un futuro cercano y lejano. Es importante tener en cuenta que estas proyecciones se basan en modelos y suposiciones científicas actuales y están sujetas a incertidumbres.El análisis de las formaciones radiativas a largo plazo es esencial para comprender los posibles impactos en el clima y el calentamiento global. Estos resultados pueden ayudar a informar políticas y acciones que busquen mitigar los efectos del cambio climático y promover la sostenibilidad ambiental.

ID:(7327, 0)



Cambios en la atmósfera

Descripción

Una situación que ilustra el impacto de la cobertura en el clima ocurrió durante la prohibición de vuelos comerciales por tres días tras el ataque a las Torres Gemelas. La ausencia de vuelos comerciales durante 72 horas resultó en una disminución de las estelas de condensación (condense triles=contrails), lo que a su vez llevó a un cambio en la cobertura nubosa y a una reducción de las nubes cirrus.

ID:(9247, 0)



Variación de humedad global

Descripción

La variación de la temperatura lleva también a un aumento de la humedad en la atmósfera lo que a su vez afecta el clima.

ID:(93, 0)



Cambios en la atmósfera

Modelo

Los posibles cambios en la atmósfera son variados y van de cambios en el tipo de nubosidad, lo que afecta el albedo atmosférico, a variaciones de la cobertura. En el rango visible esto es ante todo la formación de mas nubes o la evaporación de estas. En el rango infrarrojo, que se asocia en especial a los gases invernadero, varia la cobertura infrarroja.

Variables

Símbolo
Texto
Variable
Valor
Unidades
Calcule
Valor MKS
Unidades MKS
$a_a$
a_a
Albedo atmosférico
-
$a_{ai}$
a_ai
Albedo de la cobertura de nubes por tipo
-
$S_a$
S_a
Cobertura atmosférica total
m^2
$\gamma_v$
g_v
Cobertura de atmósfera para radiación VIS
-
$S_{ai}$
S_ai
Cobertura de nube por tipo
m^2
$\gamma_i$
gamma_i
Cobertura infrarroja (NIR)
-
$c$
c
Concentración de gas
mol/m^3
$c_v$
c_v
Constante de la concentración de cobertura
-
$\Delta F_k$
DF_k
Forzamiento radiativo
W/m^2
$\delta s_{ai}$
ds_ai
Fracción de cobertura de nubes por tipo
-
$I_s$
I_s
Intensidad de radiación solar
W/m^2
$\gamma_{it}$
gamma_it
Nueva cobertura infrarroja
-
$\gamma_{vt}$
gamma_vt
Nueva cobertura visible
-
$a_{at}$
a_at
Nuevo albedo atmosférico
-
$S$
S
Superficie de una esfera
m^2
$S_e$
S_e
Superficie terrestre total
m^2
$\delta S_{ai}$
dS_ai
Variación de la cobertura de nubes por tipo
m^2
$\delta\gamma_i$
dgamma_i
Variación de la cobertura infrarroja (NIR)
-
$\delta\gamma_{k,i}$
dgamma_ki
Variación de la cobertura infrarroja (NIR) de un gas
-
$\delta\gamma_v$
dgamma_v
Variación de la cobertura visible (VIS)
-
$\delta c$
dc
Variación de la concentración de gas
mol/m^3
$\delta s_{ai}$
ds_ai
Variación de la fracción de cobertura de nubes por tipo
-
$\delta a_a$
da_a
Variación del albedo de la cobertura atmosférica
-

Cálculos


Primero, seleccione la ecuación:   a ,  luego, seleccione la variable:   a 

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

Cálculos

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

 Variable   Dado   Calcule   Objetivo :   Ecuación   A utilizar



Ecuaciones


Ejemplos

En promedio, las nubes cubren m s del 40% de la superficie de la Tierra:

Cobertura de nubes

Dado que son visibles, las nubes reflejan la luz, lo que se traduce en radiaci n visible y est relacionado con el albedo atmosf rico.

(ID 3071)

Las principales nubes y los rangos de altura y albedo se indican en la siguiente tabla:

Cumulus (Cu) 11.49%
Stratocumulus (Sc) 12.07%
Stratus (St) 1.76%
Grosor optico0.0-3.63.6-2323-379

(ID 7532)

Los distintos tipos de nubes cubren distintas fracciones de la superficie terrestre.

(ID 9980)

Las mol culas pueden oscilar con frecuencias que dependen de su geometr a. Esto significa que cuando la radiaci n atraviesa un gas compuesto por mol culas, si su frecuencia coincide con alguna de las frecuencias de oscilaci n propia de esas mol culas, la radiaci n ser absorbida por el gas. Por lo tanto, una parte de la radiaci n que atraviesa la atm sfera ser retenida, lo que da origen a la cobertura que observamos en los modelos clim ticos.

A continuaci n, se muestra un video hist rico (de 1960) que ilustra c mo las mol culas vibran en funci n de su geometr a:

Vibration of Molecules CHEM Study

Descripci n del video en YouTube:El Estudio de Materiales Educativos Qu micos, conocido como Estudio CHEM, se llev a cabo a principios de la d cada de 1960 en la Universidad de California, la Facultad de Qu mica de Berkeley, el Lawrence Hall of Science y el Harvey Mudd College. Continu en el Lawrence Hall of Science hasta la d cada de 1980. El libro de texto fue escrito por Glenn T. Seaborg a principios de los a os sesenta.

(ID 7330)

La atm sfera contiene varios gases que pueden absorber la radiaci n que pasa a trav s de ella. En el rango visible, es principalmente el vapor de agua, y en el rango infrarrojo, son el di xido de carbono ($CO_2$), el metano ($CH_4$) y el xido nitroso ($N_2O$).

Esto se puede visualizar gr ficamente mediante los espectros. La l nea amarilla representa el espectro tal como se emite: en la parte superior, por el sol (visible) y por la tierra (infrarrojo). En rojo se muestra el espectro restante despu s de haber atravesado la atm sfera, destac ndose claramente las frecuencias que no logran pasar debido a la absorci n:

Espectro visible e infrarrojo (Wikipedia)

(ID 10844)

En el diagrama se muestra el forzamiento radiativo de los principales gases en la atm sfera:

Forzamiento radiativo principales gases

Este diagrama ilustra la contribuci n relativa de los diferentes gases en el forzamiento radiativo de la atm sfera. Cada gas tiene su propio impacto en el calentamiento o enfriamiento del sistema clim tico.Algunos gases, como el di xido de carbono (CO2) y el metano (CH4), son gases de efecto invernadero que atrapan el calor en la atm sfera y contribuyen al calentamiento global. Otros gases, como el xido nitroso (N2O), tambi n tienen un efecto de calentamiento.Por otro lado, algunos gases, como el di xido de azufre (SO2) y los aerosoles de sulfato, tienen un efecto de enfriamiento al reflejar la radiaci n solar y reducir la cantidad de energ a que llega a la superficie terrestre.Comprender la importancia relativa de estos gases en el forzamiento radiativo es crucial para evaluar su impacto en el cambio clim tico y para desarrollar estrategias de mitigaci n efectivas.

(ID 7325)

El gr fico muestra las formaciones radiativas de otros gases y aerosoles. Algunos de ellos contribuyen a enfriar el planeta:

Forzamiento radiativo de otros gases y aerosoles

Estas formaciones radiativas representan la influencia de diferentes gases y aerosoles en el equilibrio energ tico de la Tierra. Algunos gases, como el di xido de azufre (SO2) y los aerosoles de sulfato, tienen efectos de enfriamiento al reflejar la radiaci n solar y reducir la cantidad de radiaci n que llega a la superficie terrestre.Es importante comprender la contribuci n de estos gases y aerosoles en el balance radiativo global, ya que tienen implicaciones significativas en el clima y pueden influir en los patrones clim ticos y en el calentamiento global. Estudiar y evaluar su impacto nos permite tomar medidas adecuadas para abordar el cambio clim tico y buscar soluciones sostenibles.

(ID 7326)

La gr fica muestra las proyecciones de los cambios radiativos esperados en el horizonte de 20 y 100 a os:

Forzamiento radiativo en el tiempo

Estas proyecciones representan los posibles escenarios de formaciones radiativas en un futuro cercano y lejano. Es importante tener en cuenta que estas proyecciones se basan en modelos y suposiciones cient ficas actuales y est n sujetas a incertidumbres.El an lisis de las formaciones radiativas a largo plazo es esencial para comprender los posibles impactos en el clima y el calentamiento global. Estos resultados pueden ayudar a informar pol ticas y acciones que busquen mitigar los efectos del cambio clim tico y promover la sostenibilidad ambiental.

(ID 7327)

Una situaci n que ilustra el impacto de la cobertura en el clima ocurri durante la prohibici n de vuelos comerciales por tres d as tras el ataque a las Torres Gemelas. La ausencia de vuelos comerciales durante 72 horas result en una disminuci n de las estelas de condensaci n (condense triles=contrails), lo que a su vez llev a un cambio en la cobertura nubosa y a una reducci n de las nubes cirrus.

(ID 9247)

La variaci n de la temperatura lleva tambi n a un aumento de la humedad en la atm sfera lo que a su vez afecta el clima.

(ID 93)


ID:(576, 0)