Introducci n al clima ii
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Introducci ón al Clima (II). Geología General, Semestre Otoño 2010 Roberto Rondanelli Departamento de Geofísica www.dgf.uchile.cl /~ ronda / Geologia ronda@dgf.uchile.cl. Distribución espacial y temporal de la radiación incidente. (Liou,2002).

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Presentation Transcript


Introducción al Clima (II)

Geología General, Semestre Otoño 2010

Roberto Rondanelli

Departamento de Geofísica

www.dgf.uchile.cl/~ronda/Geologia

ronda@dgf.uchile.cl


Distribución espacial y temporal de la radiación incidente

(Liou,2002)


Obliquidad respecto del plano orbital es una variable

Williams (1993)

Pierrehumbert(2009)


Kasting and Catling (2003)


Teoría de Milankovitch

  • Variaciones en los parámetros orbitales y por tanto en la insolación terrestre debieran verse reflejados en cambios en el clima. En particular en el control (extensión y duración) de las glaciaciones terrestres.

  • El parámetro crítico es la insolación recibida en verano


Último máximo glacial


Sol joven débil

  • El sol es una estrella en la secuencia principal y el modelo estándar de evolución estelar indica un aumento en cerca del 40 % de la luminosidad (y por lo tanto de la constante solar) desde el principio de la era geológica (4.5 mil millones de años atrás)

  • Inicialmente el sol posee una composición química homogénea (H2)

  • El sol está en equilibrio térmico e hidrostático

  • La masa del sol permanece constante para efectos prácticos.

  • Al convertirse el H2 en He al interior del núcleo, la densidad aumenta, la temperatura y por consiguiente la cinética de las reacciones termonucleares.


Modelo de dimensión cero

a=0

a=0.3

Luminosidad, fracción respecto del presente

Temperatura Promedio de la Superficie (K)

Ga (Miles de millones de años atrás)


Realimentaciones climáticas (no incluídas en el modelo de orden cero)

  • Por ejemplo, el vapor de agua en la atmósfera actúa como una realimentación positiva al sistema climático.

G

F

DT

fDT


Evidencia Geológica

  • En la historia de la tierra, las glaciaciones están prácticamente ausentes del registro. En efecto, la primera glaciación de que se tiene evidencia ocurrió ~ 2.9 Ga. (nótese que la ausencia de evidencia, no es evidencia de “ausencia”)

  • Múltiple evidencia “positiva” apunta a la existencia de grandes extensiones de agua líquida desde 3.8 Ga (Arcaico) y posiblemente desde 4.4 Ga (Hadeico)

Kasting & Ono (2006)


Resumen de la paradoja

  • Génesis

  • Sagan and Mullen (1972)

  • Pero ya en 1957 Schwarzschild escribe:

  • El modelo estándar de evolución solar indica un sol mucho más débil

  • Modelos climáticos simples indican una reducción de la temperatura suficiente para cubrir al planeta de hielo

  • Evidencia geológica indica que la tierra no estaba cubierta de hielo.


CO2 al rescate

Dependen de la temperatura


Pero …


En una atmósfera anóxica y suponiendo fuentes abióticas, un buen cadidato es CH4

Haqq-Misra et al (2008)

Pavlov et al (2000)


Nubes también pueden ayudar como solución

Rondanelli and Lindzen (2009)


Marte y Venus


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