Te dejo este otro articulo doblado al español (espero no cargar demasiado el hilo):
CO2 no-feedback sensibilidad
Publicado el 11 de diciembre 2010 | 377 Comentarios
por Judith Curry
El IPCC define la sensibilidad del clima como " un indicador utilizado para caracterizar la respuesta del sistema climático global a un determinado forzamiento. En líneas generales se define como el equilibrio de cambio de temperatura superficial media global a raíz de una duplicación de la atmósfera de CO 2 concentración ".
La sensibilidad no regeneración es la respuesta directa de la temperatura de la superficie al forzamiento radiativo por el aumento de CO2, sin ningún tipo de evaluaciones. ¿Por qué es esto interesante / importante? La sensibilidad no regeneración es en principio mucho más fácil de calcular (y, presumiblemente, se puede calcular con certeza) y proporciona un punto de referencia para evaluar las sensibilidades asociadas con respuestas climáticas en la sensibilidad del clima global al CO2.
El CO2 ninguna sensibilidad regeneración es un concepto idealizado, no podemos observarlo o realizar un experimento así en la atmósfera. Por lo tanto, el CO2 ninguna sensibilidad regeneración solamente se puede calcular utilizando modelos. Determinación de la sensibilidad sin realimentación consta de dos partes:
cálculo del forzamiento radiativo directo asociado con la duplicación del CO2
determinación del cambio de equilibrio de la temperatura media de la superficie en respuesta al forzamiento del CO2
El TAR del IPCC adoptó el valor de 3,7 W/m2 para el CO2 forzamiento directo, y no pude encontrar un valor actualizado del IE4. Esto obligó traduce en 1C del cambio de temperatura superficial. Estas cifras no parecen estar en disputa, incluso por la mayoría de los escépticos. Bueno, tal vez deberían ser disputadas.
En el invernadero anterior hilo, Jeff Id escribió :
Yo también no me sorprendería saber que el calentamiento de la duplicación del CO2, aunque no disponga de retroalimentación se ha estimado de forma incorrecta. No he encontrado una buena referencia para el cálculo 1C hasta ahora. La única cosa que hay es demasiado básico para capturar correctamente la magnitud de la OMI.
Fred Moolten responde:
Jeff, el valor 1C para un forzamiento de 3,7 W / m ^ 2 (el valor canónica para el CO2 duplicado sobre la base de ecuaciones de transferencia radiativa y datos espectroscópicos) se deriva mediante la diferenciación de la ecuación de Stefan-Boltzmann que equivale flujo (F) a una constante ( Sigma) x la cuarta potencia de la temperatura. Recibimos dF / dT = 4 sigma T ^ 3, y por inversión, dT / dF = 1 / (4sigmaT ^ 3). Sustituyendo 3.7 para DF y 255 K para la temperatura de radiación de la Tierra, y asumiendo una tasa de lapso lineal, dT se convierte en casi exactamente 1 º C. De hecho, sin embargo, los modelos producen casi uniformemente un valor ligeramente diferente de alrededor de 1,2 C, sobre la base de las variaciones que ocurrir con la latitud y la estación.
Peter317 entonces escribe:
Sí, un cuerpo irradiará ~ 3.7 W/m2 de energía más si su temperatura se incrementa en ~ 1c. Sin embargo, eso no quiere decir que al aumentar el flujo de energía en el cuerpo en esa cantidad va a aumentar su temperatura en ~ 1C. Cualquier aumento en la temperatura tiene que aumentar el flujo de energía fuera del cuerpo por todos los medios que puede, es decir, conducción, convección, evaporación, así como la radiación. Cuando el flujo de salida de la energía es igual al flujo de entrada a continuación, existe el equilibrio térmico con el cuerpo a una temperatura superior. Pero que la temperatura no puede ser tanto como ~ 1C superior, como el flujo de salida de radiación tiene que ser menor que la salida total.
Estoy del lado de Jeff Id y Peter317 en este caso, no hay demasiado que no está claro en este tema, y la traducción de 3,7 W/m2 en aumento de la temperatura 1C parece correcto para mí. Para tratar de resolver este problema, me comprometí a pasar 1 días preparar este post. Tal vez me estoy perdiendo algunas referencias cruciales. En cualquier caso, un replanteamiento y la re-evaluación de este tema parece estar en orden.
Radiativo del CO2 directo forzando
El concepto de forzamiento radiativo, ya que es utilizado por el IPCC, se describe claramente en este apéndice a la TAR.
El radiativo del CO2 forzamiento directo es el cambio en los flujos radiativos infrarrojos para una duplicación del CO2 (típicamente 287 a 574 ppm), sin ningún tipo de procesos de retroalimentación (por ejemplo, desde el cambio de la cantidad de vapor de agua en la atmósfera o las características de las nubes.)
El IPCC define el forzamiento radiativo como "el cambio en la red (por menos hacia arriba) irradiancia (solar más onda larga, en W m-2) en la tropopausa después de tener en temperaturas estratosféricas para reajustar el equilibrio radiativo, pero con la superficie y las temperaturas de la troposfera y el estado mantiene fijo a los valores no perturbados.
Al leer un artículo sobre el forzamiento radiativo, asegúrese de comprobar para ver qué nivel de la atmósfera se están refiriendo a, además del nivel de la tropopausa, podría referirse a la parte superior de la atmósfera (o la parte superior del modelo, esta definición es utilizado por Soden y Held ) o salir a la superficie forzar. Nota Collins et al. considera forzamiento radiativo en los tres niveles.
Modelando el CO2 forzamiento directo
En el Best of the Greenhouse hilo , argumentamos que el mecanismo básico del llamado efecto Tyndall de gas (por ejemplo, la emisión de radiación infrarroja de los gases) es bien conocida. En el hilo de la confianza en los modelos de transferencia radiativa, argumentamos que la línea por línea los códigos de transferencia radiativa y los mejores modelos de la banda pueden simular con precisión cielo despejado (sin nubes, aerosoles) flujos de radiación infrarroja en la superficie, siempre que los perfiles verticales de la atmósfera temperatura y concentración de gases traza son especificados con precisión.
¿Podemos creer los cálculos de los códigos de transferencia radiativa línea por línea para una atmósfera con CO2 duplicado? Pues bien, los códigos de línea por línea y el modelo de banda RRTM se ha demostrado que hacer un buen trabajo de capturar variaciones del flujo de radiación en respuesta a la considerable (más de un orden de magnitud) la variación en el contenido de vapor de agua durante un polar frente al ambiente tropical . Dado que las propiedades radiativas de la molécula de CO2 son más simples que los de la molécula de H20, se infiere que los códigos de línea por línea y RRTM deben realizar cálculos precisos de una atmósfera con CO2 duplicado. El mejor de los modelos de la banda de transferencia radiativa utilizados en los modelos climáticos (por ejemplo RRTM, GISS) también debería estar haciendo esto correctamente. Aunque Collins et al. pone de relieve que muchos de los modelos climáticos códigos de transferencia radiativa no se puede comparar bien con la línea de los modelos de la línea de duplicación del CO2.
Uno de los mejores análisis que he visto que explica las variaciones latitudinales de CO2 obligando está dada por Pielke Sr (véase también el adicional de post ), que permite una completa, la troposfera y la superficie para forzar tropical y sub-ártico de verano, de invierno. Los impactos de la duplicación del CO2 puede verse que varían fuertemente con la latitud y la estación, debido a los efectos de bloqueo por las nubes y el vapor de agua en el forzamiento del CO2. Por ejemplo, la superficie forzando es mucho mayor en el invierno subártica que en los trópicos, ya que el aire subártica invierno es muy seco y las nubes son delgadas, y por lo tanto el CO2 desempeña un papel más importante.
Cálculo del CO2 mundial obligando a tomar en cuenta las variaciones geográficas y estacionales se ha hecho por Myhre y Stordahl 1997 (cualquiera localizar una copia en línea gratis de esto?) y también Soden y Held. Para dar cuenta de las variaciones en las nubes, humedad y temperatura, Myhre y Stordahl tomaron el enfoque de utilizar la temperatura y vapor de agua del ECMWF análisis, los datos climatológicos de ozono, y los datos de la nube ISCCP; si estuviera diseñando este experimento, me habría hecho el mismas opciones. Los cálculos Myhre y Stordahl son de fecha debido a deficiencias en el modelo de banda, y su modelo de línea a línea, es casi seguro que no tratan el infrarrojo lejano correctamente.
Tenga en cuenta, Myhre y Stordahl encontraron una diferencia del 12,7% entre radiativo del CO2 forzando con nubes contra el cielo claro. El forzamiento radiativo de las nubes (y aerosoles) es un problema más complicado con mayores incertidumbres. Pero los cálculos realizados por Stephens y Woods citados en el sitio de Pielke Sr son probablemente definitiva en términos de transferencia de radiación en un ambiente nublado.
Mientras que el CO2 mundial definitiva obligando cálculos no se haya hecho todavía con los mejores códigos de transferencia radiativa disponible, este es sin duda algo que debe ser factible hacerlo con bastante alta precisión. Y sin duda es algo que se debe hacer, en lugar de seguir citar el valor de 3,7 W/m2 que se determinó ca 2000 y no utiliza los últimos códigos de transferencia radiativa que se han mejorado y validadas. Tenga en cuenta la relativamente reciente Collins et al. estudio sólo considera un ambiente de verano en las latitudes medias.
Cambio de temperatura superficial en equilibrio
Así que una vez que se calcula la directa CO2 hay retroalimentación obligar (a una duplicación del CO2, a menudo se afirma que todos los científicos coinciden en que la temperatura de la Tierra podría responder mediante el aumento de 1C.
De su patrimonio de 1D modelos radiativos-convectivos de la atmósfera de la tierra, el IPCC AR4 GTI Sección 2.2 describe el concepto de determinar el cambio en el equilibrio de temperatura superficial del forzamiento radiativo (RF):
El forzamiento radiativo pueden estar relacionados a través de una relación lineal con el cambio global de la temperatura media de equilibrio en la superficie (Delta T s ): Delta T s = λRF, donde λ es el parámetro de sensibilidad climática. Esta ecuación, desarrollada a partir de estos estudios climáticos temprana, representa una visión lineal del cambio climático global media entre dos estados de equilibrio del clima. El TAR y otras evaluaciones han concluido que la RF es una herramienta útil para las estimaciones, a un primer orden, el clima global relativa impactos de los diferentes mecanismos de cambio climático (Ramaswamy et al, 2001;.. Jacob et al, 2005). En particular, RF puede ser utilizado para estimar el equilibrio relativo globalmente un promedio de cambio de temperatura de la superficie debido a los diferentes agentes de forzamiento.
De acuerdo con este modelo simple que se refiere forzamiento radiativo en la tropopausa a un cambio de temperatura de la superficie, hay una relación de equilibrio entre estas dos variables. La relación física entre estas dos variables requiere muchos muchos supuestos, incluida la capacidad de calor cero de la superficie y un enlace por convección entre la superficie y la tropopausa. Bueno, este tipo de supuestos se podría decirse útil en 1967, en el momento de la famosa Manabe y Wetherald 1967 el papel, pero ¿por qué seguimos utilizando este modelo muy simplista para evaluar la sensibilidad del clima?
Radiativo superficial forzando - enlace a la temperatura superficial
Si nuestra principal variable de interés es la temperatura de la superficie, parece más razonable utilizar radiativo superficie forzando en un cálculo directo del cambio de temperatura de la superficie, lo que representa para los distintos tipos de superficie (por ejemplo, la nieve / hielo, la tierra desnuda, al océano) y diferentes regímenes de balance de energía superficial.
Si la energía disponible en los aumentos de la superficie terrestre por 1 W/m2, ¿cómo cambia la temperatura de la superficie? El cálculo Planck sencilla que funciona para una superficie de absorción / emisión de un cuerpo negro, con capacidad térmica de cero y el cambio en la superficie de la pérdida de calor turbulento. Tal situación no se produce en el planeta tierra, aunque las superficies terrestres son una aproximación más cercana a este ideal que el océano o la nieve / hielo. Considere la posibilidad de que el hielo marino del Océano Ártico durante el verano cuando se está derritiendo, la temperatura de la superficie se mantiene cerca de 0 º C como el hielo se derrite, con la calefacción (incluyendo la calefacción solar) la fusión del hielo en lugar de elevar la temperatura de la superficie. Considere el océano tropical, en el que el calentamiento de la superficie se mezcla sobre una capa de orden 100 m de profundidad, y probablemente contribuye a un aumento de la refrigeración por evaporación.
Así que la comprensión de cómo las superficies de la Tierra tiene capacidad para un mayor flujo de calor es clave para entender la sensibilidad del clima de la OMI, y el uso de la superficie forzando parece ser la manera lógica de abordar esto. El IPCC advierte que:
Cabe señalar que una perturbación al presupuesto energía superficial involucra flujos de calor sensible y latente, además de la radiación solar y de onda larga, por lo que puede ser cuantitativamente muy diferente del RF [tropopausa], que se calcula en la tropopausa, y por lo tanto no es representante de la perturbación balance de energía para el sistema superficie-troposfera (clima). Mientras que la superficie forzando añade a la descripción general de la perturbación total del producido por un agente, la RF y la superficie forzando no deben compararse directamente ni debe la superficie forzamiento considerarse aisladamente para evaluar la respuesta al cambio climático (véase, por ejemplo, las advertencias expresado en Manabe y Wetherald, 1967; Ramanathan, 1981).
Revisé las "advertencias" en Manabe y Wetherald 1967 , p 250: El defecto básico de esta línea de argumentación puede ser que se basa en el balance de calor sólo en la superficie de la tierra, en lugar de la de la atmósfera en su conjunto. Este argumento no tiene mucho sentido para mí, pero entonces yo no pasamos mucho tiempo en ella. El Ramanathan 1981 artículo es interesante (yo no recuerdo haber leído antes.) Ramanthan subraya que no es más que el forzamiento radiativo en la superficie, sino también el calentamiento de la atmósfera de CO2 que amplifica el calentamiento de la superficie. Esto es bastante simple para incluir. Ramanathan concluye que es posible formular el problema sensibilidad del clima desde el punto de vista del enfoque de balance de energía superficial.
Rediseñar el CO2 ningún análisis de sensibilidad retroalimentación
Creo que la manera correcta de hacer este problema es utilizar el método de balance de energía superficial, tan ampliamente esbozado por Ramanathan. Me gustaría diseñar el análisis de la siguiente manera:
1. Calcular radiativo superficie forzando y su amplificación por el calentamiento de la atmósfera de manera siguiente Myhre y Stordal 1997, utilizando cuadrículas de campos globales de las variables de entrada obtenidos de observaciones (por ejemplo, el reanálisis ECMWF, nubes ISCCP, ozono por satélite, una especie de aerosol ópticos profundidad desde satélite. Realizar los cálculos diariamente durante dos ciclos anuales diferentes (por ejemplo 1 de El Niño y La Niña 1 año). Estos dos años diferentes proporcionan una estimación de la incertidumbre en la sensibilidad asociada con el estado base de la atmósfera. Note, cada necesitará conjunto de datos forzando anual que se ejecute de forma repetitiva para quizás hasta una década para obtener el equilibrio de los modelos de hielo al océano y al mar. Una resolución de la cuadrícula de 2,5 grados debe estar bien.
2. Utilice los flujos calculados para forzar el componente de superficie de un modelo climático (sin la atmósfera), incluyendo el océano, el hielo marino, y los modelos de subsistema de tierra sobre la línea de base (pre-industrial) y la duplicación del CO2 forzar. Realice dos cálculos, tanto para la línea de base y los casos perturbado:
mantener a los (las) flujos turbulentos sensible y latente para el caso perturbado el mismo que para el caso de la línea de base
determinar las temperaturas de la superficie perturbados por el cálculo de los flujos de calor sensible y latente turbulentos usando las temperaturas de la superficie perturbados
Tenga en cuenta, estas dos maneras diferentes de tratar los flujos de calor sensible y latente te dicen cosas diferentes sobre la sensibilidad (sin permitir que el flujo de evaporación en el # 2 para cambiar el flujo de radiación).
Esta es la forma en que iba a hacer el análisis para determinar el CO2 sin sensibilidad retroalimentación. El número es casi seguro que será inferior a 1C.
Conclusiones
Mi plazos 1 día, me siento como este necesita más reflexión, pero esto es lo que se me ocurrió, esperamos sus comentarios. El modelo de forzamiento radiativo simplificado que relaciona el flujo de radiación de la troposfera a la temperatura de la superficie requiere demasiadas suposiciones injustificadas (mis preocupaciones con la ecuación ? T s = λRF será objeto de un próximo post .)
He mencionado estas ideas generales de un número de veces antes, incluyendo a mi opinión de que la ecuación? T s = λRF no fue tallada en piedra en el Monte Sinaí. No estoy seguro de si tengo una solución aquí, pero hay un montón de preguntas sobre este tema que requieren respuestas mucho más sustantiva. Espero con interés sus ideas sobre esto.
Fuente (en ingles):
http://judithcurry.com/2010/12/11/co2-no-feedback-sensitivity/
Tema: Un clima cada vez más extremo (Leído 4058 veces)