Anar al contingut

Inèrcia climàtica

De L'Enciclopèdia, la wikipedia en valencià
Els elements socials d'inèrcia actuen per a evitar canvis abruptes dins de les trayectòries de les emissions de gasos d'efecte hivernàcul, mentres que l'inèrcia física del sistema terrestre actua per a retardar la resposta de la temperatura de la superfície.

L'inèrcia climàtica o inèrcia del canvi climàtic és el fenomen pel qual el sistema climàtic d'un planeta mostra una resistència o llentitut per a desviar-se d'un estat dinàmic determinat. Pot acompanyar a l'estabilitat i a atres efectes de retroalimentació dins de sistemes complexos, i inclou l'inèrcia exhibida pels moviments físics de la matèria i els intercanvis d'energia. El terme és un coloquialisme utilisat per a englobar i descriure vagament un conjunt d'interaccions que amplien les escales temporals entorn a la sensibilitat climàtica. L'inèrcia s'ha associat als factors que impulsen el canvi climàtic i a les respostes a este.


L'aument de les emissions de carbono procedents de combustibles fòssils és un dels principals motors inerciales del canvi climàtic de la Terra durant les últimes décades, i varia en funció de l'inèrcia socioeconòmica colectiva de les seues més de 8.000 millons d'habitants humans.[1][2]Molts components del sistema han mostrat respostes inerciales a este impulsor, també conegut com forçament. El ritme d'aument de la temperatura global de la superfície (TSM) s'ha vist especialment resistit per 1) l'inèrcia tèrmica de la superfície del planeta, principalment dels seus oceans, [3][4]i 2) Comportament inercial dins del seu retroalimentació del cicle del carbono.[5]Vàries atres retroalimentaciones biogeoquímiques han contribuït a una major resiliencia. l'energia almagasenada en l'oceà despuix de les respostes inerciales determina principalment un canvi irreversible a curt determini conegut com a compromís climàtic.[6]


Les respostes inerciales de la Terra són importants perque proporcionen a la diversitat de vida del planeta i a la seua civilisació humana més temps per a adaptar-se a un grau acceptable de canvi planetari. No obstant, un canvi inadaptable com el que acompanya a alguns punts d'inflexió només pot evitar-se si es comprén i mitiga tempranamente el risc de resultats tan perillosos.[7][8] Açò es deu a que l'inèrcia també retarda gran part del calfament de la superfície, a menys i fins que es prenguen medides per a reduir ràpidament les emissions.[9]Un objectiu de la modelació d'evaluació integrada, resumit per eixemple com Camins Socioeconòmics Compartits (SSP), és explorar els riscs del sistema Terra que acompanyen a una gran inèrcia i incertitut en la trayectòria dels impulsors humans del canvi.[10]

Escales de temps inerciales

Temps de resposta al forçament climàtic [11]
Sistema Terra

Component

Temps
Constant
(anys) 		Resposta
Modos
Atmòsfera
Vapor d'aigua i núvols 10 −2 -10 HT, WC
Gasos traça 10 −1 -10 8 CC
Hidrosfera
Oceà Mixt
Capa 		10-1-10 HT, WC, CC
Oceà profunt 10-10 3 HT, CC
Litosfera
Superfície terrestre i sols 10 −1 -10 2 HT, WC, CC
Subterràneu
Sediment 		10 4-10 9 CC
Criósfera
Glaciars 10-1-10 HT, WC
Gèl marí 10-1-10 HT, WC
Capa de gèl 10 3-10 6 HT, WC
Biosfera
Marina superior 10 −1 -10 2 CC
Terrestre 10 −1 -10 2 WC, CC
HT= Transferència de calor
WC= Cicle de l'Aigua CC= Cicle del Carbono

El registre paleoclimático mostra que el sistema climàtic de la Terra ha evolucionat per vàries vies i a lo llarc de múltiples escales temporals. Els seus estats relativament estables, que poden persistir durant molts milenis, s'han vist interromputs per periodos de transició de curta a llarga duració de relativa inestabilitat.[12] <span title="Erro en la seqüencia d'órdens: no existix el mòdul «DecodeEncode».">: 19–72 Els estudis de sensibilitat i inèrcia climàtica s'ocupen de quantificar la manera més bàsica en la que una destorbament forçada sostinguda farà que el sistema es desvie dins o inicialment fòra del seu estat relativament estable de l'época actual del Holoceno.[13][14]


Les "constants de temps" són mètriques útils per a resumir els impactes de primer orde (llineals) dels diversos fenomens inerciales dins de sistemes tant simples com a complexos. Quantifiquen el temps despuix del com es produïx el 63% d'una resposta d'eixida completa despuix del canvi de pas d'una entrada. S'observen a partir de senyes o es poden estimar per mig de simulació numèrica o un anàlisis de sistema concentrat. En la ciència del clima, estos métodos es poden aplicar al equilibri energètic d'un planeta, al cicle del carbono, al cicle de l'aigua i atres llocs.[11]Per eixemple, el transport i almagasenament de calor en l'oceà, la criosfera, la terra i l'atmòsfera són elements dins d'un anàlisis tèrmic agrupat.[15][16] <span title="Erro en la seqüencia d'órdens: no existix el mòdul «DecodeEncode».">: 627 Els temps de resposta al forçament radiativo per mig de l'atmòsfera solen aumentar en la profunditat baix la superfície.

Les constants de temps d'inèrcia indiquen un ritme base per als canvis forçats, pero els valors llarcs no garantisen que el sistema evolucione per una senda suau a llarc determini. En l'estat actual de la Terra s'han identificat numerosos elements d'inflexió d'orde superior que tenen varis llindars d'activació i escales de temps de transició.[17][18]Tals events podrien precipitar una reorganisació dels fluix d'energia interns junt en canvis abruptes en el clima i/o atres sistemes a escala regional o global.[12] <span title="Erro en la seqüencia d'órdens: no existix el mòdul «DecodeEncode».">: 10–15, 73–76 

Temps de resposta climàtica

La resposta de la temperatura superficial global (GST) a una duplicació escalonada de la concentració CO2 atmosfèric, i el seu forçament resultant, es definix com Sensibilitat Climàtica d'Equilibri (ECS, per les seues sigles en anglés). La constant de temps associada en ECS proporciona una mida rellevant del seu temps de resposta per a les decisions de formulació de polítiques. ECS és un de varis casos de prova idealizados que els investigadors solen utilisar per a simular la física dels canvis climàtics forçats. Per definició, ECS supon que les emissions actuals compensaran els albellons de carbono oceànics i terrestres despuix del destorbament gradual de el CO2 atmosfèric.[19]

El temps de resposta de el ECS és proporcional al ECS i està regulat principalment per l'inèrcia tèrmica de la capa mixta superior i les capes oceàniques inferiors adjacents.[15]Les constants de temps ajustades als resultats d'els models climàtics han variat des d'unes poques décades quan la ECS és baixa, fins a un sigle quan la ECS és alta. Una part de la variació entre les estimacions sorgix de diferents tractaments del transport de calor cap a les profunditats de l'oceà. [4]

Components

Inèrcia tèrmica

L'acumulació observada d'energia en els components oceànic, terrestre, gelat i atmosfèric del sistema climàtic de la Terra des de 1960.[20] El ritme d'aument s'ha vist parcialment frenat per l'inèrcia tèrmica del sistema.

L'inèrcia tèrmica és un terme que es referix als retarts observats en la resposta de temperatura d'un cos durant les transferències de calor. Un cos en gran inèrcia tèrmica pot almagasenar una gran cantitat d'energia per la seua capacitat calorífica volumètrica i pot transmetre energia eficaçment segons la seua coeficient de transferència de calor. Les conseqüències de l'inèrcia tèrmica s'expressen inherentemente per mig de moltes reaccions del canvi climàtic per la seua dependència de la temperatura; inclús per mig de la forta retroalimentació estabilizadora de la resposta de Planck.

Inèrcia de l'oceà

L'oceà global és la reserva tèrmica més gran de la Terra que funciona per a regular el clima del planeta; actuant com sumidero i font d'energia.[3] L'inèrcia tèrmica de l'oceà retarda part del calfament global durant décades o sigles. Es té en conte en els models climàtics globals i s'ha confirmat per mig de medicions del contingut de calor de l'oceà.[7][21]La sensibilitat climàtica transitòria observada és proporcional a l'escala de temps d'inèrcia tèrmica de l'oceà menys profunt.[22]

Inèrcia de la capa de gèl

Inclús en acabant de que es reduïxquen les emissions CO2, el derretimiento de les capes de gèl persistirà i aumentarà encara més l'aument del nivell de la mar durant sigles. El transport més llent de calor cap a les profunditats extremes de l'oceà, els sediment terrestres del subsol i les grosses capes de gèl continuarà fins que s'alcance el nou equilibri del sistema terrestre.[23]

La permafrost també tarda més en respondre al calfament del planeta per l'inèrcia tèrmica, pels materials rics en gèl i a la gruixa del permafrost.[24]

Inèrcia de les retroalimentaciones del cicle del carbono.

La resposta a l'impuls despuix d'un 100 Injecció de CO2 en GtC en l'atmòsfera terrestre.[25]L'efecte inercial relatiu de la retroalimentació positiva front a la negativa durant els primers anys està indicat per la fracció de pols que finalment permaneix.

La retroalimentació del cicle del carbono de la Terra inclou una retroalimentació positiva desestabilizadora (identificada com retroalimentació clima-carbono) que prolonga el calfament durant sigles, i una retroalimentació negativa estabilizadora (identificada com retroalimentació concentració-carbono) que llimita la resposta final de calfament a les emissions de carbono fòssil. L'efecte a curt determini de les emissions és asimètric, i el segon mecanisme és unes quatre voltes major que el primer[5][26]i dona com resultat una important contribució neta de desacceleració a l'inèrcia del sistema climàtic durant les primeres décades posteriors a les emissions.[9]

Inèrcia ecològica

Depenent de l'ecosistema, els efectes del canvi climàtic podrien manifestar-se ràpidament, mentres que uns atres tardaran més en respondre. Per eixemple, el blanquejament dels corals pot ocórrer en una sola estació càlida, mentres que els arbres poden persistir durant décades baix un clima canviant, pero no poden regenerar-se. Com a conseqüència, els canvis en la freqüència dels fenomens meteorològics extrems podrien alterar els ecosistemes, depenent dels temps de resposta individuals de les espècies.[23]


Referències

  1. ↑ «Explainer: How 'Shared Socioeconomic Pathways' explore future climate change» (en en). Carbon Brief. Consultat el 2023-02-14.
  2. ↑ «The Shared Socioeconomic Pathways and their energy, land use, and greenhouse gas emissions implications: An overview».Global Environmental Change.42
    153–168.ISSN 0959-3780.doi:10.1016/j.gloenvcha.2016.05.009.
  3. ↑ 3,0 3,1 Michon Scott. «Earth's Big Heat Bucket». NASA Earth Observatory.
  4. ↑ 4,0 4,1 «Vertical heat transports in the ocean and their effect on clave-dependent climate change».Climate Dynamics.16(7)
    501–515.doi:10.1007/s003820000059.
  5. ↑ 5,0 5,1 (2009).«Quantifying Carbon Cycle Feedbacks».Journal of Climate.22(19)
    5232–5250.doi:10.1175/2009JCLI2949.1.
  6. ↑ Matthews, J.B.R.; Möller, {{{nom2}}}; van Diemenn, R.; Fuglesvedt, {{{nom4}}} (2021-08-09). «Annex VII: Glossary», Masson-Delmotte (ed.). Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC / Cambridge University Press, pp. 2215–2256. doi:10.1017/9781009157896.022. ISBN 9781009157896.
  7. ↑ 7,0 7,1 «Assessing "Dangerous Climate Change": Required Reduction of Carbon Emissions to Protect Young People, Future Generations and Nature».PLOS ONE.8(12)
    i81648.doi:10.1371/journal.posa.0081648.
  8. ↑ «Delayed detection of climate mitigation benefits due to climate inertia and variability».Proceedings of the National Academy of Sciences.110(43)
    17229–17234.doi:10.1073/pnas.1300005110.
  9. ↑ 9,0 9,1 «Irreversible Does Not Pixen Unavoidable».Science.American Association for the Advancement of Science.340(6131)
    438–439.doi:10.1126/science.1236372.
  10. ↑ «Some Contributions of Integrated Assessment Models of Global Climate Change».Review of Environmental Economics and Policy.11(1)
    115–137.ISSN 1750-6816.doi:10.1093/reep/rew018.
  11. ↑ 11,0 11,1 Joussaume, Sylvie (1999). Climat d'heir á demain, Paris: CNRS Editions - CEA. ISBN 978-2271057327.
  12. ↑ 12,0 12,1 National Research Council (2002). Abrupt Climate Change: Inevitable Surprises, The National Academic Press. doi:10.17226/10136. ISBN 978-0-309-13304-3.
  13. ↑ «A Reconstruction of Regional and Global Temperature for the Past 11,300 Years».Science.339(6124)
    1198–1201.doi:10.1126/science.1228026.
  14. ↑ «Trajectories of the Earth System in the Anthropocene».PNAS.116(33)
    8252–8259.doi:10.1073/pnas.1810141115.
  15. ↑ 15,0 15,1 (1985).«Climate response claves: Dependence on climate sensitivity and ocean mixing».Science.229(4716)
    857–850.doi:10.1126/science.229.4716.857.
  16. ↑ Gerald R. North (1988). «Lessons from energy balanç models», Michael E. Schlesinger (ed.). Physically-based Modelling and Simulation of Climate and Climatic Change, NATO Advanced Study Institute on Physical-Based Modelling edició, Springer. ISBN 978-90-277-2789-3.
  17. ↑ «Tipping elements in the Earth's climate system».PNAS.105(6)
    1786–1793.doi:10.1073/pnas.0705414105.
  18. ↑ «Exceeding 1.5°C global warming could trigger multiple climate tipping points».Science.377(6611)
    eabn7950.ISSN 0036-8075.doi:10.1126/science.abn7950.
  19. ↑ «An Assessment of Earth's Climate Sensitivity Using Multiple Lines of Evidence».Reviews of Geophysics.58(4)
    i2019RG000678.doi:10.1029/2019RG000678.
  20. ↑ «Heat stored in the Earth system: where does the energy go?».Earth System Science Data.12(3)doi:10.5194/essd-12-2013-2020.
  21. ↑ «Improved Quantification of the Rate of Ocean Warming».Journal of Climate.35(14)
    4827–4840.doi:10.1175/JCLI-D-21-0895.1.
  22. ↑ «The Earth's Equilibrium Climate Sensitivity and Thermal Inertia».arXiv.
  23. ↑ 23,0 23,1 «Climate Change 2001: Synthesis Report». IPCC. Consultat el 11 May 2015.
  24. ↑ «».
  25. ↑ «Carbon dioxide and climate impulse response functions for the computation of greenhouse gas metrics: A multi-model analysis».Atmospheric Chemistry and Physics.13(5)
    2793–2825 Material was copied from this source, which is available under a Creative Commons Attribution 3.0 Unported License.doi:10.5194/acpd-12-19799-2012.
  26. ↑ (2009).«Atmospheric lifetime of fossil fuel carbon dioxide».Annual Review of Earth and Planetary Sciences.37(1)
    117–34.doi:10.1146/annurev.earth.031208.100206.
Obtingut de «https://lenciclopedia.org/w/index.php?title=Inèrcia_climàtica&oldid=1599280»