En meteorología , el forzamiento de las nubes , el forzamiento radiativo de las nubes ( CRF ) o el efecto radiativo de las nubes ( CRE ) es la diferencia entre los componentes del balance de radiación para condiciones de nubes medias y condiciones libres de nubes. Gran parte del interés en el forzamiento de la nube se relaciona con su papel como proceso de retroalimentación en el período actual de calentamiento global . [1]
Midiendo el forzamiento de la nube
La siguiente ecuación calcula este cambio en el balance de radiación en la parte superior de la atmósfera [2]
El efecto radiativo de la nube neta se puede descomponer en sus componentes de onda larga y onda corta. Esto se debe a que la radiación neta es absorbida por el sol menos la radiación de onda larga saliente mostrada por las siguientes ecuaciones
El primer término de la derecha es el efecto de nube de onda corta ( Q abs ) y el segundo es el efecto de onda larga (OLR).
El efecto de la nube de onda corta se calcula mediante la siguiente ecuación
Donde S o es la constante solar , ∝ nublado es el albedo con nubes y ∝ claro es el albedo en un día despejado.
El efecto de onda larga se calcula mediante la siguiente ecuación siguiente
Donde σ es la constante de Stefan-Boltzmann , T es la temperatura a la altura dada y F es el flujo ascendente en condiciones despejadas.
Poniendo todas estas piezas juntas, la ecuación final se convierte en
Efectos actuales del forzamiento de la nube
Todos los modelos climáticos globales utilizados para las proyecciones del cambio climático incluyen los efectos del vapor de agua y el forzamiento de las nubes. Los modelos incluyen los efectos de las nubes sobre la radiación entrante (solar) y emitida (terrestre).
Las nubes aumentan la reflexión global de la radiación solar del 15% al 30%, reduciendo la cantidad de radiación solar absorbida por la Tierra en aproximadamente 44 W / m 2 . Este enfriamiento se ve compensado en cierta medida por el efecto invernadero de las nubes, que reduce la radiación de onda larga saliente en aproximadamente 31 W / m 2 . Por lo tanto, el forzamiento de la nube neta del balance de radiación es una pérdida de aproximadamente 13 W / m 2 . [3] Si las nubes fueran removidas y todo lo demás permaneciera igual, la Tierra ganaría esta última cantidad en radiación neta y comenzaría a calentarse.
Estos números no deben confundirse con el concepto habitual de forzamiento radiativo , que corresponde al cambio de forzamiento relacionado con el cambio climático .
Sin la inclusión de nubes, el vapor de agua por sí solo contribuye del 36% al 70% del efecto invernadero en la Tierra. Cuando el vapor de agua y las nubes se consideran juntos, la contribución es del 66% al 85%. Los rangos se producen porque hay dos formas de calcular la influencia del vapor de agua y las nubes: los límites inferiores son la reducción del efecto invernadero si el vapor de agua y las nubes se eliminan de la atmósfera dejando todos los demás gases de efecto invernadero sin cambios, mientras que los límites superiores son el efecto invernadero que se introduce si se añaden vapor de agua y nubes a una atmósfera sin otros gases de efecto invernadero. [4] Los dos valores difieren debido a la superposición en la absorción y emisión de los distintos gases de efecto invernadero. La captura de la radiación de onda larga debido a la presencia de nubes reduce el forzamiento radiativo de los gases de efecto invernadero en comparación con el forzamiento en cielo despejado. Sin embargo, la magnitud del efecto debido a las nubes varía para diferentes gases de efecto invernadero. En relación con los cielos despejados , las nubes reducen el forzamiento radiativo medio global debido al CO 2 en aproximadamente un 15%, [5] el debido al CH 4 y N 2 O en aproximadamente un 20%, [5] y el debido a los halocarbonos en hasta 30%. [6] [7] [8] Las nubes siguen siendo una de las mayores incertidumbres en las proyecciones futuras del cambio climático de los modelos climáticos globales, debido a la complejidad física de los procesos de las nubes y la pequeña escala de las nubes individuales en relación con el tamaño del modelo computacional. red.
Ver también
Referencias
- ^ NASA (2016). "Hoja informativa sobre nubes y radiación: artículos destacados" . NASA . Consultado el 29 de mayo de 2017 .
- ^ Hartmann, Dennis L. (2016). Climatología física global . Amsterdam: Elsevier. ISBN 978-0123285317.
- ^ Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (1990). Primer informe de evaluación del IPCC, 1990 . Reino Unido: Cambridge University Press.tabla 3.1
- ^ Schmidt, Gavin A. (6 de abril de 2005). "Vapor de agua: ¿retroalimentación o forzamiento?" . RealClimate . Consultado el 14 de enero de 2008 .
- ^ a b Pinnock, S .; MD Hurley; KP Shine; TJ Wallington; TJ Smyth (1995). "Forzamiento radiativo del clima por hidroclorofluorocarbonos e hidrofluorocarbonos" . J. Geophys. Res . 100 (D11): 23227–23238. Código Bibliográfico : 1995JGR ... 10023227P . doi : 10.1029 / 95JD02323 .
- ^ "Gases de efecto invernadero bien mezclados" . Cambio climático 2001: la base científica . Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático . 2001 . Consultado el 14 de enero de 2008 .
- ^ Christidis, N .; MD Hurley; S. Pinnock; KP Shine; TJ Wallington (1997). "Forzamiento radiativo del cambio climático por CFC-11 y posibles reemplazos de CFC" . J. Geophys. Res . 102 (D16): 19597–19609. Código bibliográfico : 1997JGR ... 10219597C . doi : 10.1029 / 97JD01137 .
- ^ Myhre, G .; EJ Highwood; KP Shine; F. Stordal (1998). "Nuevas estimaciones de forzamiento radiativo debido a gases de efecto invernadero bien mezclados" . Geophys. Res. Lett . 25 (14): 2715–2718. Código Bibliográfico : 1998GeoRL..25.2715M . doi : 10.1029 / 98GL01908 .