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Reportaje: ¿Qué es lo que está calentando el mundo realmente?
Fecha de Publicación: Viernes 31 de Julio de 2015, 09:33 h.
Tema: Cambio Climático
Cambio ClimáticoLos escépticos que dudan sobre el origen humano del cambio climático proponen diversas causas naturales para explicar el hecho de que la Tierra se haya calentado aproximadamente 0,8 grados centígrados desde 1880. Pero... ¿pueden estas causas naturales explicar el aumento de la temperatura del planeta? A continuación se ofrece una valoración sobre la proporción en la diferentes factores contribuyen al calentamiento global, tanto naturales como de origen humano, de acuerdo a las conclusiones del Instituto Goddard para Estudios Espaciales de la NASA.

Publicado por Bloomberg Business, por Eric Roston y Blacki Migliozzi, 24/07/2015
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¿Son las variaciones orbitales de la Tierra?
La Tierra oscila sobre su eje y su inclinación y órbita cambian a lo largo de muchos milenios, generando los períodos de glaciación y deshielo. Sin embargo, la influencia de los cambios orbitales en la temperatura del planeta durante los últimos 125 años ha sido insignificante.
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¿Es el sol?
La temperatura del sol varía a lo largo de las décadas y los siglos. Estos cambios han tenido poco efecto sobre el clima global de la Tierra.

¿Son las variaciones orbitales de la Tierra?
La Tierra oscila sobre su eje y su inclinación y órbita cambian a lo largo de muchos milenios, generando los períodos de glaciación y deshielo. Sin embargo, la influencia de los cambios orbitales en la temperatura del planeta durante los últimos 125 años ha sido insignificante.
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¿Son los volcanes?
Las datos sugieren que no. La industria humana emite cerca de 100 veces más CO2 que la actividad volcánica, mientras que las erupciones volcánicas, a su vez, liberan compuestos químicos de azufre que pueden en realidad enfriar la atmósfera durante un año o dos.
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¿Es la combinación de los anteriores tres factores naturales?
Si lo fueran, entonces la respuesta climática a estos factores naturales debería coincidir con la temperatura observada. La suma de todos los factores naturales juntos simplemente no encaja.
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Así que, si no es la naturaleza, ¿es la deforestación?
Los seres humanos han cortado, arado y pavimentado más de la mitad de la superficie de la Tierra. Los extensos bosques oscuros están dando paso a bosques más pequeños y menos densos, que reflejan más luz solar y generan un efecto de leve enfriamiento.
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¿Es la contaminación por ozono?
El ozono que se encuentra de forma natural en la alta atmósfera bloquea la radiación ultravioleta dañina del sol y enfría las cosas un poco. Más cerca de la superficie terrestre, el ozono creado por la contaminación atrapa calor, haciendo el clima un poco más caliente. ¿Cuál es el efecto conjunto? No mucho.
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¿O es la contaminación por partículas?
Algunos contaminantes enfrían la atmósfera, como los aerosoles de partículas sulfuradas resultantes de la combustión de carbón. Estos aerosoles compensan parcialmente el calentamiento del clima, pero desgraciadamente, también causan la lluvia ácida.
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No, realmente son los gases de efecto invernadero
Los niveles atmosféricos de CO2 son un 40% más altos de lo que eran en 1750. La línea verde muestra la influencia de las emisiones de gases de efecto invernadero, que es incuestionable.
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Ver para creer
Los gases de efecto invernadero calientan la atmósfera. Los aerosoles la enfrían un poco. El ozono y los cambios de uso del suelo suman y restan un poco. Juntos se ajustan a la temperatura observada, particularmente desde 1950.
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Comparar y contrastar
Poner en paralelo las posibles causas naturales y humanas del cambio climático hace que el papel dominante de los gases de efecto invernadero sea aún más claramente visible. La única pregunta de verdad es: ¿Qué vamos a hacer al respecto?
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Metodología: El modelo de la NASA
Los investigadores que estudian el clima de la Tierra crean modelos para probar sus hipótesis acerca de las causas y la evolución del calentamiento global. Alrededor del mundo hay unos 28 grupos de investigación en más de una docena de países, los cuales han generado 61 modelos climáticos. Cada uno de ellos tiene un enfoque ligeramente diferente respecto a elementos del sistema climático, como por ejemplo el hielo, los océanos, o la química atmosférica.

El modelo informático de procesamiento de datos utilizado para generar los resultados de las gráficas de este artículo se llama "ModelE2" y fue creado por el Instituto Goddard de Estudios Espaciales de la NASA (GISS, en sus siglas en inglés), que ha sido una institución líder en proyecciones climáticas durante toda una generación. El modelo ModelE2 consta de aproximadamente 500.000 líneas de código y se ejecuta en un superordenador en el Centro de la NASA para la Simulación del Clima, en Greenbelt, Maryland, EEUU.

Un proyecto de investigación global
GISS produjo los resultados mostrados aquí en 2012, como parte de su contribución a una iniciativa científica internacional para la investigación del clima llamada "Proyecto del Modelo Acoplado de Intercomparación Fase Cinco". Llamémoslo simplemente "Fase-5".

Fase-5 está diseñado para evaluar cómo de bien son capaces los modelos de replicar la historia climática conocida y para hacer proyecciones sobre hacia dónde está evolucionando la temperatura global. Los resultados iniciales del proyecto Fase-5 se utilizaron en 2013 en el tomo de investigación científica publicado por el Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC en sus siglas en inglés).

Hay más de 30 tipos diferentes de experimentos incluidos en la investigación del proyecto Fase-5. Estos experimentos abordan preguntas tales como qué pasaría con la temperatura de la Tierra si el dióxido de carbono atmosférico se cuadruplicara repentinamente o cómo será clima mundial hasta el año 2300 si seguimos quemando combustibles fósiles al ritmo actual.

El proyecto Fase-5 requiere de una serie de experimentos "históricos". Se pidió a los grupos de investigación que evaluaran cómo de bien podían reproducir lo que se conoce sobre el clima de 1850 a 2005. También se les pidió estimar cómo los diversos factores climáticos, también denominados "constricciones", contribuyen a las temperaturas. Es por esto que las gráficas terminan en 2005, a pesar de que los datos de observaciones de temperatura del GISS están al día. Los años 2005-2012 no son parte del estudio histórico del proyecto Fase-5.

Sobre las temperaturas
Los científicos del clima tienden a no dar los resultados de sus investigaciones sobre el clima medidos en temperaturas exactas. En su lugar, hablan de promedios de temperaturas anuales de partida o de referencia. Ellos llaman a las variaciones "anomalías" porque estas anomalías de temperatura son más consistentes en cada zona que las propias temperaturas absolutas. Por ejemplo, la temperatura absoluta en la cima del edificio Empire State de Nueva York puede ser diferente en varios grados a la temperatura absoluta en el aeropuerto neoyorkino de LaGuardia. Pero las variaciones sobre sus propias temperaturas medias tienden a ser similares. Esto significa que los científicos pueden tener una mejor idea sobre las temperaturas con un menor número de estaciones meteorológicas, lo cual es particularmente útil en lugares donde tomar mediciones es muy difícil, como por ejemplo los desiertos.

Los resultados de la simulación están alineados con las observaciones medias de 1880 a 1910. Lo más importante de estas temperaturas son las tendencias -la forma y la evolución de las temperaturas- y no tanto la temperatura de cualquier año individual.

Lo que muestran las gráficas
En las gráficas de este artículo la línea negra etiquetada como "observación" es el registro de la temperatura global del GISS de la tierra y los océanos, que se puede encontrar aquí. Se inicia en 1880.

Las líneas de temperatura de colores son las estimaciones modeladas con las que cada factor climático contribuye a la temperatura global. Cada factor se simuló cinco veces, con diferentes condiciones iniciales. Cada gráfica de este artículo muestra el promedio de cinco simulaciones. Los investigadores del GISS expusieron sus simulaciones históricas en detalle el pasado año en este artículo. Los datos modelados para los años 1850-1879 como parte del experimento "histórico" del proyecto Fase-5 no se muestran porque los datos observados se inician en 1880.

Intervalos de confianza
Los investigadores no esperan que sus modelos puedan reproducir determinados fenómenos meteorológicos o, por ejemplo, las fases del fenómeno de "El Niño" exactamente cuando ocurrieron realmente. Lo que sí esperan es que los modelos puedan describir cómo se comporta todo el sistema climático durante largos períodos de tiempo. Por ejemplo, en 1998 el fenómeno de "El Niño" fue muy potente, debido al calentamiento de las aguas ecuatoriales del océano Pacífico (estamos en otro máximo de la escala ahora). Una simulación no debería necesariamente predecir el máximo de "El Niño" de 1998, pero sí debe generar una predicción bastante realista del número de máximos en un determinado período de muchos años.

Las líneas de temperatura representan el promedio de las estimaciones del modelo. Las bandas de incertidumbre ilustran la gama externa de estimaciones razonables.

En resumen, las líneas de temperatura en los resultados modelados podrían no coincidir exactamente con las observaciones. Para cualquier año, el 95% de las simulaciones para cada una de las constricciones caerán dentro de dicha banda.

Datos
Los datos brutos de observación y los datos del modelo se pueden descargar aquí:
Observaciones de temperatura tierra-océano
Respuestas a las constricciones climáticas
Experimento de control preindustrial de 850 años

Reconocimientos
Muchas gracias a Kate Marvel y Gavin Schmidt del NASA-GISS.



Versión original en inglés - What's Really Warming the World?
Skeptics of manmade climate change offer various natural causes to explain why the Earth has warmed 1.4 degrees Fahrenheit since 1880. But can these account for the planet’s rising temperature? Scroll down to see show how much different factors, both natural and industrial, contribute to global warming, based on findings from NASA’s Goddard Institute for Space Studies.

Published by Bloomberg Business, by Eric Roston and Blacki Migliozzi, June 24, 2015
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Is It the Earth’s Orbit?
The Earth wobbles on its axis, and its tilt and orbit change over many thousands of years, pushing the climate into and out of ice ages. Yet the influence of orbital changes on the planet’s temperature over 125 years has been negligible.
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Is It the Sun?
The sun’s temperature varies over decades and centuries. These changes have had little effect on the Earth’s overall climate.
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Is It Volcanoes?
The data suggest no. Human industry emits about 100 times more CO than volcanic activity, and eruptions release sulfate chemicals that can actually cool the atmosphere for a year or two.
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Is it All Three of These Things Combined?
If it were, then the response to natural factors should match the observed temperature. Adding the natural factors together just doesn’t add up.
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So If It’s Not Nature, Is It Deforestation?
Humans have cut, plowed, and paved more than half the Earth’s land surface. Dark forests are yielding to lighter patches, which reflect more sunlight—and have a slight cooling effect.

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Or Ozone Pollution?
Natural ozone high in the atmosphere blocks harmful sunlight and cools things slightly. Closer to Earth, ozone is created by pollution and traps heat, making the climate a little bit hotter. What’s the overall effect? Not much.
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Or Aerosol Pollution?
Some pollutants cool the atmosphere, like sulfate aerosols from coal-burning. These aerosols offset some of the warming (unfortunately, they also cause acid rain).
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No, It Really Is Greenhouse Gases
Atmospheric CO2 levels are 40 percent higher than they were in 1750. The green line shows the influence of greenhouse gas emissions. It's no contest.
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See for Yourself
Greenhouse gases warm the atmosphere. Aerosols cool it a little bit. Ozone and land-use changes add and subtract a little.

Together they match the observed temperature, particularly since 1950.
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Compare and Contrast
Putting the possible natural and human causes of climate change alongside one another makes the dominant role of greenhouse gases even more plainly visible. The only real question is: What are we going to do about it?
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Methodology: NASA's Model
Researchers who study the Earth's climate create models to test their assumptions about the causes and trajectory of global warming. Around the world there are 28 or so research groups in more than a dozen countries who have written 61 climate models. Each takes a slightly different approach to the elements of the climate system, such as ice, oceans, or atmospheric chemistry.

The computer model that generated the results for this graphic is called "ModelE2," and was created by NASA's Goddard Institute for Space Studies (GISS), which has been a leader in climate projections for a generation. ModelE2 contains something on the order of 500,000 lines of code, and is run on a supercomputer at the NASA Center for Climate Simulation in Greenbelt, Maryland.

A Global Research Project
GISS produced the results shown here in 2012, as part of its contribution to an international climate-science research initiative called the Coupled Model Intercomparison Project Phase Five. Let's just call it "Phase-5".

Phase-5 is designed both to see how well models replicate known climate history and to make projections about where the world’s temperature is headed. Initial results from Phase-5 were used in the 2013 scientific tome published by the Intergovernmental Panel on Climate Change.

There are more than 30 different kinds of experiments included in Phase-5 research. These tests address questions like, what would happen to the Earth’s temperature if atmospheric carbon dioxide suddenly quadrupled? Or, what would the world’s climate be like through 2300 if we keep burning fossil fuels at the current rate?

Phase-5 calls for a suite of "historical" experiments. Research groups were asked to see how well they could reproduce what's known about the climate from 1850-2005. They were also asked to estimate how the various climate factors—or "forcings"—contribute to those temperatures. That's why this graphic stops in 2005, even though the GISS observed temperature data is up-to-date. The years 2005-2012 were not a part of the Phase-5 "historical" experiment.

A Word About Temperatures
Climate scientists tend not to report climate results in whole temperatures. Instead, they talk about how the annual temperature departs from an average, or baseline. They call these departures "anomalies". They do this because temperature anomalies are more consistent in an area than absolute temperatures are. For example, the absolute temperature atop the Empire State Building may be different by several degrees than the absolute temperature at New York’s LaGuardia Airport. But the differences from their own averages are likely to be about the same. It means that scientists can get a better idea about temperature with fewer monitoring stations. That’s particularly useful in places where measurement is very difficult (ie, deserts).

The simulation results are aligned to the observations using the 1880-1910 average. What's most important about these temperatures are the trends— the shape and trajectory of the line, and not any single year’s temperature.

What the Lines Show
The black "observed" line is the GISS global land and ocean temperature record, which can be found here. It starts in 1880.

The colored temperature lines are the modeled estimates that each climate factor contributes to the overall temperature. Each factor was simulated five times, with different initial conditions; each slide here shows the average of five runs. GISS researchers laid out their historical simulations in detail last year in this article. The modeled years 1850-1879 from the Phase-5 "historical" experiment are not shown because the observed data begins in 1880.

Confidence Ranges
Researchers do not expect their models to reproduce weather events or El Niño phases exactly when they happened in real life. They do expect the models to capture how the whole system behaves over long periods of time. For example, in 1998 there was a powerful El Niño, when the equatorial Pacific Ocean warms (we're in another one of that scale now). A simulation wouldn't necessarily reproduce an El Niño in 1998, but it should produce a realistic number of them over the course of many years.

The temperature lines represent the average of the model’s estimates. The uncertainty bands illustrate the outer range of reasonable estimates.

In short, the temperature lines in the modeled results might not line up exactly with observations. For any year, 95% of the simulations with that forcing will lie inside the band.

Data
The raw observational and model data can be downloaded here:
Observed land-ocean temperature
Responses to climate forcings
850 year Preindustrial control experiment

Acknowledgments
Many thanks to Kate Marvel and Gavin Schmidt of NASA-GISS.

Copyright © Bloomberg Business, 2015.

URL artículo original:
http://www.bloomberg.com/graphics/2015-whats-warming-the-world/

 
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