Climate Change: Science, Impacts, Challenges & Solu6ons - - PowerPoint PPT Presentation

▶
climate change science impacts challenges solu6ons
SMART_READER_LITE
LIVE PREVIEW

Climate Change: Science, Impacts, Challenges & Solu6ons - - PowerPoint PPT Presentation

Dec 04, 2022 448 likes •953 views

Climate Change: Science, Impacts, Challenges & Solu6ons Dr. Ray Weymann Ray.Climate@charter.net h>p://www.centralcoastclimatescience.org February 2,9,16,23 2013

slide-1
SLIDE 1

Climate ¡Change: ¡ Science, ¡Impacts, ¡Challenges ¡& ¡Solu6ons ¡

  • Dr. ¡Ray ¡Weymann ¡

Ray.Climate@charter.net ¡ h>p://www.centralcoastclimatescience.org ¡ February ¡2,9,16,23 ¡ ¡ ¡2013 ¡ PG&E ¡Energy ¡Educa6on ¡Center ¡ San ¡Luis ¡Obispo ¡

à àPickup ¡3 ¡handout ¡sheets ¡as ¡you ¡enter: ¡side ¡table ¡ 1 ¡

  • Feb. ¡2 ¡
slide-2
SLIDE 2

Six ¡Americas ¡

2 ¡

  • Feb. ¡2 ¡
slide-3
SLIDE 3

Metaphor ¡#1 ¡ A ¡common ¡response ¡concerning ¡climate ¡change ¡ is ¡that ¡“Climate ¡has ¡changed ¡before; ¡it’s ¡just ¡a ¡ natural ¡cycle”. ¡ ¡ ¡ Think ¡of ¡a ¡metaphor ¡to ¡illustrate ¡that ¡effects ¡can ¡ have ¡more ¡than ¡one ¡cause, ¡so ¡just ¡because ¡ climate ¡may ¡have ¡changed ¡due ¡to ¡natural ¡causes ¡ in ¡the ¡past ¡does ¡not ¡mean ¡the ¡current ¡change ¡is ¡ “natural”. ¡Bring ¡your ¡metaphors ¡to ¡the ¡next ¡ class ¡

3 ¡

  • Feb. ¡2 ¡
slide-4
SLIDE 4

Course ¡Objec6ves ¡

  • Present ¡physical ¡laws ¡governing ¡climate ¡
  • Present ¡ ¡evidence ¡about ¡climate ¡change ¡
  • Describe ¡future ¡projec6ons ¡of ¡climate ¡
  • Iden6fy ¡key ¡impacts ¡on ¡human ¡society ¡of ¡

climate ¡change ¡

  • Present ¡required ¡emission ¡reduc6ons ¡to ¡avoid ¡

worst ¡of ¡impacts ¡

  • Discuss ¡proposals ¡for ¡achieving ¡reduc6ons ¡

4 ¡

  • Feb. ¡2 ¡
slide-5
SLIDE 5

The ¡“Sociology” ¡and ¡ Methods ¡of ¡Science ¡

5 ¡

  • Feb. ¡2 ¡
slide-6
SLIDE 6

6 ¡

  • Feb. ¡2 ¡
slide-7
SLIDE 7

Aphorism ¡#1: ¡ Uncertainty ¡about ¡something ¡ is ¡not ¡ Uncertainty ¡about ¡everything ¡

7 ¡

  • Feb. ¡2 ¡
slide-8
SLIDE 8

8 ¡

  • Feb. ¡2 ¡
slide-9
SLIDE 9

9 ¡

  • Feb. ¡2 ¡
slide-10
SLIDE 10

Segment ¡1: ¡ Energy ¡and ¡Transport ¡of ¡Energy ¡

10 ¡

  • Feb. ¡2 ¡
slide-11
SLIDE 11

FORMS ¡OF ¡ENERGY ¡

  • 1. Organized energy of motion: kinetic energy

(speeding train),(hurricane winds)

  • 2. Disorganized energy of motion:random

motion of individual molecules (hot water)

  • 3. Stored Energy: water pumped up hill

(gravitational potential energy)

  • 4. More stored energy (set mouse trap)

11 ¡

  • Feb. ¡2 ¡
slide-12
SLIDE 12

FORMS ¡OF ¡ENERGY: ¡con6nued ¡

  • 5. More stored energy: Chemical energy

(energy locked up in coal)

  • 6. More Stored energy: “Latent heat” (energy

converted to heat when water vapor condenses

  • 7. Electromagnetic Energy: Energy stored in

electric & magnetic fields 12 ¡

  • Feb. ¡2 ¡
slide-13
SLIDE 13

A ¡Fundamental ¡Law ¡of ¡Physics ¡

Energy ¡is ¡neither ¡created ¡or ¡ destroyed: ¡it ¡merely ¡changes ¡from ¡

  • ne ¡form ¡to ¡another ¡

“Law ¡of ¡Conserva9on ¡of ¡Energy” ¡

13 ¡

  • Feb. ¡2 ¡
slide-14
SLIDE 14

How ¡Heat ¡Energy ¡Flows ¡

  • By ¡electromagne9c ¡radia9on ¡(sunlight; ¡heat ¡

lamp; ¡radio ¡waves ¡

  • By ¡convec9on ¡(moving ¡heat ¡from ¡the ¡bo>om ¡
  • f ¡a ¡pot ¡of ¡soup ¡to ¡the ¡top) ¡
  • By ¡evapora6ng ¡ocean ¡water ¡and ¡conver6ng ¡it ¡

to ¡the ¡latent ¡heat ¡of ¡water ¡vapor ¡

  • By ¡conduc6on( ¡Along ¡a ¡silver ¡spoon)

[conduc6on ¡does ¡not ¡play ¡a ¡major ¡role ¡in ¡the ¡ Earth’s ¡climate ¡system] ¡

14 ¡

  • Feb. ¡2 ¡
slide-15
SLIDE 15

Types ¡of ¡electromagne6c ¡ radia6on; ¡how ¡radia6on ¡and ¡ ma>er ¡interact; ¡some ¡laws ¡of ¡ radia6on ¡ ¡

15 ¡

  • Feb. ¡2 ¡
slide-16
SLIDE 16

16 ¡

  • Feb. ¡2 ¡
slide-17
SLIDE 17

Thermal ¡rad ¡

Total ¡energy ¡radiated ¡per ¡square ¡inch ¡is ¡ propor6onal ¡to ¡the ¡4th ¡power ¡of ¡the ¡ Temperature: ¡F ¡= ¡εσT4 ¡

¡

17 ¡

  • Feb. ¡2 ¡
slide-18
SLIDE 18

18 ¡

lava ¡

  • Feb. ¡2 ¡
slide-19
SLIDE 19

19 ¡

Bohr_atm_abs ¡

  • Feb. ¡2 ¡
slide-20
SLIDE 20

20 ¡

  • Feb. ¡2 ¡
slide-21
SLIDE 21

21 ¡

  • Feb. ¡2 ¡
slide-22
SLIDE 22

Segment ¡2: ¡ Forcings ¡and ¡Feedbacks ¡

22 ¡

  • Feb. ¡2 ¡
slide-23
SLIDE 23

Forcings ¡and ¡Feedbacks ¡

  • A ¡“forcing” ¡is ¡a ¡physical ¡process ¡that ¡alters ¡the ¡

energy ¡flow ¡into ¡the ¡Earth’s ¡climate ¡system, ¡but ¡is ¡ not ¡itself ¡affected ¡by ¡subsequent ¡changes ¡in ¡the ¡ climate ¡system. ¡

  • A ¡“feedback” ¡is ¡a ¡change ¡in ¡the ¡climate ¡system ¡that ¡

alters ¡the ¡energy ¡flow ¡into ¡the ¡Earth’s ¡climate ¡system ¡ as ¡a ¡consequence ¡of ¡forcing. ¡

  • If ¡the ¡feedback ¡reinforces ¡the ¡forcing ¡it ¡is ¡a ¡posi6ve ¡

feedback; ¡if ¡it ¡opposes ¡the ¡forcing ¡it ¡is ¡a ¡nega6ve ¡ feedback ¡ 23 ¡

  • Feb. ¡2 ¡
slide-24
SLIDE 24

24 ¡

Climate_intr ¡

  • Feb. ¡2 ¡
slide-25
SLIDE 25

25 ¡

Contnl_drm ¡

  • Feb. ¡2 ¡
slide-26
SLIDE 26

26 ¡

Milank_np ¡

  • Feb. ¡2 ¡
slide-27
SLIDE 27

27 ¡

pinatubo ¡

  • Feb. ¡2 ¡
slide-28
SLIDE 28

Our ¡Sun ¡with ¡some ¡sunspots ¡

28 ¡

  • Feb. ¡2 ¡
slide-29
SLIDE 29

29 ¡

  • Feb. ¡2 ¡
slide-30
SLIDE 30

30 ¡

  • Feb. ¡2 ¡
slide-31
SLIDE 31

31 ¡

  • Feb. ¡2 ¡
slide-32
SLIDE 32

32 ¡

Climate_intr ¡

  • Feb. ¡2 ¡
slide-33
SLIDE 33

33 ¡

cirrus ¡

  • Feb. ¡2 ¡
slide-34
SLIDE 34

34 ¡

  • Feb. ¡2 ¡
slide-35
SLIDE 35

35 ¡

  • Feb. ¡2 ¡
slide-36
SLIDE 36

36 ¡

  • Feb. ¡2 ¡
slide-37
SLIDE 37

Segment ¡3: ¡ The ¡Greenhouse ¡effect ¡and ¡ Greenhouse ¡Gases ¡ ¡

  • Feb. ¡2 ¡

37 ¡

slide-38
SLIDE 38

38 ¡

Greenhouse ¡cartoon ¡

  • Feb. ¡2 ¡
slide-39
SLIDE 39

¡ ¡ ¡[A ¡more ¡recent ¡analysis ¡lists ¡Nitrous ¡Oxide ¡(N2O) ¡ahead ¡of ¡Ozone] ¡

39 ¡

  • Feb. ¡2 ¡
slide-40
SLIDE 40
  • Feb. ¡2 ¡

40 ¡

slide-41
SLIDE 41

41 ¡

  • Feb. ¡2 ¡
slide-42
SLIDE 42
  • Feb. ¡2 ¡

42 ¡

slide-43
SLIDE 43
  • Feb. ¡2 ¡

43 ¡

slide-44
SLIDE 44
  • Feb. ¡2 ¡

44 ¡

We ¡are ¡told ¡that ¡our ¡planet ¡is ¡warming ¡because ¡of ¡an ¡increase ¡in ¡ greenhouse ¡gases, ¡primarily ¡carbon ¡dioxide. ¡For ¡illustraXon, ¡let's ¡say ¡ that ¡a ¡stack ¡of ¡10,000 ¡pennies ¡represents ¡the ¡enXre ¡atmosphere ¡of ¡ the ¡Earth. ¡Such ¡a ¡stack ¡would ¡be ¡about ¡50 ¡feet ¡tall. ¡Guess ¡how ¡many ¡

  • f ¡those ¡pennies ¡represent ¡the ¡amount ¡of ¡carbon ¡dioxide ¡in ¡the ¡

atmosphere? ¡ ¡ About ¡four. ¡ ¡ And ¡now ¡guess ¡how ¡many ¡of ¡the ¡pennies ¡represent ¡the ¡amount ¡of ¡ carbon ¡dioxide ¡a]ributable ¡to ¡human ¡acXviXes. ¡ ¡ Less ¡than ¡one-­‑twelah ¡of ¡a ¡penny. ¡ ¡ Common ¡"cents" ¡tells ¡me ¡that ¡if ¡the ¡Earth ¡is ¡indeed ¡warming, ¡carbon ¡ dioxide ¡probably ¡isn't ¡the ¡cause. ¡ ¡

slide-45
SLIDE 45
  • Feb. ¡2 ¡

45 ¡ Boehner ¡video ¡link: ¡

h>p://www.youtube.com/watch?v=krjVoZGH5fw ¡ It ¡is ¡long. ¡ ¡Watch ¡from ¡about ¡1:19 ¡to ¡1:42. ¡ ¡

¡

slide-46
SLIDE 46
  • Feb. ¡2 ¡

46 ¡

slide-47
SLIDE 47
  • Feb. ¡2 ¡

47 ¡ CO2 ¡Demo ¡video: ¡

h>p://www.youtube.com/watch?v=Ot5n9m4whaw ¡ ¡ ¡

¡

slide-48
SLIDE 48

Summary ¡for ¡Feb. ¡2nd ¡

  • Interna6onal ¡collabora6on: ¡climate ¡science ¡
  • Energy ¡budget: ¡sunlight ¡in ¡–reflec6on ¡out ¡

(albedo) ¡– ¡infrared ¡out ¡= ¡imbalance ¡

  • “Forcings”: ¡processes ¡outside ¡climate ¡system ¡

altering ¡energy ¡budget ¡(very ¡different ¡6me ¡ scales: ¡very ¡long ¡(ice ¡ages) ¡à ¡short ¡(humans) ¡

  • “Feedbacks”: ¡amplify ¡or ¡diminish ¡forcings ¡

(albedo ¡effect; ¡water ¡vapor) ¡

  • Feb. ¡2 ¡

48 ¡

slide-49
SLIDE 49
  • Feb. ¡2nd ¡summary: ¡con6nued ¡
  • Principal ¡greenhouse ¡absorbers: ¡water ¡vapor, ¡

carbon ¡dioxide ¡

  • Water ¡vapor ¡a ¡feedback; ¡short ¡lived ¡
  • Human-­‑produced ¡CO2 ¡a ¡forcing; ¡long ¡lived ¡
  • Remember ¡interviews ¡and ¡metaphors! ¡
  • Feb. ¡2 ¡

49 ¡