×
Log in to StudySoup
Get Full Access to USC - LIM 150 - Study Guide - Midterm
Join StudySoup for FREE
Get Full Access to USC - LIM 150 - Study Guide - Midterm

Already have an account? Login here
×
Reset your password

USC / Management / LIM 150 / How is Earth’s Climate Defined?

How is Earth’s Climate Defined?

How is Earth’s Climate Defined?

Description

School: University of Southern California
Department: Management
Course: Climate Change
Professor: Lowell stott
Term: Fall 2016
Tags: Geology
Cost: 50
Name: GEOL150 Study Guide
Description: midterm1 review
Uploaded: 09/24/2016
10 Pages 4 Views 17 Unlocks
Reviews


Midterm Review  


How is Earth’s Climate Defined?



1.How is Earth’s Climate Defined?

Climate, on the other hand, can be related to the statistical probability that any day during the year will be similar to the same day in previous or following years. Climate change is  both natural and normal, and it is driven by many different factors acting over different  timescales 

• Temperatures, highs, lows, gradients (vertical and horizontal)  

Over the past 100 years, global temperature has been risingat a rate that is slow in terms of a human lifespan but rapidenough to worry climate scientists. ( I emailed TA for this  question and I will update my notes after she gave my answer) 

• Precipitation amount and temporal patterns

The amount of water vapor that air can hold increases rapidly with temperature, at a rate  of about 7% per 1°C, and as part of a natural water cycle, this will inevitably lead to an  increase in rainfall. 


what is Hurricane?



Changing patterns of Climate: 

Global pattern emerging: 1. Single event could be due to natural causes 2. New trend:  fewer cold days, more warm nights, fewer frost days, more heat waves, more wildfires,  longer growing season 

changes in precipitation, water vapor in air increases ~7% per1centigrade, more intense  rainfall, increased flooding. 

Some areas will see increased drought: Africa (the Sahel), Amazon Basin, South Africa,  Southern Europe 

• Storm types  

Hurricane: increase in intensity likely, increase in frequency less certain, formation  depends on many factor: Atlantic multi­decadal oscillation which can increase regional  storm frequency. El Nino, which decreases storm frequency 

2. Evidence of climatic changes  

• Where  

Subsequent observations, compiled from ground stations, weather balloons, and  weather satellites, confirm that Earth is warming over most of its surface, but warming  is uneven. 


Aerosols are produced by what?



• How fast  

Compared to the average temperature from 1901–2000, surface temperature over the land is increasing much faster than over the oceans (0.85°C vs. 0.37°C) and while much of the Northern Hemisphere at high latitudes is getting warmer (the Arctic is warming at twice  the global average rate), parts of Antarctica may be getting colder.  We also discuss several other topics like How many heterozygotes are expected to be in the new population in the next generation?

• For how long

The Hadley Centre Coupled Model, version 3 (HadCM3) climate model shows that the  Northern Hemisphere experienced the greatest amount of warming between 1995–2004  and projects a further rise in temperature in excess of 5°C–6°C (9.0°–10.8°F) over high  northern latitudes between 2070–2100 if heat­ trapping greenhouse gas emissions are not 

curtailed 

3. What Control’s Earth Climate System Behavior  

• Radiation In vs Radiation Out  

In: 

The sun,  

Greenhouse Gas Forcing:  

Carbon Dioxide: is responsible for 56% of greenhouse gas forcing and contributes  around 1.82 Wm–2 toward an estimated total of 2.83 Wm–2 from the WMGHGs.  We also discuss several other topics like What is Eye tracking?

Methane; It is estimated that methane gas is responsible for 16% of greenhouse gas  forcing and that it con­ tributes around 0.48 Wm–2 toward the total greenhouse gas  forcing of 2.83 Wm–2 from the long­lived green­ house gases (excluding water vapor).  We also discuss several other topics like What are Consumer magazines?

Nitrous Oxide: at over 319 ppb, is considered to be responsible for around 5% of  greenhouse gas forcing and contributes around 0.17 Wm–2 toward the total greenhouse  gas forcing of 2.83 Wm–2  

Ozone: contributes 0.40 Wm–2 toward green­ house gas forcing in the troposphere, and  ozone loss due to CFCs contributes −.10 Wm–2 towards cooling of the stratosphere. 

Out: 

Aerosols:produced by industrial and volcanic processes are tiny particles of solid and  liquid that become suspended in the atmosphere and act to partially block the passage of  sunlight.) Albedo (Albedo is a measure of how strongly sunlight is reflected by Earth’s 

surface and atmosphere. In general, clouds, snow, ice, and deserts have higher albedo  than forests, lakes, oceans, tundra, and agricultural land.

• Net Imbalance today (~1.65W/m2)  

Net radiation = incoming radiation – outgoing radiation  

• Where the E. fluxes in and fluxes out are greatest We also discuss several other topics like what are the The Scientific Methods?
We also discuss several other topics like what is Electromagnetic Radiation?

• Factors that influence the flux of energy in and out

Many different factors affect the balance at the top of the atmosphere. Some, such  as the amount of energy from the sun, anthropogenic greenhouse gases, black  carbon, and aerosols, act to force climate change away from a state of quasi­  equilibrium. Others, such as clouds, albedo, sea ice, and the natural release of  natural greenhouse gases, are a response to climate forcing and can act to reinforce climate change (positive feedback) or ameliorate the impact of climate change  (negative feedback). If you want to learn more check out What is cellular differentiation?

• Feedbacks  

Positive feedback from water vapor, natural green­ house gases, changes in albedo, and  some kinds of cloud cover enhance the effect. The negative forcing from aerosols, natural aerosols, black carbon, and other kinds of cloud cover ameliorate the impact, but there is  still a net imbalance of radiation at the top of the atmosphere that is growing and is  enough to increase the risks associated with climate change over the following century 

• Work that is done (Law of Thermodynamics)

Energy is conserved between a system and its surroundings when work is done.

• Changes in Earth’s Orbit (on longer time scales)

On a timescale of tens of thousands to hundreds of thousands of years, Earth’s orbit  follows well­defined cycles that determine how the amount of solar radiation reaching the top of the atmosphere changes with the seasons. The amount and global distribution of 

this energy waxes and wanes with small changes in the tilt of Earth’s axis of rotation  (obliquity), the direction of that tilt (precession), and shape of the orbit (eccentricity). 

Energy Transfer  

• Forces

atmosphere pressure: Force per unit area exerted by gases

average sea level pressure – 1013.25mb

Dalton’s Law ­ ­sum of partial pressures

The “weight” of overlying air 

A function of density and temperature 

• Atmospheric Circulation (How, where, when)  

On a smooth nonrotating planet, the pattern of atmospheric circulation would be simple.  Air heated at the equator would rise toward the top of the troposphere, move toward the 

poles, cool, descend, and flow back along the surface toward the equator. However, this  is not what we observe with our planet. Atmospheric circulation is made complex by the  effect of Earth spinning on its axis, at over 1,600 km hr–1 (994 mph) near the equator,  and the presence of oceans, plateaus, and mountains that interrupt the flow of air.  

Despite this complexity, years of data give us an accurate picture of the pattern of  atmospheric circulates over time. These data reveal complex patterns of vertical  convection and lateral advection in the tropo­ sphere that are effective at transferring  energy from lower to higher latitudes and maintain an overall balance in global  temperature 

• Ocean Circulation (How, where, when)

Global circulation begins where cold, dense, relatively low­salinity Arctic seawater sinks  from the surface and flows southward along the ocean floor at depth. It crosses the  equator (in contrast to circulation in the atmosphere) and flows toward the South Pole,  where is joined by a flow of even colder, dense water from the Antarctic. This process is  known as thermohaline circulation because it is driven by changes in both water  temperature (thermo) and salinity. This flow of deep cold water continues until it slowly  rises toward the surface and warms in both the Pacific and Indian Oceans. Surface  currents then complete the global circulation by transferring this warm water back toward the poles. In this way, the tropics are cooled and the poles are warmed, and the energy  balance of the climate system is maintained. 

• Relative amounts of energy carried by Ocean vs Atmosphere

Energy is transported through Earth’s climate system in different forms. In the  atmosphere water vapor plays a critical role because of the vast amounts of heat  required to turn liquid water into water vapor. The energy released into the atmo­  sphere by the condensation of water vapor is the fuel that drives the global climate engine. The heat capacity of water is a critical factor in the oceans, as water is able to absorb and retain a large amount of energy with only a small rise in 

temperature. Ocean currents then transport this water to higher latitudes, where  this energy is transferred to warm the atmosphere. 

• Time scales of energy transfer by the Atmosphere vs the Ocean  

The physical interaction between the atmosphere and oceans is complex, producing long term oscillations in the rate of exchange of energy. These major ocean­atmosphere  oscillations such as El Niño and the Pacific Decadal Oscillation take years to complete  and are so large that they can mask any underlying trend of global climate change for  more than a decade. 

• Future Projections (IPCC)  

The influential United Nations Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC)  projects how greenhouse gas emissions may change in the future. The IPCC makes these  projections by using economic models to illustrate a number of contrasting “storylines”  that it outlines in its Special Report: Emissions Scenarios 

• Emission Scenarios AR4 (storyline A1, A2, B1, B2)  

A1: The A1 storyline and scenario family is based on a future world of very rapid  economic growth and a global population that peaks in mid­century but declines  thereafter, and foresees the rapid introduction of new and more efficient technologies. 

A2: The A2 storyline and scenario family is based on a very heterogeneous world where  global population continues to increase, and economic growth is more regionally  oriented, more fragmented, and slower to develop than in other storylines. 

B1: The B1 storyline and scenario family is based on a more convergent world where  global population grows as rapidly as in the A1 storyline, but where rapid changes in  economic structure focus on the development of a service and information­based 

economy that uses less raw materials and encourages the introduction of clean and  resource­efficient technologies. 

B2: The B2 storyline and scenario family is based on a less likely world where there is an intermediate level of economic development, global population grows more slowly, and  there is an emphasis on local solutions to economic, social, and environ­ mental  problems. 

• Represenative Concentration Pathways by the year 2300 (RCP4.5, RCP6,  

RCP8.5)  

Four new Representative Concentration Pathways (RCPs) are proposed: 

The RCP3_PD model assumes that radiative forcing peaks by 2050 at ca. 3 Wm­2 and  decreases to 2.6 Wm­2 by 2100. 

The RCP4.5 model assumes we are close to stabilizing radiative forcing at 4.5 Wm­2 in  2100 and that carbon dioxide concentrations, and radiative forcing are held constant after  2100. 

The RCP6 model assumes that radiative forcing reaches 6 Wm­2 by 2100 before  declining to stabilize at 4.5 Wm­2 . 

The RCP8.5 model assumes that radiative forcing is still increasing and that emissions  are still high. This results in very high radiative forcing of 16 Wm­2 and a concentration  of carbon dioxide in the atmosphere as high as 3,000 parts per million. 

• Projected Warming  

Climate models and geological evidence suggest that doubling the level of carbon  dioxide in the atmosphere will result in a global rise in temperature of at least 3 C. This is

close to the level where some models suggest that inherent, chaotic instability in the  climate system (tipping points) could lead to very rapid, damaging, and permanent  climate change. 

Page Expired
5off
It looks like your free minutes have expired! Lucky for you we have all the content you need, just sign up here