Análisis de los modelos de balance de energía y estudio de las causas que conducen a la pérdida de hielo marino en el Océano Ártico y a la desestabilización del clima

摘要

En el presente documento se hace un análisis de algunos de los modelos de clima más importantes que representan el comportamiento climático en la superficie del planeta y se enfatizaudprimordialmente en el estudio del deshielo que se ha presentado en el Océano Ártico y que ha sido de gran interés para la comunidad científica.udSe parte de la ecuación de balance de calor, para la cual se propone un Funcional que cumpla con la condición de estado estacionario y por medio del uso del cálculo variacional aplicadouda este sistema se llega a un problema de valores y vectores propios el cual permite identificar el comportamiento de la solución Te además de su estabilidad.udPosteriormente se estudia un modelo enfocado primordialmente en la pérdida de hielo marino del Océano Ártico cuya variable de estado E representa la energía por unidad de área y que hace referencia a la capa de mezcla oceánica. Se introduce la ecuación diferencial correspondiente y algunos de los parámetros mas importantes entre ellos el parámetro de control que representa la reducción en la radiación de salida debido al incremento en los niveles de gas invernadero y que es de gran relevancia durante el desarrollo de la investigación.udPosteriormente este trabajo de investigación se centra en el estudio del modelo de clima orientado hacia un análisis por medio del uso de la topología y en particular utilizando variedadesudpara definir la superficie de la tierra, esto debido a que el planeta geométricamente no es del todo esférico. El tratamiento matemático es mas riguroso que el utilizado en los modelos anteriores y se estudia también la controlabilidad del sistema.udFinalmente se pretende también mostrar cuál ha sido el comportamiento de los glaciares en Colombia y como ha disminuido el hielo de algunos de los principales nevados en los últimos años mostrando de esta forma la fragilidad del clima del planeta y en particular de nuestro país. El estudio que se hace en este caso es primordialmente teórico.udDurante el desarrollo de este trabajo de investigación se pone de manifiesto también uno de los fenómenos que se cree ocurrió en el planeta en dos oportunidades hace 2.4 billones y hace 600 millones de años atrás respectivamente denominado Snowball Earth en el cual el planeta colapsó hasta el punto tal de quedar completamente cubierto de hielo. Hay pruebas de que este fenómeno haya ocurrido en algunas partes del planeta como es el caso de África en donde se han encontrado pruebas de tal acontecimiento.udSe muestran también algunos de los resultados analíticos obtenidos a partir de simulaciones que muestran el comportamiento de las soluciones a la ecuación de balance de calor