¿Hay algún evento natural o provocado por el hombre que pueda causar un cambio climático abrupto en unas horas/un día?

La respuesta simple es que si desea un cambio permanente, es poco probable que suceda de la noche a la mañana. Hay mucha inercia en el entorno y se necesita tiempo para que cosas como las corrientes y cosas por el estilo funcionen.

Sin embargo, hay tres candidatos que podrían darte lo que quieres, y todos actúan más o menos de la misma manera:

• Un supervolcán
• Un impacto de meteorito
• una guerra nuclear

Los tres actuarían enviando una gran cantidad de escombros, polvo y cenizas a la atmósfera superior.

Ese polvo luego bloquea y refleja la luz del sol. Esto acaba con toda la vida vegetal y también hace descender la temperatura del planeta rápidamente, ya que la luz del sol se refleja en lugar de calentar el planeta.

Esto normalmente duraría al menos unos años antes de que se despejara, y luego los ecosistemas tardarían mucho en recuperarse, pero los efectos a largo plazo son temporales.

En el peor de los casos hipotéticos, el impacto de un meteorito masivo en un lado del planeta puede enviar ondas de choque a través de él. Eso luego causa erupciones masivas tanto en el punto de impacto como en el lado opuesto del planeta del impacto (ya que las ondas de choque se enfocan nuevamente allí). Si esas erupciones fueran lo suficientemente serias y duraderas, podrían extender el enfriamiento resultante durante décadas o incluso siglos.

Por ejemplo, las trampas de Deccan y el impacto de Chicxulub :

La liberación de gases volcánicos, particularmente dióxido de azufre, durante la formación de las trampas contribuyó al cambio climático contemporáneo. Los datos apuntan a un descenso medio de la temperatura de 2 °C en este período.

Debido a su magnitud, los científicos especularon anteriormente que los gases liberados durante la formación de las trampas de Deccan jugaron un papel en el evento de extinción del Cretácico-Paleógeno (también conocido como la extinción K-Pg), que incluyó la extinción de los dinosaurios no aviares. . El enfriamiento repentino debido a los gases volcánicos sulfurosos liberados por la formación de las trampas y las concentraciones de gas localizadas pueden haber contribuido significativamente a las extinciones masivas. Sin embargo, el consenso actual entre la comunidad científica es que la extinción fue provocada por el evento de impacto de Chicxulub en América Central (que habría producido una nube de polvo que bloqueó la luz solar que mató gran parte de la vida vegetal y redujo la temperatura global, lo que se conoce como impacto de invierno). ).

El impacto habría causado algunos de los megatsunamis más grandes en la historia de la Tierra. Una nube de polvo, ceniza y vapor sobrecalentado se habría esparcido desde el cráter cuando el impactador se hundió bajo tierra en menos de un segundo. El material excavado junto con piezas del impactador, expulsadas de la atmósfera por la explosión, se habrían calentado hasta la incandescencia al volver a entrar, asando la superficie de la Tierra y posiblemente provocando incendios forestales; mientras tanto, colosales ondas de choque habrían desencadenado terremotos globales y erupciones volcánicas. La emisión de polvo y partículas podría haber cubierto toda la superficie de la Tierra durante varios años, posiblemente una década, creando un entorno hostil para los seres vivos. La producción de choque de dióxido de carbono causada por la destrucción de las rocas carbonatadas habría provocado un repentino efecto invernadero. Durante un período más largo, las partículas de polvo en la atmósfera habrían impedido que la luz del sol llegara a la superficie de la tierra, enfriando la superficie drásticamente. La fotosíntesis de las plantas también se habría interrumpido, afectando a toda la cadena alimentaria.

Algo que puede desencadenar un cambio climático es un cambio repentino en el patrón orbital alrededor de la estrella. Por ejemplo, si un gigante gaseoso u otro cuerpo masivo pasa cerca del planeta, puede interrumpir la órbita y enviarlo a una órbita más cercana, a una órbita más lejana, a una órbita más (o menos) elíptica o incluso a la estrella o fuera de ella. el sistema por completo. esto no es tan repentino como otros eventos, pero dependiendo de la velocidad y la magnitud del cambio, puede ser radicalmente diferente.

Esto también es algo que no tiene un efecto devastador inmediato en la población. La guerra nuclear, un supervolcán o el impacto de un meteorito lo suficientemente fuerte como para tener estos efectos también destruirán de inmediato vastas áreas de su mundo. Un cuerpo masivo lo suficientemente cerca como para ejercer una atracción gravitacional causará terremotos e inundaciones, y potencialmente algo de radiación, pero no es tan devastador como los eventos sugeridos por Tim B.

Problema general

Tenga en cuenta que, a menos que introduzca un disipador de calor masivo, se necesita un tiempo inherente para enfriar la tierra o una parte de ella debido a lo siguiente:

Tenemos el clima que tenemos, porque los siguientes procesos están más o menos en equilibrio:

• Disipación de calor al espacio.
• Absorción del calor del sol.
• Absorción de calor geotérmico del núcleo de la tierra ( este efecto es insignificante ).
• Si solo está mirando un área en particular: Absorción o disipación hacia áreas vecinas.

Para enfriar todo el clima, debe inclinar esta balanza de manera que salga más calor del que entra.

El gran problema ahora es que es muy difícil aumentar la cantidad de calor que sale . Esto puede ser muy sorprendente al principio, porque es comparablemente fácil calentar las cosas: solo necesita convertir algo de energía no térmica en calor. Sin embargo, para enfriar algo, no puede simplemente convertir el calor en energía no térmica, sino que debe transferir este calor a algún lugar (que luego se calienta)¹. Por lo tanto, necesita algo muy frío o una bomba de calor (que consume energía, razón por la cual un refrigerador en suma calienta una habitación y no puede enfriar una habitación dejando la puerta del refrigerador abierta). Podría decirse que ambos no son aplicables a su escenario, por lo que debe confiar en los drenajes de calor a gran escala existentes y lo único que puede hacer es atenuar las fuentes de calor y esperar.

Si lo anterior es para resumir, la siguiente analogía podría ayudar: el calor se comporta como el agua en un lago (con un alto nivel de agua correspondiente a altas temperaturas). Hay algunos ríos que alimentan este lago (calor del sol, calor geotérmico) y ciertos ríos que lo drenan (disipación de calor al espacio). En este momento, las cantidades de agua que entran y salen están más o menos equilibradas y, por lo tanto, el nivel del agua de nuestro lago no cambia drásticamente. Lo que quiere corresponde a drenar el lago. Sin embargo, como no puede construir un nuevo canal para drenar el agua (introducir un disipador de calor), debe esperar a que el lago se drene a través de los ríos salientes existentes.

Una vez más, con números

Aquí están los primeros dos efectos en números y para ilustración:

^{(de Wiki Commons )}

Para tomar el número más alto, tenemos 343 W/m² de calor entrante y 343 W/m² de calor saliente. Estos números siendo casi iguales es el equilibrio antes mencionado, que evita que la temperatura de la tierra cambie drásticamente.

Para hacer un cálculo aproximado y benigno, ignoremos la transferencia de calor entre áreas y supongamos que logra apagar completamente los 343 W/m² entrantes mientras mantiene los 343 W/m² salientes, es decir, básicamente elimina el sol. Suponga además que todo lo que quiere hacer es congelar toda el agua (es decir, pasa de 0 °C de agua a 0 °C de hielo) y que su área está cubierta por una columna de agua de 1 m en promedio. Así tenemos por cada metro cuadrado:

• 1 m × 1 m² = 1 m³ de agua, que corresponde a 1000 kg.
• El calor de fusión del agua es de 334 J/g. Entonces necesitamos deducir 1000 kg · 334 J/g ≈ 3·10⁸ J de calor.
• Siguiendo nuestras suposiciones, deducimos 343 W = 343 J/s.
• Así, nos lleva 3·10⁸ J/343 W ≈ 10⁶ s ≈ 11 d.

Entonces, incluso en estas condiciones extremas, se necesitan once días para congelar completamente un poco de agua. Si bien se hicieron muchas suposiciones en esto, al menos debería darle una idea de cuánto tiempo toman esas cosas. A modo de comparación, considere también el retraso de las estaciones con respecto a la luz del sol: el mínimo de irradiación solar en realidad ocurre en lo que generalmente se considera el comienzo del invierno, no a la mitad.

¹ Esto es una consecuencia de la segunda ley de la termodinámica. Si bien hay excepciones a esto, no son aplicables a nivel geológico.

Como señala Wrzlprmft... no va a tener un globo terráqueo que se congele o se caliente rápidamente debido a una "pérdida o ganancia de energía de la tierra" con tanta facilidad con un par de excepciones. No repetiré la lista de Tim B... excepto para quizás agregar un evento espacial masivo como una ola de supernova que viene hacia nosotros, o incluso algo de nuestro sol (podría divertirse allí ya que no solo afectaría el clima, sino que freír toda nuestra electrónica de monitoreo y dejarnos casi ciegos)... pero te daré la posibilidad de redistribución.

La Tierra es un redistribuidor de energía increíblemente eficiente... en muy poco tiempo, la energía circula desde las regiones ecuatoriales y llega a la región polar para enfriarse. Describiré 2 puntos principales, aunque hay mucho más:

1. Atlántico Norte. El agua cálida del Caribe se abre camino hacia el norte en la superficie del océano y sube hacia Europa. Las corrientes de aire se calientan y soplan hacia el Reino Unido y Europa, proporcionándoles vientos alisios relativamente cálidos que mantienen las regiones del norte relativamente cálidas y lluviosas, incluso en los meses de invierno.

2. Pacífico. El Pineapple Express es un patrón climático (no solo una referencia a la marihuana) donde el aire cálido de Hawai y las partes tropicales del Pacífico se abre camino hacia la costa del Pacífico y proporciona una corriente de aire relativamente cálido y húmedo que mantiene áreas como Seattle y Vancouver es muy húmedo, especialmente en los meses de invierno.

Lo contrario es cierto... aunque sospecho que tienes algún conocimiento de eso (wunderground es un gran sitio, realclimate también lo es) donde las aguas más frías descienden y regresan a las regiones tropicales.

Este sistema es una gran cantidad de energía en proceso... así que no estoy completamente seguro de lo que se necesitaría para detener este sistema, pero en caso de que lo hiciera, puedo especular algunas cosas.

pero primero:

La situación de la tormenta en 'el día después de mañana' tiene bastantes fallas y el efecto de enfriamiento no sería tan rápido. Lo explican como aire extremadamente frío de la parte superior de la atmósfera superior que es succionado increíblemente rápido por esta tormenta masiva... desafortunadamente, ese aire también es exactamente lo opuesto a denso y se calentaría extremadamente rápido a medida que descendiera. Las cadenas montañosas también tienen la notable capacidad de desgarrar el flujo de aire en sistemas más grandes como este y evitarían que se formen sistemas de tormentas en su proximidad.

segundo:

Las corrientes de aire se mueven bastante rápido, sin embargo, no es un cambio de la noche a la mañana. Se necesitan alrededor de 4 días para que las partículas de los incendios forestales en Alaska vuelen sobre Canadá y terminen fluyendo a través del tubo de escape de Canadá (los marítimos). Incluso en su forma más extrema, no veo que este cambio tarde menos de un par de semanas, incluso un par de meses.

Con eso en mente:

Una semana después de que el sistema se apague, la temperatura del agua en las regiones oceánicas del norte caerá significativamente, mientras que las regiones alrededor del ecuador se calentarán rápidamente. El Reino Unido probablemente experimentaría el efecto primero a medida que el viento cambia de los vientos alisios cálidos del Caribe a los vientos árticos provenientes de un océano frío. Ocurriría relativamente rápido (dentro del marco de tiempo de una semana) y la nieve comenzaría a apoderarse permanentemente de la masa terrestre del Reino Unido. Un evento similar también comenzaría a ocurrir en la costa oeste de América del Norte.

Los trópicos son un asunto diferente ya que comenzarían a acumular calor. Hay 2 factores principales en el desarrollo de huracanes... las temperaturas de la superficie del océano y la fuerza del viento. Las temperaturas más altas del océano dan a los huracanes más energía, lo que resulta en vientos más fuertes y marejadas ciclónicas más grandes. Sugeriría que los huracanes serían extremadamente más poderosos de lo que hemos experimentado en el pasado. Dicho esto, también esperaría menos de ellos. Los huracanes son bestias gigantescas y se extienden desde la superficie de la tierra hasta más de 60k pies en el aire. Esto crea el escenario en el que la velocidad del viento en la atmósfera superior puede ser significativamente diferente a la velocidad del viento en la superficie... cuando esto sucede, la parte superior del huracán que impulsa la fuerza de la tormenta es arrancada de la parte inferior de la tormenta que tiene la rotación.

El resultado final (¿2 meses?) sería una gran capa de hielo sobre los polos norte y sur y regiones tropicales extremadamente cálidas que alcanzarían temperaturas fuera de lo que los humanos consideran habitables. La región entre el calor y el frío sería una corriente masiva de viento que probablemente produciría velocidades de viento sostenidas mucho mayores que las que hemos visto en la Tierra hasta ahora (llegaría a pensar en las 'nubes anulares' de Júpiter o Saturno podría incluso formar).

Lo único que podría considerar como un 'cambio abrupto' es que no reconocemos que esto está sucediendo de hecho (o no estamos de acuerdo con que así sea) y no nos damos cuenta hasta que llega el gran huracán o la tormenta de invierno. Es probable que el cambio sea menor al principio y no el más fácil de detectar hasta el inicio abrupto de una de estas tormentas (una tormenta ártica que golpea el Reino Unido desde el norte, o un huracán de proporciones anormales que golpea el Caribe/EE. China.

Agregando:

No descuide un evento solar extremo de la lista de potenciales aquí. El clima espacial tiene un efecto tremendo en la Tierra y hay investigaciones recientes que vinculan nuestro clima y sistemas de tormentas directamente con el clima del sol y las pestañas magnéticas que nos envía. Un evento solar extremo que se avecina también podría generar una serie de desastres meteorológicos y paralizar nuestras formas electrónicas de monitorearlo.

Un evento de baja probabilidad extrema pero posible: dos planetas rebeldes chocan en la posición L1, la masa fusionada termina orbitando en la posición L1. Si bien no bloqueará totalmente el sol, sería un eclipse parcial casi permanente (no es exactamente estable).

Para una variante hecha por el hombre del supervolcán de @TimB, los personajes de tu historia podrían construir un gran espejo espacial (¿para un horno de unobtanium? ¿para un truco publicitario?) en un punto de Lagrange y apuntarlo accidentalmente a la Tierra.
Good ol' xkcd describe un caso extremo (que, como tantas veces, destruye la tierra). Pero si lo reduce (¿tal vez un espejo parabólico del tamaño de una luna o un planeta? No tengo las matemáticas para calcularlo) calentaría rápidamente una pequeña área de la tierra, con efectos extremos.
Para ser honesto, no sé si esto conduciría a un escenario súper frío o súper caluroso, pero sin duda arruinaría tu día.