1. La ciencia del clima
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Curso de Especialización en Adaptación al Cambio Climático Región Ucayali Con el apoyo financiero del : Dictado y acreditado por:
Transcript of 1. La ciencia del clima
Curso de Especialización en Adaptación al
Cambio Climático
Región Ucayali
Con el apoyo financiero del :
Dictado y acreditado por:
Contenido
1. Conceptos generales sobre VC y CC
2. Variabilidad climática
3. Eventos meteorológicos extremos
4. Cambio Climático
5. Escenarios climáticos
1. Conceptos sobre el clima, variabilidad y cambio climático
TiempoCondiciones atmosféricas en un lugar
y momento determinado: horas a días.
ClimaCondiciones promedio, definidos en varios años (30 años), definen el clima de un lugar determinado.
El tiempo y clima
Clima
En sentido estricto, se suele definir el clima como estado
medio del tiempo o más rigurosamente, como una
descripción estadística del tiempo en términos de valores
medios y variabilidad de las cantidades pertinentes durante
períodos que pueden ser de meses a miles o millones de años.
El período normal es de 30 años, según la definición de la
Organización Meteorológica Mundial (OMM). Las cantidades
aludidas son casi siempre variables de la superficie (por
ejemplo, temperatura, precipitación o viento), aunque en un
sentido más amplio el „clima‟ es una descripción (incluso una
descripción estadística) del estado del sistema climático.
http://www.ipcc.ch/pdf/glossary/tar-ipcc-terms-sp.pdf
Variabilidad climática
La variabilidad climática se define como las variaciones del clima
con respecto a su estado medio, y se va a considerar como
parte del clima siempre y cuando estas variaciones se
encuentren en el rango de su desviación estándar.
La variabilidad del clima se refiere a las variaciones en el estado
medio y otros datos estadísticos (como las desviaciones típicas,
la ocurrencia de fenómenos extremos, etc.) del clima en todas
las escalas temporales y espaciales, más allá de fenómenos
meteorológicos determinados.
La variabilidad se puede deber a procesos internos naturales
dentro del sistema climático (variabilidad interna), o a variaciones
en los forzamientos externos antropogénicos (variabilidad
externa).http://www.ipcc.ch/pdf/glossary/tar-ipcc-terms-sp.pdf
Variación en la temperatura del mar de
noviembre 1997 a noviembre 1998
En una año puede variar hasta 10°C la
TSM frente a la costa norte de Perú.
Variabilidad climática
Escalas de la variabilidad climática:
•Estacional (invierno, verano, etc.)
•Intraestacional (veranillos, heladas, vientos paracas, etc.)
•Interanual (El Niño, sequías)
•Decadal (PDO)
• Tendencia, es el movimiento suave de la serie a largo plazo;cuando observamos que los datos estudiados presentanpreferencia a estar de una forma u otra: tienden a elevarseo disminuir en largo plazo.
• En el clima, representa el rumbo que está siguiendo elclima (representado principalmente por la temperatura delaire y precipitación), se tiende a decir que es una tendencialineal, pero no excluye oscilaciones de plazo largo (cientosde años). Para considerar una tendencia significativa en elclima debe considerarse una serie de datos de por lomenos 30 años.
Tendencias climáticas
Tendencias climáticas
Temperatura máxima anual (°C) en Huancayo
Nota: Medias y tendencias trazadas esquemáticamente
Cambio climático
“Importante variación estadística en el estado medio delclima o en su variabilidad, que persiste durante un períodoprolongado (normalmente decenios o incluso más)” IPPC,2007.
Cambio climático
La Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el
Cambio Climático (CMCC), define “cambio climático”
como: “un cambio de clima atribuido directa o
indirectamente a la actividad humana que altera la
composición de la atmósfera mundial y que se suma a la
variabilidad natural del clima observada durante
períodos de tiempo comparables”.
IPPC, 2007.
Fenómeno observado en las medidas de la temperatura que muestra en
promedio, un aumento en la temperatura de la atmósfera terrestre y de los
océanos en las últimas décadas.
La temperatura del planeta ha venido elevándose desde mediados del siglo
XIX, cuando se puso fin a la etapa conocida como la pequeña edad de hielo.
El IPPC en su cuarto informe, asegura que "la mayor parte del calentamiento
observado en los últimos 50 años, es atribuible a la actividad humana" .
Ciertas simulaciones indican que la principal causa es al aumento de dióxido
de carbono, gas de efecto invernadero. Sin embargo existen algunas
discrepancias al respecto de que el dióxido de carbono sea el principal gas que
influencie este efecto o de que sea el efecto invernadero el único que puede
provocar este calentamiento global.
Calentamiento global
Calentamiento global
Escenarios de cambio
climático + CO2
Sistema climático
Atmósfera
Océano
Biósfera
Criósfera (hielo)
Pronóstico del tiempo
“El Niño”
Escenarios de cambio
climático
Suelo
2. Variabilidad climática
Variabilidad estacional
Precipitación en Huayao (mm)
0
20
40
60
80
100
120
140
E F M A M J J A S O N D E F M A M J J A S O N D
Periodo
seco
Periodo lluvioso
Pico de la
estación
lluviosa
El Niño/La Niña
Variabilidad interanual
http://www.bioygeo.info/Animaciones/El_nino.swf
El Niño y la pesquería en el Perú
Anchoveta
EN
72-73
EN
82-83
EN
97-98
Tarazona et al., 2003
Las lluvias en Piura y El Niño
1982-83
1997-98
1992
1972
1987
2002
La lluvia ocurre cuando la TSM excede un umbral
Woodman, 1999
Las lluvias en Piura y El Niño
Lagos, Silva y Nickl, 2007
Con temperatura costera
(Niño 1+2)Con Pacífico central
(Niño 3.4)
>36%
9 a 36%
0 a 9%
0 a 9%
9 a 36%
>36%
Fracción de
variabilidadFebrero
Costa norte Sierra central y altiplano
Falta bastante por
“explicar”
El Niño y las lluvias en el Perú
El Niño y las lluvias en el Perú
Lagos et al., 2008
Silva, Takahashi y Chávez, 2007
Relación
negativa
Sin relación
Set-DicEne-Mar
Correlaciones entre índice Niño 4 y la lluvia en la cuenca del Mantaro
Ronchail et al., 2002
El Niño y las lluvias en la Amazonía
Se da en escalas de tiempo de superiores a 10 años
En esta categoría se encuentran el PDO (Oscilacióninterdecadal del Pacífico) ex “El viejo/ La Vieja”
Variabilidad interdecadal
Oscilación Decadal del Pacífico (PDO)Variabilidad interdecadal
Tendencias climáticas
Silva y Trasmonte, 2012
3. Eventos meteorológicos extremos
1. ¿Qué es un evento extremo?
2. ¿Hay diferencia entre un evento meteorológico y
climático extremo?
3. ¿Qué eventos clasifican como extremos?
4. ¿Donde son más frecuentes los EME?
5. ¿Cuánta pérdida pueden generar los eventos extremos?
Eventos meteorológicos extremos (EME)
IPCC, 2007
El clima extremo incluye fenómenos
meteorológicos que se encuentran en los
extremos de la distribución.
Comúnmente se consideran aquellos
que ocurren en menos del 5% del tiempo.
Eventos meteorológicos extremos (EME)
1. Olas de calor
2. Olas de frío
3. Heladas
4. “Friaje”
5. Lluvias intensas
6. Tormentas
7. Vientos huracanados
8. Sequías
• Frecuencia o
recurrencia
• Duración
• Intensidad
Eventos meteorológicos extremos (EME)
IPPC, 2007.
http://www.grida.no/publications/other/ipcc_tar/?src
=/climate/ipcc_tar/wg1/088.htm
Los cambios en el clima no sólo afectan a lastemperaturas medias, sino también a lastemperaturas extremas, aumentando laprobabilidad de desastres naturalesrelacionados con el clima. Si el cambioclimático global hace que la temperaturamedia mundial aumente , habrá menos frío, yuna mayor probabilidad de clima más cálido ylos records aumentarán.
Un aumento de la variabilidad de latemperatura se extenderá a los extremos,tanto para el lado frío como cálido.
Un aumento de la temperatura mediacombinada con una mayor variabilidad tendrápoco efecto en el clima frío, pero los eventoscálidos serán más frecuentes y los recordsaumentarán en gran medida.
EMEs en contexto de CC
Intensity
Frequency
Amenazas
• Algunos autores aseguran que el CG forzará un “delta-gradiente” en la intensidad y
frecuencia de las amenazas hidro-meteo-climáticas
• Bajo el aumento esperado del CG, es claro que es más bien el “delta-gradiente” de
la vulnerabilidad el que más aumentará el riesgo
• No se puede descartar un cambio en este escenario en el futuro, si las causas no
se atienden de manera efectiva.
CG
4. Cambio Climático
La temperatura, T, de la tierra se ajusta para que la energia radiada al
espacio infinito, Qr, sea igual a la energia recibida de la radiación solar, Qi.
Espacio
Qi Sol
Qr = Qi
T°C
Qr = a T4
La energía proveniente del sol se concentra en la gama orrespondiente a la luz (visual). La energía re-irradíada por la tierra se concentra en el infrarrojo
Balance de energía
Balance de energía
http://www.bioygeo.info/Animaciones/Balance_energetico_atmosfera.swf
El clima ha venido y seguirá cambiando por causas naturales, pero
también está cambiando por causas humanas. El incremento de los
gases de efecto invernadero por la quema de combustibles fósiles
y la deforestación está calentando lentamente el planeta.
CAMBIO CLIMÁTICO
[Fuente: Tom Peterson, NOAA/NCDC; IPCC 2007]
Tendencias de temperatura superficial (aire y mar).
Datos de HadCRUT2v, para el periodo 1979–2003
Fuente: http://www.giss.nasa.gov/research/news
• El calentamiento en el 2005 fue el mas intenso desde 1890• Mucho mayor que durante el año 1998 que se dio un evento El Niño extraordinario• El 2009 es el año mas cálido en el hemisferio sur, y el segundo más cálido a nivelglobal.
Cambios de la temperatura a largo plazo
Mecanismos NATURALES que influencian en el clima
Factores
astronómicos:
Ciclo solar, cambios
en la orbita de la tierra
Actividad volcánica
Variabilidad interna del
sistema océano-atmósfera.
Ejemplo: El Niño/La Niña
Factores ANTROPOGENICOS que influencian en el clima
Incendios forestales:
Cambian las
concentraciones de los
gases y aerosoles
Quema de combustibles fósiles:
Cambios en las
concentraciones de los GEI
Cambios en el uso de suelo,
deforestación:
Cambios en la reflectividad
(albedo)
Episodos “calientes”
(El Niño)
Episodios “fríos”
(La Niña)
Erupciones
volcánicas grandes
Todas las concentraciones de los GEI se han incrementado
El CO2 aumentó de 280 ppm (1750) a
379 ppm (2005)El Metano se incrementó de 715 ppb
(1750) a 1774 ppb (2005)
IPCC, 2007
Evidencias
•Aumento de la temperatura global
•Cambios de la temperatura a largo plazo
•Aumento del nivel del mar
•Derretimiento de los glaciares
•Disminución de los casquetes polares
Modelado
Observado
Forzantes del
cambio climático
Natural:
•Volcanes
•El Nino
•actividad solar
Antropogénica::
•Incendios forestales
•cambios en uso de la
tierra.
•Industrialización
•guerras
IPCC, 2001
Forzantes:
antropogénicas
y naturales
SOLO
Forzantes:
naturales
IPCC, 2007
Desde finales de los años cincuenta, época en la que se efectúan observacionesadecuadas mediante globos meteorológicos, el aumento de la temperatura globalgeneral en los primeros 8 kilómetros de la atmósfera y en la temperatura de lasuperficie ha ido aumentando a razón de 0,1°C por década.
1.8ºC por siglo
0.5ºC por siglo
Cambios de la temperatura a largo plazo
Cambio climático regional y local
EcuadorTmedia 1930-1990
0.8º a 2.7ºC/siglo
ColombiaTmedia 1961-1990
1º a 2ºC/siglo
UruguayTmedia 1900-2000
0.8ºC/siglo
Brasil sur1960-2000
Tmáx 3.9º a 6.2ºC/siglo
Tmín 5.1º a 8.2ºC/siglo Argentina1959-1998
Tmín 2ºC (DEF) 8ºC(JJA)
Tmáx Patagonia 2ºC a 4ºC (DEF)
Cambios en tempertura del aire
Tomado de: Cambio Climático: Impactos en América Latina Dra. Graciela Magrin, INTA-Argentina
Tendencia de las lluvias en
SA (1960-2000).
aumentos (+)
reducciones (o)
(Haylock et al., 2006).
aumento
s
reduccione
s
Tomado de: Cambio Climático: Impactos en América Latina Dra. Graciela Magrin, INTA-Argentina
Cambios en lluvias
Incremento del deshielo en la Cordillera Blanca
1996 - 8 Ha 2005 - 1 Ha2006 150 Ha
Chacaltaya un espejo de lo que ocurrirá con nuestros glaciares
22 Has 1996 - 8 Ha 2005 - 1 Ha2006 150 Ha
Deficit de Escurrimiento -
Aumento del deshielo 1953-1999
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
53-5
4
56-5
7
59-6
0
62-6
3
65-6
6
68-6
9
71-7
2
74-7
5
77-7
8
80-8
1
83-8
4
86-8
7
89-9
0
92-9
3
95-9
6
98-9
9
período
milì
met
ros
Glaciar Broggi -
1948
Glaciar Broggi -
2008
Tomado de: Cesar Portocarrero, Primera Jornada del Foro Internacional Cambio Climático Deglaciación en el Perú y Cambio
Climático, mayo 2008, PUCP
¿Realmente el cambio climático global nos puede afectar?
¿Cómo pasamos de un problema global a un problema local?
¿Hay evidencias de cambios en el clima en el Perú?
¿Las proyecciones del IPCC son válidos para el Perú?
¿Son válidos para la una microcuenca (ejemplo: el valle del Mantaro)?
¿Qué se requiere hacer?
¿Cuánto ha avanzado el Perú en identificar los problemas relacionados al cambio climático a nivel regional y local?
¿Qué zonas han sido estudiadas y cuáles faltan?
¿Porqué no se puede abarcar todo el Perú en un sólo estudio?
¿Estamos preparados para enfrentar los impactos del cambio climático?
¿Qué tenemos y qué nos falta?
¿Cuánto cuesta: conocer (estudiar, investigar), adaptarse, mitigar?
• Agricultura, pesquería, ganadería sonvulnerables por ser que son actividades quedependen del clima.
• Dependencia de fuentes hidroeléctricas (+70%) y por la disponibilidad del agua sonvulnerables al Cambio Climático.
• Limitados recursos financieros, técnicos,humanos y tecnológicos para apoyo a laADAPTACION.
• Fenómenos climáticos extremos serían masfrecuentes: El Niño, heladas,inundaciones...
Acciones en marcha- MINAM
-Agenda Nacional de
Investigación en Cambio
Climático (2010-2021)
-Segunda Comunicación
Nacional sobre Cambio
Climático
-http://www.minam.gob.pe/
Segunda Comunicación Nacional sobre Cambio Climático en el Perú
SCNCC, MINAM: http://www.minam.gob.pe/
El promedio para
todas las estaciones
indica: disminución de
alrededor de 3% de
las precipitaciones
actuales por cada 10
años (15% en 50 años)
Fuente: IGP, 2005
Tendencias
negativas
Tendencias
positivas
En los últimos 50 años se ha observado un incremento en la
temperatura máxima de alrededor de 1,3°C (0,24°C/década)
Disminución de las lluvias en 3% por década (15% en 50 años)
Incremento en el número de días con heladas (periodo setiembre-abril)
de 6 días/década (30 días en 50 años).
El principal problema asociado al cambio climático será reducción en
la disponibilidad del agua debido al decremento en las precipitaciones.
Esto afectara a todos los sectores socioeconómicos.
Los principales problemas actuales: sequías, heladas y
deslizamientos.
La población, en general, estaba más interesados en conocer las
condiciones climáticas a mediano plaza (pronósticos).
Fuente: IGP, 2005
5. Escenarios climáticos futuros
Son descripciones coherentes y consistentes de cómo el
sistema climático de la Tierra puede cambiar en el futuro.
Por ejemplo, los escenarios pueden requerirse para:
• Ilustrar el cambio climático (en términos del presente
clima)
• Proyección de las consecuencias potenciales del cambio
climático, como por ejemplo, estimar el cambio futuro de la
vegetación natural e identificar especies en riesgo.
• Planeamiento estratégico ante riesgos de incrementos de
nivel del mar y de inundaciones.
• Políticas de control de las emisiones, etc.
¿Qué es un “Escenario Climático”?
IPCC, 2007
Emisiones mundiales
IPCC SRES (Nakicenovic et al., 2000)
4 familias
A1 (World Market): The pursuit of personal wealth is
more important than environmental quality. There is very
rapid economic growth, low population growth and new and
more efficient energy technologies are rapidly introduced;
A2 (Provincial Enterprise): The underlying themes of
this story are the strengthening of regional cultural identities,
an emphasis on family values and local traditions, high
population growth and less concern for rapid economic
development;
B2 (Local Stewardship): In this story, the emphasis is
on local or regional solutions to economic, social and
environmental sustainability;
B1 (Global Sustainability): A move towards less
materialistic values and the introduction of clean
technologies are emphasised in this story. Global solutions
to environmental and social sustainability are sought,
including concerted efforts for rapid technology
development, dematerialisatin of the economy and
improving equity
Escenario de emisiones
Escenario de emisiones al 2100
IPCC, 2001
IPCC, 2007
Escenario de emisiones
Etapas para la generación de los escenarios climáticos
Escenario de emisiones
Fuente: IPPC, 2007
Forzamiento radiativo= Desbalance radiativo (watts/m2)
IPCC, 2007
Escenario de emisionesy temperatura
Cambios en la temperatura global, simulado por 9 modelos
Escenarios climáticos
IPCC, 2007
WGI-TS-SP
Fuente: IPPC, 2007
Proyecciones en la precipitación y la temperatura global
Fuente: IPPC, 2007
Proyecciones en la distribución de temperatura global
Fuente: IPPC, 2007
Proyecciones en la precipitación
A2 High GHG Emissions Scenario
B2 Low GHG
Emissions Scenario
Anomalías de lluvia (mm/dia) de modelos de IPCC TAR A2 y B2 para 2091-
2100 (en relación a 1961-90)
Nobre et al., 2004
Proyecciones en la temperatura, incertidumbre
A2 High GHG Emissions Scenario
B2 Low GHG
Emissions Scenario
Anomalías de lluvia (mm/dia) de modelos de IPCC TAR A2 y B2 para 2091-
2100 (en relación a 1961-90)
Nobre et al., 2004
Proyecciones en la precipitación, incertidumbre
¿Cómo pasar de lo global a lo regional o local?Regionalización (downscaling)
Regionalización
Modelos de Circulación General
Los modelos máscompletos son
construidosdiscretizando y luego
resolviendo lasecuaciones que
representan las leyesbásicas que rigen el
comportamiento de la atmósfera, el océano y la superficie terrestre.
REGIONALIZACIÓN: PASAR DE ESCALA GLOBAL A LOCAL
Resoluciones típicas de los RCM
MODELOS CLIMÁTICO REGIONALES
Regionalización de los escenarios climáticos
REGIONALIZACIÓN: PASAR DE ESCALA GLOBAL A LOCAL
Regionalización de los escenarios climáticos
Consiste en usar los datos del modelo global, proyectarse para unaregión mas pequeña.
2 métodos:
-Estadístico, requierede datos históricos de la zona en estudio
-Numérico, modelos de alta resolución espacial(más costoso y demora)
Las proyecciones del clima al
2030 a nivel nacional indican:
La temperatura máxima y mínima
aumentarían en gran parte del
territorio respecto al clima
presente hasta en 1,6°C
principalmente en la sierra y
selva norte.
Las lluvias se proyecta
deficiencias principalmente en
la costa y sierra central-sur
hasta en 40%. Incrementos
hasta en 20% en la Selva y
hasta 30% en la costa norte.
SENAMHI, 2007
Conclusiones
Distribución espacial del cambio de precipitación
(%) anual al 2030 - CCSM/RAMS-SENAMHI
Precipitación
•En la costa y sierra norte, parte de lasierra central y selva sur se esperaríanincrementos de hasta 20% ydisminuciones de hasta 20% en laselva norte y parte de la sierra centraly sur.
• Las lluvias extremas estimadasmuestran un probable decrecimientoen los próximos 30 años en gran partedel territorio.
• La frecuencia de lluvias moderadas eintensas se ha incrementado en lacosta y sierra norte mientras que hadisminuido en la sierra central.
Distribución espacial del cambio (°C) de
temperatura máxima anual al 2030 -
CCSM/RAMS-SENAMHI
• Los mayores incrementos de temperaturase presentarían en la costa y sierra norte, enla selva norte y en la sierra central y sur delpaís.
•En general el número de días fríos tienenuna marcada tendencia a disminuir mientrasque los días cálidos están incrementándoseen los últimos 40 años.
• Con respecto a las noches frías estas vienendisminuyendo a la par del incremento de lasnoches cálidas.
•En general se muestra un incremento de latemperatura máxima de hasta 1,6 °C enpromedio ( 0.53°C/década), y de hasta 1.4°Cpara la temperatura mínima (0.47°C /década).
SENAMHI, 2007
+1,2°C
0.9 -1.0 °C
1.1-1.2 °C
1.0 -1.1 °C
1.1-1.2 °C
+ 0,7°C0.3 - 0.4
°C
0.5 - 0.6
°C
0.2 – 0.4
°C
0.6 - 0.7
°C
Incertidumbre
Incertidumbre
Incertidumbre
Incertidumbre
Validación de los modelos
Validación de los modelos
En el largo plazo (50 a más años), existen algunos cambios climáticos que esperamos
con certeza (ej. Calentamiento global, aumento del nivel del mar, retroceso de
glaciares).
• Hay otros sobre los que no podemos decir nada aún (ej. cambios en la
frecuencia/intensidad de El Niño).
• Los cambios climáticos a escala regional son más difíciles de proyectar debido a que
circulaciones locales, nubosidad, vegetación, etc. son particulares a cada región.
• A escalas de tiempo relativamente cortas (por ej. 20 años), hay que considerar las
variaciones naturales decadales, que pueden ser más importantes que las
antropogénicas.
Incertidumbre y sus escalas
¡Muchas gracias por su atención!
