El mar peruano y las condiciones climáticas: variabilidad ...biodiversidad y en la distribución y...
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El mar peruano y las condiciones climáticas: variabilidad y escenarios futuros Dr. Dimitri Gutiérrez Aguilar [email protected] Instituto de Estudios Histórico - Marítimos Septiembre, 2017
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El mar peruano y las condiciones climáticas: variabilidad y escenarios futuros
Dr. Dimitri Gutiérrez Aguilar
Instituto de Estudios Histórico - Marítimos Septiembre, 2017
Contenido 1. El mar peruano en el contexto climático global
Circulación atmosférica y oceánica El afloramiento costero y el clima regional Productividad, oxígeno, acidez
2. Variabilidad climática y manifestaciones oceanográficas El Niño y La Niña Cambios en escalas de tiempo mayores
3. Cambio climático: tendencias y proyecciones Procesos globales Escenarios futuros en el Pacífico Sudeste
EL MAR PERUANO EN EL CONTEXTO CLIMÁTICO GLOBAL
Campos climatológicos: Presión en superficie, Velocidad del viento y TSM
SLP, Vsfc
SST
28°C
23°C
17°C
10°C
1020 hPa 1015 hPa APS
Estacionalidad del APS sobre Sur América occidental
Nótese influencia del campo de Patm sobre la orientación e intensidad de los vectores de vientos al Oeste de Sudamérica
Strub et al., 1992
APS
Estrato cúmulos
ZCIT
Carácterísticas atmosféricas sobre el Pacífico Sur Este (PSE)
Chorro costero
Neblina costera
Garreaud et al., 2007
La capa de inversión es mantenida por la subsidencia de gran escala (debido a la contracción del aire en contacto con las aguas frías del PSE). La capa cubre una capa de borde marina fría, húmeda y bien mezclada, que está en contacto con las aguas frías.
La capa de inversión térmica
Albedo, promedio bimestral
60-80%
frec. temporal.
Albedo (nubosidad) Garreaud et al., 2007
Albedo y cobertura de estratocúmulos en el Pacífico Sudeste (PSE)
Albedo: % de radiación
reflejada en relación a la
radiación incidente.
La persistente cobertura de
estrato-cúmulos reduce
sustancialmente la cantidad
de radiación solar que llega a
la superficie.
Esta gran celda de circulación latitudinal (zonal) que se sobrepone a la celda meridional de Hadley. Las anomalías de la circulación de Walker están inversamente relacionadas con las anomalías de la circulación de Hadley.
Condiciones normales Dic-Ene-Feb
Celda de Walker o Circulación Tropical
El afloramiento costero
Proceso producido por la interacción del viento costero (debe estar dirigido al norte) y la rotación de la tierra.
Induce ascenso de aguas frías de capa sub-superficial, que poseen más nutrientes, más CO2 y menos oxígeno
+CO2
-O2
-T°
‘Forzantes’ de la dinámica del mar peruano
Vientos costeros y afloramiento Circulación Walker
(1) Piscina Cálida (2) Convección (3) Clinas superficiales
Colores: Clorofila-a Líneas: Oxígeno (micromoles por L) a 100 m de profundidad
↑N & CO2 ↓ DO & pH
El mar peruano y el Pacífico Sudeste: naturalmente más frío, productivo, ácido y deficiente de oxígeno
Oxígeno en sub-superficie
pH superficial Clorofila-a en superfiice
Temperatura Superficial del Mar
VARIABILIDAD CLIMÁTICA Y MANIFESTACIONES OCEANOGRÁFICAS
El ciclo El Niño-Oscilación del Sur (ENSO) es una oscilación natural y espontánea del sistema acoplado Océano-Atmósfera, ligado a ka variabilidad de la Circulación de Walker y del campo de presión atmosférica a gran escala. variando entre sus fases fría (La Niña) y cálida (El Niño).
El Niño – Oscilación del Sur (ENSO)
Registros de corales en el Pacífico occidental sugieren que las oscilaciones ENSO o ‘tipo ENSO’ existieron desde 130 000 años BP
Registros de paleo-ENSO
El ENSO exhibe una modulación interdecenal, centenal, milenial y posiblemente orbital. Se cree que el modo actual en frecuencia y amplitud de El Niño se instaló en el Holoceno medio (aprox. 6000 BP).
Modulación del ENSO en otras escalas
Sedimentos del Lago
Pallcacocha, S Ecuador
(Rodbell et al., 1999)
La Oscilación Decenal del Pacífico (PDO) fue definida originalmente para describir un dipolo de TSM entre el Pacífico Norte y el Pacífico Ecuatorial, removida la tendencia global de las temperaturas.
Sin embargo la señal es detectable también a nivel global (F. Chávez, com. pers.).
Se sostiene que el PDO puede estar asociado a cambios decadales en los ecosistemas del OP.
Modos de Variabilidad Climática; PDO
PDO = Primer componente principal de
la serie de tiempo de temperaturas en
el Pacífico Norte/Ecuatorial, removida
la tendencia
Impactos en la lluvia anual según dónde es el calentamiento del mar
El Niño en el Pacífico oriental (Patrón E)
El Niño en el Pacífico central (Patrón C)
Lavado y Espinoza,
2014 (PpR El Niño)
Más lluvia en la costa
Menos lluvia en
las partes altas
Takahashi et al., 2011
Ondas Kelvin ‘atrapadas’
El hundimiento de la termoclina causa un empobrecimiento del aporte de nutrientes a la capa superficial, aunque el viento persiste o se intensifica
Impacto de El Niño (ENSO) sobre la fertilidad de las aguas costeras
Chavez, 2007
Feb- 2017
El Niño Costero 2017 y su impacto en la productividad del mar peruano
Anomalía de Cl-a
2017
2016
CALLAO al 29.04 (8 mn)
EN 2015-16 EN Costero 2017
Calentamiento oceasionado por alteraciones en la circulación atmosférica regional
Disminuye la productividad debido al colapso del afloramiento costero
Fuente: IMARPE
Espesor y límite superior de la Zona Mínima de Oxígeno (Fuenzalida et al., 2009)
Testigos colectados en la ZMO
Registros de variabilidad climática en el mar peruano
Salvatteci et al., 2014
CAMBIO CLIMÁTICO: TENDENCIAS Y PROYECCIONES
Atmospheric
Warming
OCEAN
WARMING
Reduced
Solubility Increased Stratification &
Higher respiration
Ice
melting
OCEAN
DEOXYGENATION
OCEAN
ACIDIFICATION
Eutrophication
+
+
-
+
CLIMATE CHANGE
93% of global heat
27% of CO2 emissions
PRIMARY
PRODUCTION
El cambio climático y el ambiente oceánico
IPCC, 2013
Más estratificación (+TSM, + flujo de agua dulce polar)
Más acidez (por absorción del CO2 de la atmósfera)
Menos oxígeno (por estratificación y pérdida de solubilidad)
Menos productividad en zonas tropicales; más productividad en zonas polares
HOY FUTURO
+ cálido, + dulce, + ácido
Breitburg et al., 2015
Proyecciones con CC: (2090 – 2099) – (1990 – 1999), RCP8.5
Tendencias recientes indican un enfriamiento relativo del Pacífico Oriental en relación a las tendencias globales desde la década de 1980, lo cual se verifica para el caso del mar peruano (zona central y sur) hasta 2010 en promedio.
Proyectando escenarios regionales de Cambio Climático
SST-PI
SST-4xCO2
Tendencias de TSM (°C/década) (1980 -2014) (Gutiérrez et al., 2016)
Falvey & Garreaud, 2009
Modelos regionales indican aumento significativo de la estratificación (similar o mayor a Niños) y menos afloramiento en escenarios futuros en la escala de 50 a 100 años.
Proyectando escenarios regionales de Cambio Climático
SST-PI
SST-4xCO2
2090s – 1990s, RCP 8.5 (IPCC, 2013)
Los modelos globales presentan mucha incertidumbre sobre patrones regionales de la desoxigenación con el CC. No obstante, en promedio pronostican menos concentraciones de oxígeno y más acidez en el futuro.
Brochier et al., 2013
Más Niños (y Niñas) extremas con el cambio climático?
Modelos climáticos sugieren una mayor frecuencia de EN extremos, debido a un mayor calentamiento superficial en el Pacífico Oriental, que facilitaría la generación de precipitaciones intensas.
Además los eventos extremos son más probables por el cambio en el estado medio + las fluctuaciones ENSO La mayor probabilidad de Niños extremos también aumenta la probabilidad de La Niña extremas
Cai et al., 2014
Conclusiones Las condiciones excepcionales templadas del mar peruano en relación a su
posición geográfica obedecen a la interacción entre la atmósfera y el océano en la región, que además favorecen y retroalimentan la persistencia de una capa de inversión térmica en la baja atmósfera, amplia cobertura de nubes estrato y variaciones moderadas de la temperatura del aire en el ciclo anual.
El mar peruano destaca entre otros sistemas análogos del globo por su mayor
productividad biológica, pero asimismo por su alta vulnerabilidad a las variaciones climáticas de tipo interanual (El Niño/La Niña), los cuales modulan cambios en las condiciones físicas, químicas y biólogicas del ecosistema. Además la historia de la región demuestra que las condiciones del productividad del sistema responden a cambios globales en escalas de tiempo mayores (décadas a miles de años).
Al afectar la circulación atmosférica a nivel global, así como la circulación y los patrones de ventilación en el interior del océano, se espera que el cambio climático afecte varios atributos del sistema físico-químico del mar peruano y del Pacífico Sudeste (más temperatura y menos productividad) y posiblemente una mayor frecuencia de eventos extremos, que ciertamente traerán implicaciones en las características del clima costero a nivel espacial y estacional, así como en la biodiversidad y en la distribución y biomasa de los recursos hidrobiológicos.
El mar peruano y las condiciones climáticas: variabilidad y escenarios futuros
Dr. Dimitri Gutiérrez Aguilar
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