Impactos del CC en la provisión de servicios ecosistémicos: una

perspectiva regional

Pablo ImbachAnálisis del cambio climático para la construcción de

una agenda agroambiental y de salud en la Región Huetar Atlántica

23 Julio, 2010

Objetivos

• Conocimiento sobre elementos para analizar el impacto del CC en la provisión de SE

- CC y SRES

- Cambio Climático- Global- Regional

- Impactos en ecosistemas y SE• Vulnerabilidad = E + S - CA

Exposición: emisiones de GEI y escenarios de cambio climático

Escenarios de emisiones de GEI

(SRES)

Modelos climáticos (GCM)

Escenario de CC(p.e. T y P)

Senderos de desarrollo

Escenarios de GDP, población, intensidad energética, equidad,

uso del suelo, etc.

Modelo de impacto en el ecosistema

Modelo de impacto en

el SE

Vulnerabilidad de la sociedad

Capacidad adaptativade la sociedad

Vulnerabilidad a la provisión

de SE

Exposición: clima

• Definición– “Tiempo” promedio en un

periodo determinado, por lo general 30 años

– Clima es lo que esperamos y el tiempo lo que tenemos

– Descrito por la media y la variabilidad de la precipitación, temperatura y viento

• Evoluciona debido a su dinámica interna y debido a factores externos (“forzamientos”)

• Forzamientos: volcanes, sol, cambios de composición de la atmósfera por actividades humanas

Exposición: clima

• El motor del clima es la radiación solar (Rs)

• El balance de radiación se puede modificar:– Cambios en la radiación

entrante del sol– Cambios en la fracción de

la radiación reflejada albedo = f(nubes, cobertura del suelo, partículas en la atmósfera)

– Cambios en la radiación de onda larga debido a cambios en GEI Fisher et al., 2008

Exposición: forzamiento radiativo (FR)

• Desbalance radiativo (Wm-2) en el sistema climático en la parte superior de la atmósfera (12 km) causado por la adición de GEI (u otro cambio)

• Se usa para comparar las fuentes naturales o antropogénicas del CC

• Se relaciona linealmente con el cambio en la temperatura global promedio en la superficie

Exposición: GEI y FR

• El FR se estima en +1.6[-1.0,+0.8] Wm-2

• GEI de vida larga: CO2, CH4, N2O, halocarbonos(C+halógenos (Cl, Fl, Br, I)) y hexaflururo (SF6) hancontribuido con un FR +2.63[±0.26]

• Gases más abundantes en la atmósfera: Oxígeno y Nitrógeno

• GEI más importantes: Agua y Dióxido de Carbono

• Nubes: tienen un efecto refrigerante (reflexión > absorción) Cambio instantáneo en el flujo de

radiación debido a forzamientos (naturales y antropogénicos) entre 1860 y 2000)

Exposición: forzamiento radiativo

Timescale: tiempo queduraría el efecto si las emisiones se detuvieran

Exposición: historia

+100ppm (36%)1750-1970: 50ppm1970-2000: 50ppm

Proxy de Temp.

Proxy de Hielo

Inte

rgla

cial

esca

lien

tes

Mejor estimado

Obs.

Variaciones decadalesEx

po

sici

ón

: fu

turo

Jensen & Steffen, 2009

Raupach et al., 2009

Exposición: magnitud

Inducida por el hombre

Lovejoy y Hannah, 2005

Exposición: escenarios de emisiones

A1Crecimiento económico rápido2050 pico poblacional con decrecimiento al 2100Introducción rápida de tecnologías eficientesReducción en el ingreso per-cápita entre regiones (“convergencia”)

A1FI: intensivo en combustibles fósilesA1T: energía no-fósilA1B: balanceado

A2Mundo heterogéneo, preservación de identidades localesIncremento continuo de la población mundialDesarrollo económico y tecnológico regionalizado, fragmentado y el más lento

B1Soluciones globales y equitativasCambios rápidos a una economía de servicios e información, reducción en intensidad de materiales2050 pico poblacional con decrecimiento al 2100Teconologías limpias y eficientesSin iniciativas climáticas adicionales

B2Soluciones localesIncremento de la población continuo a una menor tasa que en el A2Desarrollo económico y tecnológico intermedio y diversoMejoras regionales en equidad social y protección ambiental

Exposición: escenarios de emisiones

• Se recomienda usar una variedad de escenarios• No existe un escenario más probable• No se deben mezclar componentes de diferentes escenarios• Estos se combinan con modelos del clima para tener escenarios de cambio climático

Exposición: escenarios de CC

AOGCMs (GCM) Confiables a escalas grandes ya que

logran reproducir climas observados y pasados

Mejores para algunas variables (temperatura) que para otras (precipitación)

Ha mejorado la representación de eventos extremos (fríos y calientes); la frecuencia e intensidad de lluvias es todavía subestimada

Hay por lo menos 23 GCMs Técnicas para escalas regionales:

RCM o métodos de “bajar escala

Exposición: CC observado en América Central

• Calentamiento general de la región

• Incremento en los extremos calientes de temperaturas máximas y mínimas

• Decrecimiento de extremos fríos

• Sin aumentos significativos en la precipitación

• Con aumentos en la intensidad de la precipitación y días húmedos y muy húmedos

PRECPTOT: annual tot. wet day prec.

SIID: simple daily intensity index (total prec./# wet days)

R95p: very wet days

R99p: extremely wet days

TX90p: warm days

TN90p: warm nights

TX10p: cool days

TN10p: cool nights(% of days with the variable in X percetntile)

CWD: consecutive wet days

CDD: consecutive dry days

1961-2003 1971-2003

Aguilar et al., 2005

Exposición: CC futuro en AC

• Calentamiento

• Baja en la precipitación

• GCMs con resultados muy variables, en particular para la precipitación y los ciclones

• Hay pocos MCRs desarrollados

• Incertidumbre: emisiones, GCM, MCR y reducción de escala (downscaling)

Exposición: CC en América Latina

• World Climate Research Programme’s (WCRP’s) Coupled Model Intercomparison Project phase 3 (CMIP3)

• RCCI: Regional Climate ChangeIndex (T, PPT y variabilidad interanual)

• Centroamérica es el “hotspot” másgrande de CC en los trópicos

• Disminución en la precipitación de verano

• Incremento en la variabilidad de la precipitación en 20 AOGCM y 3 SRES

• Es una de las señales más consistentes de los modelos

Giorgi 2006

Exposición: CC en América Latina

Exposición: América Central

Exposición: canícula en AC

• Estación lluviosa de Mayo a Octubre• Distribución bimodal con máximas en Junio y

Septiembre/Octubre • Sequía de medio verano, veranillo o canícula en Julio/Agosto

(MSD: mid summer drought) principalmente en la costa pacífica• Comparan simulaciones del MSD con observaciones y analizan

escenarios futuros• ECHAM, HADGEM y MIROCH seleccionados por su alta

resolución (topografía de la región) y representación del MSD

Rauscher et al., 2008

Exposición: canícula en AC

Rauscher et al., 2008

Sequías en Centroamérica

Scheffield & Wood 2008

Impactos del CC en ecosistemas: agua dulce

• Los impactos del CC – Incrementos en temperatura, nivel del mar y variabilidad de la

precipitación

• Incrementos en la temperatura del agua, incremento en la intensidad de la lluvia y períodos extendidos de flujos base exacerban la contaminación – Impactos en los ecosistemas, salud, confiabilidad y costos de

operación de los sistemas de aprovechamiento

• El CC afecta la función y operación de la infraestructura y manejo del agua

• Los impactos negativos del CC superan los beneficios (lugares con aumento en el recurso serán afectados por la variabilidad)

Impactos del CC en ecosistemas: determinantes p/ agua dulce

• Determinantes: precipitación, temperatura, demanda evaporativa (DE)

• Aumento de T y DE en latitudes altas y en el verano

• Aumento en el promedio de la precipitación en latitudes altas y en los trópicos (con cambios en la estacionalidad)

• Aumento en la variabilidad de la precipitación

Richardson et al., 2009

Impactos del CC en ecosistemas: calidad de agua

• Niveles bajos de agua hacen que se re-suspendan los sedimentos del fondo afectando la calidad del agua

• Aumento en la intensidad aumenta la turbidez del agua debido a la erosión y nutrientes – Combinado con menor volumen– Contaminantes (agroquímicos)

• Alta temperatura promueve brotes de algas, bacterias y hongos en el agua

• Estuarios aumentarán su salinidad debido a una reducción del caudal

• Impacto en enfermedades ligadas a la calidad del agua (p.e. diarrea)

Impactos del CC en ecosistemas: erosión y sedimentos

• Cambios en el balance hídrico afecta procesos geomórficos como erosión, estabilidad de pendientes, cambios de canales y transporte de sedimentos

• Aumento en la variabilidad incrementa el poder erosivo de la lluvia, además de cambios en :– Erodabilidad del suelo (cambios en concentración de m.o.)– Dosel– Hojarasca– Humedad del suelo y ET

• Esto hace que la respuesta no sea lineal o en la misma dirección al cambio en la precipitación

• Pocos estudios en América Latina (AR4)

• Señal convergente en latitudes altas

• Incremento en los trópicos (altaincertidumbre)

• Fertilización de CO2: reducción en la transpiración e incremento en el crecimiento de las plantas

Impactos del CC en servicios de provisión: escorrentía

Impactos del CC en ecosistemas: aguas subterráneas

• Poca información disponible• CC afectará las tasas de

recarga y niveles• Impactos depende de los

sistemas de recarga (p.e.eventos intensos en zonas áridas, estacionalidad en otras zonas, recarga por conexión directa con ríos)

• Recarga aumenta en una menor tasa que la precipitación

• Diferencias entre modelos son mayores que entre escenarios en algunos casos

• Resultados son específicos del sitio

Una aplicación para AC con modelos SVAT

Sometido a HESS

Una aplicación para AC con modelos SVAT

Sometido a HESS

Impactos en Mesoamérica

0%

20%

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100%

10 20 30 40 50 60 70 80 90

A2-escorrentíaexceptionally unlikely

very unlikely

unlikely

about as likely as not

likely

very likely

Virtualy likely

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A2-LAI

exceptionally unlikely

very unlikely

unlikely

about as likely as not

likely

very likely

Virtualy likely

En preparación para GE&B

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10 20 30 40 50 60 70 80 90

B1-escorrentía

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100%

10 20 30 40 50 60 70 80 90

B1-LAI

Muchas Gracias!