royecto Regional Andino de Adaptacin - PRAA

ESCENARIOS DE CAMBIO CLIMATICO EN LA CUENCA DEL RIO URUBAMBA PARA EL AO 2100

Titulo :Autor : Ao : Edicin:

Escenarios de cambio climtico en la Cuenca del ro Urubamba para el ao 2100SENAMHI Servicio Nacional de Meteorologa e Hidrologa Centro de Prediccin Numrica - CPN 2007 SENAMHI

La presente publicacin forma parte del Proyecto Regional Andino de Adaptacin PRAA, como lnea de base del proyecto Adaptacin al Retroceso Acelerado de Glaciares en los Andes Tropicales (Bolivia, Ecuador, Per)", auspiciado por el GEF a travs del Banco Mundial, y coordinado por el CONAM.

Servicio Nacional de Meteorologa e Hidrologa SENAMHI Jr. Cahuide 785 Jess Mara Telfonos: (51 1) 6141414 (central) y 6141408 (CPN) http://www.senamhi.gob.pe

Diseo: Jorge Dvila Flores Impresin: Imprenta del SENAMHI Primera edicin: Diciembre 2007 Tiraje: 20 ejemplares Impreso en Per 2007

El contenido de este documento puede ser reproducido mencionando la fuente o con autorizacin del autor.

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Servicio Nacional de Meteorologa e Hidrologa - SENAMHI

Presidente Ejecutivo Responsable de la Gestin Tcnica Director General de Meteorologa

May. General FAP (r) Wilar Gamarra Molina Ing. Constantino Alarcn Velazco May. FAP Julio Villafuerte Osambela

Autores

Ing. Gabriela Rosas Benancio (Coordinacin local) Ing. Grinia Avalos Roldn (Coordinacin Tcnica) Ing. Amelia Daz Pabl Ing. Clara Oria Rojas Ing. Luis Metzger Terrazas Ing. Delia Acua Azarte Bach. Gerardo Jcome Vergaray Ing. Elizabeth Herrera Robles Ing. Est. Marcia Valdez Rossell Ing. Wilfredo Yzarra Tito Ing. Juan Carlos Huaman Cayhualla Ing. Nelson Quispe Gutirrez Ing. Hctor Vera Arvalo Met. Flix Cubas Saucedo Ing. Richard Miguel San Martn Sr. Jorge Dvila Flores Ing. Grinia Avalos Roldn Sr. Jorge Dvila Flores Sr. Dante Bracamonte Luna SO1.FAP Rusbel Galn Marn

Apoyo en programacin Especialista analista SIG Consultas tcnicas

Soporte computacional Recopilacin Edicin

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Consejo Nacional del Ambiente - CONAM

Presidente Secretario Ejecutivo Jefe de la Unidad de Cambio Climtico Coordinador Regional PRAA Especialista Coordinacin Regional PRAA

Manuel E. Bernales Alvarado Csar Villacorta Arvalo Ricardo E. Giesecke Ana Iju Fukushima

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PRESENTACIN

El Consejo Nacional del Ambiente (CONAM), Autoridad Ambiental Nacional y ente rector del Sistema Nacional de Gestin Ambiental, es el punto focal en el Per de la Convencin Marco de las Naciones Unidas Sobre Cambio Climtico (UNFCCC, por sus siglas en ingls). La Estrategia Nacional de Cambio Climtico aprobada por D.S. 086-2003-PCM, fue desarrollada de manera multisectorial y representa el alto nivel de prioridad que el pas confiere a los serios retos y amenazas que representa el Cambio Climtico en el Per. En este contexto y gracias al aporte del Special Climate Change Fund del Fondo Mundial del Ambiente, el CONAM, a travs del Banco Mundial, coordin la fase de preparacin del proyecto Adaptacin al Retroceso Acelerado de Glaciares en los Andes Tropicales, el cual tiene como objetivo principal la implementacin de medidas piloto de adaptacin al cambio climtico, para las comunidades que viven en valles que se surten de agua a partir de cuatro glaciares tropicales selectos en Bolivia, Ecuador y Per. Como parte de las actividades de la fase de preparacin del proyecto, se priorizaron dos reas de intervencin en el Per: la subcuenca del Shullcas perteneciente a la cuenca del Mantaro en la regin Junn, que es alimentada por el nevado Huaytapallana, y las subcuencas Santa Teresa, Sacsara, Ahobamba y Chaupimayo pertenecientes a la cuenca del Vilcanota-Urubamba en la regin Cusco, que son alimentadas por el nevado Salkantay. Con la finalidad de ampliar el conocimiento sobre las condiciones climticas actuales y futuras se desarrollaron escenarios climticos regionales para ambas cuencas. El desarrollo de los escenarios climticos fue encargado al Servicio Nacional de Meteorologa e Hidrologa SENAMHI, dada su especializacin y experiencia en la observacin y anlisis de variables climticas a nivel nacional y regional. Los escenarios climticos fueron desarrollados en base al modelo japons de alta resolucin, procesado en el supercomputador ms veloz del mundo para cuando se hizo este experimento, el Simulador de la Tierra o Earth Simulator, con el apoyo de los cientficos del Meteorological Research Institute de Japn y los resultados de este trabajo aparecen en el presente documento. El CONAM expresa su felicitacin al equipo tcnico-cientfico del SENAMHI por los muy buenos resultados de este trabajo encomendado, el cual se constituye en una herramienta indispensable para asegurar un proceso coherente de planificacin del desarrollo regional, incorporando al mismo los impactos del Cambio Climtico. Manuel E. Bernales Alvarado Presidente del Consejo Directivo del CONAM

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AGRADECIMIENTOS

El equipo de trabajo desea expresar su agradecimiento:

Al Banco Mundial en las personas de Walter Vergara, Alejandro Deeb y Alfred Grunwaldt.

Al Meteorological Research Institute MRI de Japn, en las personas de Hiroki Kondo, Manabu Komiya, Akira Noda, Shoji Kusunoki, Ryo Mizuta por su permanente apoyo tcnico. Al Consejo Nacional del Ambiente del Per - CONAM Al Servicio Nacional de Meteorologa e Hidrologa SENAMHI.

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CONTENIDO5 6 9 10 10 16

PRESENTACION... AGRADECIMIENTOS... CAPITULO 1. INTRODUCCION... 1.1 Objetivos... 1.2 Marco Terico...... 1.3 Antecedentes de Tendencias actuales del clima en el pas CAPITULO 2. LA CUENCA DEL URUBAMBA 2.1 Ubicacin y Caractersticas Geogrficas. 2.2 Importancia Socioeconmica y potencialidades de la cuenca. 2.2.1 Recurso hdrico.. 2.2.1.1 El ro Santa Teresa 2.2.2 Recurso suelo................ CAPITULO 3. DIAGNOSTICO CLIMTICO DE LA CUENCA 3.1 Sistemas atmosfricos predominantes durante el periodo lluvioso.. 3.2 Mecanismos fsicos de la precipitacin en la Cuenca del ro Urubamba. 3.3 Clasificacin climtica de la Cuenca.. 3.4 Climatologa de la Cuenca. 3.4.1 Precipitacin.. 3.4.1.1 Distribucin temporal de la precipitacin 3.4.1.2 Distribucin espacial de la precipitacin. 3.4.2 Temperatura Mxima. 3.4.2.1 Distribucin temporal de la temperatura mxima.. 3.4.2.2 Distribucin espacial de la temperatura mxima 3.4.3 Temperatura Mnima.. 3.4.3.1 Distribucin temporal de la temperatura mnima. 3.4.3.2 Distribucin espacial de la temperatura mnima..... 3.5 Condiciones meteorolgicas y climticas extremas... 3.5.1 Heladas..... 3.5.1.1 Distribucin temporal de las heladas.. 3.5.1.2 Distribucin espacial de las heladas... 3.5.2 Periodos secos..... 3.5.3 Periodos hmedos.. 3.5.4 ENOS. 3.6 Tendencias climticas observadas..... 3.6.1 Tendencias Promedio de las Precipitaciones Observadas... 3.6.1.1 Tendencia Anual... 3.6.1.2 Tendencias estacionales. 3.6.2 Tendencias promedio de la Temperatura Mxima.. 3.6.2.1 Tendencia anual... 3.6.2.2 Tendencias estacionales....

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3.6.3 Tendencias promedio de la Temperatura Mnima 3.6.3.1 Tendencia anual 3.6.3.2 Tendencia estacional... 3.7 Tendencia actual de los indicadores extremos de cambio climtico 3.7.1 Precipitacin 3.7.2Temperatura CAPITULO 4. CAUDAL DEL RIO URUBAMBA PROYECTADO AL AO 2035 4.1 El modelo SAMS 4.2 Informacin... 4.3 Metodologa 4.3.1 Test de Normalidad.... 4.3.2 Estadsticas estacionales bsicas... 4.3.3 Ajuste del modelo estocstico.. 4.3.4 Prueba del Modelo... 4.3.5 Generacin de series sintticas... 4.4 Resultados... 4.5 Conclusiones CAPITULO 5. ESCENARIOS FUTUROS DEL CLIMA 5.1 El modelo y el experimento del Time-Slice.... 5.1.1 El modelo..... 5.1.2 El experimento del Time-Slice.. 5.2 Escenarios de cambio climtico en la Cuenca del ro Urubamba 5.2.1 Metodologa.. 5.2.2 Escenarios proyectados ... 5.2.2.1 Temperatura mxima 5.2.2.2 Temperatura mnima 5.2.2.3 Precipitacin... CAPITULO 6. RESUMEN Y CONCLUSIONES... CAPITULO 7. BIBLIOGRAFA. APENDICE 1 RED HIDROMETEOROLGICA, MAPAS DE RELIEVE Y CLASIFICACIN CLIMTICA. APENDICE 2 MAPAS DE PROMEDIOS MULTIANUALES, EVENTOS EXTREMOS Y TENDENCIAS ACTUALES. APENDICE 3 ESCENARIOS CLIMTICOS AL AO 2100.... APENDICE 4 CONCEPTOS Y TRMINOS BSICOS

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CAPITULO 1

INTRODUCCINEn los ltimos cien aos (1906-2005), la temperatura mundial se ha incrementado en 0.74 C, IPCC (2007).

El Proyecto Regional Andino de Adaptacin, financiado por el GEF a travs del Banco Mundial, coordinado por el CONAM - Per y conformado por instituciones cientficas especialistas en Cambio Climtico del Per, Ecuador y Bolivia, propone la realizacin del estudio tcnico de Diseo y Adaptacin al Cambio Climtico para la regin Andina en cuencas prioritarias de cada pas andino, como lnea de base del Proyecto de Adaptacin al Retroceso Acelerado de Glaciares en los Andes Tropicales. En el Per, el SENAMHI fue designado para determinar escenarios climticos futuros en las cuencas del los ros Mantaro y Urubamba, ambas con componente glaciar, considerando la experiencia desarrollada en la realizacin de este tipo de estudios sobre cambio climtico en las Cuencas de los ros Santa y Piura (PROCLIM, 2005). Dichos estudios sirvieron de base cientfica para la caracterizacin de vulnerabilidades e identificacin de oportunidades, constituyndose en informacin importante para la toma de decisiones y la planificacin futura de las diversas actividades econmicas de las cuencas. En el presente informe tcnico se presentan los resultados de la tendencia y extremos climticos en la cuenca del Urubamba, as como los escenarios climticos futuros para finales del Siglo XXI. Para un mejor entendimiento este documento ha sido estructurado de la siguiente manera: Los Captulos 1 y 2 abordan tpicos sobre las tendencias actuales del clima a nivel global basados en el ltimo informe cientfico del IPCC (AR4, 2007) y generalidades socioeconmicas de la cuenca de inters. En el Captulo 3, se hace un anlisis diagnstico de las series histricas de la temperatura y precipitacin con la finalidad de conocer las manifestaciones del clima en la cuenca y estimar los extremos climticos en esa regin, para lo cual se ha empleado el RCLIMDEX, software desarrollado en la Universidad de East Anglia del Reino Unido, en un esfuerzo europeo para analizar de una manera coherente y consistente las manifestaciones extremas del clima. En este captulo tambin se analiza la frecuencia e intensidad de eventos climticos extremos (sequas, heladas y ENOS) en los ltimos cuarenta aos. En el Captulo 4 se hace un diagnstico de los caudales histricos en el punto de control Pisac, estacin hidrolgica colectora de los ros tributarios de la Cuenca, informacin que sirvi para proyectar estocsticamente los caudales medios en este tramo del ro hacia el 2035.______________________________________________________________________________________________ 9 de 120

El Captulo 5 se refiere a los escenarios futuros del clima estacional (2099-2100) en la cuenca, elaborado en base a las salidas del Modelo Climtico Atmosfrico Global de altsima resolucin (20 Km) del Instituto de Investigacin Meteorolgica y la Agencia Meteorolgica Japonesa. Este modelo TL959L60 fue procesado en uno de los supercomputadores ms veloces del mundo, el Earth Simulator. El mtodo aplicado para la construccin de los escenarios del clima presente y futuro fue el Time-Slice (IPCC, 2001) donde utilizaron como forzante la Temperatura Superficial del Mar (TSM) climatolgica y la anomala respectivamente. Finalmente, la estimacin de los escenarios futuros del clima de la cuenca del ro Urubamba, una de las principales regiones agrcolas y arqueolgicas de nuestro pas, son presentados en este reporte, escenarios que constituyen herramientas estratgicas para realizar proyecciones de los impactos potenciales socioeconmicos, permitiendo una adecuada planificacin por parte de los tomadores de decisin, con el afn de mitigar posibles daos en la regin. Con ese propsito, el presente documento presenta informacin con base cientfica y lenguaje sencillo para la comprensin del mismo.

1.1

ObjetivosDeterminar las tendencias actuales de la temperatura, precipitacin y extremos climticos en la cuenca del Urubamba. Determinar la tendencia actual del caudal del ro Urubamba y proyeccin al ao 2035. Determinar escenarios futuros de la precipitacin y temperaturas en la Cuenca del Urubamba.

1.2

Marco tericoA lo largo de la historia de la Tierra, el clima siempre ha variado como consecuencia de procesos naturales desde etapas clidas a fras y viceversa, en periodos de tiempo cortos como largos. Sin embargo, desde el siglo pasado el ritmo de estas variaciones se ha acelerado de manera anmala, a tal grado que afecta ya la vida en el planeta, y que a diferencia de los cambios naturales parece estar relacionado a procesos de origen antropognico. Al buscar la causa de esta aceleracin, algunos cientficos encontraron que existe una relacin directa entre el calentamiento global o cambio climtico y el aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI), provocado principalmente por las sociedades industrializadas. Este Captulo brinda al lector algunos alcances sobre las tendencias actuales y futuras del clima global, basados en el Cuarto Informe de Evaluacin AR41 del IPCC2 (2007).

1.2.1 Tendencia actual del clima globalEl cambio climtico mundial es hoy en da una realidad indiscutible. Muchas observaciones constatan el aumento de las temperaturas atmosfricas y ocenicas, el derretimiento generalizado de la nieve y el hielo, y el aumento del nivel del mar. En concreto, desde que las1 2

Assesment Report 4 Siglas en ingls del Panel Intergubernamental de Cambio Climtico

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temperaturas de la superficie de la Tierra comenzaron a registrarse en 1850, once de los doce aos ms clidos se han producido en los ltimos doce aos (1995-2006). En los ltimos cien aos (1906-2005), la temperatura mundial se ha incrementado en 0.74 C. En conjunto, el nivel del mar aument en 17 cm durante el Siglo XX. El IPCC en el AR4 (2007) enfatiza que la probabilidad de que el calentamiento sea causado por procesos climticos naturales es slo 5%.

1.2.1.1 Gases de Efecto InvernaderoDestacados cientficos coinciden en que el incremento de la concentracin de gases efecto invernadero en la atmsfera terrestre est provocando alteraciones en el clima. Coinciden tambin en que las emisiones de gases efecto invernadero (GEI) han sido muy intensas a partir de la Revolucin Industrial, momento a partir del cual la accin del hombre sobre la naturaleza se hizo intensa. Los principales gases de efecto invernadero resultado de las actividades humanas son el dixido de carbono (CO2), metano (CH4), oxido nitroso (N2O) y los halocarbonos (un grupo de gases que contienen fluorina, clorina y bromina). Incrementos significativos en todos estos gases se dieron en la era industrial (ver figura 1).

Dixido de carbono (CO2) Metano (CH4) Oxido nitroso (N2O)

Fuente: IPCC, 2007

Figura N 1. Concentraciones atmosfricas de GEI de larga duracin sobre los ltimos 2000 aos. Las unidades en ppm o ppb indican el nmero de molculas de GEI por milln o billn de molculas de aire respectivamente, en una muestra de atmsfera.

1.2.1.2. Temperatura globalEl IPCC en el AR4 (2007) concluye sobre diversos aspectos que muestran el estado del planeta y algunas proyecciones referentes al Cambio Climtico. Sobre estas proyecciones el IPCC menciona que las recientes variaciones del clima en diversas regiones en especial los incrementos de la temperatura (ver figura 2), ya han afectado muchos sistemas fsicos y biolgicos; aade adems que entre 1901 y 2005 la temperatura ha aumentado 0.74 C.

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Figura N 2. Temperatura Superficial promedio anual (Borhan, 2006), entre 1961 y 1990, lo proyectado en el Primer Informe de Evaluacin - FAR3 (IPCC, 1990), en el Segundo Informe de Evaluacin - SAR4 (IPCC, 1996) y en el Tercer Informe de Evaluacin - TAR5 (IPCC, 2001). Las proyecciones del modelo mejor estimado desde FAR y SAR son las lneas gruesas con su rango de estimacin de proyeccin mostrado por las reas achuradas. El TAR no tuvo modelo de proyecciones mejor estimado, pero si un rango de proyecciones. Observaciones anuales son mostradas por puntos negros y la lnea gruesa negra muestra variaciones en dcadas obtenidas por la proyeccin de series de tiempo usando un filtro de puntos.

Fuente: IPCC, 2007

Figura N 3. Comparacin continental de cambios observados en la temperatura superficial con resultados simulados mediante modelos climticos usando factores naturales y antropognicos. Se observa promedios desde 1906 hasta 2005, donde las lneas celestes muestra resultados del modelo usando factores naturales, las rosadas usando factores naturales y antropognicos y la lnea negra gruesa correspondiente a las observaciones, por lo que se puede apreciar la efectividad del modelo climtico.

Desde el primer reporte presentado por el IPCC en 1990, las proyecciones han sugerido un incremento de la temperatura promedio global de aproximadamente 0.15 - 0.3 C por dcada entre 1990 y el 2005. Esto ahora puede ser comparado con los valores observados de aproximadamente 0.2C por dcada, segn el AR4 (IPCC, 2007).3 4

First Assesment Report Second Assesment Report 5 Third Assesment Report ______________________________________________________________________________________________ 12 de 120

1.2.1.3. Temperatura del aire sobre los ocanosSegn las observaciones realizadas desde 1961, el promedio global de la temperatura del ocano se ha incrementado hasta en profundidades de 3000 m; constatndose que el ocano ha estado absorbiendo ms del 80% del calentamiento aadido al sistema climtico. Ese calentamiento causa que el agua del mar se expanda por el derretimiento del hielo de los polos, contribuyendo a que el nivel del mar aumente. Una de las consecuencias inmediatas del calentamiento de los ocanos, es el incremento de la temperatura del aire adyacente al ocano, con la consecuente alteracin de los patrones atmosfricos (ver figura 4).Mundial en Ocanos

Anomala de Temperatura (C)

Fuente: IPCC, 2007

Aos

Figura N 4. Anomalas de temperatura del aire sobre los ocanos, la lnea celeste muestra resultados del modelo usando factores naturales, la rosada usando factores naturales y antropognicos y la lnea negra gruesa corresponde a las observaciones, por lo que se puede apreciar la efectividad del modelo climtico.

1.2.1.4 Nivel del MarEl nivel promedio global del nivel del mar se encuentra en una tasa de 1.8 (1.3 a 2.3) mm ao -1 para el periodo 1961 - 2003. Esta tasa fue mayor entre 1993 y 2003, aproximadamente 3.1 (2.4 a 3.8) mm ao -1. Si la rpida tasa desde 1993 hasta el 2003 refleja variabilidad en dcadas o un incremento en un periodo largo de tiempo, la tendencia es incierta. Hay gran certeza de que la tasa del nivel del mar observado se ha incrementado desde el Siglo XIX hasta el Siglo XX. Durante todo el Siglo XX se estima que el incremento ha sido de 0.17 (0.12 a 0.22) mm, segn datos del IPCC (ver figura 5).

Nivel del mar (mm)

AoFigura N 5. Anomalas del nivel de los mares observados mediante satlites y datos directos. ______________________________________________________________________________________________ 13 de 120

1.2.2

Tendencias futuras del clima global

El IPCC haciendo uso de diferentes escenarios y modelos climticos, genera proyecciones de las diferentes tendencias climticas, mas no se pueden confundir dichas proyecciones como predicciones, pues los escenarios se basan en supuestos relacionados con la emisin del CO2 como consecuencia de las actividades humanas en relacin con su ambiente. Para esto se presenta las diferentes tendencias futuras en los siguientes aspectos:

1.2.2.1 Temperatura global del aireSegn el reporte especial de escenarios de emisin (SRES, Special Report on Emission Scenarios) para los prximos 20 aos, se proyecta un calentamiento de aproximadamente 0.2 C por dcada (ver figuras 6 y 7). Aunque los niveles de concentracin de todos los GEI y aerosoles se mantuvieran constantes al ao 2000 se esperara un calentamiento de aproximadamente 0.1 C por dcada, siendo el nivel mximo extremo proyectado de la temperatura a nivel global de 6.4 C.

Fuente: IPCC, 2007 Figura N 6. Proyecciones promedio multi-modelo AOGCM para el B1 (arriba), A1B (medio) y A2 (abajo). Escenarios6 SRES promediados sobre las dcadas del 2020 2029 y 2090 2099.

Asimismo, IPCC seala que en muchos pases los sistemas naturales como arrecifes de coral y atolones, glaciares, los manglares, los bosques boreales y tropicales, son vulnerables al cambio climtico y estima que algunos quedarn irreversiblemente daados debido a que estos sistemas trabajan en un rango qumico establecido y un cambio de estos rangos son fatales por la vulnerabilidad de estos.

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ver en http://www.grida.no/climate/ipcc/emission/005.htm

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Calentamiento superficial (C)

AoFuente: IPCC, 2007 Figura N 7. Proyecciones de modelos de calentamiento global comparados con algunas observaciones hechas hasta el 2005 mostradas como puntos negros, el resto de lneas corresponden a las proyecciones hasta el 2025.

1.2.2.2 Nivel y Temperatura Superficial del MarSegn el ltimo informe del IPCC, se estima tambin, que el nivel del mar subir entre 18 y 59 cm al 2100, con umbrales de 15 a 90 cm, y se proyecta que continuar subiendo por siglos (ver Tabla 1 y figura 8).Tabla N 1. Proyecciones de los cambios de temperatura y el nivel del mar en los diferentes escenariosCambio de Temperatura (C al 2090-2099 relativo a 1980-1999) Caso Mejor Estimado Rango probable Nivel del Mar Alcanzado (m al 2090-2099 relativo a 1980-1999) Modelo basado en rangos futuros excluyendo los rpidos cambios dinmicos en el flujo de hielo

El calentamiento previsto reducir la cobertura de nieve y los casquetes polares; incluso no se descarta que a finales de siglo el hielo se derrita completamente en el Polo Norte, lo que elevara el nivel medio del mar en unos siete metros.

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Estimaciones del pasado

Record instrumental

Proyecciones del futuro

Cambio del nivel del mar (mm)

Fuente: IPCC, 2007 Figura N 8. Series de tiempo del nivel del mar (dados desde 1980 hasta 1999) en el pasado y los proyectados en el futuro. Para periodos anteriores a 1870 no hay datos disponibles.

1.3

Antecedentes de las tendencias actuales del clima en el pasEn estudios realizados por el SENAMHI7 e IGP8, se ha podido hacer aproximaciones sobre las tendencias actuales y escenarios futuros del clima en las cuencas del Ro Piura, Mantaro y Santa (PROCLIM, 2005)9. En la cuenca del ro Piura, las zonas correspondientes a la parte media y alta de la cuenca vienen presentando lluvias de magnitudes similares o superiores a las que acontecen durante El Nio, entre el verano y otoo SENAMHI (2005). En lo que respecta a las temperaturas extremas, en los ltimos 35 aos, la tendencia de stas es positiva en toda la cuenca con un incremento entre 0.1 0.4 C por dcada, no obstante se encontr que en la parte media de la cuenca, la temperatura mnima en algunas localidades viene presentando una tendencia negativa entre 0.03 0.06 C por dcada. En la cuenca del Ro Mantaro, el IGP (2005) seala que los cambios en su clima han producido diversos efectos como la exacerbacin de los problemas de rancha en los meses de mayor intensidad de lluvias, y de gorgojo en los perodos de sequa. Adems, sostiene que el aumento de la temperatura genera una mayor resistencia de las plagas, requirindose productos ms fuertes y en dosis mayores produciendo deterioro ambiental. Asimismo, a causa del calentamiento global se est produciendo la desaparicin de tierras aptas para el cultivo de la maca en la meseta de Junn, a pesar de que el aumento no es significativo, este cultivo es muy vulnerable al requerir temperaturas fras para su desarrollo. Este problema contrasta con el incremento del nmero de das con heladas a razn de 6 das en cada 10 aos

Servicio Nacional de Meteorologa e Hidrologa del Per Instituto Geofsico del Per 9 Programa de Fortalecimiento de Capacidades Nacionales para Manejar el Impacto del Cambio Climtico y Contaminacin del Aire7 8

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en los ltimos 40 aos. El IGP (2005) ha estimado un aumento de la intensidad de las heladas en Jauja a razn de 0.95 C ao-1, que significara - 4,7 C proyectado a 50 aos. Estos datos se correlacionan con el descenso de la temperatura mxima durante los meses de verano (enero a marzo) y como consecuencia el enfriamiento del valle sera hasta de - 3 C, siendo incluso hasta de - 5 C en la zona oriental. Segn el INRENA10 el Per ya ha perdido el 22% de su superficie glaciar en los ltimos 22 a 35 aos (previos a 1998). Con esto se entiende que a nivel nacional se ha perdido 7000 millones de metros cbicos, equivalente al agua que toma Lima en 10 aos (CONAM, 2005). De acuerdo a los estudios realizados por el Dr. Lonnie Thompson del Centro Byrd, entre 1963 y 1978 el glaciar del nevado Quelccaya (cordillera de Vilcanota) se redujo en un 20%; y el glaciar Qori Kalis, ubicado en la misma Cordillera, est desapareciendo a una velocidad alarmante: entre 1998 y 2001 retrocedi un promedio de 155 metros por ao, 32 veces ms rpidamente que lo que retrocedi desde de 1963 a 1978. Nevados cercanos como el Salkantay o el Chicn muestran los mismos efectos de retroceso y adems con aludes y aluviones asociados, poniendo en riesgo la infraestructura y las poblaciones. En ltimos estudios realizados por el INRENA (2001-2007), en el glaciar Shullcn de la Cordillera Central, el retroceso promedio de este glaciar en 6 aos consecutivos de control fue de 20.54 m.

Nevado Salkantay - Cusco

F uente: http://www. atiq.com/pictures/

A pesar de contar con glaciares importantes, el Per en 25 50 aos alcanzar un mximo de disponibilidad de agua, luego del cual se iniciar una progresiva disminucin, lo cual implicara una crisis en la oferta y la demanda del recurso hdrico. Es por ello que se hace necesario iniciar acciones de prevencin que permitan enfrentar en el mediano y largo plazo este problema. Por las investigaciones realizadas por el SENAMHI y el IRD11, se prev el incremento de caudales en los ros con componente glaciar, a causa de la deglaciacin, con un pico mximo en el ao 2050 y posterior decrecimiento, que depender principalmente de las precipitaciones debido a los cambios a escala global del clima, que vienen aconteciendo paulatinamente en los ltimos aos y que seguirn producindose a corto, mediano y largo plazo. En el Captulo 3 de este informe, se presenta el anlisis de la tendencia actual del clima y de los ndices extremos de cambio climtico en la cuenca del Urubamba.10 11

INRENA: Instituto Nacional de Recursos Naturales IRD: Instituto de Investigacin para el Desarrollo de Francia

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CAPITULO 2

LA CUENCA DEL RIO URUBAMBASabas que el calentamiento global puede afectar al Nevado Cururana, del cual nace el Ro Urubamba12 2.1 Ubicacin y caractersticas geogrficasLa Cuenca del ro Urubamba, est ubicada entre las de latitudes 1010 y 1437; y las longitudes 7048 y 7345 oeste. Cuenta con una extensin aproximada de 76200 km2. Tiene el punto ms alto en el Nevado Auzangate a 6384 msnm, y el punto ms bajo a 240 msnm en la localidad de Atalaya; entre los departamentos de Cuzco y el sur de Ucayali en el vrtice oriental de los Andes. La cuenca del Urubamba soporta una poblacin 817 311 habitantes. Est formada a su vez por las cuencas de los Ros Vilcanota, Yanatili, Cumpirusiato, Yavero, Camisea, Pich, Mishagua, Sepahua e Inuya, hasta confluir con el ro Tambo formando el Ro Ucayali uno de los principales tributarios del gran ro Amazonas. La oferta ambiental de la cuenca se puede considerar como alta por la biodiversidad existente, por el gran nmero de zonas de vida y variedad de calidad de suelos. El ro Urubamba cuyo recorrido es de 862 km, con un rea de 76 200 km2, nace en los deshielos del nevado Cururana, a 5443 msnm al noreste del pueblo de Santa Rosa y con el nombre de Vilcanota atraviesa la alta meseta de Quequepampa y se dirige de sureste (SE) a noroeste (NO), por un valle muy poblado que concentra sus habitantes en centros poblados como Marangan, Sicuani, Combopata, Quiquijana, Andahuaylillas, etc. El ancho del Urubamba, que aguas abajo de Quillabamba vara entre 100 y 300 m, tiene aproximadamente 1000 m en su desembocadura. Las crecientes de sus aguas se inician entre noviembre y las mnimas se producen de mayo a septiembre. El rgimen de las aguas presenta crecientes relacionadas con fenmenos meteorolgicos producidos en la alta montaa. Fuertes nevadas que caen en la parte alta de la cuenca, originan crecientes cuando las nieves se deshielan.

2.2

Importancia socioeconmica y potencialidades de la cuencaLa cuenca se ubica dentro de la Regin Cuzco, capital arqueolgica de Amrica, por lo que el turismo es una primordial fuente econmica. Las condiciones del clima y el uso de suelo son propicios para cultivos como el t, cacao, caf, papa, maz, coca, entre otros. La poblacin asentada en la Cuenca del Ro Urubamba desarrolla diversas actividades como la agricultura, ganadera, minera, energa, turismo y otros. Siendo la agricultura, energtica y turstica una de las actividades econmicas ms importantes de esta cuenca.

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CONAM, http://www.conam.gob.pe/cambioclimatico/pelicula/enperu.html

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En la agricultura, Cusco es lder en la produccin de t, caf y cacao. Es el segundo productor de papa y soya del Per. Por otro lado, la explotacin del Gas de Camisea es y ser determinante para el desarrollo, pues hay dos ricos yacimientos de hidrocarburos. Las reservas recuperables se estiman en 750 millones de barriles de gas natural lquido. La cuenca tiene, asimismo, plantas procesadoras de fertilizantes y una avanzada industria cervecera. Aparte de todo ello, cuenta con las centrales hidroelctricas de Quillabamba y de Machu Picchu. El crecimiento explosivo de la poblacin, nuevos procesos industriales, urbanizacin, la explotacin para uso energtico de la Gas de Camisea y variaciones del clima, han generado cambios drsticos que afectan los ecosistemas. Estos impactos han afectado a la Cuenca del Urubamba, que por su fragilidad y condiciones muy especiales ameritan una propuesta de gestin integral. Respecto a las potencialidades del turismo en zonas alternativas, por ejemplo, en el rea de inters de este estudio, el ro Santa Teresa es utilizado por mochileros que lo cruzan para llegar a la orilla del ro Vilcanota-Urubamba e ingresar de manera informal a ciudadela de Machu Picchu. Tomando la ruta hacia la hidroelctrica, cruzando el ri Santa Teresa y por las orillas del ro Vilcanota-Urubamba, se observa algunas cascadas y se aprecia una parte del majestuoso Machu Picchu. Ante esta situacin la comunidad de Santa Teresa quiere establecer un circuito turstico que permita apreciar las montaas del abra Mlaga, las pozas termales de Santa Teresa y Choquequirao.

2.2.1

Recurso Hdrico

El ro Urubamba cuyo recorrido es de 862 km, con un rea de 76 200 km2, nace en los deshielos del nevado Cunurana, cerca del abra La Raya, provincia de Melgar (Puno) a 5443 msnm. Con el nombre de Vilcanota atraviesa la alta meseta de Quequepampa y se dirige de sureste (SE) a noroeste (NO), por un valle muy poblado. Al pasar el ro Vilcanota por Urubamba, toma la denominacin de este poblado y se llama ro Urubamba, vocablo quechua que significa valle sagrado. Sus aguas siempre discurren de SE a NO, hasta Quillabamba, donde cambia de rumbo de SO a NE, hasta confluir con el ro Yanatile, su afluente por la margen derecha, all forma una curva pronunciada y toma una direccin Este a Oeste, hasta confluir con el ro Coshireni y a partir de entonces corre de Sur a Norte, hasta recibir las aguas de los ros Mishagua y Shepagua (Alarcn, 1991). El ro Urubamba, en su sector interandino, corre por un lecho con fuerte pendiente lo que origina que sus aguas se desplacen a gran velocidad. El valle que forma es estrecho y su ensanchamiento se produce cuando el ro penetra a la Selva Alta. Grandes caones fluviales, como el que se observa en la zona de Machu Picchu, alternan con valles amplios a lo largo del ro Urubamba, hasta concluir con el imponente Pongo de Mainique, donde el lecho fluvial que se angosta considerablemente, forma una ruptura de pendiente. El valle que forma el ro Urubamba y sus afluentes en la Selva Alta, aguas arriba del pongo de Mainique, es conocido con el nombre de valle de La Convencin. Finalmente el ro Urubamba entrega sus aguas al ro Tambo, a la altura de la localidad de Atalaya, para dar origen al ro Ucayali, en la regin del mismo nombre (MINEM, 2005). 3.2.1.1 El ro Santa Teresa El ro Santa Teresa nace con el nombre de ro Chaln a una altitud de 4650 msnm de los deshielos de los glaciares ubicados en la provincia de Anta (Cusco). En su trayecto recibe el aporte de la quebrada Totorayoc que se origina del proceso de deglaciacin de estos nevados, al confluir cerca de la localidad de Herbabuenayoc con la quebrada Huamantay que proviene del______________________________________________________________________________________________ 19 de 120

nevado Salkantay, toma del nombre de ro Santa Teresa cuya longitud es de 24.1 Km hasta su confluencia con el ro Vilcanota-Urubamba. Un afluente importante por la margen izquierda es el ro Sacsara (con cota mxima de 4350 msnm). La subcuenca del ro Sacsara tiene algunas lagunas de origen glaciar, resaltando entre ellas las lagunas: Llaspay, Negrococha, Maramuyoc, Chaupicocha y Pucapuca (Vera, 2007). En su trayecto se encuentran comunidades como: Bayono, Lucmabamba, Sillapata, Saucepampa, Santa Teresa entre otros, cuyos cultivos de caf, maz, palta y pltano son irrigados por aguas del ro Santa Teresa.

2.2.2

Recurso suelo

El recurso suelo est orientado bsicamente al uso mayor de la tierra, con fines de aprovechamiento, para desarrollo agrcola (cultivos en limpio o transitorio, cultivos permanentes, produccin forestal, pastos naturales), ganadera, minera y otros, siendo la agricultura, la actividad econmica con mayor influencia de esta cuenca. En la siguiente tabla podemos ver el porcentaje de poblacin mayor de 15 aos ocupada en agricultura:Tabla N 2. Poblacin ocupada - Cusco

Departamento CUSCO

CUENCA DEL URUBAMBA % de Poblacin ocupada Poblacin Censada en agricultura 331192 52.8

% de Poblacin ocupada en otros servicios 35.5

Fuente: Base de datos provincial, INEI. 13

De acuerdo al ltimo Censo Agropecuario de 1994, la superficie agrcola en la Regin Cusco representa el 13.2%, mientras que los pastos naturales representan el 66.1% ubicados mayormente en las provincias alto andinas. No se considera la llanura amaznica ni la ceja de selva. El gran porcentaje poblacin ocupada en la agricultura tiene una gran importancia en la economa regional y nacional. Tenemos que en el Cusco, en diciembre 2006, la produccin de papa, ascendi a 3959 toneladas, cifra que represent un crecimiento considerable de 62.5%, respecto al volumen producido en diciembre 2005, que fue de 550 toneladas, influenciado por la alta temporada de cosecha y superproduccin de papa en las diferentes variedades. Ver figura 9.

.

Fuente: Ministerio de Agricultura, 200614 Figura N 9. Produccin de papa en la regin Cusco.13 14

INEI, http://desa.inei.gob.pe/mapasbid/default.asp Ministerio de Agricultura, INRENA 2006

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Otros productos agrcolas que presentaron similar comportamiento, fueron: palta en 98.6%, arveja grano verde 40.1% y papaya en 17.4%, entre los principales. La produccin fiscalizada de gas natural, se increment en 25.1%, respecto a lo obtenido en diciembre 2005, como resultado de la mayor actividad extractiva y mejor rendimiento promedio obtenido del lote 88 en los yacimientos de Camisea. Ver figura 10.

Fuente: Ministerio de Energa y Minas, 200615 Figura N 10. Produccin fiscalizada de Gas Natural en la regin Cusco.

El nmero de visitantes a la ciudadela Inca de Machu Picchu, en el ltimo mes del 2006, alcanz los 41 mil 409 visitantes, superior en 8.7% a lo reportado en el mismo mes del 2005, impulsado por la promocin turstica nacional e internacional. En diciembre 2006, los ingresos recaudados por la SUNAT, confirmaron la tendencia creciente en la recaudacin, al incrementarse en 101,0%, respecto a lo captado en similar mes del 2005, como consecuencia de la mayor recaudacin del impuesto a la renta. Asimismo, subi el nmero de contribuyentes inscritos en 7,0%. Es por este sistema de produccin que esta cuenca presenta diversos beneficios econmicos (Ver tabla N 3). Si tomamos en cuenta la recaudacin de la SUNAT por parte de las actividades en cada uno de estos departamentos tenemos:Tabla N 3. Recaudacin - Cusco

Departamentos CUSCOFuente: INEI 2006 16

CUENCA DEL RIO URUBAMBA % Aumento Recaudacin % Aumento Inscritos 101.0 7.0

Para citar por ejemplo la importancia del ro de la Sub cuenca de Santa Teresa, en su trayecto las aguas de este ro irrigan tierras con cultivares como el caf, maz, palta y pltano principalmente, en comunidades como Bayono, Lucmabamba, Sillapata, Saucepampa, Santa Teresa entre otros.

15 16

Ministerio de Energa y Minas, Hidrocarburos 2006 Avance Econmico y Social Regional Cusco, Diciembre, INEI 2006

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CAPITULO 3

DIAGNOSTICO CLIMATICO DE LA CUENCADesde la dcada de los ochenta, el tiempo de retorno de periodos hmedos en la cuenca del Urubamba se ha incrementado.

3.1

Sistemas atmosfricos predominantes durante el perodo lluviosoLos principales sistemas de gran escala responsables de la variabilidad de la precipitacin en el Per y por ende en la cuenca de inters son: la Alta de Bolivia (AB), la Zona de Convergencia del Atlntico Sur (ZCAS), la Zona de Convergencia Intertropical (ZCIT), el Anticicln del Pacfico Sur (APS) y el Anticicln del Atlntico Sur (AAS). El acoplamiento de los tres primeros asegura gran actividad convectiva en la regin durante la estacin de verano, mientras que la intensificacin y configuracin del APS puede bloquear o facilitar el ingreso de sistemas frontales durante el invierno, que a su paso tambin generan lluvias; el fortalecimiento y ubicacin del AAS favorece la adveccin de aire caliente y hmedo procedentes de la Hoya Amaznica y que al chocar con los Andes orientales ascienden por efecto orogrfico, producindose un rpido enfriamiento de la masa de aire con lo cual se reduce en gran parte su capacidad de sostener la humedad inicial, producindose fuertes precipitaciones que se extienden longitudinalmente por regiones adyacentes al este de los Andes (Avalos, 2005). La AB y ZCAS son sistemas tpicos de verano y la ZCIT, APS y AAS son sistemas cuasi estacionarios con desplazamientos meridionales estacionales. Considerando que algunos modelos globales presentan ciertas limitaciones al simular los sistemas sinpticos en la regin tropical (SENAMHI, 2005), especialmente durante la estacin lluviosa, en las siguientes figuras se muestra la simulacin de la posicin, configuracin y estacionalidad de los sistemas arriba mencionados durante el trimestre lluvioso diciembre, enero y febrero (verano Hemisferio Sur), en base a la climatologa del modelo japons de alta resolucin TL959L60 (20-Km-mesh) MRI-JMA, con el propsito de conocer cuales de estos sistemas son bien caracterizados por el modelo y cuales merecen ms atencin, y finalmente determinar cuan confiables podran ser las proyecciones del modelo para estudios de cambio climtico. El anlisis en alta troposfera para la AB (figura 11), se realiz con el modelo global de baja resolucin T42CGCM/MRI, ya que el flujo predominante a este nivel no se ve afectado por la topografa. En cuanto a los patrones espaciales como la ZCIT y ZCAS (figura 12), la distribucin de precipitaciones promedio asociado a dichos patrones es coherente. La posicin de ambos sistemas est dentro de su variabilidad normal en verano, aunque ligeramente desplazada hacia el norte en el caso de la ZCIT (Satyamurty et al, 1999). En un anlisis de varios modelos globales, para la generacin de escenarios de cambio climtico sobre la Cuenca del Ro Piura (costa norte de Per), el SENAMHI (2005) encontr que dos de ocho modelos representaban deficientemente la posicin de la ZCIT, ubicndola entre los 5S y 10S, casi frente a la capital, Lima.

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AB

Figura N 11. Campo de viento medio en 200 hPa en ms-1 durante el verano del hemisferio sur, simulado por el modelo global T42CGCM/MRI. La AB se centra en promedio sobre los 19S y 21S, mostrando vientos comparativamente ms intensos sobre los subtrpicos con una marcada curvatura anticiclnica (30S 40S).

ZCIT

ZCIT

ZCAS

Figura N 12. Campo de precipitacin promedio en mm mes-1 durante el verano del hemisferio sur, simulado por el modelo japons de alta resolucin TL959L60 MRI-JMA.

Durante el verano del Hemisferio Sur, la intensidad promedio del APS oscila entre 1020 hPa y 1023 hPa, y su centro se ubica entre los 20-40S; 80-120W aproximadamente (Satyamurty, 1999). En la figura 13 (dominio Sudamrica), se observa que el modelo simula coherentemente su variabilidad normal en trminos de intensidad y ubicacin del APS; inclusive, el modelo es capaz de simular correctamente el desplazamiento meridional estacional del sistema (no se muestra resultados de invierno).______________________________________________________________________________________________ 23 de 120

AAS APS

Figura N 13. Campo de presin a nivel del mar durante el verano del hemisferio sur, simulado por el modelo japons de alta resolucin TL959L60 MRI-JMA.

3.2

Mecanismos fsicos de la precipitacin en la Cuenca del ro UrubambaPor su ubicacin geogrfica, el Per debera tener un clima clido y lluvioso; sin embargo la presencia de dos factores preponderantes como la Cordillera de los Andes y la Corriente Costera Peruana o Corriente de Humboldt, determinan y modifican completamente las condiciones ecolgicas de nuestro territorio. En virtud de estos dos factores, el Per posee casi todas las variantes climatolgicas que se presentan en el mundo con un rgimen pluviomtrico de gran variabilidad espacio temporal cuyos mecanismos fsicos conlleva necesariamente a realizar un anlisis fsico de la atmsfera. Uno de los mecanismos fsicos ms importantes de la precipitacin en la regin andina, segn Gmez D. (1978), ocurre cuando las masas de aire caliente y hmedo procedentes de la Hoya Amaznica llegan a los Andes orientales y ascienden por efecto orogrfico, producindose un rpido enfriamiento de la masa de aire con lo cual se reduce en gran parte su capacidad de sostener la humedad inicial, producindose precipitacin. Tal accin tiene como resultado una regin con altas cantidades de precipitacin que se extiende longitudinalmente por regiones adyacentes al este de los Andes (Selva alta), tal como acontece en la estacin Quincemil ubicada en la selva sur, donde anualmente se registra valores cercanos a los 7000 mm. Este desecamiento parcial de la atmsfera es el causante de la disminucin gradual de la precipitacin en direccin oeste hasta los 3000 msnm (Avalos, 2005). Considerando que las caractersticas topogrficas juegan un rol importante en la determinacin del clima local, ya que estas porciones de tierra con particular elevacin, generan sus propios climas (Beniston, 2000) en funcin de la pendiente, aspecto y exposicin de la superficie montaosa a los elementos del clima, se evalu la simulacin de la topografa andina provista por el modelo TL959L60 MRI-JMA, toda vez que la Cordillera de los Andes es la cadena montaosa ms larga (10,000 Km) y la segunda ms alta del planeta, y su correcta representacin en un modelo numrico asegura el xito de la simulacin de procesos fsicos ligados a la precipitacin orogrfica.

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En la figura 14, la regin en color corresponde al dominio de la Cordillera, la escala est expresada en metros sobre el nivel del mar. Puede apreciarse la buena aproximacin de las altitudes sobre territorio peruano. El coeficiente de correlacin de Pearson entre la elevacin real de 45 estaciones ubicadas por encima de los 3000 msnm y la elevacin simulada por el modelo es de 0.61 (ver figura 15).

Figura N 14. Topografa de la Cordillera de los Andes segn el Modelo TL959L60 MRI-JMA.

Correlation Topography (m)5000 4500

Model Topography (m)

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000

R 2 = 0.6152

Real topography (m)

MODELHEIGHTOBS

HEIGHTOBS

MODEL

Figura N 15. Correlacin de Pearson entre la elevacin real de las estaciones y la topografa del modelo.

En todas las escalas de tiempo, la variabilidad de la precipitacin en nuestra regin est condicionada por la circulacin de alta atmsfera, con flujos zonales del este con alto contenido de humedad y flujos zonales del oeste causantes de condiciones secas. Los factores que influyen en la variabilidad interestacional dependen de la posicin e intensidad de la Alta de Bolivia (AB) la cual es modulada por ondas Rossby emanadas de latitudes medias en el Pacfico Sur. La variabilidad interanual est relacionada con cambios en la baroclinicidad meridional entre el trpico y el sub-trpico, lo cual es consecuencia de anomalas de la temperatura superficial del mar (TSM) en el Pacfico Tropical, dicho en otras palabras, la variacin del gradiente trmico meridional produce variaciones en el viento zonal.______________________________________________________________________________________________ 25 de 120

Las precipitaciones en la sierra de nuestro pas, tienen una relacin directa con la componente zonal este del viento; es decir, el periodo lluvioso de la sierra coincide con la intensificacin de los vientos del este en todos los niveles de la atmsfera, los cuales favorecen la adveccin de humedad de la cuenca amaznica. Por otro lado, para que precipite en la sierra es necesario que este aire hmedo y clido advectado por los flujos del este, ascienda orogrficamente por las laderas de la Cordillera, o sea canalizado por lo valles. En este contexto, el mecanismo de precipitacin en las cuencas de los ros Mantaro y Urubamba, es el mismo, slo que con connotaciones geogrficas locales muy particulares (Avalos, 2005). Por ejemplo, en la cuenca del ro Santa, las lluvias se producen cuando el flujo hmedo del este que sobrepasa la Cordillera Blanca (cadena montaosa ms alta del territorio nacional) y adems el aire hmedo del norte que logra pasar la Cordillera a la altura de los departamentos de La Libertad, Cajamarca y Piura (regin donde la Cordillera tiene menor altura) y vira hacia el sur; modulado por la circulacin en niveles altos (Alta de Bolivia), se canaliza entre la Cordillera Blanca y Cordillera Negra, dejando lluvias en el valle del Santa que tiene una orientacin paralela al litoral. Las precipitaciones en la cuenca del ro Urubamba (sector sur oriental de los Andes del Per), acontecen cuando la humedad advectada por los vientos del este es canalizada y confinada por las abruptas vertientes de la cuenca, que tiene una orientacin aproximadamente meridional. Debido a que este flujo recorre menos distancia en comparacin a otras cuencas como la del Mantaro, es ms hmedo, inestabilizndose con mayor facilidad, dando como resultado cantidades de precipitacin mayores a las cuencas mencionadas anteriormente, sobre todo en la parte baja de la cuenca (Bajo Urubamba). En las partes altas, este ingreso de humedad es limitado por un ramal de la Cordillera oriental (Cordillera de Vilcanota) lo cual se ve reflejado en los acumulados anuales de precipitacin en localidades como Sicuani (594.1 mm), Cay Cay (330.9 mm) entre otros. (Cubas, 2005).

3.3

Clasificacin climtica de la CuencaLa cuenca del ro Vilcanota o Urubamba, comparte horizontes entre tierras y valles interandinos, ceja de selva y llanura amaznica. El espacio geogrfico (la cuenca) desciende desde los 4326 msnm (provincia de Canchis) hasta Machu Picchu (provincia de Urubamba) en una superficie de 8939.2 Km2 en la que se ubican 8 provincias y 42 distritos. Despus de Machu Picchu, viene la parte baja del ro conocido como Bajo Urubamba cuyo clima difiere ampliamente del sector antes mencionado. La clasificacin climtica en la cuenca del ro Urubamba (ver Mapa 03 en Apndice 1) se basa en el Mapa de Clasificacin Climtica del Per (SENAMHI, 1988), el cual ha sido elaborado considerando factores que condicionan de modo preponderante el clima, como la latitud, la altitud, la Cordillera de los Andes, la Corriente Costera Peruana (de aguas fras), el Anticicln del Pacfico Sur y la continentalidad. La informacin base de esta clasificacin se sustenta en datos meteorolgicos de veinte aos (1965-1984), a partir de la cual se formularon los ndices climticos de acuerdo con el Sistema de Clasificacin de Climas de Werren Thorrnthwaite. En la cuenca predomina una amplia extensin de Selva, con clima clido hmedo a muy hmedo (AH3- AH4) en gran parte de las estaciones del ao, correspondindole este tipo del clima a localidades como Sepahua, Malvinas, Echarate y Machu Picchu. La cuenca presenta adems una regin que va de clima semifrgido hmedo DH3 a clima fro seco CH2 en donde se asientan localidades de gran poblacin como Anta, Cusco, Urcos y Sicuani, donde las precipitaciones ocurren en verano y son fundamentalmente orogrficas, es decir resultantes de la condensacin del vapor de agua de la masa de aire que al elevarse van

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descargando gran parte de esta humedad, especialmente en las vertientes orientales de la cadena de altas montaas y en los valles interandinos. En la zona correspondiente al poblado de Santa Teresa (zona de inters del Proyecto a 1830 msnm), predomina un clima lluvioso, pero con otoo e invierno secos, presencia de humedad y un rgimen trmico semifrgido; sin embargo en el dominio de la subcuenca del ro Santa Teresa, las caractersticas climticas anteriormente descritas se alternan con sectores muy lluviosos, semiclidos y ms hmedos, incluso hay sectores templados.

3.4

Climatologa de la Cuenca3.4.1 Precipitacin

3.4.1.1 Distribucin temporal de la precipitacinLas precipitaciones en la cuenca del Urubamba comprende dos periodos bien definidos en el ao, un periodo hmedo o lluvioso que se inicia en septiembre y termina en abril del siguiente ao y un periodo de estiaje o de de ligeras precipitaciones que comprende desde mayo hasta agosto. Dentro del periodo lluvioso, en casi toda la cuenca, los meses de mayor precipitacin corresponden a los meses de verano, siendo enero el mes en donde se registran las precipitaciones ms altas, sin embargo, en la parte baja de la cuenca, las precipitaciones mximas se dan entre enero y febrero. Los meses de menor precipitacin correspondientes al periodo de estiaje, coincide con la estacin de invierno, siendo el mes de julio donde se registran las precipitaciones ms bajas. En el presente informe, el anlisis de la precipitacin se ha enfatizado en la parte alta y media de la cuenca, por ser de inters en los aspectos de disponibilidad hdrica y retroceso glaciar. En la tabla N 4, se presentan los valores climatolgicos a nivel estacional y anual en las estaciones meteorolgicas que cuentan con informacin de mayor record.Tabla N 4. Climatologa del acumulado anual (mm ao-1) y estacional (mm trimestre-1) de la Precipitacin en estaciones de la Cuenca del ro Urubamba. Periodo: 1971-2000 Fuente de datos: SENAMHI

ESTACIONES Anta Ancachuro Calca Cay Cay Chitapampa Cusco Granja Kayra Pisac Quillabamba Sicuani Urubamba Machu Picchu

ANUAL 870.4 539.6 330.9 682.9 707.0 666.9 586.2 1283.0 594.1 435.0 2009.6

DEF 501.2 299.8 183.1 384.1 385.0 367.9 312.9 602.7 318.6 242.1 870.3

MAM 191.0 123.7 85.2 141.6 158.3 145.1 161.8 354.6 151.0 95.9 557.2

JJA 16.0 15.2 8.6 18.3 18.5 12.4 15.9 73.0 14.4 13.9 166.0

SON 162.2 101.0 54.1 139.0 145.1 141.5 95.6 252.7 110.2 83.1 416.2

______________________________________________________________________________________________ 27 de 120

El trimestre DEF es el ms lluvioso en la cuenca, seguido del trimestre MAM y con valores muy similares el trimestre SON, mientras el trimestre menos lluvioso es JJA. Los valores acumulados de las precipitaciones en cada trimestre varan ligeramente en la parte alta de la cuenca sobrepasando los 300 mm en el trimestre lluvioso, a excepcin de la estacin Cay Cay (183.1 mm), mientras que en el trimestre de menos precipitacin los acumulados no sobrepasan los 20 mm a excepcin de Quillabamba y la zona que comprende desde Machu Picchu hasta la parte baja de la cuenca en donde los acumulados de precipitacin totalizan ms de 70 mm en el trimestre JJA y ms de 600 mm en el trimestre DEF. En la figura 16, se observa que el ciclo anual de la precipitacin en las estaciones de la cuenca del Urubamba, tienen un comportamiento similar, no obstante, se aprecia marcadas diferencias, por ejemplo, entre la zona de Machu Picchu, en donde se presentan mayores precipitaciones de aprox. 300 mm mes-1 en el periodo de lluvias y 50 mm mes-1 en el periodo de estiaje, en relacin con las estaciones ubicadas en la parte alta de la cuenca, las mismas que registran entre 50 a 100 mm mes-1 en el periodo lluvioso y menos de 10 mm mes-1 en el periodo de estiaje, siendo precisamente estas estaciones las que presentan mayor estacionalidad en las lluvias. Este comportamiento diferenciado de la precipitacin obedece a la configuracin geogrfica de la cuenca, siendo el factor altitud el ms importante, es por ello que estaciones que se encuentran a menor altitud (cuenca baja del Urubamba) estn ms expuestas al flujo predominante del este que arriban al valle cargados de humedad procedente del Atlntico y la Amazonia y, que al chocar con el contrafuerte andino, se desencadenan precipitaciones orogrficas de gran magnitud y que son re-alimentadas por condiciones trmicas favorables de la zona baja de la cuenca. Ciclo Anual de la PrecipitacinCuenca del ro Urubamba350.0 325.0 300.0 275.0 250.0 225.0 200.0

Anta Ancachuro Calca Cay Cay Chitapampa Cusco Granja Kcayra Pisac Quillabamba Sicuani Urubamba Machu Picchuset oct nov dic ene feb mar abr may jun jul ago

mm

175.0 150.0 125.0 100.0 75.0 50.0 25.0 0.0

mesFigura N 16. Ciclo anual de la precipitacin en diferentes sectores de la cuenca del ro Urubamba (mm mes-1)

La concentracin de las precipitaciones significativas se dan entre octubre y abril, representando entre el 94% del total anual en la parte alta de la cuenca, mientras en las zonas cuya altitud son menores de los 2600 msnm, representa el 85% del total anual. Asimismo, entre enero y marzo el porcentaje de las precipitaciones representan entre el 60 y 64% del total del periodo comprendido entre octubre a abril.

3.4.1.2 Distribucin espacial de la precipitacinEn el mapa 04 (Apndice 2), correspondiente al promedio multianual de la precipitacin acumulada, se observa que los valores ms altos se presentan en la regin conocida como Bajo______________________________________________________________________________________________ 28 de 120

Urubamba, esto es, en el sector central norte de la cuenca, en donde las precipitaciones totales anuales superan los 1000 mm ao-1, siendo la vecindad del distrito de Malvinas donde se registra en promedio un total anual de ms de 4000 mm ao-1. Estos valores son coherentes con los encontrados en la Red de Monitoreo Pluviomtrico de la empresa Techint S.A. en el Ducto del Gas de Camisea (operada por SENAMHI entre 2002 2003), encontrndose que en Paratori (aprox. 20 Km al sur de Malvinas) la precipitacin de un mes (febrero 2003) totaliz ms de 1000 mm mes-1, considerndosele una regin de alta pluviosidad. Un ncleo con precipitaciones anuales superiores a 2000 mm ao-1, se extiende en las inmediaciones de los distritos de Echerate y Machu Picchu, ubicados en la parte central de la cuenca; as mismo, se observa otro ncleo con precipitaciones del mismo orden en el extremo ms norte de la cuenca, en el distrito de Sepahua. Hacia el sector sur, correspondiente a las partes medias y altas de la cuenca, los acumulados anuales son de menor cuanta, del orden de 400 a 800 mm ao-1, siendo la estacin de Cay Cay, ubicada en el sector este de la cuenca la que totaliza slo 330 mm ao -1. Otro sector importante de precipitaciones se encuentra en el sector ms oriental y ms occidental de la cuenta alta; es decir, los sectores colindantes con el Altiplano y la cuenca del ro Apurimac respectivamente, con valores entre 800 y 1100 mm ao-1 .

3.4.2

Temperatura Mxima

3.4.2.1 Distribucin temporal de la temperatura mximaEl comportamiento de la temperatura mxima durante el ao para algunas estaciones ubicadas en la cuenca del Urubamba se aprecia en la figura 17. La temperatura del aire est directamente relacionada con la altitud, observndose diferencias significativas de esta variable en zonas ubicadas en diferentes altitudes, as como por la exposicin de la cuenca al movimiento solar diario. Podemos inferir entonces que en zonas ubicadas a mayores altitudes (encima de los 2500 m.s.n.m.) las temperaturas mximas del aire oscilan entre 18 a 23 C, mientras en las zonas ubicadas a debajo de 1000 msnm oscilan entre 28 a 33C. Durante el ao, la temperatura mxima presenta dos mximos, uno generalmente en mayo y el ms intenso en octubre, mientras los valores mnimos se dan en los meses de verano. Este comportamiento de la temperatura ms alta en el mes de octubre es debido a que durante esta temporada se recibe la mxima radiacin incidente y no se tiene cobertura nubosa, mientras en el verano se registran los valores menores de la temperatura mxima debido a que el cielo presenta mayor cobertura nubosa, por ser una poca de lluvias. En localidades ubicadas en la parte alta de la cuenca (por encima de los 2500 msnm), se advierte con mayor notoriedad este comportamiento de los dos picos mximos, mientras que en zonas ubicadas en la parte baja (menores de 1000 msnm) slo es notable el mximo que se da en octubre. En la zona de Machu Picchu el primer mximo se da en mayo, pero el segundo mximo se da en agosto y no en octubre debido a que en esta temporada la zona presenta mucha nubosidad debido que se registran los vientos del noreste cargados de humedad y se producen conveccin orogrfica y generacin de lluvias, constituyendo una de las zonas ms lluviosas de la cuenca. El rango anual de las temperaturas mximas durante el ao presenta valores entre 2.0 y 2.5C en zonas por debajo de los 2500 msnm (excepto Sicuani que est a mayor altura). En el resto de la cuenca el rango vara entre 1.4 a 1.8C, observndose que la variacin interestacional es muy ligera, por lo cual la temperatura mxima promedio anual puede ser representativa de la temperatura mxima para cualquier poca del ao.______________________________________________________________________________________________ 29 de 120

La Tabla 5, muestra tambin la temperatura mxima estacional o por trimestres, siendo la primavera la estacin ms clida en toda la cuenca, asociado a la mxima insolacin durante este periodo, mientras que los mnimos valores de temperatura mxima en gran parte de la cuenca ocurren en el verano (DEF), asociado a la mayor cobertura nubosa. Los valores de la temperatura mxima en los otros trimestres son muy similares.

33.0 31.0

T. Maxima (C)

29.0 27.0 25.0 23.0 21.0 19.0 17.0 ene feb mar abr may jun jul ago set oct nov dic

Quillabamba Machupichu Urubamba Anta G.Kayra Sicuani

Figura N 17. Ciclo anual de la temperatura mxima en la cuenca del ro Urubamba Tabla N 5. Temperaturas mximas estacionales o por trimestres en C, promedio 1965-2006

EstacionesQuillabamba Machu Picchu Urubamba Anta Ancachuro Granja Kayra Sicuani

T. anual30.6 21.1 22.4 19.2 20.4 19.5

Rango anual2.5 2.3 1.6 1.4 1.8 2.1

DEF29.8 20.0 22.0 18.8 19.9 18.9

MAM30.0 20.9 22.4 19.0 20.3 19.4

JJA30.9 21.6 22.3 19.1 20.4 19.1

SON31.7 21.7 23.0 19.7 21.2 20.5

3.4.2.2 Distribucin espacial de la temperatura mximaEl mapa 05 (ver apndice 2), muestra la distribucin espacial del promedio multianual de la temperatura mxima en la cuenca del Urubamba. El gradiente trmico va de norte a sur; es decir, desde la cuenca baja hacia (mayores temperaturas) hacia la cuenca alta (menores temperaturas), por lo que la altitud es un factor determinante. Un ncleo clido importante, coincidente con la regin de mxima pluviosidad (Malvinas y Sepahua), presenta valores del orden de 31C. En la parte central de la cuenca las mximas oscilan entre 21C y 25C, mientras que en el extremo sur, en las cercanas del nevado Salkantay (provincia de Anta) los valores fluctan entre 17C y 19C.

3.4.3

Temperatura Mnima 3.4.3.1 Distribucin temporal de la temperatura mnimaLa variacin mensual de la temperatura mnima en diferentes sectores de la cuenca del Urubamba se aprecia en la figura 18, observndose una mayor estacionalidad en comparacin con la temperatura mxima. Las temperaturas mnimas oscilan durante el ao entre 10 y -5 C

______________________________________________________________________________________________ 30 de 120

en localidades ubicadas entre los 2800 y 3800 msnm, mientras que en localidades por debajo de esa altitud (Quillabamba y Machu Picchu) las temperaturas mnimas varan entre 9 y 19 C. La temperatura mnima durante el ao presenta los valores ms bajos en el mes de julio, lo cual est asociado al mximo enfriamiento debido a la escasez de nubosidad y baja humedad durante este periodo. La ocurrencia de los valores ms altos de la temperatura mnima ocurre entre octubre y marzo, asociado a la temporada de lluvias, poca en el que el contenido de humedad en la atmsfera se incrementa y la mayor presencia de nubes impide el enfriamiento nocturno, hecho que es ms acentuado en localidades por encima de los 2500 m. En la zona de Machu Picchu y en toda la parte baja de la cuenca (Bajo Urubamba), las temperaturas mnimas ms altas se dan en noviembre, manteniendo similares valores durante los meses lluviosos. La temperatura mnima presenta un rango anual ms amplio en comparacin con la temperatura mxima, tal como puede observarse en la Tabla 6. Hay una similitud en los rangos en localidades ubicadas debajo de los 2600 m, los cuales varan entre 2.9 y 3.2 C, mientras que en localidades por encima de este nivel, los rangos anuales varan entre 7.7 y 9.5 C, debido a una marcada estacionalidad. En la misma Tabla 6 se observa las temperaturas mnimas estacionales por trimestres para algunas localidades representativas de la cuenca del Urubamba, en la que se observan que el trimestre mas fro se presenta en JJA, mientras que el trimestre ms calido se da en DEF, los otros dos trimestres tienen valores muy similares. Asimismo se puede observar que en localidades mayores a 3300 m , en el trimestre JJA, predominan las temperaturas mnimas por debajo de los 0C.

25.0 20.0 Quillabamba

T. Mnima (C)

15.0 10.0 5.0 0.0 -5.0

Machupichu Urubamba Anta G. Kayra Sicuani

fe b m ar

en e

ag o

no v

ab r

ju n

ju l

se t

Figura N 18. Ciclo anual de la temperatura mnima en la cuenca del Urubamba

Tabla N 6. Temperaturas mnimas estacionales en C, promedio 1965-2000

m

EstacionesQuillabamba Machu Picchu Urubamba Anta Ancachuro Granja Kayra Sicuani

Media Anual17.8 10.4 6.4 2.0 3.7 2.4

Rango anual3.2 2.9 7.7 9.5 9.2 8.0

oc t

DEF18.5 11.3 9.1 5.4 7.0 5.2

MAM18.0 10.6 6.9 2.7 3.8 2.7

di c

ay

JJA16.3 8.8 2.4 -2.9 -1.0 -1.8

SON18.4 10.9 7.1 2.9 4.8 3.5

______________________________________________________________________________________________ 31 de 120

3.4.3.2 Distribucin espacial de la temperatura mnimaEn el mapa 06 (Apndice 2) tenemos la distribucin espacial de la temperatura mnima del aire anual en la cuenca del Urubamba. Las temperaturas ms bajas se presentan en los sectores centrales y sur occidental de la cuenca, entre las provincias de Anta, Cusco y Canas, con valores entre los 0 y 3 C en promedio, observndose que en las inmediaciones del nevado Salkantay (provincia de Anta), los valores son cercanos a los 0 grados. En la parte central de la cuenca los valores de la temperatura mnima fluctan en un rango de 5 a 9 C, correspondindole un clima ms templado durante el ao (provincias de Urubamba, Paucartambo y Calca); mientras que en el sector norte de la cuenca o Bajo Urubamba (provincia de La Convencin), la temperatura mnima anual oscila entre de 11 a 21 C, siendo los distritos de Quellouno, Quimbiri y Echerate, los que registran las temperaturas mnimas ms altas de la cuenca. De manera similar a la temperatura mxima, el gradiente trmico se configura de norte a sur; estimndose un mximo gradiente de norte a sur del orden de -0.21C/Km entre la parte norte y central de la cuenca.

3.5

Condiciones meteorolgicas y climticas extremas3.5.1 Heladas

Se considera la ocurrencia de helada meteorolgica cuando la temperatura del aire, registrada en el abrigo meteorolgico (es decir a 1.5 metros sobre el nivel del suelo), es de 0 C o inferior (La Roca, 2007). La cuenca del Urubamba presenta una topografa muy abrupta especialmente desde Machu Picchu hasta Sicuani, con un valle bastante estrecho y laderas que estn orientadas en diferentes direcciones. Las heladas que se presentan en esta cuenca (en localidades por encima de los 2500 de altitud), son debido mayormente a procesos irradiativos; es decir, prdida de energa debido a la ausencia de nubosidad, viento en calma y escasa humedad atmosfrica, adems de los procesos de circulacin del aire en las laderas, tal como se muestra en la figura 19 (Atlas de Heladas, SENAMHI 2005). Este esquema ilustra que sobre las pendientes de la colina, el aire ms denso se coloca en el fondo del valle, asociado a la brisa de las laderas, por lo cual se crea un cinturn termal de aire ms caliente que se encuentra por encima del aire ms fro del valle y por debajo de un nivel de altura de la colina.

Figura N 19. Esquema del enfriamiento irradiativo nocturno ______________________________________________________________________________________________ 32 de 120

3.5.1.1 Distribucin temporal de las heladasEn la figura 20 se muestra la frecuencia mensual de las heladas para algunas localidades de la cuenca del Urubamba ubicadas por encima de los 2600 msnm. Se observa a nivel estacional, que la mayor frecuencia de las heladas se registra en los meses de invierno (junio-agosto), con un mximo en julio, que es explicado por la ausencia de nubosidad y baja humedad. En funcin a la altitud, las localidades ubicadas entre 2600 a 3000 msnm, la frecuencia de heladas no supera los 10 das de heladas por mes. En tanto, en localidades superiores a los 3000 msnm la frecuencia es mayor a 20 das por mes. En verano, la frecuencia de heladas es muy baja o nula, debido a la presencia de cobertura nubosa y alta humedad atmosfrica proveniente de la Amazonia; parte de esta poca comprende el periodo libre de heladas.30 25

Frecuencia (das/mes)

20 15 10 5 0ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC

Machupichu

Yucay

Urubamba

Anta Ancachuro

G.Kayra

Calca

Cay Cay

Figura N 20. Frecuencia mensual de las heladas (das mes-1)

El periodo libre de heladas es el nmero de das que transcurren desde la ltima helada de un periodo hasta la primera helada del siguiente periodo. Existe entonces una relacin entre el periodo libre de heladas y la altitud, relacin que ha sido evaluada para localidades ubicadas en Cuzco, Apurmac y Puno (figura 21); dicho en otras palabras existe una dependencia lineal entre la ocurrencia de heladas y la altitud justificado estadsticamente con un coeficiente de correlacin de 0.73, esto es a mayores altitudes, menor periodo libre de heladas (mayor nmero de das con heladas).400 350

PERIODO LIBRE DE HELADAS (DIAS)

300 250 200 150 100 50 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 PERIODO LIBRE OBSERVADO EC. AJUSTADA

y = 365 / ( 1+ EXP [ 0.003183 ( x - 3546) ] ) R2 = 0.7182

ALTITUD (MSNM)

Figura N 21. Variacin del periodo libre de heladas con la altura ______________________________________________________________________________________________ 33 de 120

De la figura 21 se obtiene el periodo promedio libre de heladas para alturas entre 2500 a 4000 msnm, cuya ecuacin ha sido validada para las localidades anteriormente descritas, con un 0.85 de coeficiente de correlacin Pearson (Huaman, 2005).

3.5.1.2 Distribucin espacial de las heladasEn la cuenca del Urubamba, a nivel espacial las heladas estn relacionadas con la altitud, existiendo pequeas diferencias debido a la orientacin de las pendientes, situacin que determina un calentamiento diferenciado de la superficie, as como a la presencia de las brisas de valle y montaa que ocurren en la cuenca. En el mapa 07 (Apndice 2), se muestra la distribucin espacial de la frecuencia anual de heladas en la cuenca de estudio, caracterizado por el umbral de los 0 C, para el periodo 19712000. La frecuencia de heladas17 se incrementa desde la provincia de Urubamba con direccin al sur, hasta la parte alta de la cuenca (provincias de Anta, Cusco, Canchis, Acomayo y Canas), observndose frecuencias entre 120 y 180 das por ao, principalmente en la localidad de Sicuani (provincia de Canchis). La parte norte, correspondiente a la parte baja de la cuenca, no presentan heladas meteorolgicas. El mapa 08 (Apndice 2) muestra el periodo libre de heladas18 que se presenta en la cuenca. El mayor periodo libre de heladas se encuentra hacia la zona baja de la cuenca (Bajo Urubamba), asociado a la menor altitud, mientras en las partes altas (sector central y sur de la cuenca), se ubican las zonas de menor periodo libre de heladas. El comportamiento anual de las heladas en los ltimos 35 aos no ha presentado una tendencia uniforme en la cuenca, presentando una tendencia decreciente, menores das con heladas, en Urubamba y Granja Kayra, siendo significativa en Granja Kayra y por otro lado presenta una tendencia creciente en Anta y Sicuani con un alto nivel de significancia en Sicuani.

3.5.2

Periodos secos

Las precipitaciones en la cuenca del Urubamba presentan una alta variabilidad espacial y temporal, pasando rpidamente de periodos secos o deficientes a hmedos y con excesos, especialmente a partir de los aos ochenta. Es difcil definir el trmino sequa porque tiene distintos significados en distintas regiones del mundo por la existencia de diferentes climas con caractersticas muy peculiares, por lo que la definicin de sequa depende del lugar en que nos encontremos, as como de la demanda hdrica, quedando claro que no es simplemente una disminucin de las lluvias. En forma general, definimos la sequa (Australian Bureau of Meteorology, 1992), como un prolongado periodo seco anmalo en la cual no hay agua suficiente para las necesidades comunes de los usuarios (ver ms en glosario, apndice 4). En el presente estudio se caracteriz los periodos secos y para ello se utiliz la metodologa de los percentiles19 (Valiente, 2001). Con esta metodologa han sido evaluadas las precipitaciones anuales totalizadas entre septiembre y agosto durante 1965 al 2006.17 18

Nmero de das al ao con temperaturas por debajo de los 0 C Nmero de das que transcurren desde la ltima helada de un periodo hasta la primera helada del siguiente periodo (Huaman, 2005)

A travs de ellos se caracteriz el periodo de lluvias por medio de umbrales y que son obtenidos al dividir los datos de lluvias ordenados en forma ascendente de un perodo temporal suficientemente largo en intervalos de 1 %. Hay diferentes umbrales para determinar las sequas en trminos de percentiles como en el proyecto FRIEND/amigo (2002) que utiliza el percentil 30 para sequa, mientras el percentil 5 y 10 son utilizados en Austrialia para definir la sequa (Australian Bureau of Meteorology, 1992).19

______________________________________________________________________________________________ 34 de 120

En este estudio se establecen como periodo deficiente a todas las lluvias anuales que estn por debajo del percentil 30 y se le denominar sequas a aquellas por debajo del percentil 15, determinndose tres categoras, Percentil 15 (Sequa moderada), Percentil 10 (Sequa severa) y Percentil 5 (Sequa extrema), tal como se indica a continuacin: Percentil 30 : Deficiencia Percentil 15: Sequa moderada Percentil 10: Sequa severa Percentil 5: Sequa extrema

De esta manera un periodo seco es caracterizado por deficiencias de lluvias, cuyos valores extremos se llamarn sequas, por lo tanto una sequa ser un periodo seco, pero no necesariamente un periodo seco es una sequa. En la tabla 7 se muestra de manera esquemtica los periodos secos (deficiencias y sequas) en localidades representativas de la parte alta de la cuenca (encima de los 2800 m de altitud) en los ltimos cuarenta aos. Los resultados indican periodos largos de sequas y deficiencias de caractersticas moderadas y extremas en localidades como Urubamba, Anta, Granja Kayra y Sicuani, entre 1976 y 1984, siendo particularmente ms recurrentes en Urubamba (2863 msnm) y Sicuani (3574 msnm). En tanto, periodos cortos y discontinuos de sequas mayormente de intensidad severa y extrema se presentaron en Anta (3340 msnm) y Granja Kayra (3219 msnm) durante la dcada de los noventa. En el ao 1976/77 (ENOS dbil), se presentaron sequas severas en Anta y Granja Kayra, mientras que en Urubamba y Sicuani las lluvias se presentaron con normalidad. El ao 1982/83 (ENOS fuerte) fue un ao crtico para la cuenca, las precipitaciones se presentaron muy por debajo de lo normal, registrndose sequas entre severas y extremas en Urubamba, Anta y Sicuani. No obstante, en el ao 1997/98 (ENOS extraordinario), no se presentaron deficiencias en la cuenca. Es importante resaltar que el ao 1987/88 fue un ao particularmente hmedo en toda la cuenca, la mayora de las estaciones presentaron lluvias por encima del percentil 80, y a partir de ese ao hasta la actualidad los periodos lluviosos anuales en la cuenca se han presentado dentro de lo normal y/o por encima de lo normal (periodos lluviosos hmedos) con presencia de periodos secos episdicos y muy localizados, tal como ocurri en Anta (1988 1992) y Granja Kayra (1994 1999), que presentaron episodios de sequas de severas a extremas en medio de un panorama hmedo a nivel de cuenca. El periodo 2004/05, entre Urubamba y Anta se present deficiencias de lluvias, mientras que en el resto de la cuenca alta, las lluvias estuvieron dentro de su variabilidad normal.

______________________________________________________________________________________________ 35 de 120

Tabla N 7: Periodos de sequa y deficiencias en la Cuenca del ro Urubamba para el periodo 1965 2006 AOS 1964/65 1965/66 1966/67 1967/68 1968/69 1969/70 1970/71 1971/72 1972/73 1973/74 1974/75 1975/76 1976/77 1977/78 1978/79 1979/80 1980/81 1981/82 1982/83 1983/84 1984/85 1985/86 1986/87 1987/88 1988/89 1989/90 1990/91 1991/92 1992/93 1993/94 1994/95 1995/96 1996/97 1997/98 1998/99 1999/00 2000/01 2001/02 2002/03 2003/04 2004/05 2005/06 5 10 15 10 5 15 15 10 15 15 5 10 5 15 10 10 10 15 UBMBA ATA GJAKY SCNI

305 15

UBMBA ATA GJAKY SCNIPercentil

Urubamba Anta Granja Kayra SicuaniTipo de Sequa S.extrema S.severa S.moderada Deficiencia

5 10 15 30

______________________________________________________________________________________________ 36 de 120

3.5.3

Periodos hmedosLos periodos hmedos tambin constituyen eventos extremos del clima, afectando la agricultura e infraestructura en la cuenca. De acuerdo a la metodologa antes sealada, los valores extremos superiores al percentil 80 van a representar excesos de precipitaciones, teniendo dos categoras, las lluvias superiores al percentil 80 y menores al 90 son considerados excesos moderados, mientras las lluvias por encima del percentil 90 son considerados excesos extremos. El proyecto FRIEND/amigo (2002), considera tres tipos de excesos, las lluvias por encima del percentil 70, denominado Por encima de la norma, el del percentil 80 Bastante por encima de la norma y el del percentil 90 muy por encima de la norma. Similar a los periodos secos, las lluvias han sido totalizadas en un ao desde setiembre a agosto, para cada estacin y entre el periodo 1965 al 2006 y las dos categoras de excesos de lluvia se denominaron de la siguiente manera: Percentil 80 : Exceso moderado Percentil 90 : Exceso extremo

En la Tabla 8 se muestra la caracterizacin de estos excesos para algunas localidades representativas de la cuenca, observndose que durante el periodo 1965 - 1987 las temporadas de lluvia superiores a sus valores normales y que estn por encima del percentil 80 o 90 fueron muy episdicos y se presentaron en forma muy localizada. Por ejemplo, en el ao 1966/67 se presentaron periodos hmedos moderados en las localidades de Urubamba y Sicuani, situacin que continu el ao siguiente con mayor intensidad pero slo en Sicuani. De otro lado, el ao 1981/82 fue hmedo extremo slo en Granja Kayra y el ao 1987/88 fue un ao que se puede catalogar como ao hmedo moderado en toda la cuenca, en donde la mayora de las estaciones analizadas 20 presentaron lluvias por encima del percentil 80. A partir de ese ao hasta la actualidad, los periodos lluviosos anuales en la cuenca se han presentado entre normales y por encima de lo normal (predominan periodos lluviosos) con presencia de periodos secos muy localizados. El ao 1993/94 es considerado como uno de los periodos lluviosos ms fuertes a nivel de toda la cuenca, as como los aos comprendidos entre 2000 2003. Los aos 1998/99 y 1999/00 (Nia fuerte) fueron hmedos moderados, particularmente desde Anta hacia la parte baja de la cuenca (zona de Quillabamba). En la actualidad (a partir del 2003) los periodos hmedos se vienen presentando de forma muy localizada, alternando con episodios de ligeras deficiencia (tambin muy localizadas), predominando en general un panorama de periodos lluviosos normales. Finalmente en la Tabla 9, se presenta el resumen de eventos secos y hmedos a nivel de cuenca y por sectores, durante el periodo 1965-2006: Los aos 1976/1977 y 1982/1983 son considerados como aos de sequa moderada en toda la cuenca, no obstante sequas severas se presentaron en Sicuani (1981/82), Anta (1989/90) y Granja Kayra (1998/99); mientras que los aos 1993/94 y 2000-2003 fueron los ms lluviosos o hmedos.

En la tabla 8 slo se muestran las estaciones meteorolgicas con informacin completa entre 1965-2006, sin embargo para el anlisis general se consider todas la red de estaciones dentro y cercanas a la cuenca del Urubamba.20

______________________________________________________________________________________________ 37 de 120

Tabla N 8. Periodos hmedos moderados y extremos en la Cuenca del ro Urubamba, para el periodo 1965 2006 AOS 1964/65 1965/66 1966/67 1967/68 1968/69 1969/70 1970/71 1971/72 1972/73 1973/74 1974/75 1975/76 1976/77 1977/78 1978/79 1979/80 1980/81 1981/82 1982/83 1983/84 1984/85 1985/86 1986/87 1987/88 1988/89 1989/90 1990/91 1991/92 1992/93 1993/94 1994/95 1995/96 1996/97 1997/98 1998/99 1999/00 2000/01 2001/02 2002/03 2003/04 2004/05 2005/06UBMBA ATA GJAKY SCNI Urubamba Anta Granja Kayra Sicuani

UBMBA

ATA

GJAKY

SCNI

Percentil Excesos 80 Moderado 90 Fuerte

______________________________________________________________________________________________ 38 de 120

Tabla N 9. Resumen de los periodos extremos en la cuenca del Urubamba

PeriodoSequas

Nivel de cuenca1976/77 ++, 1978/79 +, 1979/80 + 1982/83 ++ 1986/87 + 1965/66+ 1969/70++ 1978/79+ 1979/80+ 1980/81+ 1981/82+++ 1983/84+ 1986/87+ 1989/90+++ 1991/92++ 1994/95++ 1995/96+ 1998/99+++ 1966/67* 1981/82** 1987/88** 1989/90* 1995/96* 1996/97** 1997/98* 1998/99* 1999/00** 2005/06*

Nivel zonal(Anta) (Urubamba) (Sicuani) (Urubamba y Sicuani) (Urubamba) (Sicuani) (Urubamba y Sicuani) (Anta) (Anta) (Anta) (Granja Kayra) (Granja Kayra) (Granja Kayra). (Urubamba y Sicuani) (Granja Kayra) (Urubamba y Granja Kayra) (Urubamba) (parte central Anta) (sur -Sicuani) (central, Granja Kayra) (Anta) (Desde Anta hasta Quillabamba) (central - Granja Kayra)

Aos hmedos

1987/88 * 1993/94 ** 2000/01 ** 2001/02 ** 2002/03 **

Leyenda: sequa Moderada + Sequa Severa ++ Sequa Extrema +++

exceso moderado * exceso extremo **

3.5.4

ENOS

El Nio-Oscilacin Sur (ENOS) es una perturbacin del sistema Ocano-Atmsfera en el Pacfico Ecuatorial con importantes consecuencias para el clima a nivel mundial, a travs de la alteracin de los patrones globales de la presin atmosfrica, circulacin atmosfrica, precipitaciones y temperaturas (Kousky y Higgins, 2007). El ENOS, tiene una fuerte y directa influencia sobre gran parte de Sudamrica tropical y subtropical (Garreaud y Aceituno, 2007), por medio de la teleconexiones que son los cambios de la circulacin atmosfrica global inducida por anomalas ocano-atmosfricas del Pacfico Ecuatorial. El ciclo del ENOS presenta dos fases, una fase clida (El Nio), la cual se presenta con intervalos de 4 -5 aos y la fase fra (La Nia) as como periodos de transicin caracterizados por temperaturas de agua de mar cercano a su media climtica. La transicin de Nio a Nia tiende a ser rpida mientras de Nia a Nio tiende a ser ms gradual, ambas transiciones son influenciadas por la variabilidad intraestacional (Oscilacin Madden-Julian, bloqueos de medias latitudes, sistemas de bajas y altas presiones, tormentas tropicales, etc.) segn Kousky y Higgins (2007). El Per, no escapa de la influencia del ENOS y los eventos extremos asociados a ste, causan grandes prdidas econmicas por sus impactos ya sea en forma directa o indirecta. Los efectos en cuanto a precipitaciones es el incremento de las lluvias sobre lo normal en el norte de Per y Ecuador y sureste de Sudamrica y lluvias debajo de su normal en el norte de Sudamrica y el Altiplano (Peruano Boliviano) (Garreaud y Aceituno, 2007), las que han sido obtenidas a travs de las teleconexiones utilizando en la mayora de los casos la temperatura de agua de______________________________________________________________________________________________ 39 de 120

mar temperatura superfial del mar (TSM) de la zona del Pacfico Tropical y encontrndose que esta TSM afecta la predictabilidad y predicciones de Sudamrica (Nobre et al, 2006). Estas relaciones son obtenidas con datos observados de al menos 30 a 40 aos y cuyo grado de relacin puede variar significativamente cuando vemos escalas de mayor tiempo (Garreaud y Aceituno, 2007). Desde un plano global, estas dos grandes porciones ocenicas del Pacfico Occidental tienen efectos sobre las precipitaciones en el Per, y su influencia a nivel de cuenca se determina evaluando estas teleconexiones a travs de tcnicas estadsticas con el objetivo de mejorar la prediccin estacional. En la figura 22, se muestra la teleconexin entre el Pacfico y la cuenca del Mantaro y Urubamba a travs la primera componente de las funciones ortogonales empricas de la radiacin en onda larga (OLR21, siglas en ingles) sobre el Pacfico Tropical, variable utilizada como indicador de nubosidad/convectividad. La figura indica que la primera componente o campo ms dominante, ha capturado la variabilidad de El Nio con un 35 % de la variancia explicada obtenida en el trimestre de mayores lluvias (enero-marzo), mostrando un dipolo en el Pacfico occidental y la zona central y sur del Per, dicho en otras palabras, si en el Pacfico occidental (Nio-4) hay anomalas negativas de OLR (mayor nubosidad), en la zona de nuestro territorio, sierra central y sur, hay anomalas positivas de OLR (menor nubosidad). Una investigacin similar con fines de prediccin fue realizado por Montecinos et al. (2000), que analiz los campos de la TSM en el Pacfico Tropical y estableci que la primera componente de esta variable sobre la regin 20N 40S captura la mayor parte de la variabilidad interanual relacionada al ENOS y que la variancia explicada tambin tiene una fuerte estacionalidad.

Figura N 22. Mapa de la Primera componente de las Funciones Ortogonales Empricas de OLR para el trimestre enero febrero marzo, en el periodo 1975 -2001. Fuente: SENAMHI, 2002

De otro lado, Daz A. (2005), encontr que existe una relacin entre la TSM y la OLR en el Pacfico Ecuatorial (especialmente en el Pacfico Central y Occidental) y las precipitaciones en la sierra del Per; ambas variables pueden explicar su variabilidad. A diferencia de la cuenca del Mantaro en donde se encontraron mejores correlaciones entre la OLR y las precipitaciones, para la cuenca del Urubamba es la TSM quien explica mejor la variabilidad de la precipitacin a travs de relaciones inversas; es decir, mayores valores de TSM estn asociados a menores precipitaciones en la cuenca. En la Tabla 10 se presenta los valores de las correlaciones entre la TSM de la regin Nio-3 y las precipitaciones en las partes altas de la cuenca del Urubamba21

Outgoing Longwave Radiation

______________________________________________________________________________________________ 40 de 120

(sector sur-), para la temporada lluviosa, trimestre de enero a marzo, poca en que se presentaron los valores ms altos de correlacin. Se encontr correlaciones mas altas en Urubamba, Anta y Sicuani, no obstante, estos valores son comparativamente inferiores a las correlaciones encontradas con la regin del Altiplano, que son del orden de 0.6-0.7 (Daz P. A., 2005).Tabla N 10: Valores de las correlaciones entre TSM del Nio-3 y las precipitaciones en la cuenca del ro Urubamba durante EFM

EstacionesUrubamba Pisac Anta Ancachuro Granja Kayra Sicuani

Regin Nio-3 con OLR (SENAIM, 2006)-0.41 -0.24 -0.33 -0.21 -0.42

La teleconexin sobre la cuenca del Urubamba durante los aos Nio, fsicamente se explica de la siguiente manera: la posicin de la Zona de Convergencia del Pacfico Sur (ZCPS) es desviada hacia el este por ondas Rossby atmosfricas, teniendo efectos con la Zona de Convergencia del Atlntico Sur (ZCAS) (Lenters y Cook, 1999), quien a su vez juega un papel crucial en la posicin de la Alta de Bolivia sobre Sudamrica (Lenters y Cook, 1997); la ZCAS y AB, son sistemas que intervienen en la generacin de las lluvias principalmente en la parte sur de la cuenca, mientras en la parte norte de la cuenca, se suma la Zona de Convergencia Intertropical (ZCIT) la cual est modulado por el gradiente de la TSM en el Atlntico Ecuatorial, por lo que la correlacin en esta zona es menor. Por otro lado, se ha graficado la distribucin temporal de la precipitacin durante aos catalogados como Nio y Nia, segn Trenberth (1997), en dos estaciones ubicadas en la parte alta de la cuenca (Urubamba y Sicuani), sector de alta variabilidad no slo por la compleja topografa sino por el ingreso permanente de sistemas convectivos. En la figura 23 a,c puede observarse que en los aos Nio las precipitaciones tienden a presentarse con mucha variabilidad, as por ejemplo en Sicuani (extremo sur de la cuenca), las precipitaciones durante los aos Nio tienden a ser normales a excepcin de El Nio 1982/83 que fueron muy deficientes. En la mayora de los Nios, el mes ms deficiente es enero, mientras que en la localidad de Urubamba que est ms al norte y a menor altitud, la