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LCA*. Uriel Bando MurrietaJefe de Departamento de Estudios de Evaluación de la

Vulnerabilidad y Opciones de Adaptación al Cambio Climático.*Licenciado en Ciencias de la Atmósfera

USO DE ESCENARIOS DE CAMBIO CLIMÁTICO REGIONALIZADOS

PARA MÉXICO .jhjkoolemansbeynen@gmail.com>

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1) Los contextos históricos en los cuales surgieron tales comunidades fueron diferentes; la CGD nace como una reacción a la falta de un sistema de protección civil que ordenara una pronta respuesta para mitigar los efectos de los peligros:

La CCC es más reciente (años 90´s) y surge en un contexto global de cumplimiento de metas y responsabilidades compartidas pero diferenciadas en un régimen internacional, tal y como lo sostiene la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC) y se enfoca en realizar:

• Inventario Nacional de Emisiones de GEI • Estrategias de Mitigación de GEI• Estudios de Impacto y Vulnerabilidad ante el Cambio Climático• Estrategias de Adaptación ante el Cambio Climático

• Geológicos• Meteorológicos• Químico-tecnológicos• Sanitario-ecológicos• Socio-organizativos

COMUNIDAD DE GESTIÓN DEL RIESGO DE DESASTRES (CGD)COMUNIDAD DEL CAMBIO CLIMÁTICO (CCC)

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Riesgo = Amenaza x Vulnerabilidad

Riesgo = Fenómenos Meteorológicos Extremos x Vulnerabilidad

Riesgo = Cambio Climático x Vulnerabilidad

“…LA REDUCCIÓN DEL RIESGO DE DESASTRES DE ORIGEN METEOROLÓGICO ES UNA CONDICIÓN FUNDAMENTAL PARA LA ADAPTACIÓN AL CAMBIO CLIMÁTICO Y VICEVERSA”

La premisa fundamental que articula a la CGD y la CCC es que:

Escenarios de CC (temp y prec)

(Atlas de Peligros)

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Si consideramos al

clima como una

Función de Densidad

de Probabilidades

(PDF) de valores

diarios, el cambio

climático involucra

cambios en la media,

pero también en la

variabilidad y los

valores extremos

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Escenarios de cambio climático regionalizados para México

Los escenarios de cambio climático regionalizados para México son fuente de información para analizar el impacto en sistemas humanos y naturales bajo diversas proyecciones en términos de probabilidades

Para esto, se emplean Modelos de Circulación General (GCMs) de la atmósfera con resolución espacial de 300x300 km2, aproximadamente. El Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC), en su Cuarto Informe de Evaluación (AR4, 2007), considera diversos GCMs para calcular una medida de la dispersión entre proyecciones (denominada incertidumbre) que permita estimar el rango de los aumentos de temperatura o de cambios en la precipitación.

En un estudio reciente se generaron escenarios de cambio climático regionalizados para México, con resolución espacial de 50x50 km2 y datos mensuales del periodo 2000-2099, para algunos escenarios de emisiones de Gases de Efecto Invernadero (GEI), a partir de la reducción de escala de los resultados de los GCMs utilizados en el AR4.

En dicha regionalización se aplicó un método estadístico, mediante la Herramienta de Predicibilidad del Clima (CPT) del Instituto Internacional para la Investigación del Clima y la Sociedad (IRI) de Estados Unidos.

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Escenarios de temperatura media anual y precipitación acumulada anual para el periodo 1970-1999

a) observados con resolución de 50 km X 50 km,

b) simulados por el ensamble de GCMs, y

c) regionalizados por medio de CPT.

Se utilizó como herramienta de regionalización Climate Predictability Tool (CPT), desarrollada por el International Institute for Climate and Society (IRI).

Metodología

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Escenarios de cambio climático regionalizados para México

En el mismo estudio se encontró que los escenarios obtenidos para México son comparables en magnitud con el modelo regional de clima, “Simulador de la Tierra” de Japón, con resolución de 22x22 km2; y en estructura espacial con el sistema "Providing Regional Climates for Impacts Studies (PRECIS)" del Reino Unido, con resolución de 50x50 km2. A partir de los escenarios regionalizados de cambio climático (temperatura y precipitación) se integraron las proyecciones considerando períodos de 30 años, con lo cual se obtuvieron tres climatologías, la de los: a) 2020s (representa el periodo 2010-2039); b) 2050s (representa el periodo 2040-2069), y c) 2080s (representa el periodo 2070-2099).

La disponibilidad de más de 20 GCMs usados por el IPCC, con una o más realizaciones cada uno, y con la aplicación del método estadístico, permite que se tengan entre 50 y 90 experimentos de escenarios de cambio climático regionalizados para México, considerando escenarios de emisiones de GEI (A2, A1B, B1, COMMITED) con lo cual se ha podido estimar el rango de cambios en temperatura y precipitación, de la misma forma como lo presentó el IPCC en el AR4.

Cuadro 1. Número de experimentos de regionalización para México considerados en el ensamble para cada escenario de emisiones de GEI.

Nota: COMMIT es COMMITED, se refiere al supuesto compromiso de mantener constante la concentración de GEI del año 2000.

Fuente: Magaña, 2010.

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Mediana CPT de anomalía de temperatura media (°C) por ensamble de modelos bajo el escenario A1B para el periodo a) 2040-2069 y b) 2070-2099

a) b)

Modelo simulador de la TierraFinales de siglo XXI

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A) Anomalía mensual de temperatura (°

C) y B) precipitación media (%) del promedio de diversos GCMs en el periodo 2070-2099, bajo el escenario A2, para el noroeste de México.

Nota: Se muestran los resultados mensuales de los GCMs, como una medida de dispersión de la incertidumbre o confianza en las proyecciones de temperatura y precipitación.

Fuente: Cortesía CCA-UNAM.

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Figura 1. Promedio de las proyecciones (50 x 50 km2) de cambio en temperatura media (°C) bajo el escenario A2, para las climatologías A) 2020s, B) 2050s y C) 2080s, con respecto al período 1970-1999.

La magnitud de los cambios proyectados en temperatura varía entre las climatologías 2020s, 2050s y 2080s antes mencionadas; a continuación se describen para el país, bajo el escenario A2:

Para la climatología de los 2020s, el cambio en temperatura media en México puede variar de 0.5±0.5°C en la parte sur, a 1.3±0.8°C en la zona noroeste (Figura 1A), donde la incertidumbre refleja la dispersión entre experimentos de regionalización.

Para la climatología de los 2050s, se proyecta un aumento de entre 1.3±0.3ºC en el sur y 2.3±1.0°C en el norte (Figura 1B).

Para la climatología 2080s, el aumento de temperatura se ubica entre 2.5±0.3ºC en el sur y 3.5±1.3°C en el norte del país (Figura 1C).

Escenarios de temperatura

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%

Figura 2. Promedio de las proyecciones (50x50 km2) de cambio en precipitación anual (%) bajo el escenario A2 de emisiones de GEI, para las climatologías A) 2020s, B) 2050s y C) 2080s, con respecto al período 1970-1999.

Los principales resultados para variación de la precipitación bajo el escenario A2 indican lo siguiente:

Para la climatología de los 2020s, se proyectan reducciones de precipitación del orden de -5% en el centro-norte y sur-sureste del país; y entre -5% y -10% para el centro y noroeste. Es en esta última región donde se espera disminución de hasta 30% hacia finales de siglo. Por otra parte existe una región en el norte que presentaría incrementos de 5% (Figura 2A). La dispersión entre experimentos es muy amplia, reflejo de la gran incertidumbre en las proyecciones de lluvia. Un mayor número de experimentos apunta a disminuciones de precipitación.Para la climatología de los 2050s, se esperan reducciones promedio de precipitación del orden de -5% en el centro-norte y sur-sureste del país; entre -5% y -10% para el centro, noroeste y Península de Yucatán (Figura 2B).Para la climatología de los 2080s, la precipitación muestra un patrón similar al de las dos climatologías anteriores, pero intensificado (Figura 2C).

Escenarios de precipitación

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Lecciones aprendidas

Se logro reducir la escala de la información con la que generalmente trabajan los Modelos de Circulación General mediante un proceso conocido como downscaling, resultando la reducción de escala estadística más práctica por su simplicidad que la dinámica, produciendo escenarios probabilísticos por ensamble multimodelo con infraestructura computacional convencional.

Se recomienda el uso de un generador estocástico de tiempo meteorológico, modulado por cambios mensuales en la temperatura, para estimar cambios en la función de distribución de probabilidad de temperatura o lluvia, principalmente de eventos extremos.

Elementos exitosos

México cuenta con escenarios de cambio climático regionalizados construidos mediante en ensambles de diversos experimentos para los principales escenarios de emisiones de GEI a partir de las salidas de los modelos utilizados por el IPCC. Con dichos escenarios se han realizado evaluaciones de impacto y riesgo ante el cambio climático.

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DebilidadesLa escala espacial de las proyecciones es de 50 x 50 km2. Las redes de información climática de México, no poseen una alta densidad espacial, por lo que intentar sacar conclusiones sobre el clima a escalas menores (de 50 x 50 km2) a la distancia media entre estaciones resulta arriesgado. Más aun, intentar generar escenarios de cambio climático de muy alta resolución espacial (< 10 X 10 km2) puede ser solo una fantasía, pues la incertidumbre asociada será tan grande o mayor incluso que la señal misma proyectada. Desafíos Realizar experimentos de regionalización mediante reducción de escala dinámica con resolución de 20 x 20 km2.Se debe transitar de un esquema en el que el encargado de generar escenarios produzca información de cambios en las condiciones medias para periodos específicos, a un sistema de información en el que el evaluador del riesgo pueda obtener información de los datos para estimar el riesgo. OportunidadesGrupos de investigación en México inician de manera experimental reducción de escala dinámica para alcanzar en el corto plazo mayor resolución espacial.Contexto socio-económico y físicoEl trabajo fue realizado por investigadores del Centro de Ciencias de la Atmósfera de UNAM (4 integrantes) y del Instituto Nacional de Ecología (2 integrantes), financiado por el INE con un costo de 70,000 dólares. Los experimentos pueden ser realizados en computadoras de escritorio convencionales.

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Uso de escenarios de cambio climático La identificación de las variaciones en la ocurrencia de fenómenos extremos, como son tormentas intensas y ondas de calor, requiere escenarios de cambio climático de alta resolución espacial y temporal. En México, para algunos escenarios regionalizados se aplicó un generador estocástico del tiempo (Semenov, 1998), modulado por cambios proyectados de temperatura, para obtener proyecciones de datos diarios de temperatura y precipitación. Al igual que en la regionalización espacial, la reducción de escala temporal para México es comparable a lo que algunos modelos dinámicos regionales proyectan hacia finales de siglo.

Un ejemplo de proyección de fenómenos extremos se obtuvo para un sitio en el estado de Chihuahua (Siquirichic), donde se observa que los valores extremos de la temperatura máxima podrían resultar en incrementos mayores que para la media de cada climatología (Figura 3), debido a que la varianza también aumenta. Es por ello que los efectos de temperatura cada vez más extrema podrían ser experimentados en forma de ondas de calor. Para el mismo sitio, se espera que los cambios en el ciclo hidrológico sean perceptibles por el incremento de la intensidad y frecuencia de las tormentas severas.

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Selección de 

estaciones 

climatológicas

Escenarios 

regionalizados de 

cambio climáticoA2 y A1B

2020‐2050‐208050 x 50 Km

Asignación de 

escenarios a las 

estaciones

Precipitación

Temperatura

Interpolación de 

datos para obtener 

escenarios de alta 

resolución

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Función de distribución de probabilidad de temperatura máxima diaria para la estación Siquirichic, Chihuahua, bajo el escenario A1B de emisiones de GEI.

Nota: Las líneas corresponden a diferentes condiciones, negra: actual observada; azul: proyección al 2030; morada: 2050 y roja: 2080.

Fuente: modificada de INE 2007a.

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PDF de la temperatura máxima diaria observada (línea negra) para Mérida, Yucatán en el periodo 1970-1999, y proyectada usando el esquema LARS y el escenario A2 CPT regionalizado (línea roja) hacia finales de siglo, 2070-2099

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La agricultura es uno de los sectores que se verá afectado en gran medida por los cambios en el ciclo hidrológico. Un estudio de variabilidad climática y agricultura en el Bajío, indica en qué regiones se puede contar con condiciones adecuadas para el maíz, por ejemplo. Es claro que los cultivos de temporal e incluso de riego se tienen en las zonas en donde la precipitación es suficiente, pero además, en donde la temperatura no rebasa en promedio anual los 32°C, condición sugerida como propicia para ciertas variedades de maíz.

Zonas agrícolas del Bajío (área azul) y precipitación media anual.

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Empíricamente se encontró que los agricultores de temporal garantizan un mínimo de rendimiento si al menos llueven 460 mm en la temporada de primavera-verano. Es claro que las mayores probabilidades de que no se cumpla la condición se encuentran en la zona semiárida del norte de Guanajuato y centro de Querétaro. Usando los registros históricos de lluvia para la región se puede obtener la probabilidad de que la lluvia estacional sea menor a 460mm. Es claro que en la zona árida del bajío, las probabilidades de ello son mayores.

Probabilidad de que la precipitación esté por debajo de 460 mm entre junio y septiembre en el Bajío Mexicano.

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En realidad lo importante es la humedad que hay en el suelo, que refleja en gran medida la combinación de condiciones de precipitación y temperatura, resulte adecuada para la agricultura del maíz.

Humedad del suelo en julio de 1988.

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Usando los escenarios de cambio climático, se puede estimar que la reducción en precipitación para el 2030-2050 sea del orden de 5 a 10% en la zona del Bajío con lo cual, la zona en donde ya no se tendría el mínimo de precipitación necesario para el cultivo del maíz de temporal será menos adecuada. Más aun, el aumento en temperatura resultaría en una disminución de humedad en el suelo que crearía un mayor estrés hídrico en el cultivo. De acuerdo al presente análisis, algunas zonas del centro de Guanajuato y Querétaro perderán posibilidades de mantener agricultura de temporal.

Probabilidades de que la humedad de suelo (solo forzado por aumento en temperatura) en los meses junio-octubre bajo escenario A2 en el período 2040-2069 se encuentre por debajo del 60% de anomalía porcentual (línea base 1970-1999).

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Para mayor información sobre el uso de los escenarios de cambio climático regionalizados para México y la base de datos, consultar http://zimbra.ine.gob.mx/escenarios donde podrá descargar la información mensual y por climatología, el documento técnico del estudio y la guía para generar y aplicar escenarios probabilísticos regionales de cambio climático en la toma de decisiones.

http://zimbra.ine.gob.mx/escenarios

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GRACIAS POR SU ATENCION !!

Instituto Nacional de EcologíaSEMARNAT

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