UNIVERSIDAD NACIONAL DEL LITORAL Facultad de Ingeniería a y Ciencias HídricasH

Transcripción

1 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL LITORAL Facultad de Ingeniería a y Ciencias HídricasH JORNADAS: COLABORACIÓN INTERNACIONAL EN ESTUDIOS DE: CAMBIO CLIMÁTICO Y SU INTERACCIÓN CON LOS RECURSOS HÍDRICOS REGIONALES CARTAGENA, ESPAÑA, de Noviembre de 2008 UNIDAD DE INVESTIGACIONES HIDROCLIMÁTICAS

2 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL LITORAL Facultad de Ingeniería a y Ciencias HídricasH "Vulnerabilidad de los recursos hídricos en el Nordeste de Argentina (NEA) en el contexto del cambio climático (CC)" CARTAGENA, ESPAÑA, 25 de Noviembre de 2008 Dr. Norberto Oscar García UNIDAD DE INVESTIGACIONES HIDROCLIMÁTICAS

3 Esta disertación va a estar centrada en ciertos aspectos del clima y los recursos hídricos

4 Qué es el CLIMA? El CLIMA es el estado del Sistema Climático como un todo, incluyendo la descripción estadística de sus variaciones.

5 Qué es el Sistema Climático? Es un sistema altamente complejo formado por varias componentes que incluyen la dinámica y la composición de la atmósfera, los océanos, las coberturas de hielo y nieve, la superficie del suelo y sus características, las interacciones mutuas entre estas componentes, y un gran número de procesos físicos, químicos y biológicos que tienen lugar en y entre las componentes del Sistema.

6 SISTEMA CLIMÁTICO

7 DESCRIPCIÓN ESTADÍSTICA DE LAS VARIACIONES CLIMÁTICAS REGIONALES DEL NORDESTE DE ARGENTINA

8 Región NORDESTE DE ARGENTINA O TAMBIÉN CONOCIDA COMO LITORAL- MESOPOTAMIA Integrada por las provincias de Misiones, Corrientes, Entre Ríos, Formosa, Chaco y Santa Fe. Superficie de km2 en la Rep. Argentina (23,5% del país) Región surcada por los tres ríos más grandes de la Cuenca del río de la Plata (ríos Paraná, Paraguay y Uruguay)

9 Precipitación media anual

10 Temperatura media anual

11 TENDENCIA TEMPORAL RAFAELA Precipitación - Test de Tendencia en la Media Test de Saltos en la Media: Desvíos Acumulados: 1972 Worsley: 1972 U ( I ) ( I )

12 Precipitación (mm) RAFAELA Precipitación Anual y Media por Período 858 mm 935 mm 845 mm 1030 mm %

13 N º ESTACIÓN PROVINCIA CAMBIO DE TENDENCIA SALTO EN LA MEDIA 1 POSADAS MISIONES 1944/1960/ PARANA ENTRE RÍOS 1942/1958/ GUALEGUAYCHÚ ENTRE RÍOS 1919/1942/ CONCORDIA ENTRE RÍOS 1917/1938/ LABOULAYE CORDOBA 1918/1952/ MARCOS JUÁREZ CORDOBA 1917/1943/ RECONQUISTA SANTA FE 1921/1944/ PASO DE LOS LIBRES CORRIENTES 1920/1937/ ROQUE SAENZ PEÑA CHACO 1943/1960/ CERES SANTA FE 1917/1939/ CORRIENTES CORRIENTES 1916/1945/ Comportamiento temporal de la precipitación anual en las estaciones pluviométricas seleccionadas en la región NEA. 1970/72 fecha clave para CC: incremento de la disponibilidad de agua en la región, de origen pluvial y fluvial. Elevación de niveles freáticos

14 Precipitaciones medias anuales en estaciones de la región para distintos períodos Estación Rafaela (Pcia. de Santa Fe) Paraná (Pcia. de Entre Ríos) Bella Vista (Pcia. de Corrientes) Posadas (Pcia. de Misiones) P [mm] Período 1930/ / / /03? P [%] 1934/ / / /05? P [%] 1960/ / / /04? P [%] ? P [%]

15 Precipitaciones medias anuales en estaciones de la región para distintos períodos Estación Resistencia (Pcia. del Chaco) Las Breñas (Pcia. del Chaco) Formosa (Pcia. de Formosa) El Colorado (Pcia. de Formosa) P [mm] Período 1954/ / / /05? P [%] 1954/ / / /05? P [%] 1967/ / / /03? P [%] 1968/ / / /03? P [%]

16 Evolución temporal de las lluvias anuales en la región En las provincias de Santa Fe, Entre Ríos, Corrientes y Misiones se observa un período húmedo reciente. La precipitación anual media de este período es, en promedio, un 20 % mayor a la correspondiente al período anterior. En las provincias de Chaco y Formosa, se distinguen 2 sectores: a) al Este, existe un moderado aumento de las precipitaciones en las últimas décadas, del orden del 10%; b) al Oeste, se identifica un período seco desde fines de la década del 80, con una disminución del orden del 10 % en las precipitaciones anuales respecto del período anterior.

17 Aumento de la precipitación: Isoyetas Anuales Medias (en negro: ; en rojo: )

18 Precipitaciones Región Litoral Mesopotamia y Cuenca del Plata Entre 1956 y 1991 aumentaron de 10 a 30% las precipitaciones medias anuales en amplias zonas Desplazamiento de las isoyetas hacia el oeste Expansión de la frontera agrícola hacia el oeste

19 En el nordeste de Argentina, durante los últimos 40 años han estado aumentando simultáneamente las precipitaciones medias, pero también su variabilidad. Si bien la media ha aumentado, puede haber algunos años en que las precipitaciones sean incluso menores que en períodos anteriores. Ha habido un creciente aumento de la vulnerabilidad a los extremos de la precipitación.

20 Eventos extremos

21 12 RAFAELA Cantidad de Días con Lluvia por Mes 60 Días con LLuvia Porcentaje de Aumento 0 0 ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC Meses Aumento %

22 DÍAS CON PRECIPITACIÓN Cant. anual Cant. anual media móvil 5 años Cant. anual media 1930/ /72 Cant. anual media 1930/ /03 Cant. anual media 1972/ /03 TIEMPO [años] Cantidad de días al año con precipitación en Rafaela

23 DÍAS CON PRECIPITACIÓN Cant. anual Cant. anual media móvil 5 años TIEMPO [años] Cant. anual media 1930/ /72 Cant. anual media 1972/ /03 Cant. anual media 1930/ /03 Cantidad de días al año con precipitaciones mayores a 100 mm en Rafaela

24 DÍAS CON PRECIPITACIÓN Cant. anual Cant. anual media móvil 5 años Cant. anual media 1934/ /72 Cant. anual media 1934/ /05 Cant. anual media 1972/ /05 TIEMPO [años] Cantidad de días al año con precipitación en Paraná

25 DÍAS CON PRECIPITACIÓN Cant. anual Cant. anual media móvil 5 años Cant. anual media 1934/ /72 Cant. anual media 1934/ /05 Cant. anual media 1972/ /05 TIEMPO [años] Cantidad de días por año con precipitaciones mayores a 100 mm en Paraná

26 Intensidad de la precipitación en 24 hs Precipitaciones máximas diarias

27 Frecuencia de precipitaciones mayores a 100 mm en no más de dos días en 16 estaciones de la región Centro y Este de Argentina Frecuencia /62 63/66 67/70 71/74 75/78 79/82 83/86 87/90 91/94 95/98 99/02 59/62 63/66 67/70 71/74 75/78 AÑOS 79/82 83/86 87/90 91/94 95/98 99/02 Periodos

28 Intensidad de la Precipitación RECONQUISTA mm en 45 min.

29 Frecuencia Mensual de Máximos M Anuales de Precipitación Ceres EN UN DÍA EN CINCO DÍAS Mes % Mes %

30 INTENSIDAD [mm/día] Tr = 100 años Tr = 50 años Tr = 25 años Tr = 10 años Tr = 5 años Tr = 2 años DURACIÓN [días] Relaciones IDT en Rafaela ( )

31 Lluvia [mm] Lugar Fecha inicial Fecha final Durac. [días/hs] Quitilipi (Prov. del Chaco) 18/04/83 18/04/83 1 d 400 La Tigra (Prov. del Chaco) 30/03/86 01/04/86 3 d 562 La Tigra (Prov. del Chaco) 30/03/86 05/04/86 7 d 662 Villa Ángela (Prov. del Chaco) 10/04/91 19/04/91 10 d 527 San Javier (Prov. de Santa Fe) 24/04/96 25/04/96 2 d 315 Goya (Prov. de Corrientes) (*1) 12/04/98 12/04/98 1 d 313 Goya (Prov. de Corrientes) 12/04/98 13/04/98 2 d Goya (Prov. de Corrientes) 12/04/98 14/04/98 3 d Goya (Prov. de Corrientes) 12/04/98 15/04/98 4 d Goya (Prov. de Corrientes) 11/04/98 15/04/98 5 d 568 Goya (Prov. de Corrientes) 10/04/98 15/04/98 6 d 573 Hugentobler (Prov. de Santa Fe) (*2) 25/04/99 25/04/99 1 d 400 Hugentobler (Prov. de Santa Fe) 25/04/99 26/04/99 2 d 440 Col. Tacurales (Prov. de Santa Fe) 24/04/99 26/04/99 3 d 383 Cañada de Gómez (Prov.de Santa Fe) 22/11/00 22/11/00 2 h 250 Galarza (Prov. de Entre Ríos) (*4) 18/01/01 18/01/01 2 h 305 La Penca (Prov. de Santa Fe) (*5) 24/04/03 24/04/03 1 d 310 La Penca (Prov. de Santa Fe) 23/04/03 24/04/03 2 d 388 La Penca (Prov. de Santa Fe) 20/04/03 25/04/03 6 d 468 Margarita (Prov. de Santa Fe) 24/04/03 24/04/03 1 d 328 Margarita (Prov. de Santa Fe) 23/04/03 24/04/03 2 d 352 La Clotilde (Prov. del Chaco) (*6) 03/12/04 08/12/04 5 d 410 Virginia (Prov. de Santa Fe) 14/03/05 14/03/05 1 d 375 Virginia (Prov. de Santa Fe) 14/03/05 14/03/05 1 d 375

32 Hugentobler (25/04/1999) Virginia (14/03/2005) 350 Margarita (24/04/2003) INTENSIDAD [mm/día] La Penca (24/04/03) Zona rural Cda. de Gómez (22/11/2000) Hugentobler (25-26/04/1999) La Penca (23-24/04/2003) San Javier (24-25/04/1996) San Javier (24-25/04/2003) La Penca (20-25/04/2003) Virginia (08-14/03/2005) 100 Cnia. Tacurales (24-26/04/1999) Tr = 100 años DURACIÓN [días] Superposición de la relación IDT de Rafaela con tormentas críticas (Tr= 100a)

33 Quitilipi (18/04/1983) INTENSIDAD [mm/día] La Tigra (30/03-01/04/1986) La Tigra (30/03-05/04/1986) Villa Angela (10/04-19/04/ Tr = 100 años DURACIÓN [días] Superposición de la relación IDT de R. Saenz Peña con tormentas críticas (Tr= 100a)

34 INTENSIDAD [mm/h] Galarza (18/01/2001) Cañada de Gómez (22/11/2000) Tr = 100 años DURACIÓN [h] Superposición n de la relación n IDT de Santa Fe con tormentas críticas (T( = r 100a)

35 Se puede observar que las curvas IDT no representan la verdadera frecuencia de las lluvias intensas que ocurren en los últimos años. Las curvas IDT son usualmente utilizadas para determinar parámetros hidrológicos de diseño de obras de control y uso del agua. La falta de representatividad de las mismas obliga a los profesionales de la ingeniería a replantear criterios de diseño y a adoptar medidas no estructurales para mitigar los efectos de las inundaciones cuando se produzcan eventos hidrometeorológicos superiores a los de diseño. Estos resultados indican que el cambio climático está modificando los parámetros estadísticos (media, desvío, asimetría) de las series. Además, también se advierte un cambio en el proceso meteorológico que genera las lluvias intensas, que es predominantemente convectivo.

36 Sistemas convectivos de mesoescala Las intensidad de las tormentas críticas ocurridas en las últimas décadas, en su mayoría convectivas, exceden ampliamente las intensidades dadas por las curvas IDT de 100 años, principalmente para cortas duraciones. Esto sugiere un aumento de la frecuencia de ocurrencia de los sistemas convectivos de mesoescala en la región, producto del cambio climático. Estos sistemas suelen provocar lluvias de muy alta intensidad y arealmente concentradas, por lo que generalmente producen crecidas significativas de los cursos de agua locales e inundaciones en suelos de bajas pendientes.

37 Podemos resaltar que la evolución temporal de la frecuencia de días con lluvia en la región manifiesta: Desde inicios de la década del 70 un aumento de la frecuencia de días con lluvia. El aumento de frecuencia es más notorio para las lluvias intensas. En Rafaela (Prov. de Santa Fe), la cantidad de días con lluvia pasó de 70.6 días/año (1934/ /72) a 84.7 días/año (1972/ /05) (? = 20%). Sin embargo, la cantidad de días con lluvias intensas (> 100 mm) pasó de 0.3 días/año (1934/ /72) a 0.7 días/año (1972/ /05) (? = 137 %).

38 HIDROLOGÍA - Línea base ambiental regional Evolución temporal de los caudales anuales de los principales ríos A partir del año hidrológico 1972/73, aumentaron los valores medios de los caudales anuales mínimos, medios y máximos de los principales ríos de la región. Los caudales medios anuales aumentaron entre el 23 y el 39%, los mínimos entre el 47 y el 72% y los máximos, entre el 12 y el 25%.

39 Valores medios de caudales anuales medios, mínimos y máximos para distintos períodos Curso Qmed [m 3 /s] Qmín [m 3 /s] Qmáx [m 3 /s] Período / /72 Río Paraná en Posadas / / ? Q [%] / /72 Río Paraná en Corrientes / / ? Q [%] / /72 Río Paraguay en Puerto Pilcomayo / / ? Q [%] Río Uruguay en Paso de los Libres ? Q [%]

40 Evolución temporal de las crecidas de los principales ríos Las grandes crecidas de los principales ríos de la región son originadas por períodos de lluvias intensas, producidas en la alta cuenca (territorio brasileño) en el contexto de la variabilidad climática. Las cuatro principales crecidas del río Paraná en Corrientes durante el siglo XX (1983, 1992, 1905 y 1998), se relacionan con fenómenos El Niño, aunque hubo crecidas excepcionales no relacionadas (1959). En las últimas décadas, ha aumentado la frecuencia de ocurrencia e intensidad de estos fenómenos: de las 10 máximas crecidas del río Paraná en Corrientes durante el período de registro completo ( ), 6 se produjeron con posterioridad al año hidrológico 1972/73.

41 40000 Cambios en los caudales de los ríos de la Cuenca del Plata Río Paraná - Corrientes Río Uruguay - Paso de los Libres caudal medio anual (m 3 /s) caudal medio anual (m 3 /s) Río Paraguay - Asunción 7000 caudal medio anual (m 3 /s)

42 Caudales máximos anuales del río Paraná en Corrientes CAUDAL [m3/s] Caudal Caudal medio móvil 5 años Caudal medio 1903/ /72 Caudal medio 1972/ /03 Caudal medio 1903/ /03 TIEMPO [años]

43 EN RESUMEN! HAN SIDO COMPROBADAS MUDANZAS QUE VAN MAS ALLÁ DE LA VARIABILIDAD CLIMÁTICA ESTAS EVIDENCIAS INDICAN QUE SON PARTE DEL CAMBIO CLIMATICO, QUE ES YA INEVITABLE Y ESTA OCURRIENDO!! ENTONCES ES NECESARIO HACER PROYECCIONES CLIMÁTICAS CON HORIZONTES REALISTAS

44 LAS PROYECCIONES ACTUALES DEL CLIMA REGIONAL TIENEN GRAN INCERTIDUMBRE LA SOCIEDAD NECESITA MEJORES PROYECCIONES CLIMATICAS PARA COMENZAR LA ADAPTACIÓN LOS GOBIERNOS NECESTAN MEJORES PROYECCIONES PARA EVALUAR LOS INTERESES NACIONALES EN LA NEGOCIACION DEL CAMBIO CLIMATICO

45 LAS PROYECCIONES PUEDEN SER: ESTADÍSTICAS DINÁMICAS (MCGs)

46 ESTADÍSTICAS LAS HERRAMIENTAS ESTADÍSTICAS SON MUY IMPORTANTES PERO TIENEN GRANDES LIMITACIONES PARA TRATAR EL CAMBIO CLIMÁTICO. NO SE PUEDE AVANZAR MAS ALLÁ DEL HORIZONTE TEMPORAL DE LA BANDA INTER ANUAL SI SE PRETENDE UN ALTO NIVEL DE CONFIANZA.

47 DINÁMICAS (MCGs) SON LAS MAS ACEPTABLES PERO TIENEN ASOCIADAS UNA SERIE DE INCERTIDUMBRES!

48 Cascada de Incertidumbres Proyectando Impactos del Cambio Climático Emisiones Concentraciones CO2, Metano, Sulfatos, etc. Cambio Climático Global Temperatura, nivel del mar, etc. Escenarios desde población, energía y modelos económicos Ciclo del Carbono y Modelos Químicos Modelos climáticos globales Efectos Regionales Montañas, Islas, extremos, etc. Modelos regionales Impactos Inundaciones, alimentos, etc. Modelos de Impactos

49 Independientemente que en el futuro tengan lugar cambios climáticos, habrá modificaciones en las condiciones socioeconómicas y ambientales (principalmente a través de cambios en el nivel del mar). Por lo tanto en la elaboración de escenarios futuros es necesario realizar proyecciones acerca de la forma en la que estos factores cambiarán.

50 Escenarios de Emisiones Los escenarios actuales de emisiones son los provistos por el Informe especial del IPCC sobre escenarios de emisión (IPCC SRES: IPCC Special Report on Emissions Scenarios).

51 Escenarios de emisión del IPCC

52 Sólo consideramos escenarios SRES A2 y B2 A2 supone: un mundo heterogéneo. Preservación de las identidades locales. Alta tasa de crecimiento poblacional. Desarrollo económico regional. Desarrollo económico menor que en otras líneas narrativas. B2 supone: un mundo con énfasis en las soluciones locales. Un aumento continuo de la población (menor que en A2. Niveles intermedios de desarrollo económico.

53 Escenarios de Emisiones para CO2

54 Modelado del Clima Global Modelado del Clima Regional

55 Cambio global de la temperatura de acuerdo al modelo acoplado atmósfera océano HadCM3 Escenarios de Emisiones SRES B2 0,88 1,64 2,34 SRES A2 0,88 1,87 3,29

56 Cómo representan los MCGs al clima actual? Cómo representan los cambios climáticos observados?

57 Porcentaje (%) de la precipitación anual acumulada observada que es representada por los modelos UKMO-HadGEM CCCMA_CGCM3_1 _T ECHAM5/MPI-OM

58 CLIMA ACTUAL: PRECIPITACIÓN Precipitación media anual obtenida de la base de datos de la Unidad de Trabajo, para el período Precipitación media anual obtenida por el modelo CIMA-UBA para el período

59 INCERTIDUMBRE: PRECIPITACIÓN Diferencias, en mm, entre el campo de precipitación media anual obtenida por el modelo CIMA-UBA y la climatología para el período

60 CLIMA ACTUAL: TEMPERATURA Temperatura media anual obtenida de la base de datos de la Unidad de Trabajo, para el período Temperatura media anual obtenida por el modelo CIMA-UBA para el período

61 INCERTIDUMBRE: TEMPERATURA Diferencias entre el campo de temperatura media anual actual y la obtenida por el modelo CIMA-UBA para el año, en el período

62 Escenarios de cambio de temperatura anual (º C) a la izquierda y de precipitación (%) a la derecha para la década respecto de para el escenario A1B. Ensamble de 14 MCGs. Las zonas sombreadas en gris son las que muestran cambios significativos

63 Proyección del escenario climático regional 2080 para un escenario de emisiones A2 y B2

64 DIFERENCIAS DE MONTOS DE PRECIPITACIÓN Diferencias de montos de precipitación anual en el escenario A2 en la década según el modelo CIMA-UBA. Diferencias de montos de precipitación anual en el escenario B2 en la década según el modelo CIMA-UBA.

65 PRECIPITACIÓN MEDIA ANUAL CALCULADA PARA Precipitación media anual calculada para el escenario A2 en el período con el modelo CIMA-UBA. Precipitación media anual calculada para el escenario B2 en el período con el modelo CIMA-UBA.

66 DIFERENCIAS DE TEMPERATURAS ESTIMADAS PARA Distribución espacial de las diferencias de temperatura media anual prevista para el período para el escenario A2. Distribución espacial de las diferencias de temperatura media anual prevista para el período para el escenario B2.

67 Cambios de la Temperatura media anual ( C) para el escenario de emisiones A2, de acuerdo a las proyecciones del Modelo Climático Regional MM5/CIMA (década 2070/2080). Los cambios son con al control del modelo ( ).

68 Cambios de la precipitación media anual (mm) para el escenario de emisiones A2, de acuerdo a las proyecciones del Modelo Climático Regional MM5/CIMA (década 2070/2080). Los cambios son con el control del modelo ( ).

69 PRINCIPALES IMPLICANCIAS DE LOS ESCENARIOS EN EL HORIZONTE DE PLANIFICACIÓN

70 EN LA CUENCA DEL PLATA 70 % DE LA PRECIPITACION SE EVAPORA Y SÓLO UN 30 % LLEGA A LOS RIOS UN AUMENTO DE 4 C LLEVARIA LA EVAPORACION AL 85 %

71 EN EL CONTEXTO DEL CAMBIO CLIMÁTICO ESTO SIGNIFICA QUE LOS SISTEMAS: SUMINISTRO DE AGUA GENERACIÓN N HIDROELECTRICA (BRASIL 90 %) NAVEGACIÓN SON ALTAMENTE VULNERABLES!!

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