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Rocío del Carmen Vargas Castilleja, Gerardo Sánchez Torres Esqueda
y Julio Cesar Rolón Aguilar
División de Estudios de Posgrado e Investigación,
Facultad de Ingeniería “Arturo Narro Siller”, Universidad Autónoma de Tamaulipas
Sede regional:
Noreste
PROYECCIONES DE CAMBIO EN LA PRECIPITACIÓN MEDIANTE VÍAS DE CONCENTRACIÓN REPRESENTATIVAS
A NIVEL CUENCA
Bloque Temático: Escenarios del Clima
I N T R O D U C C I Ó N
Los efectos del cambio en el clima ya son irreversibles, sin embargo las acciones de mitigación y resiliencia son primordiales partiendo de una formulación de planes y programas que sean previsibles a los impactos que se presentan en la tierra
Los escenarios proporcionan alternativas de lo que podría acontecer en un futuro de cercano de continuar con las mismas prácticas en ámbitos demográficos, sociales, económicos, tecnológicos.
Los escenarios constituyen un instrumento esencial de evaluar la incertidumbre de los cambios en el clima
(IPCC, 2000)
Los escenarios de cambio climático están representados sobre una base climatológica coherente por lo que permiten generar teorías de las posibles
consecuencias del cambio por actividad antropogénica.
Desde 1992 el Panel Intergubernamental de Cambio Climático (IPCC, por sus siglas en inglés) ha realizado estudios para la generación de escenarios de cambio climático nombrados IS92.
Para 1994, se desarrollan nuevos escenarios llamados Escenarios de Emisiones (SRES, por sus siglas en Ingles) que constan de 4 familias o líneas evolutivas (A1, A2, B1 y B2) basadas en “forzantes”.
Después del Reporte de Evaluación del 2007, el IPCC en conjunto con expertos investigadores, se reunieron para desarrollar nuevos escenarios que identificaran un marco de referencia en las emisiones denominados:
“Vías de Concentraciones Representativas” VCR´s o RCP´s por sus siglas en inglés
Actualmente son necesarias las estrategias y políticas encaminadas a mitigar y adaptarse a los efectos en las
concentraciones de GEI´s (Gases de Efecto Invernadero) que producen un calentamiento en el planeta cada vez mayor.
Las VCR´S … Son vías o trayectorias, porque permiten obtener proyecciones de las concentraciones de GEI´s siguiendo su trayectoria a través del tiempo. Son representativas, porque concentran escenarios diferentes pero con forzamientos radiativos similares. El forzamiento radiativo es la cantidad media de energía solar absorbida por metro cuadrado sobre la tierra y se mide en W/m2.
(ALBEDO TERRESTRE)
(Adaptación basada en Kienhl y Thenberth, 1997)
El sistema energético es muy sensible que un pequeño cambio (forzamiento), se pueden causar catástrofes. Hoy estamos viviendo cambio importante, debido a que la constante solar está disminuyendo, esto quiere decir que se está absorbiendo más energía que se queda atrapada.
“EL DESBALANCE ENERGÉTICO ES UNA REALIDAD”
FORZAMIENTO RADIATIVO POSITIVO
(+) ABSORCIÓN (-) EMISIÓN
FORZAMIENTO RADIATIVO NEGATIVO
(+) EMISIÓN (-) ABSORCIÓN
EL BALANCE ENERGÉTICO ES LA MEDIDA MÁS IMPORTANTE DEL SISTEMA CLIMÁTICO
DEFINE PERSPECTIVAS FUTURAS DEL CAMBIO CLIMÁTICO
(Hansen, 2005)
DECREMENTA ALBEDO
INCREMENTA ALBEDO
El albedo es el porcentaje de radiación que cualquier superficie refleja respecto a la radiación que incide sobre la misma.
Lo anterior indica que se está absorbiendo 0.58 W/m2 para ese periodo de análisis, es decir se capturó más energía que la emitida. Hansen (2005), menciona que el forzamiento positivo o de absorción más exacto al 2003 fue de 0.85 W/m2 con una incertidumbre de ±0.15 W/m2, lo que concuerda con el forzamiento que se ha tenido en un periodo de 1880-2000 de 1 W/m2.
El IPCC (2007) muestra estimaciones y márgenes de variación del forzamiento radiativo (FR) medio mundial en 2005 para los GEI´s, y el efecto neto medio mundial antropogénico desde 1750 a 2005 que ha tenido un FR de +1.6 W/m2.
De los gases de efecto invernadero, el CO2 ha causado un mayor forzamiento en las últimas décadas, incluso la BBC del Mundo (Shukman, 2013) ha emitido una publicación donde se menciona que las concentraciones de CO2 han alcanzado una cifra record a nivel mundial de 400 ppm, esto con base en las mediciones del Observatorio Mauna Loa, en Hawai.
Esta cifra podría ser rebasada en un par de años de seguir bajo forzantes aún más positivas que por
consecuencia calientan la tierra
Mediciones de CO2 en el Observatorio de Mauna Loa, Hawai (NOAA). En invierno se registra mayor liberación de CO2, mientras en verano ocurre lo contrario.
(Ahrens, 2000)
315 ppm (1958)
395 ppm
(2013)
570 ppm
(2100)
FORZAMIENTO POSITIVO = CALENTAMIENTO
DISMINUYE EL PORCENTAJE DE ALBEDOS, DEBIDO A QUE LA SUPERFICIE DE LA TIERRA ABORBE MÁS DE LO QUE REFLEJA.
2 ppm/anual
(Ahrens, 2000)
“Las concentraciones de CO2 deberán recudirse por debajo de 350 ppm, para restaurar el balance energético, debido a que la temperatura media del planeta Tierra es una consecuencia
directa de su balance de energía”
Es importante hace mención que la tasa de crecimiento de las emisiones globales de GEI´s después del 2000 ha sido de aproximadamente el 3% y las razón de crecimiento de los escenarios de emisiones SRES es del 1.4 al 3.4%, por que surge la necesidad de basarse en escenarios un poco menos limitados (vanVuuren y Riahi, 2009 citado en Montero y Andrade, 2012).
O B J E T I V O S
• Se delimitó la malla de estudio que comprende la cuenta del Río Soto la Marina (CRSLM) y se extrajo el registro histórico del CRU, las proyecciones de cambio y los escenarios mensuales de las VCR4.5, 6.0 y 8.5 para la variable de precipitación a un futuro cerca del 2015-2039, por medio del portal del INECC en el apartado de Actualización de Escenarios de Cambio Climático para México.
• Se determinó y analizó el clima base para el área de estudio que integre un
periodo de normales climatológicas para la variable precipitación, usando como fuente la base de datos CLICOM.
• Se analizó el comportamiento de los escenarios climáticos regionales en la
CRSLM, comparando las precipitaciones de los climas base y los cambios porcentuales para las VCR4.5, 6.0 y 8.5 en un futuro cercano del 2015-2039.
Fuente: Elaboración propia a partir de INEGI, 2010. Red Hidrográfica Escala 1:50,000, Ed. 2.0.
La precipitación media anual en el periodo 1981-2010 es de 681.51 mm con una temperatura de 19.14 0C, un Índice de Lang o de Humedad de 35.6, por lo que este valor establece que la zona es árida, según la clasificación de la tabla de valores.
IL: Estimador de la eficiencia de la precipitación en relación a la temperatura, es llamado también Índice de Aridez o de Humedad.
Es importante señalar que la CRSLM no cuenta con un estudio que valore los cambios en la climatología futura relacionada con las precipitaciones que se presenten en la zona. El estudio es importante debido a que la demanda de agua en la cuenca es cada vez mayor, sobre todo para usos domésticos y público urbano, y las precipitaciones son las que permiten un suministro del recurso adecuado, aunado a una adecuada infraestructura y administración del recurso en su paso por la cuenca.
M E T O D O L O G Í A
1. Conformación de escenarios históricos y futuros para la CRSLM.
Para generar escenarios de cambio climático regional es primordial tener un buen número de estaciones climatológicas dentro del área de estudio y en sus alrededores, un periodo histórico mayor a 30 años, aunado a una buena calidad de datos.
Se consideraron para esta modelación de cambio climático 31 estaciones dentro y 14 fuera de la cuenca, teniendo un total de 45 estaciones que conforman el clima base de 1981-2010.
Se realizar un análisis de la resolución temporal completa de CLICOM que va de 1920 al 2010, se consideró el criterio del 90% o más de los registros contenidos en cada estación, para diferentes periodos de tiempo (de 30 años).
Se extrajeron del portal del Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático (Cavazos, et al. 2013) las gráficas de los registros mensuales de la Unidad de Investigación Climática1 (CRU, por sus siglas en inglés) con una resolución temporal de 1901-2009 y espacial de 0.5º x 0.5º y del método de Fiabilidad del Ensamble Ponderado (REA, por sus siglas en inglés) que otorga mayor valor a los Modelos de Circulación General (MCG) que tengan menos sesgo o rango de error comparándolos con las variables de estudio en un punto de malla dado para un periodo de 1961 al 2000. Se base en dos criterios, de tendencia que es la diferencia entre cada modelo con los datos observados y el de convergencia que es la distancia del modelo con respecto a los otros.
Para extraer la información del portal del INECC fue necesario establecer una malla que comprenda la CRSLM localizada. El Proyecto “Actualización de los Escenarios de Cambio Climático para México” forma parte de los productos de la Quinta Comunicación Nacional ante la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático.
1 http://www.cru.uea.ac.uk
Dicho proyecto realizó un análisis regional del periodo histórico y proyecciones de 15 MCG a un futuro cercano (2015-2039) y uno lejano (2075-2099). Lo anterior basado en las estrategias del Proyecto de Intercomparación de Modelos Acoplados Fase 5 (CMIP5, por sus siglas en inglés), realizado por centros internacionales como Organización Mundial de Meteorología, Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente, Programa Mundial de Investigación Climática, el IPCC, entre otros.
El proyecto CMIP5 incluye los nuevos escenarios RCP y que tienen una compatibilidad con los SRES B1 y A2, sin embargo para el estudio de Actualización de Escenarios de Cambio Climático para México y este en particular, se seleccionaron los RCP4.5, RCP6.0 y RCP8.5.
(IPCC, 2012)
Los VCR´s se clasifican en 4 trayectorias: una vía elevada o más extrema de 8.5 W/m2 al año actual al 2100, dos vías de estabilización intermedias de 6.0 y 4.5 W/m2.
El 2.6 W/m2, que se traduce en un calentamiento de no más de 20 C a fin de siglo, meta complicada porque requiere de políticas drásticas previas al año 2020 y compromiso de todas las naciones. Esta última trayectoria se encuentra casi en el límite y para no traspasarla se requieren de supuestos estrictos como la reducción neta de emisiones, crecimiento de población mundial medio y crecimiento del PIB
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Climatología base (1961-2000) para el área de estudio generada de las bases de datos CRU y REA del portal del INECC para la Actualización de los Escenarios de Cambio Climático para
México (Cavazos, et al., 2013).
Proyecciones del cambio climático
(precipitación) para el período 2015-2039 en la cuenca del Río Soto
la Marina, para RCP4.5, 6.0 y 8.5.
Normales de Precipitación mensual para los climas base 1981-2010 y base CRU
Mapas de las anomalías de precipitación para los
meses de mayo y agosto, para los escenarios
RCP4.5, 6.0 y 8.5 para el periodo 2015-2039 en la
cuenca del Río Soto la Marina
Se observa que todas las anomalías son negativas, agosto representa una
menor disminución en la precipitación para el escenario
RCP6.0, sin embargo en mayo para el RCP4.5 y 8.5 se tiene un rango de
variación de valores que va de -0.25 mm/día a -0.40 mm/día y para el mes de agosto en el RCP8.5 se tiene una
proyección de cambio que oscila entre -0.30 mm/día a -0.40 mm/día.
BUSCANDO LA HISTORIA MÁS LÓGICA…
¿Se podrían combinar diferentes niveles de forzamiento a diversos escenarios socioeconómicos ?
(IPCC, 2012)
(IPCC, 2012)
(IPCC, 2012)
Para comprender el forzamiento natural del clima es necesario comprender el forzamiento radiativo de origen antropogénico.
En la cuenca alta, se encuentra el Río Purificación, cuyo acuífero está sobre explotado y en donde la actividad citrícola tiene lugar, por lo que variaciones mínimas de falta de agua representarían un conflicto social y económico para esta zona. La agricultura representa el 93% del uso del agua en la cuenca, por lo que decrementos de precipitación en esta zona, son alarmantes y deben ser monitoreados para realizar prácticas de aprovechamientos del recurso hídrico para adaptarse a los nuevos decrementos en las lluvias.
C O N C L U S I O N E S
Es importante considerar que los riesgos que sufre la disponibilidad del agua, como el aumentos de la población, la concentración y crecimiento de la mancha urbana, el bienestar económicos y los cambios en el comportamiento de las precipitaciones con base en la intensidad y duración, son situaciones que con dificultad lograrán un equilibrio o estabilización, y por lo tanto las medidas preventivas y el diseño de nuevas estrategias de adaptación son primordiales para hacer de las regiones, sobre todo las más vulnerables, sociedades cada vez más resilientes.
C O N C L U S I O N E S
A la Facultad de Ingeniería “Arturo Narro Siller” de la Universidad Autónoma de Tamaulipas, por ampliar y difundir la investigación científica en esta región del estado de Tamaulipas. A los investigadores que forman parte del proyecto “Evaluación y Monitoreo de la Vulnerabilidad ante el Cambio Climático de la Zona Costera de Tamaulipas” de la FIANS, UAT e IPN, CICATA-Altamira. Así como al proyecto “Actualización de Escenarios de Cambio Climático para México como parte de los productos de la Quinta Comunicación Nacional”, por proporcionar estrategias que permitan ser adaptadas a diversas regiones de México para el desarrollo de escenarios de cambio climático.
AGRADECIMEINTOS
Ahrens, 2000. Meteorology Today. An Introduction to Weather Climate, and the Environment. Brooks/Cole, Thomson Learning, 6th. Edition, EUA.
Hansen, et al., 2005. Earth´s Energy Imbalance: Confirmation and Implications. Science, 308. Disponible en www.sciencemag.org
R E F E R E N C I A S
IPCC, 2007. Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M.Tignor and H.L. Miller (Eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.
IPCC, 2012. IPCC Workshop on Socio-Economic Scenarios. Unidad de Apoyo Técnico del GTIII. [Ottmar Edenhofer, Ramón Pichs-Madruga, Youba Sokona, Vicente Barros, Christopher B. Field , Timm Zwickel, Steffen Schlömer, Kristie Ebi, Michael Mastrandrea, Katharine Mach, Christoph von Stechow (Eds.)]. Potsdam, Alemania.
Shukman, D. (mayo, 2013). Récord histórico de bióxido de carbono en la atmósfera. BBC del Mundo. Recuperado de http://www.bbc.co.uk/mundo/noticias/2013/05/130510_ciencia_co2_dioxido_carbono_lav.shtml
Cavazos, T., Salinas, J., Martínez, B., Colorado, G., De Grau, P., Prieto, R.,… Bravo, M. (2013). Actualización de escenarios de cambio climático para México como parte de los productos de la Quinta Comunicación Nacional. Informe Final del Proyecto al INECC. Recuperado de http://escenarios.inecc.gob.mx/index2.html
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