lluvia sobre el este de méxico: variabilidad y proyecciones ante el cambio climático

Lluvia sobre el Este de México: Variabilidad y Proyecciones ante el

Cambio Climático

Alfredo Ruiz Barradas

University of Maryland

Manejo de Cuencas y Cambio ClimáticoBoca del Rio, Ver.

5 de febrero del 2010

1

Cuencas Hídricas del Golfo de México

Iniciativa Regional para la Investigación de Cuencas Hídricasdel Golfo de México y Noreste de la República Mexicana 2

Indice

•Sobre lo que dicen los registros de precipitación

•Relación con las temperaturas del océan (SSTs)

•Experimentos del US CLIVAR DWG: Impacto de estructuras de SST en la

precipitación regional

•Experimentos del 4to Reporte del IPCC

3

Datos

•University of East Anglia, CRUTS2.1: •Precipitación

•Hadley Center SSTs•US CLIVAR DWG:

•Experimentos Idealizados•4to Reporte del PCC

•Siglo 20•Siglos 21 , 22 (A1B)

4

VARIABILIDAD CLIMATICA

El CLIMA varía desde escalas sub-estacionales hasta las de siglos y milenios:

1 mes 1 estación3 años 7 años

30 años 100 años

SequíasInundaciones

Oscilación de Madden-Julian

El Niño/La NiñaSequias

Variabilidad SolarCirculación Profunda del Océano

Variabilidad Decenal (Pac. y Atl.)

Gases de Efecto Invernadero

Interanual Decenal-Centurias-MileniosA corto plazoSub-estacional a inter-estacional

(Variabilidad natural que los modelos aspiran a simular)

5

Variabilidad de la Lluvia en el Verano (JJA)

¿Que conocemos de la variabilidad interanual de la lluvia en la región costera del Golfo de México ?

Lo que dicen los registros de lluvia…

6

1902-1999

1950-1999

EMEXN

EMEXS

Desviación estándar (variabilidad)

de la lluvia en el verano

Lo que dicen los registros de lluvia…

EMEXN: 100º-97ºW, 20º-24ºN

EMEXS: 97º-94ºW, 17º-20ºN

7

Norte de Veracruz (EMEXN)Sur de Veracruz (EMEXS)

EMEXN & EMEXScorrelación = 0.63(0.59 , 1950-99)

Fuerte señal a escalas Interdacadales

Climatologia Mensual Anomalias Estacionales:

Lo que dicen los registros de lluvia…

8

Variabilidad de la Lluvia y surelación con fenómenos

de escala global

Relación con las temperaturas del océano…

9

EMEXN

Conexiones con el Océano Pacífico se refuerzan en la segunda mitad del siglo 20

EMEXS

Relación con las temperaturas del océano…Correlaciones con SSTs1950-1999

10

Estos modos tienen influencia en la lluvia regional.

Modos de Variabilidad Decenal de SSTT

ende

ncia

PD

VP

P

AM

O

Tendencia PDVPP AMO

Relación con las temperaturas del océano…

VeranoV

era

no

Estructuras obtenidas de un análisis (ExREOF) de SST estacionales 1901-2007 (Guang y Nigam 2009a, b)

11

Primavera EMEXN EMEXS AO NAOA NANG NINO34 NP PDO PNA

EMEXN 1 0.73 0.34 0.28 0.16 -0.08 0.14 -0.23 -0.11EMEXS - 1 0.33 0.34 0.16 -0.19 0.03 -0 .30 -0.04

Verano EMEXN EMEXS AO NAOA NANG NINO34 NP PDO PNA

EMEXN 1 0.51 0.27 0.12 0.24 -0.29 -0.02 -0.17 0.10EMEXS - 1 0.06 0.20 0.08 -0.26 0.18 -0.11 0.14

Correlaciones Simultáneas con Indices de Teleconexión

1950-1999

Invierno & verano EMEXN EMEXS AO NAOA NANG NINO34 NP PDO PNA

EMEXN -0.21 0.03 -0.04 0.01 -0.11 -0.40 0.18 -0.14 -0.29EMEXS -0.09 0.15 -0.14 -0.09 -0.11 -0.33 0.26 -0.08 -0.23

Primavera & Verano EMEXN EMEXS AO NAOA NANG NINO34 NP PDO PNA

EMEXN -0.22 -0.14 -0.20 -0.22 -0.22 -0.16 -0.01 -0.13 0.03EMEXS --- -0.16 -0.47 -0.42 -0.20 0.03 -0.19 0.08 0.23

rc=0.28

Relación con las temperaturas del océano…

12

Relación con las temperaturas del océano…

Oscilación del Artico El NiñoVerano Verano

Invierno InviernoOtoño Otoño

Primavera Primavera

13

Experimentos idealizados:los océanos como generadores de

sequías

Experimentos del US CLIVAR DWG…

14

Estructuras obtenidas de un análisis (REOF) de SST anuales 1901-2004 (Schubert et al. 2009)

Patrón de la Tendencia (LT)

Patrón del Pacífico (Pac)

Patrón del Atlántico (Atl)

Estructuras de las SSTs usadas como forzamientos en los Experimentos Idealizados

Experimentos del US CLIVAR DWG…

15

Pacífico Frio Pac. Frio + Atl. Cálido

Pac. Frio , Atl. Cálido+ =

Nolinealidades acentúan las condiciones sobre México.

c.i.=0.2mm/day

Atlántico Cálido

Pacífico frio y Atlántico cálido inducen condiciones de sequía con estructuras y estacionalidad distintivas en el NE de México, pero inducen condiciones de lluvia intensa en el SE de México.

Impacto de Anomalías Frias en el Pacífico y Cálidas en el Atlántico en CAM3.5

Prim

aver

a

Prim

aver

a

Ver

ano

Ver

ano

Experimentos del US CLIVAR DWG…

16

Cambio Climático:Cambios en el clima de un período a otro similar.

Natural Antropogénico(Calentamiento Global)

VARIABILIDAD CLIMATICACambio del clima con el tiempo.

Variabilidad en los mundos real y simuladoen el siglo 20

Real>SimuladoNatural > Antropogénica

Variabilidad en el mundo Proyectado

en los siglos 21&22Natural << Antropogénica 17

Cambio de la Lluvia en Primavera y Verano en Modelos Participantes en el

4to Reporte del IPCC:Escenario A1B

Centro Modelo-Max Planck Inst……ECHAM5/MPI-OM -UK Met Off…………UKMO-HadCM3-NOAA/GFDL………GFDL-CM2.1 -NCAR……………….CCSM3

Concentraciones de CO2 en elescenario A1B

Experimentos del 4to Reporte del IPCC…

18

Climatología de laPrecipitación en Primavera (MAM) y Verano (JJA) delSiglo 20 (1901-1999)

Resolución en los modelos limita su utilidadsobre la costa del Golfo de México

En los modelos:

Lluvia en la primavera aumenta pero en el verano disminuye alcompararse con lasobservaciones.

Experimentos del 4to Reporte del IPCC…

19

Cambio en la Climatología de laPrecipitación en Primavera (MAM) y Verano (JJA) en elSiglo 20:1999/1950-1949/1901

OBSERVACIONES•Decrecimiento de lluviasobre la Península de Yucatán en primavera•Incremento de la lluviaen el Centro, y SE deMexico, incluida la Península de Yucatán

¿Son las proyecciones parael siglo 21 consistentescon las tendencias observadas?

Experimentos del 4to Reporte del IPCC…

20

Cambio en la climatología de laprecipitación en primavera (MAM) y verano (JJA) en lossiglos 21 y 22:

Los modelos sugieren decrecimiento de la lluvia en primavera y verano sobre el E y SE de México en los siglos 21 y 22, y aumento sobre el Centro,

Esto es consistente con las tendencias neg/pos observadas en primavera/verano sobre la Peninsula de Yucatan/Centro.

Esto no es consistente con las tendencias positivas observadas en verano en el Este de México.

Experimentos del 4to Reporte del IPCC…

21

Promedio de los 4 modelos

Promedio de 21 modelos del porcentaje de cambio en precipitation del verano: [P(2099-2080)-P(1999-1980)]/P(1999-1980)

Promedio de 4 modelos del porcentaje de cambio en precipitation del verano: [P(21)-P(20)]/P(20)

Cambios observados en el siglo 20

22

Conclusiones sobre las Observaciones

1/2

Variabilidad de la lluvia en el Este de Mexico es máxima sobre Veracruz en verano con dos centros de alta variabilidad sobre las regiones norte (100º-97ºW, 20º-24ºN)y sur (97º-94ºW, 17º-20ºN); estan relacionadas medianamente (0.6). Ambas regiones se sitúan sobre importantes cuencas en el estado.

Las regiones norte y sur de variabilidad de lluvia en el estado presentan una fuerte señal interdecadal.

Variabilidad de la lluvia en las regiones norte y sur del estado se asocian con estructuras de SSTs caracteristicas a escalas interanuales como la de El Niño y decenales como la Oscilación del Artico, y Pan-Pacífico.

La tendencia del aumento de la temperatura global apunta a un aumento de la lluvia regional, principalmente en la parte sur!

Modos de variabilidad de SSTs en el Pacífico y Atlántico inducen efectos que pueden contrarestar o resaltar los efectos de la tendencia del aumento de la temperatura global.

23

Conclusiones sobre los Modelos

2/2De las simulaciones idealizadas por parte del US CLIVAR DWG se encuentra que un Pacífico frio y un Atlántico cálido inducen condiciones de sequía en el NE de México, pero inducen condiciones de lluvia anomalas en el SE de México

Es decir, que las cuencas de interes se verian afectadas de manera opuesta en sus mitades norte y sur!

Por lo tanto, los modelos del clima deben de simular rasonablemente las anomalias de los océanos para poder aspirar a simular, y eventualmente proyectar, cambios en la lluvia y temperatura.

Modelos participantes del 4to Reporte del IPCC sugieren que la lluvia decrecerá/aumentará en primavera/verano en el SE/Centro de México en los siglos 21 y 22 es consistente con las tendencias negativas/positivas observadas en la segunda mitad del siglo 20 en dichas zonas.

A pesar de sus imperfecciones los modelos del clima siguen siendo de nuestras mejores herramientas para entender el clima y proyectar sus cambios asociados al calentamiento global. Un nuevo conjunto de simulaciones y proyecciones estan por terminarse y sera de sumo interes su estudio detallado a todas escalas, incluidas las regionales. 24

Gracias por la invitación

Gracias por su atención

25