escenarios climáticos futuros

5/24/2018 Escenarios Climticos Futuros

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Escenarios

Climticos Futurosy Disponibilidad del Recurso Hdricoen la Cuenca del Ro Santa

Serie: Cambio Climtico


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Serie Cambio Climtico

Sub serie: Evaluacin Local Integrada de Cambio Climtico para la Cuenca del Ro Mantaro Volumen I: Atlas Climtico de precipitacin y temperatura del aire en la Cuenca del Ro Mantaro

Volumen II: Diagnstico de la Cuenca del Mantaro bajo la visin del cambio climticoVolumen III: Vulnerabilidad Actual y Futura ante el cambio climtico y medidas de adaptacin en la Cuenca del Ro Mantaro

Sub serie: Evaluacin Local Integrada de Cambio Climtico para la Cuenca del Ro Piura Evaluacin Local Integrada y Estrategia de Adaptacin al Cambio Climtico en la Cuenca del Ro Piura Escenarios del cambio climtico en el Per al 2050 - Cuenca del Ro Piura

Otros ttulos publicados Escenarios Climticos Futuros y Disponibilidad del Recurso Hdrico en la Cuenca del Ro Santa

Consejo Nacional del Ambiente - CONAM

Av. Guardia Civil 205, San BorjaTelfono: (51-1) 225-5370, telefax: (51-1) 225-5369Correo electrnico: [email protected]://www.conam.gob.pe

Comit Editorial CONAM:

Mariano CastroCsar CervantesMaria Paz Cigarn

Andrs MillonesCesar Villacorta

Ttulo: Escenarios Climticos Futuros y Disponibilidad del Recurso Hdrico en la Cuenca del Ro SantaAutor: Servicio Nacional de Meteorologa e Hidrologa - SENAMHIEditor: Consejo Nacional del Ambiente - CONAMISBN: 9972-824-19-5

Hecho el depsito legal en la Biblioteca Nacional del Per N 2005-9643

Servicio Nacional de Meteorologa e Hidrologa - SENAMHI

Jr. Cahuide 785 Jess Mara Lima, PerTelfono: (51-1) 614-1414Correo electrnico: [email protected]://www.senamhi.gob.pe

Diseo: Enrique Limaymanta SulcaDiagramacin e Impresin: TYPOGraphics E.I.R.L.

Copyright Fondo Editorial del CONAMPrimera edicin: Diciembre de 2005Tiraje: 1000 ejemplaresImpreso en el Per2005

El contenido de este documento puede ser reproducido mencionando la fuente.Su contenido no representa en su totalidad el punto de vista del CONAM.


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ESCENARIOS CLIMTICOS FUTUROSy Disponibilidad del Recurso Hdricoen la Cuenca del Ro Santa


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4 / ESCENARIOS CLIMTICOS FUTUROSy disponibilidad del recurso hdrico en la cuenca del ro Santa

Servicio Nacional de Meteorologa e Hidrologa - SENAMHI

EQUIPO TCNICO

Jefe del Senamhi Mayor General FAP Juan Oviedo MottaDireccin General de Meteorologa Mayor FAP Julio Villafuerte Osambela

Coordinacin General Mayor FAP Juan Coronado Lara

Coordinacin Local Gabriela Rosas

Equipo Escenarios Climticos Amelia Dazngel CornejoClara OriaDelia AcuaGabriela RosasGonzalo FanoGrinia AvalosLuis MetzgerMauricio Carrillo

Equipo SIG Ever CastilloCarmen VassalloGuillermo TatajeOscar Barrenechea

Infraestructura del Sistema Computacional Richard Miguel

Revisin Ph. D. Eugenia Kalnay University of Maryland - UMD, USA

Consultoras: Ph. D. Nicholas Graham Hydrological Research Center - HRC, USA M Sc. ngel Cornejo

National Service of Meteorology and Hydrology -SENAMHI, Per

Edicin: Grinia Avalos

Asistentes de edicin: Cristina Amiel Clara Oria Jenny Roca

Diseo: Juan Ulloa Cristina Amiel

Unidad Ejecutora del Programa PROCLIM (UEP), CONAM

Direccin Maria Paz CigarnComponente de Vulnerabilidad y Adaptacin Julio Garca (Coordinador) Carla Encinas Laura AvellanedaComponente de Inventarios y Mitigacin Francisco Avendao (Coordinador) Jorge lvarez David GarcaComponente de Difusin y Capacitacin Leopoldo Macera (Coordinador) Pa Zevallos

Administracin Viviana Zaldvar Ana Mara CerrnAsistencia Carmen Wilson

Consejo Nacional del Ambiente - CONAM

Presidente Carlos Loret de MolaSecretario Ejecutivo Mariano Castro

Jefa de la Unidad de Cambio Climtico Patricia Iturregui


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ESCENARIOS CLIMTICOS FUTUROSy disponibilidad del recurso hdrico en la cuenca del ro Santa/ 5

NDICE

Presentacin 6

Agradecimientos 7Introduccin 8

I. Cambio Climtico y los Glaciares Tropicales 10

II. Los Escenarios Climticos 12 2.1 Los Escenarios de Emisiones

2.2 Emisiones de CO2Global 13 2.3 Concentracin de CO2en los diferentes escenarios 14

III. Anlisis de los Modelos de Circulacin General 15 de la Atmsfera (Mcg) 3.1 Descripcin de los Modelos de Circulacin General

3.1.1 Modelos utilizados en este estudio

IV. Metodologa 18 4.1 Regionalizacion dinmica

4.1.1 Simulacin regional

V. Resultados 21 5.1. Temperatura en el Nivel 500 HPA 26 5.2. Estimacin de disponibilidad de recurso

Hdrico en base a la Temperatura en 500 HPA

VI. Conclusiones 29

VII. Referencias Bibliogrficas 30


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El Consejo Nacional del Ambiente (CONAM), Autoridad Ambiental Nacional y rector del SistemaNacional de Gestin Ambiental, es responsable de la ejecucin en el pas de la Convencin Marco de lasNaciones Unidas Sobre Cambio Climtico (UNFCCC, por sus siglas en ingls). La Estrategia Nacional deCambio Climtico aprobada por D.S. 086-2003-PCM, fue desarrollada multisectorialmente y expresa el nivelde prioridad poltica que el pas le viene dando a los serios problemas del cambio climtico en el Per.

En este contexto, gracias al aporte de la Cooperacin Holandesa, el CONAM ha dirigidoel Programa de Fortalecimiento de Capacidades Nacionales para Manejar el Impacto del Cambio Climticoy la Contaminacin del Aire (PROCLIM), articulando la participacin de trece instituciones pblicas yprivadas con el objetivo de lograr una gestin efectiva de los recursos humanos y financieros ante losposibles efectos del Cambio Climtico en el Per.

Dentro del componente temtico de Vulnerabilidad y Adaptacin (V&A), el Programa identifictres reas focales de estudio: la Cuenca del Ro Mantaro, la Cuenca del Ro Piura y la Cuenca del RoSanta. El trabajo realizado en estas reas se orient a sistematizar y ampliar el conocimiento sobre lascondiciones climticas actuales y generacin de escenarios de cambio climtico futuros.

La cuenca del Ro Santa se caracteriza por ser una de las ms grandes regiones glaciares tropicalesdel pas y del mundo. Dichos sistemas glaciares representan una importante fuente del recurso hdrico parael desarrollo de actividades como la agricultura y la generacin de energa hidroelctrica. Sin embargo,desde los ltimos veinte aos sus glaciares tropicales se encuentran en un progresivo retroceso debido alcalentamiento global.

En esta cuenca, el trabajo del Servicio Nacional de Meteorologa e Hidrologa (SENAMHI) seorient a generar informacin climtica y de escenarios climticos futuros que fueron complementados conel Instituto para la Investigacin del Desarrollo de Francia (IRD, por sus siglas en francs), quienes venandesarrollando diversos estudios de balance de masa glaciar en dicha cuenca.

Esta sinergia de esfuerzos entre instituciones nacionales e internacionales ha permitido contar conla estimacin de la disponibilidad de recursos hdricos en funcin a la deglaciacin como producto delcalentamiento global del planeta, informacin que estamos seguros ser tomada en cuenta por los gestoresde los recursos de la cuenca del Ro Santa y del desarrollo nacional para asegurar la seguridad alimentariay energtica del pas, hacia un desarrollo sostenible.

Finalmente el CONAM desea expresar su agradecimiento al equipo tcnico y cientfico alSENAMHI por los resultados de la presente investigacin, la cual constituye una importante herramientade anlisis del proceso de calentamiento de las zonas glaciares peruanas como consecuencia del cambioclimtico.

CARLOS LORET DE MOLAPresidente del CONAM

PRESENTACIN


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AGRADECIMIENTOS

El equipo de trabajo desea expresar su agradecimiento:

Al Instituto de Investigacin para el Desarrollo - IRD de Francia en la persona del Dr. Bernard Pouyaudy al Instituto Nacional de Recursos Naturales del Per - INRENA, con quienes se hizo posible la articulacin decapacidades para el logro de la estimacin futura de recurso hdrico en la Cuenca del Santa a nivel regional, nuestro

profundo agradecimiento por compartir su experiencia tcnica y cientfica con este Centro de Prediccin Numricay hacernos parte de su continuo esfuerzo por fomentar la investigacin sobre glaciares en el Per.

Al Dr. Nicholas Graham, Investigador Cientfico Senior del Centro de Investigacin Hidrolgica HRC, delos Estados Unidos, por su acertado asesoramiento y consejos impartidos para que el presente estudio tenga la validezcientfica necesaria.

Al Centro Nacional para la Investigacin de la Atmsfera NCAR de los Estados Unidos, en las perso-nas del Dr. Lawrence Buja y Srta. Rene Muoz del Grupo de Trabajo para Manejo de Datos, quienes brindaron unimportante apoyo a nuestros profesionales que realizaron pasantas en NCAR y pusieron a nuestra disposicin lainformacin base para la generacin de escenarios regionales.

Al Dr. Bryan Gross del Laboratorio de Dinmica de Fluidos Geofsicos de los Estados Unidos.

A la Administracin Nacional de Ocano y la Atmsfera NOAA de los Estados Unidos, al Laboratorio deSistemas de Pronstico - FSL, al Dr. Alexander E. MacDonald y Sra. Kathleen G. Stewart y al Grupo Reynolds.

A la Universidad de East Anglia del Reino Unido, en especial al Climate Research Unit en la persona de laDra. Clare Goodess por sus sabios consejos y asesoramiento.

Al Panel Intergubernamental sobre Cambio Climtico - IPCC por la disponibilidad de informacin a travsde su pgina web.

A Tecnologas Atmosfricas, Meteorolgicas y Medioambientales ATMET, Boulder Colorado - EstadosUnidos, en las personas del Dr. Robert Walko y Dr. Craig Tremback por su constante soporte tcnico en el manejodel Modelo RAMS.

Al Centro Canadiense para el Modelamiento y Anlisis del Clima del Servicio Meteorolgico de Canad, enla persona del Dr. Greg M. Flato, por la informacin proporcionada.

Al Consejo Nacional del Ambiente CONAM por las facilidades brindadas en los aspectos tcnico-administrativos para el desarrollo del proyecto como coordinador del PROCLIM.

A la Jefatura y Direccin Tcnica del SENAMHI, por la confianza depositada en nuestras capacidades, y suinvalorable apoyo para la ejecucin de los compromisos asumidos en la elaboracin de este estudio.

MAYOR FAP JUAN CORONADO LARA

Director General de MeteorologaServicio Nacional de Meteorologa e HidrologaSENAMHI


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La humanidad est siendo protagonista de los efectos que las condiciones extremas del CambioClimtico Global (CC) estn ocasionando en el planeta. Podemos ver cmo el incremento de la temperaturaglobal en este siglo est tomando la forma de sequas, inundaciones, huracanes, tifones, olas de fro, entreotros, e incluso los procesos de tropicalizacin y desertificacin que muchos pases estn experimentandoacarrean serias consecuencias en el plano econmico.

Aunque sin duda, el retroceso de los glaciares tropicales del mundo es una de las manifestacionesms preocupantes del calentamiento global. stos han retrocedido dramticamente en los ltimos 27 aos,de acuerdo a los estudios desarrollados por el Instituto de Investigacin para el Desarrollo de Francia (IRD)en conjunto con el Instituto Nacional de Recursos Naturales (INRENA) y el Servicio Nacional de Meteoro-loga e Hidrologa (SENAMHI). As es como el 70% de los glaciares tropicales andinos se hallan en el Pery los de la Cordillera Blanca representan slo el 25% del total.

En nuestro pas, los glaciares, adems de ser muy buenos indicadores de la evolucin del clima, sonimportantes reservas de agua. En la cuenca del Ro Santa, durante los periodos secos, la poblacin hace usode estas reservas para el desarrollo de sus actividades socioeconmicas, tanto como los enormes proyec-

tos de irrigacin al norte de nuestro territorio. Sin embargo, la vulnerabilidad en la cuenca del Ro Santa-asociada a avalanchas, deslizamientos, desborde de lagunas, etc.- es muy alta. Razn por la cual se haceimprescindible una adecuada planificacin de desarrollo regional que considere la variable climtica comoun factor prioritario para evitar catstrofes similares a las que ocurrieron aos atrs en esta regin.

Conocer en qu medida el retroceso glaciar se asocia al calentamiento global es la razn que lleval IRD (1991), SENAMHI (1994, 2003), CONAM (2001) entre otros, a realizar mediciones y estudios sobreeste fenmeno. Es as como los resultados demuestran que existe una fuerte correlacin entre el escurri-miento glaciar y la temperatura atmosfrica.

Los estudios recientes del IRD determinan que la temperatura del aire en el nivel isobrico de 500

hPa (aproximadamente a 5000 m.s.n.m.), estimada de los Reanalysis del National Center Environmental National Center Atmospheric Research NCEP/NCAR (Kalnay, 1996), presenta una correlacin extrema-damente alta, en escala mensual, con el proceso de escurrimiento. Por lo tanto, se espera que las proyec-ciones de la temperatura del aire en esos niveles puedan ser un factor de estimacin del comportamientodel escurrimiento glaciar en el futuro que permita evaluar lo que suceder con los sistemas glaciares de lacuenca del ro Santa.

En el ao 2003, el SENAMHI propone la realizacin de un estudio y modelamiento numrico paragenerar escenarios de cambio climtico regionales sobre cuencas especficas usando, como condicionesiniciales, los escenarios climticos globales de Modelos de Circulacin General (MCG) basados en losescenarios de emisin del Panel Intergubernamental de Cambio Climtico (IPCC 1997), con lo cual se

generaran tambin escenarios de temperatura del aire a una resolucin alta y a nivel de Cordillera Blanca.Esto permitira tener proyecciones de la temperatura del aire en los prximos 50 aos y con ello estimar elimpacto del escurrimiento glaciar. Cabe mencionar que este estudio se realiz en el marco del Programa deFortalecimiento deCapacidades Nacionales para Manejar el Impacto del Cambio Climtico y la Contami-nacin del Aire (PROCLIM).

INTRODUCCIN


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Los MCG, adems de trabajar con resoluciones horizontales gruesas, alrededor de 200 Km., loque representa una seria limitacin para una simulacin ms detallada de una determinada regin, poseenincertidumbres propias de su formulacin y de aquellas asunciones que adopta de los procesos fsicos que

an desconocemos (parametrizaciones). Por lo que tomar los resultados directamente de los modelos glo-bales para una evaluacin de detalle podra llevar a errores maysculos de apreciacin. En este caso, lametodologa aplicada para el desarrollo del estudio estuvo basada en el modelamiento climtico regionali-zado que permite obtener una mejor aproximacin del comportamiento del clima futuro a nivel de regionesespecficas tomando en cuenta los aspectos topogrficos locales. Por ello es tan importante el trabajo deregionalizacin a travs del uso de mtodos dinmicos y estadsticos que nos permitan tomar las decisionesms pertinentes.

Este estudio comprende el anlisis de los escenarios disponibles de los escenarios A2 y B2 demodelos MCG para la temperatura del aire en los niveles medios de la atmsfera, representado por el nivelde 500 hPa., para el periodo 2000-2050. Los escenarios A2 y B2 representan las condiciones extremas de

alto y bajo nivel de emisin de Gases de Efecto Invernadero (GEI), respectivamente. Este anlisis se realiztanto a nivel regional (Sudamrica) como a nivel local (en el punto ms alto de la Cordillera Blanca). Asi-mismo, se ha desarrollado el modelamiento regional a travs del procesamiento del modelo RAMS.

Los resultados del anlisis y salidas del modelamiento regional han sido trasladados a un sistema debase de datos sobre escenarios futuros de la temperatura del aire a 5000 m.s.n.m. para luego ser aplicadoscomo predictores de la disponibilidad hdrica en base al escurrimiento glaciar a travs de un modelamientoestadstico que correlaciona ambas variables. Este modelamiento ha sido previamente diseado y ejecutadopor el IRD. Finalmente, este instituto ha desarrollado las previsiones del escurrimiento glaciar en base a lasproyecciones de temperatura generadas, y con ello las tendencias del comportamiento glaciar en los prxi-mos 50 aos, lo cual ha permitido precisar mejor la tendencia hacia una deglaciacin inminente.

El principal objetivo de este estudio es determinar la disponibilidad de recursos hdricos en basea la generacin de escenarios climticos globales y regionales de temperatura en aproximadamente 5000m.s.n.m. y su correlacin con el retroceso glaciar. El escenario de emisin utilizado es el A2, el cual seconsidera uno de los escenarios extremos sobre calentamiento climtico global.


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Por su gran sensibilidad al cambio climtico,los glaciares tropicales son excelentes indi-cadores de la evolucin del clima; el dram-tico retroceso que estos vienen sufriendo en todoel mundo podra sugerirnos que otros parmetroshidrometeorolgicos podran estar tambin su-friendo cambios significativos en la actualidad yprobablemente, podran acentuarse en las prxi-mas dcadas.

Asimismo, diversos estudios demuestran que, enlos ltimos decenios, importantes cordilleras ne-vadas del Per han sufrido acelerados retrocesoslo que implica una reduccin del recurso hdrico.Incluso, en algunos casos se menciona que cuandola pendiente del lecho es muy pronunciada se for-man glaciares colgantes que por su inestabilidadhan cado sobre lagunas originando violentos des-embalses (Portocarrero, 1995). De otro lado, enotras partes del pas se han producido avalanchas,como la ocurrida en el Cuzco en el ao 1998 sobrela Hidroelctrica del Machu Picchu, que podranatribuirse tambin a deshielos en las cumbres ne-

vadas.

Tratar de encontrar respuestas a los probables im-pactos que el cambio climtico est ocasionandosobre los glaciares tropicales en nuestro pas esuna tarea a la que se han abocado distintos cen-tros de investigacin internacionales con la parti-cipacin de investigadores peruanos. Por ejemplo,el Impacto Indirecto sobre la Disponibilidad delRecurso Hdrico ha sido realizado por Marengo(1995) quien desarroll un estudio tratando dedeterminar las tendencias significativas en lasdescargas de los ros en Per. No obstante, losresultados del trabajo no muestran cambios impor-tantes. Las series de datos utilizadas no han sidolo suficientemente extensas como para obtenerrespuestas definitivas, por lo que consideramosque un estudio ms detallado, incluyendo toda lainformacin disponible, podra dar respuestas msconcluyentes.

Cabe destacar que en otras zonas de Amrica yase estn identificando cambios climticos signifi-cativos en los regmenes hdricos de algunos ros.Como por ejemplo, en los ros Paran, Paraguay,Uruguay y Negro al sureste de Sudamrica porGenta et.al. (1998).

Por ello, es importante aplicar el conocimientode los escenarios climticos en el modelamien-to de sistemas de glaciares, a fin de determinarcmo es que los cambios en la distribucin detemperaturas podran afectar nuestros glaciares,

y en lo que respecta a los regmenes de lluvias,estimar la disponibilidad hdr ica de los prximos50 aos.

Los glaciares tropicales cubren una superficie de2.500 kilmetros cuadrados, y son particularmen-te importantes. En primer lugar por los recursoshdricos con que benefician a los poblados prxi-mos y en segundo lugar porque a nivel cientfico

son excelentes indicadores de la evolucin del cli-ma. El mayor porcentaje de glaciares tropicales enel mundo se halla en la Cordillera de los Andes,71% est en el Per, 20% en Bolivia, 4% en Ecua-dor y otro 4% en Colombia. Las mediciones direc-tas y las estimaciones de la variacin de la masaglaciar, es decir la diferencia entre la acumulacinde nieve y hielo y lo que se fusiona, realizadas enlas ltimas dcadas, confirman que los glaciarestropicales han sufrido un retroceso acelerado enlos ltimos 30 aos. Segn expertos e investigado-res, de seguir esta tendencia, se estima que en losprximos 20 30 aos, los glaciares ubicados pordebajo de los 5000 m.s.n.m. habrn desaparecido.

En 1981, el IRD y los institutos hidrolgicos deEcuador y Bolivia realizaron diversos estudiospara encontrar la posible relacin entre el eventoEl Nio y la evolucin de los glaciares andinos.Como resultado de estos trabajos se determin laexistencia de una relacin directa entre el balancede la masa de los glaciares y El Nio-Oscilacindel Sur (ENOS). Este estudio incluy el estableci-miento de una red de observacin de glaciares a lolargo de la cordillera de los Andes.Francuo et al. (2004) realiz una evaluacin delimpacto de la circulacin atmosfrica anmala delENOS sobre el balance de masa del glaciar An-tizana en Ecuador. La evaluacin se centr en elperiodo 1995 y 2002, durante el cual tuvo lugarel Fenmeno El Nio (FEN) (1997-1998) y unprolongado periodo de La Nia (1998-2000). Elestudio mostr que durante el FEN se produjo unbalance negativo de la masa glaciar, mientras quedurante La Nia, el balance estuvo cerca al equi-librio. Esto se explica por la escasez de precipita-cin que predomina durante los eventos El Niosobre la regin de glaciares originando un reca-lentamiento de la atmsfera, lo que reduce la nievey disminuye paralelamente su albedo. Bajo estas

condiciones, la prdida de masa se intensifica, y sia esto le adicionamos el calentamiento global, elefecto es ms prolongado e intenso.

Un efecto directo de la prdida de masa glaciar serefiere al rgimen hidrolgico de las cuencas que

CAMBIO CLIMTICO

Y LOS GLACIARES TROPICALES

CAPTULO I


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dependen de glaciares. Monitoreos permanentesde los caudales y volmenes escurridos, duran-te diez aos, en diversas cuencas de la cordilleraBlanca, muestran un aumento significativo de los

volmenes escurridos, a pesar de una disminu-cin de las precipitaciones. Casassa (2004) evalulas descargas de las cuencas glaciares del centroy sur de Chile en los ltimos 30 aos, y encon-tr que aquellas en las que es evidente el retro-ceso glaciar haban incrementado su descarga, ala vez que mostr las tendencias de disminucinde precipitaciones durante el mismo periodo. Losanlisis de correlaciones realizados indican que elincremento de descargas est relacionado con elincremento de retroceso glaciar debido al calenta-miento regional. As es como se sustenta el hechode que un permanente calentamiento atmosfricotermine por agotar las reservas de agua dulce de

los glaciares y en un escenario futuro no dispo-ner del recurso hdrico glaciar principalmente enregiones semiridas, dependiendo de la tasa de de-glaciacin considerada en cada cuenca.

Los anlisis de series histricas de temperaturadel aire de estaciones de superficie dan cuenta queen diferentes regiones del pas se evidencia unatendencia al calentamiento atmosfrico. El IRD

realiz el anlisis histrico en niveles de mayoraltitud a travs del re-anlisis del Nacional Centerfor Environmental Prediction (NCEP) de EstadosUnidos (Kalnay 1996) dado que casi no se cuen-ta con registros meteorolgicos por encima de los5000 m.s.n.m. Esta informacin de aproximacio-nes en la temperatura del aire, ha sido comparadacon el escurrimiento glaciar proveniente de datoshidrolgicos (desde 1953) de la cuenca vertientede Llanganuco (80 Km2, 40% superficie glaciar)y de la cuenca pequea del glaciar Artesoncocha(8,2 Km2, 80% superficie glaciar), encontrndoseuna fuerte correlacin entre ambos parmetros.Por lo tanto, es evidente la posibilidad de utilizar

la temperatura a 5000 m.s.n.m. (500 hPa) comopredictor de futuros cambios en la disponibilidadde recurso hdrico proveniente de sistemas glacia-res utilizando este modelameinto estadstico desa-rrollado por el IRD.


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Segn el Panel Intergubernamental de CambioClimtico - IPCC1 (siglas en ingls), losescenarios son descripciones coherentesy consistentes de cmo el sistema climtico de laTierra puede cambiar en el futuro.

La metodologa empleada para la construccin deescenarios vara de acuerdo al propsito de la eva-luacin. Por muchos aos, los escenarios han sido

utilizados por los gobiernos en los mbitos empre-sariales y militares como base para el planeamien-to estratgico. Estos escenarios socioeconmicosproporcionan un marco para el pensamiento es-tructurado de cmo el futuro se puede revelar. Porejemplo, los escenarios pueden requerirse para:

Ilustrar el cambio climtico (en trminos delclima presente)

Proyeccin de las consecuencias potencialesdel cambio climtico, como por ejemplo, esti-mar el cambio futuro de la vegetacin naturale identificar especies en riesgo.

Planeamiento estratgico ante riesgos de incre-mentos de nivel del mar y de inundaciones.

Polticas de control de las emisiones, etc.

2.1 LOS ESCENARIOS DE EMISIONESExisten escenarios del posible clima futuro,que son derivados de los escenarios de posiblesemisiones futuras de gases de efecto invernadero,los cuales se utilizan en modelos climticos comoelemento introducido para el clculo de proyec-ciones climticas. Cualquier descripcin posibledel clima futuro depender de asunciones sobrelas emisiones futuras de los gases de invernaderoy otros agentes contaminantes; es decir, depende-

rn de la opcin del panorama de las emisiones.Un panorama en el cual la emisin de gases deinvernadero es baja, debe conllevar a un cambiomenos rpido del clima que uno en el cual lasemisiones son altas. Un panorama del cambio delclima por lo tanto es una descripcin coherente deun cambio futuro del clima bajo asunciones espe-cficas sobre el crecimiento de emisiones de gasesde invernadero y de otros agentes contaminantesy sobre otros factores que puedan influenciar enel clima futuro.

Tyndall Centre (2002), seala que los escenariosson una descripcin del clima futuro, el cual

depende de asunciones acerca de futuras emi-siones de gases de efecto invernadero y otros

contaminantes, dependiendo de las opciones delos escenarios de emisiones.

En el 2000, el IPCC finaliz su Reporte Especialde Escenarios de Emisiones (REEE) ideados porNakicenovic y otros. Estos nuevos escenariosexaminan el perodo de 1990 al 2100 e inclu-yen diversos supuestos socioeconmicos comola poblacin mundial y el producto bruto interno.

Los escenarios REEE se han utilizado como basede las proyecciones climticas de modelos de cir-culacin general de la atmsfera (MCG) y modeloacoplados.

Los escenarios comprenden una lnea evolutivasimilar en lo que respecta a sus caractersticasdemogrficas, sociales, econmicas y de cambiotecnolgico y est constituido de cuatro familiasde escenarios: A1, A2, B1 y B2.

Escenario A1La familia de escenarios y lnea evolutiva A1describe un mundo futuro de crecimiento econ-mico muy rpido; la poblacin mundial alcanzasu nivel ms alto a mitad de siglo y disminuyeposteriormente, producindose una rpida intro-duccin de nuevas tecnologas ms eficientes. Lascuestiones ms importantes son la interaccincultural y social entre las regiones y la capa-citacin, con una importante reduccin de lasdiferencias regionales en los ingresos per cpita.La familia de los escenarios A1 se divide en tresgrupos que describen las distintas direcciones delcambio tecnolgico en el sistema energtico. Lostres grupos A1 se distinguen por su nfasis tec-nolgico: fuentes de energa intensivas de origen

fsil A1F1, de origen no fsil (A1T) o un equili-brio entre todas las fuentes A1B (el equilibrio sedefine como la no dependencia excesiva de unafuente de energa concreta, suponiendo que seapliquen ritmos similares de mejoras en todas lasformas de aprovisionamiento energtico y en lastecnologas de uso final).

Escenario A2La familia de escenarios y lnea evolutiva A2describe un mundo muy heterogneo. La cues-tin subyacente es la autosuficiencia y preser-vacin de las identidades locales. Los perfilesde fertilidad en las distintas regiones tienden a

converger muy lentamente, lo cual acarrea unaumento continuo y constante de la poblacin.

LOS ESCENARIOS CLIMTICOS

CAPTULO II

1 Tercer Informe de Evaluacin Cambio Climtico 2001 Impactos Adaptacin y Vulnerabilidad


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El desarrollo econmico tiene una orientacinprincipalmente regional y el crecimiento eco-nmico per cpita y el cambio tecnolgico estnfragmentados y son ms lentos que en otras

lneas evolutivas.

Escenario B1La familia de escenarios y lnea evolutiva B1describe un mundo convergente, con la mismapoblacin mundial, que alcanza su nivel ms altoa mediados del siglo para disminuir posterior-mente, como lnea evolutiva A1 pero con cambiosrpidos en las estructuras econmicas hacia unaeconoma de la informacin y de los servicios,con reducciones en el consumo de materiales eintroduccin de tecnologas limpias y de recursoseficaces. En esta lnea evolutiva se hace hincapien las soluciones mundiales a la sostenibilidad

econmica social y ambiental, lo que comprendeuna mejora de la equidad.

Escenario B2La familia de escenarios y lnea evolutiva B2describe un mundo en el que se hace hincapi enlas soluciones locales a la sostenibilidad econ-mica, social y ambiental. Se trata de un mundocuya poblacin mundial crece continuamente, aun ritmo menor al de la lnea evolutiva A2, conniveles medios de desarrollo econmico y cam-bios tecnolgicos menos rpidos y ms variadosque en las lneas evolutivas B1 Y A1. Aunque elescenario tambin esta orientado hacia la protec-

cin ambiental y a la equidad social, se centra enlas escalas: local y regional.

2.2 EMISIONES DE CO2 GLOBAL

En el grfico 2 (pgina siguiente, arriba), se mues-tra las emisiones globales de CO2 provenientesde la energa e industria desde 1900 a 1990 y enlos 40 escenarios desde 1990 a 2100 indicados enforma de ndice (1990=1).

Las lneas punteadas muestran los escenariosindividuales y el rea sombreada de azul denotala diversidad de escenarios aparecidos en laspublicaciones, conforme se documenta en la basede datos del REEE.

Los 40 escenarios son clasificados en 6 grupos,las barras coloreadas verticales indican el rango

de emisiones en el 2100 de estos 6 grupos, asimis-mo se muestran los escenarios que incluyen ini-ciativas climticas adicionales designados comointervencin, aquellas que no tienen interven-cin y aquellas que no pueden ser asignadas a nin-guna de las 2 categoras anteriores denominadano clasificada

En el grf ico 3 (pgina siguiente, abajo), se mues-tra el total global anual de las emisiones de CO2de las diferentes fuentes (energa, industria y cam-bio de uso de la tierra) desde 1990 al 2100 en gigatoneladas de carbono (GTn/ao) por las familiasen los 6 grupos de escenarios. Los 40 escenarios

2 Relacin coherente entre poblacin mundial, producto bruto mundial y consumo de energa

Grfico 1Estabilizacin de escenarios propuesta por IPCC WG1 TSU


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son presentados en 4 familias (A1, A2, B1 y B2)y los 6 grupos de escenarios: A1F1 uso intensivode combustible fsil, A1T predomina el uso decombustible no fsil y un balanceado uso en A1B,A2, B1 y B2. Cada banda coloreada de emisinmuestra el rango de los escenarios armonizados2;y no armonizados dentro de cada grupo y semuestra el promedio marcado en lneas slidas

para las familias principales as como para A1F1y A1T en lneas punteadas. Se puede observar queel escenario A2 emitira 28Gtn el 2100, mientras

que el A1 14Gtn, el B2 13GTn y B1 5GTn para elao 2100.

2.3 CONCENTRACIN DE CO2 EN LOSDIFERENTES ESCENARIOS

De acuerdo a las concentraciones de CO2 se puedeobservar en el grfico 1 (en la pgina anterior) queel escenario A2 tendr una concentracin de 850

ppm (partes por milln) en el ao 2100, mientrasque el escenario A1 750 ppm, B2 621 ppm y B1549 ppm en el ao 2100.

Grfico 3Total global anual de las emisiones de CO2

Grfico 2Emisiones de dixido de carbono mundiales

Escenarios IE-EE e intervalos de valores de la base de datos (ndice 1990 = 1)


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3.1 DESCRIPCIN DE LOS MODELOS DECIRCULACIN GENERAL

Los modelos de circulacin general de la atmsfe-

ra (MCG) son algoritmos matemticos que inten-tan simular el sistema climtico de la tierra. Estosmodelos se encuentran en el extremo superior dela jerarqua de modelos del clima, son acoplados(atmsfera-ocano y suelo) y predicen cambiosde las variables en un mayor tiempo. Las expre-siones matemticas que configuran un MCG sepueden analizar por separado dentro de las tresprincipales partes de que constan estos modelos:(1) la dinmica del sistema del clima que descri-be el movimiento a gran escala de las masas deaire y el transporte de la energa y momentum;(2) la fsica del sistema climtico tal como trans-misin de la radiacin a travs de la atmsfera, la

termodinmica, y la evaporacin; y (3) otros fac-tores tales como la interaccin ocano-atmsfera,topografa, y parmetros de la vegetacin. Estasexpresiones son basadas en las leyes fsicas talescomo la conservacin de energa y masa as comolas relaciones empricas basadas en caractersticasy tendencias observadas, tales como frmulas querelacionen temperatura y humedad con la forma-cin de la nube.

Los MCG utilizan las mismas ecuaciones demovimiento que un modelo de prediccin numri-ca del tiempo (PNT), siendo su propsito simularnumricamente cambios en el clima como resul-tado de cambios lentos en algunas condiciones defrontera (tales como la constante solar) o par-metros fsicos (tal como la concentracin de losgases de efecto invernadero). Los modelos PNTse utilizan para predecir el tiempo futuro a cortoplazo (1-3 das) y medio plazo (de 4-10 das). Losmodelos MCG corren para mayor tiempo, aos;tiempo suficiente para aprender sobre el climaen un sentido estadstico (es decir la media y lavariabilidad).

Los MCG por ser globales tienen una menorresolucin por lo cual no son muy indicados para

estudios e investigacin de zonas especficas.En ese sentido es necesario el uso de un modeloregional el cual puede tomar mayores resoluciones

y ser ms hbil en la determinacin del clima deuna zona. Entonces, para determinar el clima deuna zona con mayor resolucin se utilizan dosmodelos; uno global que da las condiciones defrontera a otro modelo regional denominndose aeste proceso regionalizacin dinmica.

Una comparacin entre los modelos MCG y losmodelos PNT estn resumidos en la tabla 1 (pg.siguiente).

3.1.1 Modelos utilizados en este estudioLos modelos utilizados para la determinacin delos escenarios de Temperatura del aire sobre la

zona del Huascarn provienen de cinco Centrosde Prediccin del Clima y Cambio Climtico y unresumen se encuentra en la tabla 2 (pg. 17).

Instituto de Max Planck Alemania Cuyo modelo es el ECHAM4/OPYC3 que

fue desarrollado en cooperacin entre elInstituto de Meteorologa Max Panck (MPI)y Deutsches Klimarechenzentrum (DKRZ)en Hamburgo, Alemania. El modelo MPIECHAM4 (T42 L19) puesto en funcionamien-to desde el ao 1996 es el cuarto de una seriede los modelos desarrollados en MPI queoriginalmente derivaron del modelo de rangomedio para Europa (ECMWF).

En la representacin horizontal utiliza el modoespectral (funciones armnicas esfricas) contransformaciones a la grilla gauseana para elclculo de cantidades no lineales y de algunavariable fsica. Usa la truncacin triangular 42(T42) o equivalente a 2.8 x 2.8 grados latitud-longitud. En el dominio vertical, va desde lasuperficie hasta los 10 hPa. Para una superfi-cie de 1000 hPa, el ms bajo nivel atmosfricoes en 996 hPa. Utiliza la coordenada hbridasigma-presin en la vertical con 19 niveles.

CAPTULO III

ANLISIS DE LOS MODELOSDE CIRCULACIN GENERALDE LA ATMSFERA (MCG)


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Tabla 1. Comparacin de los modelos PNT y MCG

Contrastes PNT MCGObjetivo Para predecir el tiempo Simular la evolucin del

clima

Cobertura espacial regional o global global

Rango temporal das aos

Resolucin espacial Variable (20-100 km) Usualmente 3 a 5

Importancia de las condiciones iniciales alta baja

Importancia de la radiacin nubosidad baja alta

Importancia de la superficie (suelo, hielo, ocano...) baja alta

Importancia de la dinmica y termodinmica ocenica baja alta

Importancia del modelo de estabilidad baja alta

Similitudes

fsica Ecuaciones de movimiento

mtodo Diferencias finitas, o representacin espectral

salidas Variables de estado y movimiento de la atmsfera en 3dimensiones

Mximo tiempo de cada integracin Controlado por la resolucin espacial

Hadley Centre para la prediccin climtica

e investigacin InglaterraEl modelo es el denominado HADCM3 el cuales un modelo acoplado ocano-atmsfera MCGdescrito por Gordon (1999). Este modelo tieneuna climatologa de control estable.

La componente atmosfrica del modelo tiene 19niveles con una resolucin horizontal de 2.5 delatitud con 3.75 de longitud, los cuales producenuna grilla global de 96 x 73; esto es equivalentea una resolucin de 417 Km X 278 Km sobre elecuador, reducindose a 295 Km X 278 Km en45 de latitud, comparable con una resolucinT42.

La componente atmosfrica del modelo opcional-mente permite la emisin, transporte, oxidaciny deposicin de los componentes sulfricos paraser simulados interactivamente.

La componente ocenica del HadCM3 tiene 20niveles con una resolucin horizontal de 1.25 X1.25, la cual es una resolucin que hace posiblela representacin de importantes detalles de laestructura normal ocenica.

El modelo es inicializado directamente del estado

observado del ocano (Levitus, 1994) en reposocon un adecuado estado atmosfrico y del hieloocenico. La atmsfera y el ocano intercambianinformacin una vez por ao. Los flujos de calor yde agua son conservados exactamente en la trans-ferencia entre sus diferentes puntos de grilla.

Commonwealth Scientific and Industrial

Research Organization de Australia El modelo utilizado es el CSIRO-Mk2, el cual

es acoplado y espectral con una resolucin hori-zontal R21, cuya grilla es aproximadamente 625Km X 350 Km. Tiene 9 niveles en la atmsferavertical.

Los flujos de calor ajustados son aplicados alocano para representar el calor desde las profun-didades del ocano y el efecto de las corrientes.Los flujos son determinados por un experimentode 10 aos de las temperaturas de agua de marobservadas el cual es manejado separadamente.

El modelo no toma en cuenta todos los procesos(natural y antropognico) los cuales afectan lavariabilidad climtica y el cambio climtico.Algunos procesos no son bien entendidos yotros deben estar representados en una manerasimplificada que pueda asegurar una eficienciacomputacional.

Este modelo no incluye el efecto de enfriamientoregional producido por los sulfatos lo cual ha sidoidentificado por el IPCC como un importante ele-mento antropognico para el cambio climtico.

NCAR-CSM de Estados Unidos Este modelo acoplado CCSM (CommunityClimate System Model) es un modelo para simu-lar el sistema climtico de la tierra. Integradopor cuatro componentes separados que simulansimultneamente la atmsfera, ocano, la super-


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ficie y hielo marino, y un componente centralacoplador, el CCSM permite a los investigadoresconducir la investigacin fundamental del pasa-do, presente y futuros estados del clima.

El proyecto de CCSM es un esfuerzo cooperativo delos investigadores del clima de los Estados Unidosapoyado principalmente por el National ScienceFoundation (NSF) y centrado en el National Centerfor Atmospheric Research (NCAR) en BoulderColorado. El desarrollo cientfico de este modeloCCSM es dirigido por los grupos de trabajo delCCSM, que se renen dos veces al ao. El tallerprincipal de CCSM se realiza cada ao en juniopara mostrar los resultados de los grupos de trabajoy coordinar el futuro del CCSM.

Las componentes modelos del CCSM son:

cpl El acoplador

atm Componente atmosfrica

ocn Componente ocenica

ice Componente de hielo marino

lnd Componente de la superficie terrestre

Durante el curso de una integracin de CCSM,cada uno de los cuatro modelos componentesintegra hacia adelante en tiempo simultneamen-te y peridicamente se detiene para intercambiarla informacin por el acoplador. El acopladorrecibe campos de los modelos, clculos, mapasy fusiona esta informacin y enva de regresolos campos a las componentes del modelo. Paramanejar esta secuencia de los intercambios decomunicacin, el acoplador maneja el tiempo deproceso del modelo acoplado.

El modelo atmosfrico utilizado se denominaCommunity Atmosphere Model (CAM), el cuales un modelo atmosfrico de circulacin generaldesarrollado a partir de NCAR- CCM3. Tiene

una resolucin horizontal de T42 con 26 nivelesen la vertical, posee una coordenada verticalhbrida unida a una coordenada sigma cercanaa la superficie y una coordenada de presin en eltope de la atmsfera.

El modelo ocenico es una extensin del ParallelOcean Program (POP) de los Alamos NationalLaboratory (LANL). Las grillas del POP tienen1 X 3.6 de resolucin horizontal.

La componente de hielo marino del CCSM sedenomina Community Sea-Ice Model (CSIM4),que incluye esquemas dinmicos, espesores de la

distribucin de hielo, conservacin y termodin-mica de la energa, y un modelo de una capa demezcla. Este modelo tiene la habilidad de correrusando concentraciones de hielo preescritos ante-riormente.

Center for Climate System Research (CCSR)National Institute for EnvironmentalStudies (NIES) JAPON/USA

Este modelo CCSR/NIES es un modelo acopladocon truncacin triangular en el nmero de onda21. En la componente atmosfrica la resolucinhorizontal es cerca de 5.6 x 5.6 y 20 nivelesen la atmsfera vertical. En la parte ocenicala resolucin es de 2.8 x 2.8 y 17 niveles en lavertical. Flujos de ajustes son aplicados para elintercambio del calor sensible y latente entre laatmsfera y el ocano para prevenir una derivaen el clima modelado.

Tabla 2:

Caractersticas generales de los Modelos de Circulacin General de la Atmsfera (MCG) utilizados

Centro Pas Acrnimos Modelo Resolucin Escenarios Aos

Max Planck Institute fr

Meteorologie

Hadley Centre for ClimatePrediction and Research

Australias CommonwealthScientific and IndustrialResearch Organization

National Centre forAtmospheric Research

Center for Climate System

Research (CCSR)National Institute forEnvironmental Studies (NIES)

Alemania

Inglaterra

Australia

EEUU

J a p n /

EEUU

MPIfM

HCCPR

CSIRO

NCAR

CCSR/NIES

ECHAM4 / OPYC3

HADCM3

CSIRO-Mk2

NCAR-CSM

CCSR/NIES AGCM

+ CCSR OGCM

T42

3.75 x2.5

R21

T42

T21

A2, B2

A2, B2

A1, A2, B1,B2

A2

A1, A2, B1,

B2

1970-2050

1970-2050

1970-2050

2000-2050

1970-2050

Fuente: REEE escenarios IPCC-DDC


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La metodologa utilizada en el presente estudiose basa en el anlisis de los escenarios de latemperatura del aire a 500 hPa (aproximada-mente a 5000 m.s.n.m.) simulados por los modelosMCG anteriormente mencionados (Tabla 2, pginaanterior), corridos bajo los Reportes Especiales deEscenarios de Emisin (REEE) del Panel Intergu-bernamental de Cambio Climtico (IPCC).

La temperatura del aire a 500 hPa, se ha analiza-do a escala regional comprendiendo todo el conti-nente sudamericano en dos periodos, uno entre el2000-2025 y el otro entre el 2026 - 2050 en los dosescenarios extremos, A2 y B2. Se ha dividido endos periodos para ver si hay incrementos significa-tivos en cada uno de ellos.

Por otro lado, a nivel local, se ha analizado las sa-lidas de todos los modelos para el punto de gri-lla ms cercano a la zona de Huascarn (9.2S,77.5W), en este punto tambin se adiciona el re-sultado de la regionalizacin dinmica realizada

por el RAMS hasta el ao 2050 en sus dos esce-narios.

4.1 REGIONALIZACION DINAMICALos datos usados en la regionalizacin de esce-narios climticos en el Per fueron generadospor la National Center for Atmospheric Research(NCAR), segn los escenarios climticos de IPCC.El modelo fue NCAR-CSM en sus dos escenariosA2 y B2 que corresponden a los escenarios de altaemisin y de menor emisin de contaminantes res-pectivamente.

La informacin del NCAR describe los escenarios

del sistema climtico futuro de la Tierra, estosdatos proporcionados al Centro de Prediccin Nu-mrica (CPN) del SENAMHI, estn disponiblescomo archivos temporales con una frecuencia dia-ria entre el periodo 2000-2020 y de 6 horas entreel periodo 1983-2000. Esta informacin fue usadapara generar las condiciones iniciales y de fronterade un modelo regional climtico.

Normalmente, el acoplamiento entre un modeloglobal (como el de NCAR) y un modelo regionales llevado a cabo estableciendo las variables es-tado del modelo (vientos, temperatura, densidady humedad) en los puntos grilla a lo largo de las

fronteras laterales del modelo regional, y en lasgrillas internas del modelo al inicio del tiempo

CAPTULO IV

METODOLOGA

de simulacin. Para la simulacin en este caso,una de las condiciones de frontera como la alturageopotencial en los diferentes niveles verticalesde la atmsfera no estuvieron disponibles, por loque fue necesario extrapolarla usando la ecuacinhidrosttica (relacionando temperatura y cambiosde presin en la vertical), con una razn de cambiode temperatura asumido en la vertical dada la tem-peratura y presin en la superficie en los nivelesmandatarios de la atmsfera, por lo tanto es facti-ble el clculo de las alturas geopotenciales.

4.1.1 Simulacin RegionalEl modelo regional utilizado en estos experimen-tos fue el Regional Atmosphere Modeling System(RAMS) versin 4.4. El RAMS, originalmentedesarrollado en Colorado State University (Pielkeet.al. 1992), es un modelo tridimensional, no-hidrosttico, con capacidad para anidamientos dedominios, ofrece varios esquemas de turbulencia,radiacin, inicializacin y condiciones de fron-tera.

En la simulacin realizada se han determinado3 dominios, el primero con una resolucin de 60kilmetros que cubre todo el Per, y los otros dosen la zona norte que cubre la cuenca de Piura (vergrfico 4) y en la zona central sobre la cuenca delMantaro con una resolucin de 20 kilmetros. Aesta configuracin se denomina anidamiento, lacual es una tcnica que aumenta la resolucin dela simulacin en un rea de inters.

El periodo de simulacin del modelo es de 1983al 2050, siendo el model timestep o paso detiempo de 50 segundos. Esto significa hacer una

integracin3de las ecuaciones gobernantes4de laatmsfera cada 50 segundos. Por tanto, el nmerototal de integraciones en este periodo de simula-cin es aproximadamente 1198368000, esto slopara cada uno de los puntos de grilla del dominio.Al dominio de Per le corresponde un arreglo de47 x 47 y para los otros dominios fueron de 50 x35 y con 30 niveles en la vertical.

Existen dos maneras generales de proceder conuna simulacin en un periodo de tiempo extendi-do. La primera consiste en la simple actualizacinde las forzantes laterales con los datos del modelode larga escala. La circulacin interior y las con-

diciones superficiales de suelo evolucionan libre-mente. En el segundo caso, el modelo regional

3 La integracin se realiza al resolver una ecuacin diferencial4 Sistema de ecuaciones diferenciales que rigen la dinmica de un fluido geofsico.


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puede hacer la integracin numrica en grupos desub-simulaciones en el cual las variables inter-nas del modelo RAMS (dentro del dominio) sonperidicamente re-inicializadas, estas variables

internas pueden incluir condiciones de superficiey humedad de suelo.

En esta simulacin se han utilizado los siguientesesquemas de acoplamiento entre el modelo delarga escala y el modelo regional:

Cada 10 das los dominios de 60 y 20 kmdel modelo regional fueron reinicializadosen las grillas internas y en la frontera con

condiciones de atmsfera y suelo del modeloglobal de NCAR. En la atmsfera, los datosde altura geopotencial fueron aproximadostal como se indic anteriormente. Los datos

de temperatura superficial del mar (TSM)fueron inicializados de los valores climticosmensuales estndar de RAMS que tiene paratodo el globo. La humedad de suelo fue inicia-lizada usando un esquema similar, el cual usala condicin inicial (temperatura, humedad)de atmsfera (i.e. del modelo de larga escala)para inicializar los perfiles de humedad desuelo.

Dominio PERU (60 Km) - PERU NORTE (20 km)

Grfico 4:Representacin de los dominios de simulacin. El rea mayor es el dominio madre (Per, 60 Km.)

y el rea sombreada es el dominio anidado (Norte, 20 Km.)


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El dominio madre (60 km) del modelo regio-nal fue corrido por 10 das usando condi-ciones de frontera laterales del modelo degran escala con la aproximacin de las alturas

geopotenciales acotadas al inicio. La humedadde suelo le permiti evolucionar librementedurante los 10 das y la TSM permanecifija desde el inicio al fin de este periodo. Eldominio anidado fue tambin re-inicializadode la misma manera que el dominio madre yel tiempo de integracin para los siguientes 10das us condiciones de frontera del dominiomadre del modelo regional.

Con el esquema de acoplamiento as definido sehan obtenido los resultados, pero considerandoque las condiciones atmosfricas globales quealimentaron la regionalizacin climtica (modelo

regional) no son reales, algunos posibles proble-mas pueden derivarse de esta simulacin comola continuidad del acoplamiento de la TSM, lare-inicializacin de la humedad del suelo y loschoques de la re-inicializacin atmosfrica, lasque contribuyen a incrementar el grado de laincertidumbre.

Como el dominio del modelo regional inclu-y el ocano fue necesario definir la TSM delmodelo global para que pueda ser empleada porel modelo regional, la cual fue fija, con valoresapropiados para la ltima mitad del siglo XX.Una evaluacin de los cambios de TSM a lo largode la costa de Ecuador y la costa norte del Per,tal como aparecen en los escenarios climticos,

sugiere incrementos consistentes del orden de0.3C durante el periodo 2000-2020. Asumiendoque esto fuera real, implicara que el contenido dehumedad troposfrica en niveles bajos simulados

seran pequeos dado la condicin de TSM fija,resultando posiblemente en un ligero sesgo en lasimulacin de precipitacin.

La re-inicializacin de la humedad de suelo delmodelo regional es calculada en base a las con-diciones iniciales del modelo de larga escala, lacual representa una aproximacin poco usual, lamas adecuada pudo haber sido la de transportarde manera continua los datos de humedad desuelo hacia el fin de la simulacin. Sin embargo,se puede esperar que los cambios en las condi-ciones de larga escala (MCG) sean reflejados enla re-inicializacin de la humedad de suelo en el

modelo regional.

El esquema de re-inicializacin de los dominiosinternos del modelo regional con condiciones delarga escala cada 10 das, produce significativasperturbaciones debido al acople en la inicializa-cin, las que afectan los primeros 1-2 das en cada10 das de periodo, dichos datos de este periodospin-up no fueron removidos de los resultados.Un mtodo sugerido a futuro sera la evolucincontinua de la circulacin del modelo regional,pero no hay garanta que este mtodo produzcaaceptables resultados. Alternativamente, un perio-do de tiempo mas largo podra probablemente serusado entre re-inicializacin con los datos de unapropiado modelo de spin-up removido.


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5.1 TEMPERATURA EN EL NIVELDE 500 HPA.

5.1.1 A nivel PerEn el grfico 5 (pgina siguiente) se muestran lasdiferencias de la temperatura en 500 hPa (aproxi-madamente 5000 msnm), durante el periodo 2000- 2025 respecto al 1990 - 2000, llamado tambinperiodo de referencia, para el Escenario A2. Endicha figura podemos observar que todos losmodelos en este escenario indican una tendenciaascendente de la temperatura en todo Sudamrica,presentando los mayores incrementos el modeloAustraliano CSIRO A2, el cual oscila entre 0.7 a0.9. Los dems modelos tienen incrementos entre0.1 a 0.5 con respecto al periodo de referencia.

En forma indirecta tambin se puede observarlos gradientes los cuales nos podran indicar lapresencia de las Corrientes en Chorro las cualesson importantes para el desarrollo de las pre-cipitaciones. En este caso, podemos observar,

que la mayora de los modelos indican que elChorro Subtropical estara localizado ms al surde su posicin normal, lo cual indicara que lastormentas pueden afectar nuestro territorio sur ycentral con mayores precipitaciones. El modeloMax Planck indica un chorro ms al norte lomismo que el modelo del Hadley Centre, con locual es bastante probable que las precipitacionessean menores en el sur y centro de nuestro pas,tal como lo indica el modelo de Hadley en susdos escenarios extremos, cuyas figuras se mues-tran en el Resumen Ejecutivo de los Escenariosde Cambio Climtico en el Per al 2050 para laCuenca del ro Piura5.

En el grfico 6 (pgina 23) se muestran las dife-rencias de la temperatura en promedio para 500hPa (aproximadamente a 5000 m.s.n.m.) durantelos aos 2026 y 2050 para el escenario A2. Sepuede observar notablemente que estos ltimos25 aos la temperatura incrementar con mayorintensidad; todos los modelos indican esa tenden-cia, siendo el ms conservador el modelo Alemnque indica un incremento entre 0.3a 1.3 en todoSudamrica, en este periodo el modelo que indicamayor incremento es el japons con incrementosentre 1.4 a 2.1. La tendencia de la posicin de lacorriente en chorro es similar al primer periodo.

El grfico 7 (pgina 24) muestra la diferencia dela temperatura en 500 hPa para el periodo 2000-

CAPTULO V

RESULTADOS

2025 en el escenario B2. Los modelos indicanincrementos en toda Sudamrica oscilando entre0.2 a 0.7. La posicin de la corriente en chorroes similar al escenario A2.

El grfico 8 (pgina 25) muestra la diferencia dela temperatura en 500 hPa durante el ao 2026-2050 para el escenario B2. Similar al escenarioA2 para este mismo periodo, los modelos indicanun incremento mayor de la temperatura en todoSudamrica siendo mayor en el modelo Japonscon incrementos de 1.2 a 2.0, mientras los otrosmodelos indican un incremento entre 0.5 a 1.5.La posicin de la corriente en chorro es muy simi-lar al periodo anterior.

5.1.2 A nivel de la cuenca del Ro SantaEn el estudio de investigacin Glaciares y recur-sos hdricos en la Cuenca del Santa realizado porel IRDSENAMHI en Feb-2003, se encontr unabuena relacin entre los caudales del ro Santa yla temperatura del aire en 500 hPa con los datosobtenidos de los Reanlisis, producidos por NCEP.Esto es importante ya que conociendo la tendenciade la temperatura en ese nivel es posible conocer elcomportamiento del caudal y de esta forma aprove-char las relaciones de las lminas escurridas y elporcentaje de cobertura glaciar en esta zona. Enese sentido se confeccion la fig. 6 que muestratodos los escenarios de la temperatura en 500hPa para la zona de Huaraz en la cual, podemosobservar que todos tienen una tendencia crecientecon el tiempo.

Por otro lado es notable ver que las tendencias se

agrupan en dos grupos con similares valores, estoes debido a las resoluciones de los modelos ya queel grupo de los modelos del Instituto Hadley y delMax Planck tienen mayores resoluciones compa-radas con los otros modelos. De igual forma, seobserva tambin la tendencia positiva del modeloregionalizado con RAMS para un periodo cortodel 2004 al 2035 en el escenario A2 y de similartendencia hasta el ao 2050 para el escenario B2.

La tendencia de incremento durante los prximos50 aos en la zona de Huaraz estara oscilandoentre 1.02C a 2.15C, este rango puede observar-se en el grfico 9 (pgina 26) en la cual el modelo

HCCPR (Inglaterra) estima el menor valor, mien-tras el modelo CCSR (Japn) estima los mayoresvalores.

5 El resumen mencionado es parte de la serie Evaluacin Local Integrada de Cambio Climtico para la cuenca del Ro Piura.


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Grfico 5:

Patrones del cambio de temperatura en 500 hPa para el periodo 2000 -2025, como resultado de cuatro

modelos climticos globales para el escenario de emisin A2. Los nombres de los modelos estn listadosen la Tabla 2.

Periodo 2000 2025: Escenario A2


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Grfico 6:

Patrones del cambio de temperatura en 500 hPa para el periodo 2026 -2050, como resultado de cuatro

modelos climticos globales para el escenario de emisin A2. Los nombres de los modelos estn listadosen la Tabla 2



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Grfico 7:

Patrones del cambio de temperatura en 500 hPa para el periodo 2000 -2025, como resultado

de cuatro modelos climticos globales para el escenario de emisin B2. Los nombres de losmodelos estn listados en la Tabla 2



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Grfico 8:

Patrones del cambio de temperatura en 500 hPa para el periodo 2026 -2050, como resultado de

cuatro modelos climticos globales para el escenario de emisin B2. Los nombres de los modelosestn listados en la Tabla 2.



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Grfico 9:

Escenarios de temperatura en 500 hPa para Huaraz.

5.2 ESTIMACIN DE DISPONIBILIDAD DERECURSO HDRICO EN BASE A LATEMPERATURA EN 500 HPA

La estimacin de la disponibilidad hdrica sobrela Cordillera Blanca consider el anlisis de losdatos hidrolgicos disponibles desde 1953 de lacuenca de Llanganuco (87.0 km2, el 39% gla-ciar), lo que muestra un aumento del retrocesoglaciar durante el ltimo trimestre del siglo XX.

Asimismo, se complement dicha informacin condatos de la cuenca del Artesoncocha (8,4 km2, el79% glacial), existentes desde el 2000. El mode-lamiento de la evolucin futura del recurso glaciarestuvo basado en relaciones encontradas entre elporcentaje de cobertura glaciar y la temperaturaatmosfrica regional, segn estudios publicados(Pouyaud et al, 2003), los cuales mostraron unaalta correlacin. La temperatura atmosfrica sobrela Cordillera Blanca fue extrada de los reanlisisdel NCEP/NCAR (Kalnay, 1996).

En el grfico 10 se muestra la distribucin tempo-ral de la temperatura del nivel de 500 hpa (aproxi-madamente 5 000 msnm) y la distribucin delos caudales de las cuencas Parn y Llanganuco,ubicados en la Cordillera Blanca; observndoseuna alta correlacin entre ellas; con lo cual seestablece que la temperatura de 500 hPa puedeser considerada como un buen predictor del escu-rrimiento glaciar y predecir su evolucin futura enbase a los escenarios propuestos.

La forzante del modelo (temperatura en 500 hPa)para obtener las estimaciones futuras de disponi-bilidad hdrica fue la obtenida de la regionaliza-cin del modelo RAMS con los modelos climti-cos globales, explicadas anteriormente.

En el grfico 11 (pgina 28), se muestra la altacorrelacin entre la T de 500 hPa y las lminasde agua escurridas de la Cordillera Blanca, yaevaluada anteriormente y luego del ao 2000

ESCENARIOS DE TEMPERATURA DEL AIRE

Temperatura en 500 hPa - Zona de Huaraz


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las proyecciones de la temperatura en 500 hPaobtenidos de los escenarios regionalizados delmodelo RAMS hasta el 2020 y la correspondienteproyeccin del escurrimiento, lo cual indica una

continuidad de la tendencia al incremento de ladisponibilidad del recurso hdrico hasta el 2020por lo menos.En el grfico 12 (pgina siguiente) se observanlas proyecciones en los prximos 250 aos para ladisponibilidad hdrica basados en el modelamien-

to del sistema de glaciares de la cordillera Blancarealizado por el IRD (Pouyaud, 2005) que indicaun progresivo incremento de la disponibilidad delrecurso agua hasta por unos 25 a 50 aos, luego

del cual la tendencia segn el modelamiento seriaa una inevitable disminucin del recurso hdrico,pudiendo incluso llegar a una anulacin del aportede agua de glaciar en el escurrimiento anual total,siendo slo alimentado por las precipitaciones delos periodos lluviosos, limitando la disponibilidadde agua durante los periodos secos.

Grfico 10:

Caudales de las cuencas Llanganuco (lnea celeste) y Parn (lnea verde) y temperaturas de la atmsferasobre la Cordillera Blanca en 500 hPa (lnea roja), obtenidos del re-anlisis del NCEP-NCAR-NOAA. Los

valores han sido centrados y reducidos para una mejor comparacin.

Fuente: Pouyaud et al, 2005


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Grfico 11:

Lminas escurridas (Le) y temperatura atmosfrica (Ta_500hPa_CB) de Reanalisis. A partir del ao 2000

se tiene la temperatura en base a la proyeccin de modelo RAMS (SENAMHI) (lnea roja) conjuntamentecon la estimacin del modelamiento glaciar (IRD) de lamina escurrida (lnea azul). Los valores han sido

centrados y reducidos para una mejor comparacin.


Grfico 12:

Lminas escurridas (mm) proyectadas al 2250, mediante el modelamiento glaciar en base a escenariosclimticos globales. En lneas continuas las que usaron una base de 1980-2000 y en lneas punteadas con

una base de 1950-2000.



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El modelamiento desarrollado en el presentetrabajo se constituye como una aproximacinde la estimacin del comportamiento delrecurso hdrico de fuente glaciar en el mediano ylargo plazo sobre la Cordillera Blanca.

Esta aproximacin tiene su base en las proyeccionesque los diferentes modelos MCG sobre el climafuturo consideran en cuanto a las diferentes tasas

de emisin de CO2 asumidos por el IPCC; sinembargo, las evidencias de un actual incrementode la temperatura promedio global y del retrocesoglaciar le dan mayor confianza a las proyeccionespresentadas.

Mejores aproximaciones que permitan cuantificarcon mayor detalle las deficiencias futuras del recursohdrico dependeran de diferentes aspectos, desdela generacin de nuevos escenarios climticos re-gionales que consideren nuevas proyecciones denuevas versiones de modelos MCG, mayores reso-luciones horizontales o nuevos escenarios de emi-sin de CO2 y otros gases GEI futuros.

Por otro lado, es necesario considerar tambinla aplicacin de tcnicas que incorporen almodelamiento glaciar una geografa ms exacta dela cuenca de estudio con el uso de modelos digitales,la geometra de la unidad glaciar (Pouyaud, 2005),todo ello a fin de contribuir a una mejor estimacindel comportamiento del recurso glaciar futuro ydisponer de una herramienta para la mejor gestinde este recurso en las cuencas glaciares tropicales.

Los resultados ms significativos del presenteestudio se resumen en las siguientes conclusiones:

Se observa mayor incremento de las tempe-raturas en 500 hPa en el periodo 2026-2050en ambos escenarios, para la zona regional(Sudamrica), presentando el modelo Japonslos mayores incrementos con valores que osci-laran entre 1.4 a 2.1C en el escenario A2 y1.2 a 2.0 C en el escenario B2.

Sobre la zona de Huaraz, el 100% de losmodelos MCG indican que la temperatura en500 hPa tendra una tendencia ascendente,cuyos valores estaran en el rango de 1 a 2.Cal ao 2050 con valores que oscilaran entre1.5 a 2.5C en los prximos 50 aos.

La regionalizacin dinmica estima para la

CAPTULO VI

CONCLUSIONES

zona de Huaraz un incremento de 0.7C parael escenario A2 y de 0.98C para el escenarioB2.

La comparacin entre los escurrimientos gla-ciares y la temperatura atmosfrica en 500 hPade los reanlisis de NCEP/NCAR, presentanuna correlacin extremadamente buena a esca-la mensual durante el periodo 1950-2000.

Con ello se establece un modelo de previsin

para estimar el comportamiento de los gla-ciares, usando como forzante la temperaturaproyectada por el modelamiento regional de latemperatura del aire en 500 hPa con el modeloRAMS.

El modelo de glaciares fue calibrado usando elperiodo de informacin 1950-2000 con lo cualse prev que en 25 o 50 aos se alcanzar unmximo de disponibilidad de recuso hdrico,luego del cual se iniciara una progresiva dis-minucin.

Los resultados del modelamiento regionalde RAMS en base a escenarios de cambioclimtico permiten precisar las previsionesproyectadas segn el comportamiento actualde los glaciares tropicales.

Los resultados obtenidos demuestran la altacorrelacin entre el proceso de calentamientoglobal, el incremento de temperaturas en laszonas altoandinas de la cuenca del ro Santa yel retroceso glaciar, con el consecuente impactosobre la disponibilidad de recursos hdricos.Esto podra afectar el abastecimiento y uso dedicho recurso para consumo poblacional (ruraly urbano), la agricultura tradicional en los vallesinterandinos y agricultura de exportacin de

alta tecnologa en la cuenca extendida de usode los Proyectos Chavimochic (La Libertad) yChinecas (Ancash), as como la generacin deenerga, por lo que sera necesario profundizarlas investigaciones en materia de impactos dela disponibilidad hdrica.

Los resultados sealan un incremento delproceso de deglaciacin, el que se reflejasignificativamente en las cuencas de los ros concomponente glaciar, con tendencia a caudalesmximos cuyo pico se estima en el ao 2050,para luego ingresar a una curva decreciente decaudales, los que dependern principalmente

de las precipitaciones.


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CAPTULO VII

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REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS


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El Consejo Nacional del Ambiente - CONAM es la Autoridad AmbientalNacional creada mediante Ley N 26410 en 1994 para promover elDesarrollo Sostenible, propiciando un equilibrio entre el desarrollo

socio econmico, la proteccin del ambiente y el bienestar social. Sufinalidad es planificar, promover, coordinar, controlar y velar por el

ambiente y el patrimonio natural de la Nacin.


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Este trabajo se realiz en el marco del PROCLIM, Programa de Cambio Climtico y Calidaddel Aire que fue desarrollado entre 14 instituciones pblicas y privadas en 3 regionespriorizadas del pas. El programa fortaleci capacidades nacionales para una gestin

efectiva de los recursos humanos y financieros ante el Cambio Climtico. El PROCLIMcont con el apoyo de la Cooperacin Holandesa y fue coordinado por el CONAM.

ISBN 9972-824-19-5

La Cuenca del ro Santa posee un extenso territorio caracterizado por una delas ms grandes regiones glaciares tropicales del pas y del mundo. Dichos sis-temas glaciares representan una importante fuente de recurso hdrico parael desarrollo de actividades como la agricultura y la generacin de energahidroelctrica. Sin embargo, desde los ltimos veinte aos se encuentra en unprogresivo retroceso debido al cambio climtico.

Esta investigacin, coordinada por Consejo Nacional del Ambiente CONAM enel marco del Programa de Cambio Climtico y Calidad de Aire - PROCLIM, se

constituye en una importante herramienta de anlisis del proceso de calenta-miento en la regin de las zonas glaciares y su relacin con la disponibilidadde recursos hdricos, a fin de incorporar la variable climtica en los procesosde planificacin y gestin del recurso hdrico en la cuenca hacia un verdaderodesarrollo sostenible.

En esta investigacin se presenta informacin base respecto a los escenariosclimticos utilizados, la metodologa, el anlisis y las conclusiones de los resul-tados futuros de la disponibilidad del recurso hdrico glaciar.

escenarios climáticos futuros

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