Variabilidad ClimVariabilidad Climáática y Cambio tica y Cambio ClimClimáático: Impacto sobre la tico: Impacto sobre la
HidrologHidrologíía y los sistemas a y los sistemas hhíídricos. dricos.
JohnJohn A. A. DracupDracup, , Ph.DPh.D..CatedrCatedráático de Ingeniertico de Ingenieríía Civil y Ambientala Civil y Ambiental
UniversityUniversity ofof California, California, BerkeleyBerkeley
Universidad CatUniversidad Catóólica San Antoniolica San AntonioMurcia, 5 Febrero 2008Murcia, 5 Febrero 2008
TiempoTiempo atmosfatmosfééricorico vs. vs. ClimaClima
•• Tiempo atmosfTiempo atmosféérico: variaciones a corto rico: variaciones a corto plazo en la atmplazo en la atmóósfera (de minutos a sfera (de minutos a semanas)semanas)
•• Clima: VariaciClima: Variacióón media del tiempo n media del tiempo atmosfatmosféérico a lo largo de un periodo de rico a lo largo de un periodo de tiempo (normalmente 30 atiempo (normalmente 30 añños). os).
(AMS, 1996)(AMS, 1996)
Grandes variaciones climGrandes variaciones climááticas ticas teleconectadasteleconectadas con las variaciones con las variaciones hidrolhidrolóógicas del oeste de los EEUU. gicas del oeste de los EEUU.
75 ° N
60 ° N
45 ° N
30 ° N
15 ° N
0 °
15 ° S
30 ° S 30 ° E
90 ° N
30 ° W 60 ° W 90 ° W 120 ° W 150 ° W 180 ° W 150 ° E 120 ° E 90 ° E 0 °
PDO
ENSO
AMO
TeleTele--conexiconexióón Climn ClimááticaticaEl NiEl Niñño o –– OscilaciOscilacióón del Sur (ENSO)n del Sur (ENSO)
•• TemperaturasTemperaturas oceoceáánicasnicasanormalmenteanormalmente altasaltas. .
•• FenFenóómenomeno de de acoplamientoacoplamientoococééanoano--atmatmóósferasfera masmas importanteimportantequeque causacausa la la variabilidadvariabilidad global del global del climaclima a a escalaescala interanualinteranual. .
•• MMéétodotodo de de medidamedida de El Nide El Niñño: o: Multivariate ENSO Index (MEI)Multivariate ENSO Index (MEI)
•• El MEI El MEI estestáá basadobasado en 6 variables: en 6 variables: PresiPresióónn a a nivelnivel del mardel marVientoViento zonal en zonal en superficiesuperficieVientoViento meridionalmeridional en en superficiesuperficieTemperaturaTemperatura del del aireaire en en superficiesuperficieFracciFraccióónn total de total de cielocielocubiertocubierto
2002 El Niño
El NiEl Niñño o –– OscilaciOscilacióónn del del SurSur (ENSO)(ENSO)
¿¿PorPor ququéé eseese nombrenombre??
Los Los pescadorespescadoresperuanosperuanos denominabandenominabana la a la corrientecorriente ccáálidalida del del nortenorte "El Ni"El Niñño" o" porqueporqueera era masmas intensaintensa cercacercade de NavidadNavidad ((““El NiEl Niññoo””
se se refiererefiere al Nial Niñño o JesJesúúss))
El NiEl Niññoo--OscilaciOscilacióónn del del SurSur (ENSO)(ENSO)
trade winds
Darwin . Tahiti
Pacific Ocean
Lwarm
coolH SouthAmerica
Australia
Condicionesnormales
Darwin . Tahiti
Pacific Ocean
cool warmLH
Australia
SouthAmerica
CondicionesEl Niño
1983RecientesRecientes ““NiNiññosos”” importantesimportantes
SST: Sea Surface Temperature (Temperatura de la superficie del mar)
Condiciones en 1997-98
Diciembre 1997 Anomalías SST El Niño
Octubre 1998 Anomalías SST La Niña
RecientesRecientes ““NiNiññosos”” importantesimportantes
SST: Sea Surface Temperature (Temperatura superficial del mar)
PrincipalesPrincipalesefectosefectos sobresobreel el climaclima en en EEUU.EEUU.
NOAANOAA
SOI y SOI y laslas sequsequííasas australianasaustralianas(Media (Media mmóóvilvil de 5 de 5 mesesmeses del SOI)del SOI)
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000Year
Sou
ther
n O
scilla
tion
Inde
x (S
OI)
·(1911-16)·(1918-20) ·(1939-45)
·(1958-68)
·(1982-83)
+(1922-23)
+(1926-29)
+(1933-38)+(1946-49) +(1951-52) +(1970-73)
+(1976)
* SOI negative peak, NO DROUGHT
· Gran sequía+ Sequía menos severa
Source: Australia Bureau of Meteorology (BOM)
La Niña
El Niño*(1905)
*(1987)
Grandes variaciones climGrandes variaciones climááticas ticas teleconectadasteleconectadas con las variaciones con las variaciones hidrolhidrolóógicas del oeste de los EEUU. gicas del oeste de los EEUU.
75 ° N
60 ° N
45 ° N
30 ° N
15 ° N
0 °
15 ° S
30 ° S 30 ° E
90 ° N
30 ° W 60 ° W 90 ° W 120 ° W 150 ° W 180 ° W 150 ° E 120 ° E 90 ° E 0 °
PDO
ENSO
TeleTele--conexiconexióónn climclimááticaticaOscilaciOscilacióónn PacPacííficafica Decenal(PDODecenal(PDO))
•• VariaciVariacióón climn climáática en el Octica en el Océéano Pacano Pacíífico similar a fico similar a ““El NiEl Niññoo””
•• Persiste 20 Persiste 20 –– 30 a30 añños mientras os mientras ““El NiEl Niññoo”” persiste de 6 a 18 mesespersiste de 6 a 18 meses
•• Efectos mas importantes en el PacEfectos mas importantes en el Pacíífico Norte/fico Norte/NorteNorte AmAmééricarica
Índice PDO de la Temporada fría (NDEFM)
1924/25 1946/471976/77
JISAO, Univ. of WashingtonJISAO, Univ. of Washington
OscilaciOscilacióónn PacPacííficafica DecenalDecenal (PDO)(PDO)
MapasMapas creadoscreados usandousando: :
NOAANOAA--CIRES Climate Diagnostics web pageCIRES Climate Diagnostics web page
AnomalAnomalííaa NormalizadaNormalizada de de laslas precipitacionesprecipitaciones
PDO negativo
PDO positivoseco
húmedo
seco
húmedo
EfectosEfectos de PDO de PDO en en laslasprecipitacionesprecipitacionesinvernalesinvernales
Grandes variaciones climGrandes variaciones climááticas ticas teleconectadasteleconectadas con las variaciones con las variaciones hidrolhidrolóógicas del oeste de los EEUU. gicas del oeste de los EEUU.
75 ° N
60 ° N
45 ° N
30 ° N
15 ° N
0 °
15 ° S
30 ° S 30 ° E
90 ° N
30 ° W 60 ° W 90 ° W 120 ° W 150 ° W 180 ° W 150 ° E 120 ° E 90 ° E 0 °
PDO
ENSO
AMO
OscilaciOscilacióónn AtlAtláánticantica MultiMulti--DecenalDecenal -- AMOAMO
FaseFase AMO AMO PositivaPositivaTemperaturasTemperaturas superficiesuperficie del mardel mar
cálido
AMO is an index of decadal variability in the North Atlantic Ocean.
CorrelaciCorrelacióónn del del ííndicendice AMO con AMO con laslas retretíículasculasSSTA a lo largo de SSTA a lo largo de todostodos loslos ococééanosanos ((paraparatodastodas laslas estacionesestaciones del del aaññoo). El ). El trazotrazo gruesogruesoeses cero y el cero y el trazotrazo finofino denotadenota el 95% de el 95% de nivelnivelde de significanciasignificancia. .
ÍÍndicendice AMO: Media AMO: Media mmóóvilvildecenaldecenal de la de la anomalanomalííaa de de temperaturatemperatura de la de la superficiesuperficiedel mar (SSTA, del mar (SSTA, °°C)C)
NOAANOAA
Gray et al. 2004Gray et al. 2004
1550 1600 1650 1700 1750 1800 1850 1900 1950 2000Weak AMO
Calentamiento Atlántico N Finales siglo XVIMegasequía
AMO vs. AMO vs. PrecipitacionesPrecipitaciones en en (Murcia)(Murcia)
FuenteFuente: CEDEX, : CEDEX, MinisterioMinisterio de de FomentoFomento and NOOAAand NOOAA
Precipitación Media Anual Acumulada (Murcia)
-800
-600
-400
-200
0
200
400
600
800
1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990
Año
Pre
cipi
taci
ón a
nual
ac
umul
ada
(mm
)
-0,3
-0,2
-0,1
0
0,1
0,2
0,3
Índi
ce A
MO
anu
al
Cumulative Annual Precipitation Departure Smoothed (10-Year) AMO Index
50% Correlación
Precipitación Media Anual Acumulada e Índice AMO anual en Valencia (1900-1994)
-1500
-1000
-500
0
500
1000
1500
2000
1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980
Año
Prec
ipita
ción
an
ual a
cum
ulad
a (m
m)
-0,3
-0,2
-0,1
0
0,1
0,2
0,3
Índi
ce A
MO
anu
al
Cumulative Annual Precipitation Departures Smoothed (10-Year) AMO Index
s
AMO vs. AMO vs. PrecipitacionesPrecipitaciones en en EspaEspaññaa (Valencia)(Valencia)
FuenteFuente: CEDEX, : CEDEX, MinisterioMinisterio de de FomentoFomento and NOOAAand NOOAA
55% Correlación
ConclusionesConclusiones
Lo Lo queque ocurreocurre con ENSO con ENSO tienetiene un un impactoimpactohidrolhidrolóógicogico a a nivelnivel mundialmundial
Los Los indicadoresindicadores ENSO se ENSO se puedenpueden usarusar parapara mejorarmejorarlaslas prediccionespredicciones a largo a largo plazoplazo
ExistenExisten evidentesevidentes teletele--conexionesconexiones entreentre PDO y AMO PDO y AMO y el y el climaclima en EEUU y en EEUU y EspaEspaññaa. .
CambioCambio ClimClimááticotico
Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC)WMO & UNEP
Ginebra
FotoFoto: AGU, : AGU, EmelioEmelio SegreSegre Visual ArchivesVisual Archives
20 abril 1928 - 20 junio 2005
2006: 385 ppmv
1959: 316 ppmv
Dave Keeling, Scripps
NOAA, 2007NOAA, 2007
Hansen et al. 2006; NASA.Hansen et al. 2006; NASA.
Observación de temperaturas de Hansen :Primera publicación en 1981
NASA
Satélites GRACE Experimento de recuperación de la gravedad y el clima
• Medida precisa del campo gravitatorio terrestre para relacionarlocon los sistemas naturales del planeta. • Descubrimientos recientes sugierenque la cubierta de hielo en Groenlandiase está fundiendo mas rapidamente de lo esperado.
Situación de los cambios a nivelregional: La nieve añadida cada año a la masa interior de hielo de Groenladiaentre 2003 y 2005 es tres veces menosque el hielo que se pierde anualmenteen las zonas costeras.
• Ciclos interglaciares• Correlación entre Temperatura y CO2• Niveles actuales
Practicamente todasla estacionesUSHCN presentaninviernos mascalidos.
+ : templado pero no estadísticamentesignificativo
Mote, P.W. et al, BAMS Mote, P.W. et al, BAMS 20052005
Tendenciaobservada en
Equivalente de Nieve en Agua
(1950-1997)
Mote et al., 2005Mote et al., 2005
Reducción
Aumento(debido a la
precipitación)
Tendencia de la variación hidrográfica en referencia a la desviación temporal con referencia
a la media (Centroid Timing)
Stewart et al., 2004Stewart et al., 2004
Prediciendo el futuro:
“Si puedes mirar en el granero del tiempo, y decir cualsemilla va a germinar y cual no, entonces puedeshablar conmigo.”
William Shakespeare,Hamlet, Act I
Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC)
•Evalua desde el puntode vista científico, técnico y socioeconómico la información relevantepara la comprensión del riesgo del cambioclimático inducido porel hombre.
IPCC Fourth Assessment Report, 2007IPCC Fourth Assessment Report, 2007
http://www.swissre.com/INTERNET/pwsgrapr.nsf/vwGraphicLU/ULUR-5BWK7D/$FILE/ClimateChange_Langlauf_200_350.jpg
Futuro del ski en Sierra Nevada???
Predicciones hidrológicas
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
JAN
FEBMAR
APRMAY
JUN JU
LAUG
SEPOCT
NOVDEC
Mer
ced
R. at
Poh
ono B
ridge
(TAF
)1960-1990HadA1 (2070-2099)HadB1 (2070-2099)PCMA1 (2070-2099)PCMB1 (2070-2099)
Centroid
Had
A1
PCM
A1
Had
B1
PCM
B1
His
toric
More water when we
don’t need itLess water when we need it
Movimiento del centroide hidrográfico
Cambio Climático: predicciones hidrográficas en California
Tenemos mas agua cuando menos la necesitamos (en los primeros meses del año) y menos agua cuando
mas la necesitamos (durante el periodo estival)
Resumen de los impactos actuales y potenciales
El Cambio Climático está ocurriendo en la actualidad como lo muestran las tendencias en lascondiciones hidrológicas del oeste de los EEUU.
• Los últimos datos de GCM (Global Climate Model) muestran un impacto negativo importantesobre la hidrología de California y sus recursoshídricos en comparación con estudios anteriores.
Tenemos mas agua cuando menos la necesitamos(en los primeros meses del año) y menos aguacuando mas la necesitamos (durante el periodoestival)
Estrategias: Buenas prácticas de conservación de agua
• Reutilización e incremento de la eficiencia en el usodel agua
• Reducción de fugas• Programas de modernización: duchas de bajo caudal
y cisternas• Educación• Regadio sostenible y gestión de acuíferos• Xerojardinería• “A prueba de sequías” & “Preparación para las
sequías”
• Regeneración de agua en acuíferos: Mayor instalación del mundo en reutilización y purificación de agua
www.gwrsystem.com
Reutilización en el sur de California
El agua procedente del tratamiento secundario se inyecta en un acuífero costero, regenerando el acuífero y creando una barrera contra la intrusión marina
Conservación de agua urbana: Los Angeles City Department of Water and Power
• 1970 hasta la actualidad: 35% incremento en población – 7% incremento en consumo de agua
• Subvenciones para lavadoras e inodoroshidroeficientes
• 1.5 millones de kits para modernizar cuartosde baño se han distribuido
• Programas de conservación de agua en escuelas
A step forwardA step forward……
• Medidas obligatorias para viviendas, industrias, edificios públicos, etc.• Programas de conservación de agua para industrias y servicios• Programa de educación• Sistema estricto de sanciones
Nueva Ley de Conservación de Agua en Murcia. Un paso adelante…
• Comenzó en Australia• RDI limita el crecimientovegetativo y mejora la eficienciadel uso del agua para la producción agraria• Gran potencial para contribuir al incremento de la horticultura hidroeficiente• Validada para frutales y viñas(mejoras significativas en la calidad)
Conservación de agua en regadios:Regadio Sostenible mediante
Regulated Deficit Irrigation (RDI)
http://agnews.tamu.edu/dailynews/stories/HORT/photos/May2004a.jphttp://agnews.tamu.edu/dailynews/stories/HORT/photos/May2004a.jpgg
Gestión Sostenible de Acuíferos
• Concepto de “Rendimiento sostenible”
• Reduce y elimina la sobre-explotación
• Controla los caudales (medición de la recarga y de lasextracciones) y la calidad (protégé a los acuíferos de la contaminación)
• Explora nuevas tecnologías para el tratamiento y regeneración
Pioneros en Uso Eficiente del Agua:Precio del Agua en California
• Precios domésticos: Ciudad de Los Angeles, $3.30 por 1000 galones =
€ 0,62/m3
• Precios agrícolas: MWD of Southern California, $241 por acre-foot =
€ 0,14/m3
Xeros (del griego“seco") + paisajismo
• “Xeropaisajismo” o paisajismo hidroeficiente. Se hace usode la vegetación cuyos requisitos naturales son apropiadospara las condiciones climáticas locales.
Xeropaisajismo
Aeropuerto de Murcia
“El problema del debate del CambioClimático es que se ha convertido en una cruzada moralista cuandorealmente es un problema de ingeniería. La verdad incómoda es quesi no resolvemos el problema de ingeniería, estamos perdidos.”
Robert J. Samuelson, The Washington Post, 5 Julio, 2006
“No es la especie masinteligente la que sobrevive. Es la que mejor se adapta al cambio.”
Charles Darwin(1809-1882)
Referencias• Vicuna S. and Dracup J.A., 2007. “The evolution of
climate change impact studies on hydrology and water resources in California”. Climatic Change. Available online.ttp://www.springerlink.com/content/1573-1480/?sortorder=asc&Content+Status=Accepted
• Vicuna, S., Maurer, E. P., Joyce B., Dracup, J. A. and Purkey D., 2007. “The sensitivity of California water resources to climate change scenarios”. Journal of American Water Resources Association. Accepted for publication, July 2006. In press.
AgradecimientoAgradecimientoDaniel Gordon, M.S. graduate student, Department of Civil & Daniel Gordon, M.S. graduate student, Department of Civil & Environmental Engineering U.C. Berkeley.Environmental Engineering U.C. Berkeley.
MuchasMuchas Gracias!!Gracias!!
[email protected]@ce.berkeley.edu
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