Climate Change in the Andes

Cambio climatico en los Andes tropicales y sus impactos sobre los glaciares y los recursos hidricos Rocio Urrutia & Ambarish Karmalkar (Univ. Oxford, UK) Irmgard Juen & Georg Kaser (Univ. Innsbruck, A) Doug Hardy & Ray Bradley (Univ. of Massachusetts, USA) Bernard Francou & Bolivar Caceres (IRD, INAMHI, Quito, ECU) Waldo Lavado (SENAMHI, Lima, PE) Rene Garreaud (Univ. de Chile, Santiago, Chile) Dana McGlone & Eric Franquist (Univ. at Albany, SUNY, USA)

Mathias Vuille Department of Atmospheric and Environmental Sciences University at Albany, State University of New York

Observaciones del retroceso de los glaciares • Merida Andes, Venezuela • S. Nevada de El Cocuy, Colombia • Cotopaxi & Antizana, Ecuador • Cordillera Blanca, Peru • Quelccaya, Peru

• Chacaltaya, Bolivia

Observaciones del retroceso de los glaciares

Glaciar Espejo, Pico Bolivar (5002 m) Venezuela 1910

1988

quedan < 2 km2 de hielo en Venezuela 2008

Jahn [1931]; Schubert [1992, 1999]

Sierra Nevada de El Cocuy.

Hammen,

1959

Schutze,

Real,

2009

1988

Fuente: Jorge Luis Ceballos, IDEAM, 2011

Observaciones del retroceso de los glaciares

Cotopaxi, Ecuador

30% de superficie perdida entre 1976 y 1997 Jordan et al., Hydrol. Sci. J., [2005]

Qori Kalis Glacier - Quelccaya Ice Cap, Peru

Qori Kalis Glacier - Quelccaya Ice Cap, Peru

Photo: L.G. Thompson, Ohio State Univ.

Qori Kalis Glacier - Quelccaya Ice Cap, Peru

Photos: L.G. Thompson, Ohio State Univ.

2006

Thompson, 2000

Photo: M. Vuille, Univ. at Albany

Chacaltaya Bolivia – anteriormente el

lugar más alto del mundo para esquíar

1998

2005

2008

Francou et al., J. Geophys. Res., [2003]

2009

Photo B. Francou

El retroceso de 10 glaciares tropicales en Ecuador, PerĂş y Bolivia

Vuille et al., Earth Sci. Rev., [2008]

Tendencias del la temperatura en el siglo 20 en los Andes tropicales

La temperatura superficial aumentó en 0.68 °C desde 1939 (0.1 °C / década) Vuille et al., Climatic Change, [2003] Vuille et al., Earth Sci. Rev., [2008]

El aumento de la isoterma de 0 ºC en los Andes tropicales Temperatura máxima diaria (medias por hora) en campo de hielo Quelccaya, Perú summit (5680 m) Bradley et al., Geophys Res. Lett., [2009]

Opción 1: Considerar el cambio de la temperatura troposférica 9000 60

7

8000

6.5

7000

40

picos de las montañas

6000

m

20

5.5 5

5000

°C

4.5

4000

4

0

3000

3.5 3

2000

-20

6

2.5

1000

2

-40

-40 South -160

-140

-120

-100

-80

-60

-20

0

20

Latitude

40

60 North

Proyección de la evolución de la temperatura [diferencia entre (2090-99) y (1990-99) a lo largo de la Cordillera, desde Alaska hasta Chile (promedio de 8 modelos de circulación general (AR4 del IPCC) escenario A2) Bradley et al., Science, [2006]

Opción 2: Uso de modelos climáticos regionales (modelos de alta resolución (RCM’s) •

PRECIS RCM

•

Had RM3, ‘anidado’ en HadCM3

•

resolución horizontal de 50 km

•

América del sur tropical (10º N-27º S; 86º W-44º W)

•

Ctrl (1961-90), ERA (1957-2001)

•

A2 (2070-2100): 15 mil millones de personas, 850 ppm de CO2 en 2100

•

B2 (2070-2100): 10.4 mil millones de personas, 550 ppm de CO2 en 2100

Las emisiones de gases de efecto invernadero del siglo 21 en el contexto del último millón de años 2100 High emission scenario

2100 Low emission scenario

2011: 392 ppm

Cambio de la temperatura media annual en los escenarios B2 y A2 (2070-2100) menos Ctrl (1961-90) B2

A2

Urrutia & Vuille, J. Geophys. Res., [2009]

Cambio en la distribuci贸n de la temperatura media annual en los Andes en 2 escenarios

CTRL (1961-90)

B2 (2071-2100)

A2 (2071-2100)

Temperatura media annual en los pendientes occidentales de los Andes Urrutia & Vuille, J. Geophys. Res., [2009]

¿Cuál es el impacto del retroceso glacial en caudales de los rios?

Relevancia de este proceso: - Lo más importante en regiones como el Perú (ríos que desembocan en las tierras bajas estacionalmente áridos (Kaser et al., PNAS, 2010) -menos relevante en regiones trópicales donde páramos ofrecen esta función reguladora (Ecuador, Colombia) y donde la precipitacion tiene una distribución más equitativa durante todo el año

Kaser et al., J. Hydrol., [2003]

- proceso similar ocurre en los Andes extratropicales, pero la cubierta de nieve estacional es de mayor relevancia (Wagnon et al., 2009, JGR)

Caudales mensuales en Querococha simulado (ITGG) y observado desde 1965 hasta 1975 INPUT: Station data

qmeas qmod

r² = 0.82

100 50

runoff [mm]

150

a)

1966

1968

1970

1972

1974

1976

1974

1976

INPUT: NCEP/NCAR reanalysis qmeas qmod

r² = 0.81

100 50

runoff [mm]

150

b)

1966

1968

1970

1972

Juen et al., Global Planet. Change, [2007]

Simulaci贸n de cambios en los caudales (en relaci贸n a 1961-90) en cuencas de la Cordillera Blanca Chancos

2

3

4

5

6

8

9

2

3

-20 4

5

6

Quillcay

Pachacoto

9

10

12 1

2

3

4

5

6

7

8

9

month (Oct - Sept)

dry

b1-2050 a2-2050 b1-2080 a2-2080

-20

9.7%

-40

-40

17.4%

8

20

40

wet

7

0

delta Q [%]

20 0 -20

12 1

month (Oct - Sept)

dry

24.1%

-40 10

month (Oct - Sept)

wet

40

7

dry

20

delta Q [%]

20

31.0%

-40 12 1

wet

40

dry

0

delta Q [%]

-20

0 -40

40.9% 10

delta Q [%]

wet

40

dry

20

40

wet

-20

delta Q [%]

Llanganuco

0

Par贸n

10

12 1

2

3

4

5

6

month (Oct - Sept)

7

8

9

10

12 1

2

3

4

5

6

7

8

9

month (Oct - Sept)

Juen 2007; Vuille et al., Earth Sci. Rev., [2008]

Resultados para 2050 y 2080 en dos escenarios B1 y A2

Adaptaciones en el uso y la gestión del agua • La adaptación tecnológica - La construcción de embalses - Explotar nuevos recursos de agua - Las medidas de conservación - La construcción de plantas de tratamiento de agua • Estrategias científicas - Mejorar la red de monitoreo ambiental - Mejorar la asimilación de los nuevos sistemas de información geográfica (SIG, teledetección) - Mejorar las proyecciones climáticas regionales (downscaling) • Instrumentos de política - mejorar la formación y capacitación ambiental - Mejorar la colaboración entre científicos, gestores de agua, los tomadores de decisiones - Los resultados científicos deben ser transformados en información que es útil, aplicable y pertinente a la población local y las entidades que participan en la gestión del agua

Andean Climate Change Intermerican Observatory Network (ACCIÓN) liderado por la Universidad de Albany (IGP, SENAMHI-Peru, CECS Valdivia, Univ. de Chile, CONDESAN, UNESCO-IHP, SDC-Suiza, Imperial College UK, Univ. Innsbruck) financiado por el Ministerio del Estado en los EE UU objetivos del proyecto • formar una nueva generación de científicos (becas están disponibles para estudiantes de Chile, Perú, Ecuador y Colombia para estudiar en la Universidad de Albany y obtener un doctorado en Ciencias de la Atmósfera • Mejorar la modelación de los impactos climáticos sobretodo en la alta Cordillera • Difusión los resultados a los políticos y tomadores de decisiones pero también la población afectada