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¿Cómo el clima controla los glaciares tropicales?

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  • 1. ¿Cómo el clima controla los glaciares tropicales? Jean Emmanuel Sicart IRD, LTHE, UMSA-IHH-IGEMA LMI GREATICE, ORE GLACIOCLIM jean-emmanuel.sicart@ird.fr
  • 2. Climat - Glaciers
  • 3. - Fricción (viento) - Evaporación - transferencia de calor - emisión de contaminante etc… Capa limite (100-1000m): Parte baja de la atmósfera que esta directamente influenciada por la superficie terrestre Capa limite de la atmósfera
  • 4. Radiación solar incidente Radiación solar reflejada Radiación térmica incidente (atmósfera, nubes) Radiación térmica emitida por el glaciar viento Flujos turbulentos de calor sensible y de calor latente Fusión cuando la superficie alcanza 0°C Balance de energía: relación clima - glaciar Clima Fusión Acumulación Balance de masa Flujos de energía Precipitaciones Albedo nieve / hielo
  • 5. Dinámica del viento en montaña Viento del vale ‘anabatico’ Viento ‘catabatico’
  • 6. 0 4 8 12 16 20 0 heure locale 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 m.s-1 dirección Velocidad del viento VERANO anual 0 4 8 12 16 20 0 heure locale 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 m.s-1 INVIERNO anual 1999-2000 Régimen de viento, Zongo, Bolivia, circulación térmica local (glaciar tropical) VERANO INVIERNO catabatico anabatico
  • 7. Venezuela 0° 10 °S 20 °S 10 °N 80 °W 60 °W70 °W S.N. de Cocuy Santa Isabel Antizana 15 & 12 Carihuayrazo - Cotopaxi Artezonraju Yanamarey Sullcón Zongo (Chacaltaya) Charquini Sur Glaciares monitoreados en la Cordillera de los Andes en IRD IHH-IGEMA (UMSA) SENAMHI-ANA (UGRH) INAMHI-EPN (DICA) IRD investigaciones en los glaciares tropicales andinos (desde 1992) LMI GREATICE, ORE GLACIOCLIM
  • 8. ‘Clima local’, Antizana (Ecuador, 0°28°S) / Zongo (Bolivia, 16°S) Favier et al., 2004 BOLIVIA ECUADOR
  • 9. • Radiación neta de onda corta S • Radiación neta de onda larga L • Flujo turbulento de calor sensible H • Flujo turbulento de calor latente LE Flujos de energía en la superficie de glaciares Antizana (Ecuador, 0°28°S) / Zongo (Bolivia, 16°S) Ecuación del BE: R + H + LE + G + P = QM [Favier et al., 2004; Sicart et al., 2005] ECUADOR BOLIVIA
  • 10. Huayna Potosi (16 15’S), Bolivia Zongo Glacier 6000-4900 m asl, 2 km2 Clima similar a Peru 09 10 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 month -4 -2 0 2 4 6 T(°C) 0 20 40 60 80 100 RH(%) 40 30 20 10 0 prec.(mmday-1 ) 09 10 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 0 100 200 300 400 S(Wm-2) 160 200 240 280 320 L(Wm-2) 0 0.2 0.4 0.6 discharge(m3s-1) Sextra Época húmeda (verano): Precipitaciones y fusión Época seca (invierno): Poca fusión Bajas variaciones térmicas
  • 11. Simulación de los flujos de energía y de la fusión en toda la superficie del glaciar Modelo ‘físico’: herramienta para entender los procesos de fusión Modelo de Hock and Homlgren [2005]: - Cálculos en la estación climática - Extrapolación espacial de los flujos Resolución: hora / 20 m modificado para los glaciares tropicales: - Albedo: caídas de nieve en época de fusión - Radiación infrarroja: grandes variaciones causadas por los nubes Objectivos: entender los cambios anuales y mensuales del balance de masa Sicart et al., 2011
  • 12. Energy fluxes in wet season (maximum melting): averages over the entire glacier • Ice melting by solar radiation during cloudless periods • Snow melting by long-wave radiation during cloudy periods 24-Nov 29-Nov 04-Dec 09-Dec 14-Dec 19-Dec 24-Dec 29-Dec 03-Jan 08-Jan 13-Jan 18-Jan 23-Jan 28-Jan 02-Feb -100 0 100 200 300 400 energyflux(Wm-2 ) -100 0 100 200 300 Joules106 S H+LE SUM L S: net short-wave radiation L: net long-wave radiation H+LE: turbulent fluxes Nubes / Nieve Cielo claro
  • 13. Energy fluxes in dry season: averages over the entire glacier Low melting rates: • energy loss in long-wave radiation • energy loss by sublimation 12-Feb 22-Feb 03-Mar 13-Mar 23-Mar 02-Apr 12-Apr 22-Apr 02-May 12-May 22-May 01-Jun 11-Jun 21-Jun 01-Jul 11-Jul 21-Jul 31-Jul -150 -50 50 150 250 350 energyflux(Wm-2 ) -800 -600 -400 -200 0 200 400 600 Joules106 S H+LE SUML S: net short-wave radiation L: net long-wave radiation H+LE: turbulent fluxes
  • 14. 09 10 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 month 0 2 4 6 8 10 runoff(mm) 0 2 4 6 precipitations(mm) 0 100 200 300 400 500 sumprecipitations(mm) Balance de masa depende de las precipitaciones: intensidad, frecuencia, distribución en el año … Caudal (fusión) precipitaciones Precipitaciones acumuladas Retrazo de la época de lluvia (El Niño 97/98): - acumulación de nieve, ++ fusión (albedo) Definir tres estaciones? (C. Ramallo, doctorado IRD, 2009-2013)
  • 15. Balance de energía: útil para interpretar los cambios glaciares (año, mes, hora …) Los procesos de fusión y acumulación son interrelacionados en los glaciares tropicales La temperatura es relacionada con el balance de masa a través de los procesos de ablación (fusión) y de acumulación (precipitaciones) Temperatura del aire: resultado de los flujos de energía (como la fusión glaciar) Pero el aire no aporta mucha energía al glaciar Nubes (radiación) y precipitaciones (albedo): importante para la fusión Cambios glaciares pasado y futuros: pueden ser relacionados con cambios de estacionalidad de nubes y precipitaciones monzón , frentes fríos del sur con caídas de nieve (surazos) … GRACIAS