Presentación de la Dra. Inés Camilloni en la Charla Debate sobre inundaciones en grandes centros urbanos, organizada por el CPIC. - Octubre 2013-

1. Cambio climático, escenarios futuros
y su aplicación en la generación de
escenarios hidrológicos
Inés Camilloni
Charla-Debate “Inundaciones en grandes centros urbanos”
Buenos Aires, 9 de octubre 2013

2. Aumento en la concentración de gases de invernadero
Aumento del forzante radiativo
CALENTAMIENTO GLOBAL
El forzante radiativo es el cambio en el equilibrio entre la radiación
entrante en la atmósfera y la radiación saliente.
Un forzante radiativo:
 >0: tiende en promedio a calentar la superficie de la Tierra
 <0: tiende en promedio a enfriarla

3. Aumento en la concentración de gases de invernadero
Aumento del forzante radiativo
CALENTAMIENTO GLOBAL
Aumento de temperatura
Aumento en la capacidad
de la atmósfera para
contener vapor de agua
Aumento de evaporación
Aumento en el contenido
de vapor de agua
en la atmósfera

4. Aumento en el contenido
de vapor de agua
en la atmósfera
Potenciación del efecto invernadero
Aumento de la precipitación
Aumento de la nubosidad
Impactos regionales: inundaciones, sequías
Intensificación del ciclo hidrológico

5. Cambios observados en Buenos Aires

6. Precipitación anual (1960-2010)
49 mm/década
13 mm/década

7. Cambio de precipitación (%) respecto de 1961-70 en Buenos Aires

8. Causas del aumento de la precipitación en áreas urbanas
1. Isla urbana de calor
2. Efecto de obstrucción
3. Contaminación del aire

9. Evolución de eventos extremos de precipitación en Buenos Aires

10. Escenarios futuros

11. RCPs: Representative Concentration Pathways
Escenarios de Forzante Radiativo (RF)
Resultan de cambios en concentraciones y emisiones
atmosféricas de gases de invernadero (CO2, N2O, CH4 y CFCs) y
de uso del suelo para el período 2006-2100.
• RCP2.6, RCP4.5, RCP6.0 y RCP8.5
• Los números “2.6” etc. indican el valor de RF en el año 2100
• RCPs son “Representativos” (existen otros en la literatura
científica similares)

12. Forzante radiativo asociado a cada RCP

13. Características de los escenarios RCP
Escenario
Forzamiento
Radiativo
(Wm-2)
CO2eq
atmosférico
(ppm)
¿Cuándo?
RCP8.5
8.5
> 1370
2100, en aumento
RCP6.0
6.0
850
Estabilización después de 2100
RCP4.5
4.5
650
Estabilización después de 2100
RCP2.6
2.6
490
Pico antes de 2100 y después
declina

14. Escenarios de cambio de temperatura ( C) respecto de 1986-2005
Cambio de temperatura (°C) - ANUAL
Escenario RCP 4.5
2016-2035 vs. 1986-2005
Ensemble de 38 modelos CMIP5
Cambio de temperatura (°C) - ANUAL
Escenario RCP 4.5
2046-2065 vs. 1986-2005
Ensemble de 38 modelos CMIP5
-32
-33
Cambio de temperatura (°C) - ANUAL
Escenario RCP 4.5
2081-2100 vs. 1986-2005
Ensemble de 38 modelos CMIP5
-32
2016-35
-33
-32
2046-65
-33
-34
-34
-35
-35
-36
-36
-36
-37
-37
-37
-38
-38
-38
-39
-39
-39
-40
-40
2081-2100
-34
-35
1.5
1.45
1.4
1.35
1.3
1.25
1.2
1.15
1.1
1.05
1
0.95
0.9
0.85
0.8
0.75
0.7
0.65
0.6
0.55
0.5
0.45
0.4
0.35
0.3
-40
-41
-41
-63
-62
-61
-60
-59
-58
-57
-41
-63
-62
-61
-60
-59
-58
-57
-63
-62
-61
-60
-59
-58
Cambios de temperatura para la ciudad de Buenos Aires ( C)
RCP2.6
RCP4.5
RCP6.0
RCP8.5
2016-2035
0.46
0.51
0.48
0.60
2046-2065
0.74
1.06
1.02
1.66
2081-2100
0.74
1.42
1.84
3.13
-57

15. Escenarios de cambio de precipitación (mm/día) respecto de 1986-2005
Cambio de precipitación (mm/día) - ANUAL
Escenario RCP 4.5
2016-2035 vs. 1986-2005
Ensemble de 38 modelos CMIP5
Cambio de precipitación (mm/día) - ANUAL
Escenario RCP 4.5
2046-2065 vs. 1986-2005
Ensemble de 38 modelos CMIP5
-32
-33
Cambio de precipitación (mm/día) - ANUAL
Escenario RCP 4.5
2081-2100 vs. 1986-2005
Ensemble de 38 modelos CMIP5
-32
2016-35
-33
-34
-32
2046-65
-33
-34
0.16
2081-2100
0.15
0.14
0.13
-34
0.12
-35
-35
-36
-36
-36
-37
-37
-37
-38
-38
-38
-39
-39
-39
-40
-40
-40
-41
-41
0.11
-35
-41
0.1
0.09
0.08
0.07
0.06
0.05
0.04
0.03
0.02
0.01
0
-63
-62
-61
-60
-59
-58
-57
-63
-62
-61
-60
-59
-58
-57
-63
-62
-61
-60
-59
-58
Cambios de precipitación para la ciudad de Buenos Aires (%)
RCP2.6
RCP4.5
RCP6.0
RCP8.5
2016-2035
2.2
1.9
2.3
3.1
2046-2065
1.4
3.8
2.4
3.6
2081-2100
1.9
4.3
4.6
7.6
-57

16. Escenarios futuros de temperatura media anual (°C)
25
24
23
22
RCP2.6
Ciudad de Buenos Aires
RCP4.5
RCP6.0
RCP8.5
histórica
21
20
19
18
17
16
15
1861
1881
1901
1921
1941
1961
1981
2001
2021
2041
2061
2081
Escenarios futuros de precipitación anual acumulada (mm)
1600
RCP2.6
RCP4.5
1500
RCP6.0
RCP8.5
histórica
1400
1300
1200
1100
1000
1861
1881
1901
1921
1941
1961
1981
2001
2021
2041
2061
2081

17. ¿Cómo utilizar escenarios
climáticos futuros para
generar escenarios
hidrológicos?

18. Metodología de elaboración de escenarios
hidrológicos futuros
CLIMA
HIDROLOGÍA
• Modelo
climático
• Modelo
hidrológico
Corrección de errores
sistemáticos
IMPACTOS
• Escenarios
hidrológicos
futuros

19. Metodologías de corrección de errores sistemáticos
en los modelos climáticos
Período de calibración
Período de Validación
Método de las Diferencias
Tcorr (i, j) TGCM(i, j)
Pcorr (i, j)
i: día
TOBS (j) TGCM(j)
PGCM (i, j)
POBS (j)
PGCM (j)
Los factores de corrección se calculan a
nivel mensual para cada punto de
retícula.
Las variables que se corrigen son
temperatura y precipitación
j: mes
CDF
Método Quantile Mapping
Se calculan los percentiles mensuales
de la temperatura y precipitación para
las observaciones. Se ajusta la
distribución de los datos del modelo a
la de las observaciones

20. Validación de los métodos de corrección de errores sistemáticos
crudo
GFDL
CGCM
Corr x Perc

21. GFDL

22. Modelo hidrológico
VIC (Variable Infiltration Capacity)
El modelo VIC es un modelo hidrológico conceptual, distribuido y
de gran escala:
 resuelve el balance de agua
 retícula de 1/8
 utiliza información meteorológica, de tipos de suelo y
cubierta vegetal
 paso de tiempo al menos diario

23. • Tmáx, Tmín, pp
Datos de
entrada • Tipo de suelo (FAO)
• Cobertura vegetal (12)
• Escurrimiento (R)
Datos de
entrada • Modelo digital de
elevación (DEM)
Datos
de
salida
•
•
•
•
Evaporación
Escurrimiento (R)
Flujo base (B)
…
Datos
de
salida
• Descarga del río
en un punto de
cierre definido
por el usuario (Q)

24. Caudales simulados del río Paraguay @ Ladario

25. Cuenca del Plata: escenarios hidrológicos
Nro.
estación
Nombre
Río
1
Corrientes
Paraná
2
Paso de los Libres
Uruguay
3
4
5
6
Paraná
Asunción
Posadas
Ladario
Paraná
Paraguay
Paraná
Paraguay
7
Fazenda Santa Fe
Paranaíba
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
Rifaína
Salto Grande
Guaira
Salto Caxias
Iraí
Salto Osorio
Itaipú
Furnas
Agua Vermelha
Emborcacao
Itá
Grande
Uruguay
Paraná
Iguazú
Uruguay
Iguazú
Paraná
Grande
Grande
Paranaíba
Uruguay
19
Rincón del Bonete
Negro
20
Balsa do
Paranapanema
Caudal medio anual (m3/s)

26. ¿Cómo evaluar inundaciones futuras con estas herramientas?
Modelo climático + modelo hidrológico
Escenarios futuros de caudales
Inundaciones
Caudales
Definidas en términos de
excedencia de altura del
río respecto de un umbral
(nivel de evacuación)

27. Río Uruguay

28. Frecuencia (%) de días con alturas por encima del umbral de
evacuación en Paso de los Libres para diferentes modelos climáticos
45
40
UCLM
RCA
35
RegCM3
LMDZ
30
Ensemble
25
20
15
10
5
0
1991-2000
2011-2040
2070-2098

29. Río Paraná

30. Frecuencia de meses con caudal aguas abajo de Corrientes por
encima del umbral de inundación
(para meses que forman parte de secuencias de al menos 3 meses por encima de dicho umbral)
10
Frequency (%)
8
UCLM
RCA
RegCM3
LMDZ
Ensemble
6
4
2
0
1991-2000
2011-2040
2071-2098

31. Gracias