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!!

dracup@ce.berkeley.edudracup@ce.berkeley.edu