Variabilidad Oceánica y de Nivel de Mar en el entorno de la Península Ibérica Autores: Manuel...

Variabilidad Oceánica y de Nivel de Mar en el entorno de la Península

IbéricaAutores: Manuel Vargas-Yáñez1, Marcos García Sotillo2 y Damiá Gomis3

Contribuyentes: Inés Álvarez4, Verónica Benítez-Barrios5, Francisco M. Calafat3, Bartolomeu Cañellas3, Maite de Castro4, Alejandro J.C. Crespo4, Inmaculada Ferrer2, Mª Carmen García-Martínez1, José Luis G. Gesteira6, Moncho Gómez-Gesteira4, César González-Pola7, Gabriel Jordá3 , Alicia Lavín8, Nieves Lorenzo4, Marta Marcos3, Francina Moya1, Ananda Pascual3, Begoña Pérez2, Irene Polo9, Simón Ruiz3, Jordi Salat10, Jordi Solé3, Raquel Somavilla8, Elena Tel1, Victoriano Valencia11, Enrique Vidal-Vijande3, Patricia Zunino1.

Red Temática CLIVAR-ESPAÑA

Informe de la Red Temática CLIVAR-ESPAÑA (Capítulo 3)

1 Instituto Español de Oceanografía (IEO) 2 Puertos del Estado 3 Instituto Mediterráneo de Estudios Avanzados (Universitat de les Illes Balears - CSIC) 4 Environmental Physics Laboratory, Facultad de Ciencias, Universidad de Vigo. 5 Facultad de Ciencias del Mar, Universidad de Las Palmas de Gran Canaria. 6 Área de control y gestión del medio marino y los recursos marinos. Fundación CETMAR. 7 Instituto Español de Oceanografía. Centro Oceanográfico de Gijón. 8 Instituto Español de Oceanografía. Centro Oceanográfico de Santander. 9 Depto de Física de la Tierra, Astronomía y Meteorología I. Universidad Complutense de Madrid. 10 Institut de Ciencias del Mar de Barcelona (CSIC). 11 AZTI-Tecnalia, Unidad de Investigación Marina.

• Océano papel determinante en la configuración del clima, su variabilidad y cambio.– En muy pocos metros de la capa superficial del océano se acumula tanto contenido térmico,

agua y CO2 como en toda la atmósfera.

• Respuesta del océano en un amplio rango de escalas temporales (desde lo estacional hasta 100s y 1000s de años).

– El océano representa la memoria y la inercia a los cambios

• Variables claves: Temperatura (contenido calor), salinidad y nivel del mar

Importancia del Océano en el clima y su variabilidad

• El 4º Informe IPCC concluye que los oceanos a escala global:

– Se están calentando: Temp global océano en 0.10ºC (1961 to 2003 ; Capa superficie-700m)

– El océano ha absorbido el 80% del incremento de calor observado en el sistema climático

– Variaciones en salinidad (1955-1998): – en latitudes subpolares – océanos tropicales y subtropicales – Pacífico / Atlántico e Índico

• Tendencias consistentes con cambios en patrón de precipitación y circulación general atmosférica

¿Qué ocurre en las aguas cercanas a la PI?

CLIMA EN ESPAÑA: Pasado, Presente y Futuro


• Golfo de Vizcaya: – Temperatura superficial (Periodo: 1985 a 2005)

0.12 ºC/década (sector SW)

0.35 ºC/década (sector NW) • consistente con el incremento de 0.190 ± 0.134 ºC/década estimado para todo el

hemisferio norte desde 1979 al 2005 (IPCC).

– Calentamiento de la columna de agua (sup-1000m), • Temp (entre 0.15 y 0.30 ºC/década)• Datos desde principios de los 90 (no suficientes para obtener tendencias a largo plazo)

Costa Atlántica IP

Aguas Próximas a la PI: Variaciones Temp y Sal

PI flanqueada por mares de muy distintas características: – Océano Atlántico– Mediterráneo occidental (cuenca semi-cerrada)– Estrecho de Gibraltar (zona singular; intercambios Atl-Med)



1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000time (years)

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1.5

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W MED upper layer (0-200 dbar)

1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000time (years)

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0.1

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W MED intermediate layer (200-600 dbar)

1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000time (years)

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2x1020

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-0.2

0.2

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C)

-0.1

0.1

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W MED deep layer (600 dbar-bottom)

Cuenca Mediterránea Occidental

Aguas Próximas a la PI: Variaciones Temp y Sal



Último Informe IPCC concluye: Aumento del nivel del mar a escala global

– Tasa de aumento ~ 1.5±0.4 mm/año (estimaciones recientes de observaciones)

– Tasa de elevación de 3.1±0.7 mm/año para 1993-2003 (ya cubierto por altimetría satelitaria)Factores que contribuyen a la variación

del nivel del mar a escala global– Temperatura agua (expansión)– Aporte de masa asociada al deshielo

continental • Groenlandia & Antártida• Glaciares & cubierta de nieve

El Nivel del Mar (cambios en la escala global)

Sin embargo:

Existen diferencias regionales importantes!!!

Tendencias (1993-2003) en el n.d.m. y en la contribución térmica



• Costas Atlánticas: Aumentos sostenidos en el nivel del mar

– ~ 1.4 mm/año (Siglo XX)

– > 2 mm/año (2ª mitad siglo XX)

• Costas Mediterráneas: Tendencias menores y mayor disparidad

– Incluso tendencias negativas en algunas localizaciones

– Efectos atmosféricos y aumento de salinidad contrarrestan regionalmente parte del aumento global

– Registros más largos Med occidental: tendencias positivas de 1.2 mm/año

Nivel del Mar en la PI e inmediaciones Información a partir de registros de

mareografos



• Modelos barotrópicos 2D simulan forzamiento mecánico (Viento y presión atmosférica)

– Tradicionalmente empleados en sistemas de predicción a corto plazo de storm surge. – Empleados en la ejecución de reanálisis climáticos regionales

• Eg.: HIPOCAS: Base de datos de 44 años para cuenca Mediterránea y Atlántico nororiental.• Útiles para entender procesos que motivan cambios de nivel del mar o caracterizar su régimen extremal.

– No son válidos para reproducir el resto de contribuciones

Modelización Nivel del Mar en la PI

• Necesidad de modelos baroclinos 3D para evaluar otras contribuciones (efecto estérico, cambios de masa, balance hídrico, etc.)

– Contemplan la evolución de la temperatura y salinidad– Actualmente, en marcha distintas iniciativas nacionales en la línea de aplicar modelos baroclinos

3D en simulaciones regionales climáticas. • Proyectos VANIMEDAT I y II • Convenio de colaboración para la regionalización de Escenarios en la PI (AEMET).



IPCC en su 4º informe: “… Many ocean observations are poorly sampled in space & time, and regional distributions often are quite heterogeneous. Furthermore, the observational records only cover a relatively short period of time….”

ALERTA: ¡¡¡Necesidad de medidas oceanográficas!!!

1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000time (years)

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50

100

150

200

250

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Alb. 50 dbar

1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000time (years)

0

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Mar de Alborán. 1200 dbar

Escasez mayor en capas más profundas– Impacto positivo teledetección en el muestreo superficial. – Sin embargo, océano es 3D (con procesos importantes en capas profundas)

Necesidad de: – Más puntos de medida (cubrir zonas actualmente infra-muestreadas)– Mantenerlas en el tiempo (esfuerzo continuo)

• particularmente importante con las series más largas

– Sistematizar adquisición de medidas • Necesaria sinergia con los Servicios de Oceanografía Operacional (resaltando el

interés climatológico)



Escasez medidas LIMITA el estudio de la variabilidad climática del sistema oceánico en global. Pero en muchas zonas IMPOSIBILITA la evaluación regional.

Proyecciones Regionales de clima sobre la Península Ibérica:

Modelización de escenarios de cambio climático

Informe de la Red Temática CLIVAR-ESPAÑA (Capítulo 5)Autores Enrique Sánchez1, Gonzalo Miguez-Macho2

Contribuyentes: Daniel Argüeso3, Francisco Javier Doblas-Reyes4, Marta Domínguez5, Jesús Fernández6, Clemente Gallardo5, José Manuel Gutiérrez6, Juan Ignacio López-Moreno7, Juan Pedro Montávez8, Ernesto Rodríguez9


1 Universidad Castilla-La Mancha. (Facultad Ciencias Medio Ambiente) 2 Universidade de Santiago de Compostela. (Facultade Física) 3 Depto. Física Aplicada, Universidad Granada 4 European Centre for Medium-Range Weather Forecasts 5 Instituto de Ciencias Ambientales, Universidad Castilla-La Mancha 6 Dpto. Matemática Aplicada y Ciencias de Computación. Universidad de Cantabria 7 Instituto Pirenaico Ecología de Zaragoza (CSIC) 8 Dpto. de Física. Universidad de Murcia 9 Agencia Española de Meteorología (AEMET)

• Modelos Circulación General (GCM) adecuados para la simulación del clima en escalas globales.

– Proyecciones IPCC (Escenarios)

• Limitación de los GCM: simular procesos climáticos en la escala regional (asociada a la resolución y a las parametrizaciones físicas)

Simulación Numérica del clima:

Modelo Global Vs. Modelo Regional



Como ve Europa un GCM y un RCM…

• Modelos Regionales (RCM): Permiten simular procesos en que modulan significativamente el clima en la escala regional

– Efectos de escalas espaciales menores (orografía, costeros, cobertura del terreno)

• Regionalización de las proyecciones globales por medio de RCMs (Iniciativas europeas: Proyectos PRUDENCE & ENSEMBLES)

– Simulación del clima actual – y del clima futuro (atendiendo a los diferentes

escenarios de emisión: A1, A2, B1 y B2)



Cambios estacionales de Temp y Preci por regiones de Europa para escenario A2

(2071-2100)-(1961-1990)

• Temperatura– Invierno 2.97ºC (2.46ºC - 3.13ºC)

– Verano 5.41ºC (4.78ºC – 5.38ºC)

– Intermedios en Otoño/primavera

• Mayor en otoño (3.96ºC) que en primavera 3.42ºC

– Dispersión de los RCMs inferior a la respuesta al cambio climático

– Resultados similares para el Escenario B2

• Precipitación– todas las estaciones– mayor en verano-0.48 ( -0.39 y -0.72)

– menor en invierno

– Dispersión RCMs mayor Mayores incertidumbres

• Tmax y Tmin: comportamiento similar en los cambios estacionales– Tmax y Tmin (mayor en Verano que en Invierno)– Diferencias entre el Tmax y Tmin (T ~1ºC, superior en Tmax)

• Aumento de las diferencias Tmax-Tmin más acusado a partir de 2070

Tmax Tmin

Cambios promedio PI: Tmax, Tmin diarias para el siglo XXI (Escenarios A2 y B2)



Clima Actual

RCMs


¿Cómo cambiará el tipo de clima regional para las condiciones futuras predichas?

Seco semiárido

Seco Árido

Subtrop. Verano seco (Med)

Subtrop. humedoTemplado Oceánico

Templado Continental

Subártico Continental

Subártico Oceánico

Tundra

OBS

RCMs reproducen el clima actual correctamente

Tipificación de climas en la PI OK.

Clima futuro PI Cambio en los tipos de clima:

Mayor Aridez en general

– Sur PI: tipo BS (sustitución del tipo actual Cs)

– Norte PI: Paso de clima D0 a Cs

Zonas costeras N-NO PI: mantiene tipo Cr

Clima Futuro (2071-2100)

Seco semiárido

Seco Árido

Subtrop. Verano seco (Med)

Subtrop. humedoTemplado Oceánico

Templado Continental

Subártico Continental

Subártico Oceánico

Tundra RCMs

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