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Efectos del Cambio Climático y la
Deforestación sobre los Recursos
Hídricos en Colombia
Germán Poveda J.
Escuela de Geociencias y Ambiente
Universidad Nacional de Colombia
Medellín, Colombia
“Reunión Internacional sobre Cambio Climático y el Sector Agropecuario en
Colombia: Una Mirada hacia México-2010”
Ministério de Relaciones Exteriores
Bogotá, 20 de Mayo de 2010
“La influencia de la humanidad sobre la
Tierra en los siglos recientes ha llegado a
ser tan significativa que se ha constituído
uma nueva era geológica: El Antropoceno”
Prof. Paul Crutzen
Premio Nobel de Química,1995
¿Qué es el Cambio Global?
CC + Agotamiento de la
base de recursos.
Por ejemplo, cambios en :
FAO
U.S. Bureau of the Census
Courtesía: C. A. Nobre y G. Poveda
NOAA
Mackenzie et al (2002)
Fijación de Nitrogeno
Temperatura
Biodiversidad
Composición Atmosférica
Población
Cobertura de Bosques
Explotación de Pesca
Richards (1991), WRI (1990)
•
•
•
•
•
•
•
Concentración de Bióxido de
Carbono (CO2) en la atmósfera
Observatorio:
Mauna Loa, Hawaii
Millones de Toneladas de Carbón por año
Emisiones de CO2 por Combustibles
Fósiles (Petróleo, Gas, Carbón)
1800-2000
Contribución al Calentamiento
Global entre 1800-2000
Temperaturas Globales y Concentración de
Dióxido de Carbono, 1880-2007
Pronósticos Climáticos - Siglo 21
IPCC Fourth Assessment Report
Aumento del Nivel del Mar
Derretimiento
del Casquete
Polar Artico
Septiembre 2001
Septiembre 2007
Hansen, Scientific American, March 2004
Aumento del Nivel del Mar
Erosión Costera
Inundación de áreas terrestres
Puntos Críticos del Cambio Global Ambiental
Umbrales climáticos “Peligrosos”
•
•
•
•
•
•
•
•
•
0.6 C
0.6 C
0.7 C
1.0 C
1.0 C
> 1.0 C
1.6 C
3-4 C
4C
Bleaching of corral reefs
Loss of Western Antarctic ice
Disappearance of Kilimanjaro glacier
Disappearance of Tropical Andes glaciers
Disappearance of late summer Arctic Ocean sea ice
Species Extinction
Acceleration of Greenland ice sheet melting
Collapse of the Amazon forest
Collapse of the thermohaline ocean circulation
(Meridional Overturning Circulation)
Source: Exeter Conference, 2005
Carlos A. Nobre
Ya se han superado umbrales críticos!
Rockstrom et al., NATURE, Vol 461, 24 September 2009
Sistemas Naturales
Amenazados:
• Mares como Caspio y Aral
• Glaciares tropicales y el
suministro de agua
• Ecosistemas con barreras
migracionales: Páramos,
bosques de montraña, etc.
• Arrecifes Coralinos (1% del
área del océano, 30% de las
especies marinas)
• Manglares
• Especies Amenazadas
Sistemas Humanos
Sistemas Sensibles
Agua
Agricultura, Bosques, Pesquerías
Asentamientos Humanos
Industria, Energía, Servicios
financieros
•
•
•
•
Vulnerabilidades
Seguridad Alimentaria y Agua
Vidas humanas e ingresos
Salud Humana
Infraestructura
Cambios en Eventos
Extremos (Temperatura)
•
Temperaturas más altas, más días calientes y olas de calor
sobre áreas terrestres (Muy probables)
•
Aumento de muertes y serias enfermedades en grupos de
ancianos y los pobres del mundo urbano.
•
Aumento del estrés por calor sobre el ganado y la fauna.
•
Cambios en los destinos turisticos.
•
Aumento de los daños a cosechas.
•
Aumento de electricidad para refrescar y disminucion de la
confiabilidad en el suministro de energía.
•
Mayor incidencia de enfermedades como malaria y dengue.
Cambios en Eventos
Extremos (Hidrológicos)
• Más eventos de tormentas
intensas.
• Aumento de crecientes,
inundaciones, avalanchas.
• Aumento en la erosión del
suelo.
• Aumento en los Huracanes
de mayor categoría.
• Aumento en la presión
sobre seguros y sistemas
de prevención y atención
de desastres.
Disminución de cosechas
Disminución de los recursos
hídricos (cantidad y calidad)
Aumento de riesgos de incendios
forestales
Efectos Potenciales del Cambio
Climático sobre la Salud
Frumkin (2008)
Riesgos a la Salud por Cambio Climático
Frumkin (2008)
Emisiones acumuladas de dióxido de Carbono (CO2) de 1950 a 2000
vs. distribución regional de cuatro enfermedades sensibles al clima y
ambiente: malaria, desnutrición, diarrea, y muertes relacionadas con
inundaciones.
J. Patz and co-authors, EcoHealth 4, 397–405, 2007
¿Y qué
hay de
América
Latina?
Perdedores con el Cambio Climático
América Central y el Caribe El poder destructivo de los huracanes ha aumentado
en los últimos 30 años y será mayor en el Siglo 21
El aumento en la potencia de los huracanes está asociado
con el calentamiento de los océanos tropicales.
Courtesía: C. A. Nobre
¿Estamos presenciando más extremos hidrológicos?
Presenciamos sequías Severas en sitios donde no eran comunes:
La sequía del 2005 en el Amazonas fué la más grave en 100 años
Courtesy: C. A. Nobre
Fenómenos El Niño más
fuertes y más frecuentes?
fonte: NOAA
foto: Juca Martins
Fenómenos Atípicos: Catarina, Marzo 2004
- Primer Huracan de la historia en Brasil
Hurricane Catarina (March 2004) Image NASA
Courtesy: C. A. Nobre
Las Dimensiones Éticas del Cambio
Ambiental Global
Se trata de una cuestión de ética y justicia: La gente que
menos há contribuído al problema sufrirá lo peor de sus
consecuencias.
Fuente: “El Cambio Climático no tiene fronteras: Impacto del Cambio Climático en la
Comunidad Andina”. Secretaría General de la Comunidad Andina. Mayo 2008.
http://www.comunidadandina.org/public/libro_84.htm
Aumentos en las Temperaturas
Mínimas y Medias Mensuales
Temperatura mínima (C)
Aeropuerto Matecaña, Pereira
Mesa, Poveda & Carvajal (1997)
Gutiérrez & Poveda (2007)
Tendencias en Temperaturas
Mínimas
Tendencias:
Rojo: Creciente
Azul: Decreciente
Ochoa & Poveda (2003)
Serie temperatura Mínima Estación 2701507 + IMF Residual
18
Temperatura (°C)
16
14
12
10
8
6
Ene-41
Ene-52
Dic-62
Dic-73
Nov-84
Oct-95
Oct-06
Tiempo (mes)
Carmona & Poveda [2010]
Tendencias en Humedad Relativa
Tendencia:
Rojo: Creciente
Azul: Decreciente
Ochoa & Poveda (2003)
Retroceso de los
Glaciares
de Colombia
Colombia:
•8 glaciares desaparecieron
durante S XX
•Sólo 6 glaciares sobreviven hoy:
ID
Localización general de los glaciares de Colombia
Glaciar
1
S. N. Santa Marta
2
S. N. Cocuy
3
V.N. Ruiz
4
V.N. Santa Isabel
5
V.N. Tolima
6
V.N. Huila
Ceballos et al. (2006)
Landsat Agosto de 1989, C542
Ladsat Febrero de 2005, C542
Pérdida de área glaciar V.N. Huila
20
Area (Km 2)
18
16
14
12
10
8
6
1985
1990
1995
2000
2005
2010
Año
En el periodo 1989-2005 se
perdió el 56% del área glaciar
existente.
La tasa media anual de pérdida
de área glaciar es de 653000 m2.
Pineda y Poveda (2007)
Tasas de Pérdida de Glaciares en Colombia
Glaciar
Sierra Nevada de
Santa Marta
Perdida
(%)
Periodo
Área Remanente
(km2)
41
1989-2007
6
Sierra Nevada del
Cocuy
40
Nevado del Ruiz
38
1989-2007
1989-2004
1989-2004
17
8.5
Nevado de Santa
Isabel
49
Nevado del
Tolima
24
1991-2004
2
Nevado del Huila
58
1989-2005
8
4
Pineda y Poveda (2007)
Disminución en caudales medios
de los ríos más importantes
Río Cauca, La Pintada
2500
5%
15%
1500
25%
50%
1000
75%
90%
2002
2000
1998
1996
1994
1992
1990
1988
1986
1984
1982
1980
1978
1976
1974
0
1972
500
1970
Caudal (m3/s)
2000
Años
Gutiérrez & Poveda (2007)
Tendencias
en Series de
Caudales
Máximos
Anuales
Poveda & Pineda, Advances in Geosciences (2009)
Estación Mariano Ospina Pérez (Ant.)
Corrimiento en
las temporadas
de mayores
temperaturas y
lluvias.
Corrimiento en
Fases de Ciclos
anual y
semianual.
Mesa, Poveda & Carvajal (1997)
Escenarios
del IPCC para
Colombia - Tr= 2 años
Modelo
CCSM3
(1981-2000) –
(SRES A2
2046-2065)
SRES A2
(2046-2065) –
(2081-2100)
(1981-2000) –
SRES B1
(2046-2065)
SRES B1
(2046-2065) –
(2081-2100)
CCSM3
COLOMBIA
Error (%)
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(g)
(h)
(i)
(j)
(k)
(l)
(m)
(n)
(o)
(p)
(q)
(r)
(s)
(t)
Tr= 5 años
Tr= 10 años
Tr= 25 años
Tr= 50 años
Acevedo & Poveda (2010)
-1.526 - -1.248
-1.247 - -1.060
-1.059 - -881
-880 - -725
-724 - -641
-640 - -595
-594 - -529
-528 - -354
-353 - -263
-262 - -190
-189 - -155
-154 - -106
-105 - -102
-101 - -92
-91 - -85
-84 - -76
-75 - -70
-69 - -58
-57 - -53
-52 - -41
-40 - -38
-37 - -37
-36 - -34
-33 - -30
-29 - -28
-27 - -22
-21 - -22
-21 - -19
-18 - -15
-14 - -12
-11 - -10
-9 - -6
-5 - -5
-4 - 3
4-6
7 - 15
16 - 18
19 - 27
28 - 32
33 - 36
37 - 43
44 - 52
53 - 54
55 - 57
58 - 59
60 - 65
66 - 71
72 - 73
74 - 81
82 - 88
ESTIMACIÓN DE CAUDALES MEDIOS Y
EXTREMOS BAJO ESCENARIOS DE
CAMBIO CLIMÁTICO
• Caudales medio anuales
Balance hídrico de largo plazo
• Promedio de la evaporación real anual de largo
plazo (Ecuación de Turc).
• Modelo de elevación digital.
Modelo Digital del Terreno (MDT) con resolución
30 segundos de arco descargado de la página
oficial de HydroSHED.
Balance Hídrico Cuenca del Río Magdalena
P= 2049 mm/año, ET=1131 mm/año; Q=8034 m3/s
Poveda et al., Jour Hydrol. Eng. (2007)
ECHAM5
20C3M 1981-2000
SRES A2 2046-2065
SRES A2 2081-2100
SRES B1 2046-2065
SRES B1 2081-2100
P(mm/año)
1966
2036
2206
1963
2023
E (mm/año)
1086
1391
1486
1171
1236
L (mm)
880
644
720
792
787
Q medio(m3/s)
7116
5212
5826
6406
6365
Acevedo & Poveda (2010)
Estimación de caudales extremos combinando
Balance hídrico de largo plazo y Escalamiento
Poveda et al., Jour. Hydrol. Eng. (2007)
Donde
Promedio de la serie de caudales máximos anuales
Factor de frecuencia
Periodo de retorno
Desviación típica de la serie de caudales máximos anuales
En donde
y
son prefactores, y
y
exponentes muestrales.
ECHAM5
13000
13000
12000
12000
Qmax (m^3/s)
Qmax (m^3/s)
CCSM3
11000
10000
9000
8000
11000
10000
9000
8000
7000
7000
6000
6000
2
5
10
25
2
50
5
SRES A2 2046-65
SRES B1 2046-65
SRES B1 2081-00
SRES A2 2081-00
20C3M 1980-00
SRES A2 2046-65
SRES B1 2046-65
SRES B1 2081-00
CCSM3
50
SRES A2 2081-00
ECHAM5
5000
5000
4000
4000
Qmin (m^3/s)
Qmin (m^3/s)
25
Periodo de Retorno
Periodo de Retorno
20C3M 1980-00
10
3000
2000
1000
3000
2000
1000
0
0
2
5
10
25
50
2
Periodo de Retorno
20C3M 1980-00
SRES A2 2046-65
SRES B1 2046-65
SRES B1 2081-00
5
10
25
50
Periodo de Retorno
SRES A2 2081-00
20C3M 1980-00
SRES A2 2046-65
SRES B1 2046-65
SRES B1 2081-00
SRES A2 2081-00
Acevedo & Poveda (2010)
DEFORESTACIÓN
• Más del 50% del bosque
tropical.
• Cambios Climáticos
regionales y globales.
• Desertización y pérdida
de suelos.
• Amplificación de
extremos hidrológicos.
• Contribución al efecto
invernadero.
• Daños Ecológicos.
• Distorsión Económica.
Deforestacion en Colombia:
Riesgos y Vulnerabilidad Social & Ambiental
+
=
Los Andes Tropicales:
El sitio más crítico del planeta para la biodiversidad !!
Amenaza central al desarrollo de Colombia
Myers et al., Nature, 2000
Modelación de Estados de Equilibrio
del Sistema Clima-Vegetación en
Suramérica Tropical
Consecuencias sobre la
Precipitación Media en Colombia
J.F. Salazar et al., Geoph. Res. Lett. (Submitted)
Dominio de Modelación
(resolución 30 km)
El recuadro muestra
el área de estudio
El resto del área en
blanco se usa para
transición entre las
condiciones laterales
y el área de estudio
Biomas en los dos estados de
equilibrio
Escenario Selva
(parecido al actual)
Escenario Sabana
(al que podría conducir la
deforestación)
Biomas en los dos estados de
equilibrio
Escenario Selva
(parecido al actual)
Escenario Sabana
(al que podría conducir la
deforestación)
Biomas en los dos estados de
equilibrio
Escenario Selva
(parecido al actual)
Escenario Sabana
(al que podría conducir la
deforestación)
Biomas en los dos estados de
equilibrio
?
Escenario Selva
(parecido al actual)
Escenario Sabana
(al que podría conducir la
deforestación)
Resultados
• Comparación entre los escenarios
Sabana-Selva
• ¿Cómo cambia la precipitación media
anual al pasar del escenario Selva al
escenario Sabana?
Diferencias en Precipitación:
Sabana-Selva




P media annual
(mm)
Negativos
indican
reducciones en
Sabana con
respecto a Selva
Notése
Colombia
Promedio de los
5 miembros
El mismo lugar en dos
épocas con lluvias
diferentes
(Area de Conservación
Guanacaste, Costa Rica)
Posibles implicaciones:
Ecológicas,
Agricultura,
Salud Humana,
Hidroenergía, etc...
Retroalimentaciones
Amazonia-Los Andes
Poveda et al., 2007
Conclusiones de la Modelación




Posibles cambios entre estados de equilibrio
clima-vegetación como resultado del cambio
ambiental global.
La deforestación puede forzar tales cambios.
Compensación por Servicios Ambientales!
Implicaciones sobre Colombia que incluyen
reducciones de la P media annual.
La explicación tiene que ver con
retroalimentaciones Amazonia - Los Andes no
suficientemente explicadas (investigaciones en
desarrollo...)
Muchas Gracias!