Estudio de la variabilidad interanual del clima en los Andes centrales del Perú usando el RegCM
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Estudio de la variabilidad interanual del clima en los Andes centrales del Perú usando el RegCM
Yamina Silva, Ken Takahashi, Grace Trasmonte, Raúl Chávez
1st IBERO-AMERICAN WORKSHOP ON CLIMATE DINAMYCS, CLIMATE CHANGE AND REGIONAL CLIMATE MODELING
Sao Paulo, 20-23 de agosto de 2007
Instituto Geofísico del Perú
Contenido
1.1. AntecedentesAntecedentes
2.2. Propósito del estudioPropósito del estudio
3.3. Clima de la cuenca del río Mantaro (Andes Clima de la cuenca del río Mantaro (Andes
centrales de Perú)centrales de Perú)
4.4. Variabilidad climáticaVariabilidad climática
5.5. Experimentos realizados con el RegCM3Experimentos realizados con el RegCM3
6.6. Trabajos futurosTrabajos futuros
1. Antecedentes
PROCLIM (2003-2005) -Programa de Fortalecimiento de
Capacidades Nacionales para Manejar el Impacto del
Cambio Climático y la Contaminación del Aire:
“Evaluación Local Integrada en la cuenca del río Mantaro”.
Programa de Vulnerabilidad y Adaptación al Cambio
Climático.
Objetivo de la ELI: sistematizar y ampliar el conocimiento
sobre el cambio climático en la cuenca, evaluar los aspectos
climáticos, físicos y sociales de su vulnerabilidad e
identificar opciones viables de adaptación en los sectores
de agricultura, recursos hídricos, generación de energía y
población para incorporarlos en los planes de desarrollo
local y regional.
1. Antecedentes
Resultado de la ELI Mantaro:
* Variabilidad climática era lo que más interesaba a la
población
* Fenómenos que más afectaba: Sequías, heladas y
deslizmientos (fuertes lluvias)
Propuestas de adaptación:
* Pronosticos climáticos estacionales para los diferentes
sectores: agricultura, generación de energía, agua
potable,etc.
•Abastece con el 34,3% de la demanda del Sistema Eléctrico Interconectado Nacional (SEIN);
•Valle del Mantaro es uno de los valles andinos mas productivos;
•Población que supera los 700,000 habitantes
Zona de estudio
UCAYALI
NAPO
TIGRE
URUBAMBA
APURIMAC
PUTUMAYO
BAJO MARA_ON
MANTARO
YAVARI
PURUS
PACHITEA
PAMPAS
RAMIS
NANAY
ICA
OCO_A
PERENE
ENE
ALTO MARA_ON
INAMBARI
CAMANA
PASTAZA
ALTO HUALLAGA
TAMBO
CHIRA
SANTA
QUILCA
MAYO
INTERCUENCAS MADRE DE DIOS
ILAVE
YARUA
GRANDE
INTERCUENCA DEL AMAZONAS
BAJO HUALLAGA
PIURA - CASCAJAL
DE LAS PIEDRAS
BIABO
AGUAYTIA
MORONA
TAMBOPATA
HUALLABAMBA
ACARI
SAMA
CHAMAYA
CENEPA
CA_ETE
SANTIAGO
PISCO
LOCUMA
YAVERO
TAMBO
YAUCA
CHICAMA
CHINCHIPE NIEVA
IMAZA
RIMAC
UTCUBAMBA
HUAURA
PATIVILCA
SAN JUAN
MALA
CRISNEJAS
SISA
VIRU
SA_A
CABANILLAS
CASMA
CAPLINA
MAURE
ALTO MADRE DE DIOS
MOCHE
JEQUETEPEQUE
HUANCANE
OLMOS
SUPE
MOTUPE - LA LECHE - CHANCAY
LURIN
CHAO
CHILLON
OMAS
NEPE_A
LLAUCANO
HUARMEY
ATICO ILLPA
TUMBES
ILO - MOQUEGUA
CARAVELI
SAPOSOA
FORTALEZA
CHALA
CHANCAY - HUARAL
CALLACAME
CHAPARRA
CHILCA
TOPARA
BOCAPAN
ZAPATILLA
LACRAMARCA
MAURE CHICO
ZARUMILLA
CULEBRAS
1. Precipitación:
86 estaciones
2. Temperatura del aire: máxima y mínima
27 estaciones
Datos desde 1960
Huayao desde 1925.
Topografía de la cuenca:
500mmsnm hasta 4500msm
Datos y topografía
Valle del Mantaro
Proyecto: Pronóstico estacional de lluvias y temperaturas en la cuenca del río Mantaro para su aplicación en la
agricultura
Objetivo específicos:1) Mejorar el conocimiento de los mecanismos que controlan
los procesos físicos de lluvias y temperaturas en la cuenca del río Mantaro y las causas de la variabilidad espacial y temporal de estas variables.
Actividades: Validación del modelo climático RegCM3 y su uso para el
estudio de la variabilidad climática
2. Propósito del estudio
Climatología de la precipitación (mm)Promedio para toda la cuenca
0
20
40
60
80
100
120
140
E F M A M J J A S O N D E F M A M J J A S O N D
3. Clima de la cuenca
Desarrollo agrícola
Veranillos Heladas
Variación Mensual de la Temperatura mínima (ºC). Valores Extremos y Desviación Estándar (ºC). Estación: Huayao. Periodo: 1958- 2004
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Set Oct Nov Dic Med. 6,84 6,91 6,52 4,77 2,25 0,40 0,24 2,05 4,60 5,72 5,86 6,18 Min. 5,24 5,15 4,65 2,44 -0,52 -2,14 -2,44 -0,48 2,61 3,74 3,77 4,06 Max. 8,36 8,70 7,77 6,65 4,74 3,40 3,16 4,30 6,65 7,64 7,77 7,98 SD 0,74 0,69 0,78 1,01 1,12 1,31 1,24 1,13 0,91 0,91 1,00 0,90
3. Clima de la cuenca
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Set Oct Nov Dic Med. 18,86 18,38 18,32 19,19 19,65 19,36 19,21 19,88 20,09 20,31 20,52 19,77 Min. 16,62 16,58 16,51 17,44 17,89 17,74 17,95 18,08 18,54 17,42 17,43 17,52 Max. 21,36 21,12 20,44 21,65 21,94 20,55 20,84 21,97 21,86 22,74 22,70 22,11 SD 1,19 1,18 1,00 0,96 0,97 0,70 0,65 0,81 0,88 1,09 1,19 1,1
Variación Mensual de la Temperatura máxima (ºC). Valores Extremos y Desviación Estándar (ºC). Estación: Huayao. Periodo:
1958- 2004
3. Clima de la cuenca
o Variabilidad en la fecha de inicio de la temporada de lluvia
o Periodos secos y lluviosos
o Circulación atmosférica asociada a periodos secos y lluviosos
o Relación entre El Fenómeno El Niño y las lluvias en la cuenca
o Mecanismos de teleconexión
4. Variabilidad climática
Variabilidad en la fecha de inicio de la temporada de lluvia en la zona sur- occidental de la cuenca del río Mantaro
Retrasos 69/70, 75/76, 85/86, 87/88, 88/89 y 98/99 Adelantos 74/75, 80/81, 81/82, 90/91, 93/94 y 00/01
Retrasos 75/76, 85/86, 87/88, 88/89, 89/90, 94/95 y 95/96 Adelantos 80/81, 81/82, 86/87, 90/91, 92/93, 93/94 y 00/01
Retrasos 68/69, 83/84, 85/86, 87/88 y 89/90 Adelantos 77/76, 81/82, 90/91, 92/93 y 93/94
Retrasos 68/69, 82/83, 87/88 y 89/90 Adelantos 73/74, 77/78, 81/82, 90/91, 92/93 y 93/94
Retrasos 68/69, 82/83, 87/88, 89/90 y 91/92 Adelantos 81/82, 90/91, 92/93 y 93/94
Retrasos 68/69, 79/80, 82/83, 87/88, 89/90 y 91/92 Adelantos 81/82, 90/91, 92/93 y 93/94
Acumulados de 100mm10 de octubre, DS 45dias
Acumulados de 200mm24 de noviembre , 52 días
Acumulados de 300mm25 de diciembre , 52 días
Acumulados de 400mm22 enero, 59 días
Acumulados de 500mm14 de febrero, 75 días
Acumulados de 600mm01 marzo, 78 dias
Periodos secos y lluviosos según el SPI
Períodos lluviosos
Períodos secos
Setiembre-abril1972/
731973/
74
1980/
81
1981/ 82
1983/ 84
1985/ 86
1993/
94
2002/ 03
Enero-abril 1972 1973 1974 1984 1986 1988 1989 1994
Setiembre-diciembre 1973 1975 1977 1981 1982 1990 1993 2002
Setiembre-abril1976/
77
1979/
80
1986/87
1989/ 90
1991/ 92
2003/ 04
Enero-abril 1980 1983 1987 1990 1991 1992 2004
Setiembre-diciembre 1974 1976 1983 1991 1992
Los sistemas atmosféricos durante los periodos lluviosos y secos
Anomalía de vientos en niveles bajos (1500m) para años lluviosos y
secos
Los sistemas atmosféricos durante los periodos lluviosos y secos
Anomalía de vientos en niveles altos (12000m) para años lluviosos y
secos
Estrategias para el trabajo con el RegCM3
1. Resolución: 50 km.
2. Periodo seco (verano 1992) y húmedo (verano 1984) en el Mantaro.
3. Hacer pruebas de sensibilidad a: Dominio Esquemas de convección Condiciones iniciales Sistema de computo
4. Usar los resultados para decidir la configuración óptima para el modelo
5. Realizar una simulación multianual para una validación más completa
6. Implementar un segundo dominio de mayor resolución para la cuenca del Mantaro.
5. Experimentos realizados con el RegCM35. Experimentos realizados con el RegCM3
Efecto del dominio
Dominio reducido Dominio ampliado
5. Experimentos realizados con el RegCM35. Experimentos realizados con el RegCM3
Parametrización de convección: FC vs AS
5. Experimentos realizados con el RegCM35. Experimentos realizados con el RegCM3
Precipitación mm/día
Sensibilidad a las condiciones iniciales
mm/dia
Ocho simulaciones con
las mismas condiciones de
frontera (observadas) pero
distintas condiciones
iniciales (Dic 1 00z, 06z, 12z,
etc.).
Esquema de convección:
Grell/Arakawa-Schubert
5. Experimentos realizados con el RegCM35. Experimentos realizados con el RegCM3
• La variabilidad interna (impredecible) es comparable a la variabilidad interanual en la Amazonía y los Andes orientales.
• Esto indica poca predictabilidad (al menos en el modelo) para realizar pronósticos.
• Sin embargo, el uso de ensamblajes (“ensembles”) permiten la identificación de la componente predecible (al menos para motivos de investigación).
Sensibilidad a las condiciones iniciales
5. Experimentos realizados con el RegCM35. Experimentos realizados con el RegCM3
Detección de señal forzada
Diferencia en precipitación
(media de ensamblaje,
mm/dia): Enero 1992 menos enero
1984.
Diferencias estadísticamente
significativas al 95% sombreadas.
Esquema: Grell/FC
+
Huayao: -2.9 mm/dia
+ Ubicación de Huayao (cuenca del Mantaro)
5. Experimentos realizados con el RegCM35. Experimentos realizados con el RegCM3
Comparación con observaciones
Precipitación: Enero 1992 menos enero 1984 (2)
Modelo Obs.
5. Experimentos realizados con el RegCM35. Experimentos realizados con el RegCM3
Patrón de variabilidad
• Patrón de correlaciones entre anomalías de lluvia en Huayao y el resto de la región.
+ Ubicación de Huayao (cuenca del Mantaro)
5. Experimentos realizados con el RegCM35. Experimentos realizados con el RegCM3
Comparación con observaciones
Modelo Obs.
Temp. sfc: Enero 1992 menos enero 1984
5. Experimentos realizados con el RegCM35. Experimentos realizados con el RegCM3
Conclusiones
• Existe una significativa variabilidad interna en los
promedios mensuales del modelo RegCM3.
• El uso de ensamblajes permite una mejor
estimación de la señal climática predecible
• El uso de un dominio mayor reduce ligeramente la
variabilidad interna.
• El modelo es capaz de reproducir algunos aspectos
de la variabilidad de lluvia en los Andes centrales.
5. Experimentos realizados con el RegCM35. Experimentos realizados con el RegCM3
• Validar el modelo a escala de Sudamérica
• Realizar la simulación multianual y validarla
• Analizar los resultados y proponer teorías de la
variabilidad
• Realizar experimentos para verificar las
hipótesis.
6. Trabajos futuros con el RegCM36. Trabajos futuros con el RegCM3