Estudio de la variabilidad interanual del clima en los Andes centrales del Perú usando el RegCM

1. 1st IBERO-AMERICAN WORKSHOP ON CLIMATE DINAMYCS, CLIMATE CHANGE AND REGIONAL CLIMATE MODELING Sao Paulo, 20-23 de agosto de 2007 Estudio de la variabilidad interanual del clima en los Andes centrales del Perú usando el RegCM Yamina Silva, Ken Takahashi,Grace Trasmonte, Raúl Chávez Instituto Geofísico del Perú

2. Contenido • Antecedentes • Propósito del estudio • Clima de la cuenca del río Mantaro (Andes centrales de Perú) • Variabilidad climática • Experimentos realizados con el RegCM3 • Trabajos futuros

3. 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.

4. 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.

5. Zona de estudio • 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

6. Datos y topografía 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 Valle del Mantaro

7. 2. Propósito del estudio • Proyecto: Pronóstico estacional de lluvias y temperaturas en la cuenca del río Mantaro para su aplicación en la agricultura • Objetivo específicos: • 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

8. 3. Clima de la cuenca Climatología de la precipitación (mm) Promedio para toda la cuenca 140 120 100 80 60 40 20 0 E F M A M J J A S O N D E F M A M J J A S O N D Desarrollo agrícola Veranillos Heladas

9. Precipitación Acumulado ANUAL Fuente: IGP (2005)

10. 3. Clima de la cuenca Variación Mensual de la Temperatura mínima (ºC). Valores Extremos y Desviación Estándar (ºC). Estación: Huayao. Periodo: 1958- 2004

11. Temperatura del mínima aire anual Fuente: IGP (2005)

12. 3. Clima de la cuenca Variación Mensual de la Temperatura máxima (ºC). Valores Extremos y Desviación Estándar (ºC). Estación: Huayao. Periodo: 1958- 2004

13. Temperatura del máxima aire anual Fuente: IGP (2005)

14. 4. Variabilidad climática • Variabilidad en la fecha de inicio de la temporada de lluvia • Periodos secos y lluviosos • Circulación atmosférica asociada a periodos secos y lluviosos • Relación entre El Fenómeno El Niño y las lluvias en la cuenca • Mecanismos de teleconexión

15. Variabilidad en la fecha de inicio de la temporada de lluvia en la zona sur- occidental de la cuenca del río Mantaro Acumulados de 100mm 10 de octubre, DS 45dias Acumulados de 200mm 24 de noviembre, 52 días Acumulados de 300mm 25 de diciembre , 52 días Acumulados de 400mm 22 enero, 59 días Acumulados de 500mm 14 de febrero, 75 días Acumulados de 600mm 01 marzo, 78 dias

16. Períodos lluviosos 1980/81 1993/ 94 Setiembre-abril 1972/73 1973/74 1981/ 82 1983/ 84 1985/ 86 2002/ 03 Enero-abril 1972 1973 1974 1984 1986 1988 1989 1994 Setiembre-diciembre 1973 1975 1977 1981 1982 1990 1993 2002 Períodos secos 1979/80 Setiembre-abril 1976/ 77 1986/87 1989/ 90 1991/ 92 2003/ 04 Enero-abril 1980 1983 1987 1990 1991 1992 2004 Setiembre-diciembre 1974 1976 1983 1991 1992 Periodos secos y lluviosos según el SPI

17. Los sistemas atmosféricos durante los periodos lluviosos y secos Anomalía de vientos en niveles bajos (1500m) para años lluviosos y secos

18. Los sistemas atmosféricos durante los periodos lluviosos y secos Anomalía de vientos en niveles altos (12000m) para años lluviosos y secos

19. ¿Existe relación entre el fenómeno de El Niño y las lluvias?

20. ¿Existe relación entre el clima del Mantaro y la circulación a escala global?

21. 5. Experimentos realizados con el RegCM3 Estrategias para el trabajo con el RegCM3 • Resolución: 50 km. • Periodo seco (verano 1992) y húmedo (verano 1984) en el Mantaro. • Hacer pruebas de sensibilidad a: • Dominio • Esquemas de convección • Condiciones iniciales • Sistema de computo  • Usar los resultados para decidir la configuración óptima para el modelo • Realizar una simulación multianual para una validación más completa • Implementar un segundo dominio de mayor resolución para la cuenca del Mantaro.

22. 5. Experimentos realizados con el RegCM3 Efecto del dominio

23. 5. Experimentos realizados con el RegCM3 Efecto del dominio Dominio reducido Dominio ampliado

24. 5. Experimentos realizados con el RegCM3 Parametrización de convección: FC vs AS Precipitación mm/día

25. 5. Experimentos realizados con el RegCM3 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

26. 5. Experimentos realizados con el RegCM3 Sensibilidad a las condiciones iniciales • 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).

27. 5. 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)

28. 5. Experimentos realizados con el RegCM3 Comparación con observaciones Precipitación: Enero 1992 menos enero 1984 (2) Modelo Obs.

29. 5. 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)

30. 5. Experimentos realizados con el RegCM3 Comparación con observaciones Temp. sfc: Enero 1992 menos enero 1984 Modelo Obs.

31. 5. 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.

32. 6. Trabajos futuros 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.

33. Muchas gracias E-mail: yamina@chavin.igp.gob.pe Foto: Observatorio de Huayao (3330 msnm)