Aplicación de modelos de circulación global para el estudio de las

condiciones climáticas de Venezuela en el Siglo XXI

Bravo, Lelys (Coordinadora)Gomez ManuelRamirez Raul

Centro de Estadística y Software Matemático CESMa

Universidad Simón BolívarCaracas

El objetivo de los modelos no es predecir el futuro, ya que la simulación climatológica no puede ofrecer resultados fiables más allá de pocos días o semanas.

Modelos de Circulacion Global

Modelos climáticos aprobados por el IPCC:Caso de estudio 2 modelosInglaterra: HadleyCentreAlemania: Max Planck Institute ECHAM5

Todos los modelos presentan 4 escenarios:1. 1960-1990

evaluación del modelo a través de datos observados

2. 3 escenarios futuros

- A1: globalización, énfasis en riqueza humana, Globalización intensiva (fuerzas del mercado) Existen tres variantes del tipo A1. El A1FI utiliza de forma intensiva combustibles de origen fósil. El A1T , utiliza fuentes de energía de origen no fósil, y el A1B, que utiliza equilibradamente todo tipo de fuentes (no depende excesivamente de un tipo de fuente de energía)

- A2: regionalización, énfasis en riqueza humana, Regional, intensivo (golpeo de civilizaciones)

- B1: globalización, énfasis en sostenibilidad y equidad, (desarrollo sostenible)

- B2: regionalización, énfasis en sostenibilidad y equidad, Regional, extensivo (bolsa verde mezcla)

Dos escenarios enfatizanen riqueza material y losotros dos ensostenibilidad y equidad.Adicionalmente, dosescenarios enfatizan englobalización y dos enregionalización. Estoproporciona a la IPCC lassiguiente combinación ynumero original:

MODELOS CLIMÁTICOS UTILIZADOS

ECHAM5-MPI-OMCUKMO-HacCM3

Propuesto por el IPCC 25 modelos, diferentes países

Roeckner et al, 1996Inst. de meteorología Max Planck,ALE.El modelo se ha ejecutadoteniendo encuenta los gases de efectoinvernadero y aerosoles sulfatadosobservados desde 1860 hasta elpresente.Están disponibles las siguientesvariables:Temperaturas media, máxima ymínima. Precipitación. Presiónmedia al nivel del mar .Radiaciónsolar incidente. Velocidad del viento.

Gordon et al, 2000Hadley Center, UKes un modelo acoplado atmósfera-océano modelo de circulación general.Los efectos de los gases como el CO2,el vapor de agua y el ozono estanrepresentados explícitamente.Permite simular escenarios conaerosoles sulfúricos.Posee una resolución de 2,5 lat x 3,75long. (300 km).En el océano la resolución es de 1,25 x1.25El modelo atmosférico es diario.Excelentes resultados ampliamenteutilizado en el mundo.

Método de validación de los modelos a traves de la diferencia entre los datos observados 1961 – 1990 y los datos de control de los modelos climáticos.Se tomaron 4 años niña y 4 años niño.Se realizaron los analisis solo con meses criticos climaticos: Febrero (Sequia) y Julio (lluvias)Se realizaron regrillados para poder realizar las operaciones de álgebra, generando mapas con dimension de pixel 0,046 grados. ( 5,11 km)

Porque Venezuela entera y no el sureste del pais? R: 277 km pixel

Datos observados: Estaciones climatoloóicas venezolanas, ajustadas a traves del metodo ANUSPLIN

- =

Dato observado – dato del modelo

Cuando el mapa de residuos tenga valores que se alejen del 0 el modelo estará menos ajustado a la realidad observada.

0

Error por exceso. Hay mas pp en el modelo que en la realidad.

Error por defecto. Mas pp en la realidad que en el modelo.

Modelo sobreajustado Modelo Subajustado

15 17 -2=-

17 15 2=-

Dato Observado Dato del modelo Diferencia

Llovió mas en el modelo que en la realidad

Llovió mas en la realidad que en el modelo

Dato Observado Dato del modelo

Mientras esté cercano al 0 el modelo mejor se ajusta

Modelo ECHAM5 Modelo HadCM3

Mes febrero años Niño

Modelo ECHAM5 Modelo HadCM3

Mes Julio años Niño

Modelo ECHAM5 Modelo HadCM3

Mes febrero años Niña

Modelo ECHAM5 Modelo HadCM3

Mes Julio años Niña

Resultados escenario 20CM3 1960 - 1990

• Los datos modelados se ajustan mejor en época de sequía.

• En sequía, a medida que son mas recientes los modelos, tienen a ajustarse mejor.

• En época de lluvia los modelos están sobreajustados, llueve más en la realidad que en los modelos.

• En época de lluvia, se acentúa la diferencia (en sectores) en los años niño a medida que sean mas recientes. En años niña pasa lo contrario

Construcción de mapas de escenarios futurosFebrero (seco)Julio (húmedo)2020, 2050, 2099

SRESA1B

SRESA2

SRESB1

Mapas de residuos donde se representa la diferencia entre los escenarios y el promedio del mes (febrero o julio) entre 1961-1990

(-)

(-)

(-)

0

Valores positivos indican que lloverá menos que el promedio

Valores negativos indican que lloverá más que el promedio

Escenarios futuros ECHAM5: precipitacion modelada para FEBRERO 2020 para 3 escenarios.SRESA1B

SRESA2

SRESB1

- A1: globalización, énfasis en riqueza humana- A2: regionalización, énfasis en riqueza humana- B1: globalización, énfasis en sostenibilidad

Todos los escenarios muestran una reducción significativa de la precipitacion, salvo en la region central del pais.

Escenarios futuros ECHAM5: precipitacion modelada para FEBRERO 2050 para 3 escenarios

SRESA1B

SRESA2

SRESB1

- A1: globalización, énfasis en riqueza humana- A2: regionalización, énfasis en riqueza humana- B1: globalización, énfasis en sostenibilidad

Escenario de globalizacion muestra mas precipitaciones que el promedio. Demas escenarios lo contrario.

SRESA1B

SRESA2

SRESB1

- A1: globalización, énfasis en riqueza humana- A2: regionalización, énfasis en riqueza humana- B1: globalización, énfasis en sostenibilidad

Todos los escenarios muestran una reducción significativa de la precipitacion, salvo en la region central del pais.

Escenarios futuros ECHAM5: precipitacion modelada para FEBRERO 2099 para 3 escenarios

SRESA1B

SRESA2

SRESB1

- A1: globalización, énfasis en riqueza humana- A2: regionalización, énfasis en riqueza humana- B1: globalización, énfasis en sostenibilidad

Todos los escenarios muestran una reducción significativa de la precipitacion promedio. Lugares puntuales en el sur del pais con sequias pronunciadas.

Escenarios futuros ECHAM5: precipitacion modelada para Julio 2020 para 3 escenarios

SRESA1B

SRESA2

SRESB1

- A1: globalización, énfasis en riqueza humana- A2: regionalización, énfasis en riqueza humana- B1: globalización, énfasis en sostenibilidad

Todos los escenarios muestran una reducción significativa de la precipitacion, lugares puntuales del sur con sequias.

Escenarios futuros ECHAM5: precipitacion modelada para julio 2050 para 3 escenarios

SRESA1B

SRESA2

SRESB1

- A1: globalización, énfasis en riqueza humana- A2: regionalización, énfasis en riqueza humana- B1: globalización, énfasis en sostenibilidad

Todos los escenarios muestran una reducción significativa de la precipitacion, lugares puntuales de sequia.

Escenarios futuros ECHAM5: precipitacion modelada para Julio 2099 para 3 escenarios

Conclusiones

• Estos modelos no predicen la realidad, simplemente, a través de modelosnuméricos complejos, tratan de modelar una situación atmosférica a través deescenarios de desarrollo, pueden ser útiles para el entendimiento de la dinámicaecológica a escala “globales”.

• Se necesitan aplicar modelos regionales de circulación atmosférica paradeterminar situaciones a futuro con mayor precisión. Brasil domina las técnicas dedowncaling regional, pero aun es dificil el acceso a esa tecnología.

• Los modelos de circulación global utilizados demuestran una disminuciónimportante de la precipitación con respecto a los valores promedios base (1961-1990). En el sureste del pais, se observan reducciones de la precipitación parafebrero por encima de los 100 mm/mes y en julio alrededor de 500 mm/mes.Existen lugares puntuales donde se muestra una reducción de la precipitacion pormás de 500 mm/mes.

• Esta disminución de la precipitación debe llamar la atención tanto deinvestigadores como de los tomadores de decisión para enfocar las investigacionesa las consecuencias que esta situacion pueda traer, además de generar políticasde prevención al aumento de la vulnerabilidad y la amenaza de incendios queestaría estrechamente relacionada a las precipitaciones.

Qué queda por hacer?

• Correr modelos HadCM3 para escenarios futuros.• Correr modelos de temperatura.• Estimar anomalías en el futuro (Exceso de

precipitación, sequias extremas, fluctuaciones de temperatura)

• En lo posible hacer el downcaling regional del sureste del Pais. Esto dependerá de la asistencia técnica del INPE-Brasil (2012)

1. Si esta situacion no es posible, generar mapas centrados en la region sureste del pais.

2. Comparar los modelos corridos con los modelos de circulacion regional hechos por INPE.