Cambio Climático, Disponibilidad de Recursos Hídricos y Medidas ...

GRANTGlaciares y Recurso Agua en losAndes TropicalesJeune Equipe Associe a L’IRDBOLIVIAProyecto:IAI CRN 2047Cambio Climático, Disponibilidad de RecursosHídricos y Medidas de Adaptación en BoliviaEdson RAMIREZeramirez@acelerate.comInstituto de Hidráulica e Hidrología – (IHH-UMSA)Institut de Recherche pour le Developpement (IRD)Foto: E. Ramirez ©Buenos Aires, Febrero 2009

En América LatinaGrupo de Trabajo de Nieves y Hielos (GTNH – PHI – LAC – UNESCO)

Lineas de Investigación delPrograma Glaciológicoen Bolivia El futuro de los recursos hídricos Las variabilidades del clima – hidrometeorología – criosfera Riesgos ligados a los procesos glaciaresPasado(Proxies)ActualDatos instrumentalesFuturoPROGRAMA DE MONITOREO GLACIAR INICIADO EN 1991 POR: IRD, IHH, SENAMHI

LAS EVIDENCIASDEL CAMBIO CLIMATICO ENSUD AMERICA

Testigos de hielo parareconstruir el clima pasado

Ciclo atmosférico en los Andes TropicalesOceanoPacíficonieveAndesAmazoniaOcéanoAtlánticoEsquema del funcionamiento del ciclo hidrológico en los Andes y la Amazonía

Forzado del modelo: temperaturas en lasuperficie del oceano (SST)VALIDACION DE MODELOS DE CIRCULACIONGENERAL A PARTIR DE NUCLEOS DE HIELOEN LOS ANDESAPLICACIÓN DEL MODELOECHAM 4(Max Planck Institute de Hambourgo)Grilla física de una resolución horizontal de3.75°x3.75°con un paso de tiempo de 30minutos.Modelo equipado de un sub-módulo quepermite el cálculo de los isótopos del aguaen paralelo con el ciclo hidrológico delmodelo.Representación vertical: 19 niveles (capas)

EN EL PASADO RECIENTE (Último Siglo)Four isotopic Andean drilling records compared withsimulated ECHAM model outputsδ 18 O [º/ oo]-25.5-26.0-26.5-27.0-27.5Vapor at 500 HPaover South AmericaIllimaniQuelcayaSajamaHuascaranAndean Isotope Index500 HPa ECHAM-14-28.0-100-14Sajama δ 18 O [º/ oo]-16-18-20Illimani δ D [º/ oo]-110-120-130-140-15-16-17-18-19-20Huascaran δ 18 O [º/ oo]-14-16-18-20-22Quelccaya δ 18 O [º/ oo]19101920193019401950Year1960197019801990Tendencia a una disminución de la precipitación y un aumento de latemperatura en los últimos 30 años(Hoffmann, Ramirez et. al. 2003)

EN EL PRESENTE

AcumulaciónAblacionFuente: P.Ginot (IRD)

Glaciares MonitoreadosAmazoníaLago TiticacaChacaltayaZongoCharquiniLa PazAltiplano(Fuente: IHH - IRD)BOLIVIA

1940 1982 1996 1998002000-200-50000Cumulative length evolution (m)-400-600-800-1000-1200antizana 15Aantizana15byanamareybroggipastoruriuruashrajuCajapZongo (area)20071940-100000-150000-200000-250000-300000Cumulative area evolution (m²)Retroceso del glaciar:CHACALTAYA-1400Charquini-S (area)Chacaltaya (area)-350000-16001930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000Julio 2005-40000010 glaciares en los Andes: Ecuador, Perú y BoliviaFuente:IRD – IHHFotos:B. FrancouE. RamirezE. JordanFebrero 200520022003

Fuente:National GeographicFotografías:B. Francou (IRD)1994 2005

LAS CAUSASUn glaciar responde a:- Precipitación (Nieve/Lluvia)- Temperatura- Humedad- Nubosidad- Radiación Solar- Eventos climáticos importantes(Ej. El Fenómeno de “El Niño”).

Cómo está constituído un Glaciar?Zona de AcumulaciónLinea de Equilibrio(ELA)Zona de Ablación

Dinámica de un glaciarAvance y Retroceso

¿Por qué son vulnerables los glaciares bolivianos?160140120100806040200ENEFEBMARABRMAYJUNJULAGOSEPOCTNOVDICENEFEBMARABRMAYJUNJULAGOPrecipitación (mm)PrecipitaciónRadiacion Solar Incidente a 5150m (ORE), maxima diaria, 2003-200418001600SWIncMax(cor)Polinómica (SWIncMax(cor))Radiacion Solar Max Inc140012001000800RadiaciónSolar60040017/8/03 6/10/03 25/11/03 14/1/04 4/3/04 23/4/04 12/6/04 1/8/04 20/9/04

LO QUE SE ESPERA PARA EL FUTURO EN LA REGIONPrevisiones de Calentamiento Global en la Cordillera Andina en eltranscurso del sigloBradley et al. SCIENCE Vol (312) 23 Junio 2006

OceanoPacíficoCOLOMBIAEcuadorECUADORQuitoAgua potableLimaPERUBRASILRiegoLa PazBOLIVIAHidroelectricidadAndes : > 40 M hab.CHILEARGENTINAOceanoAtlánticoFuente : Barnett et al., Nature 2005Elaborado por: P. Ginot (IRD)

Los impactos del cambio climático sobrelos recursos hídricos en La PazFoto: E. Ramirez (IHH)

AmazoníaLago TiticacaHidroelectricidadAgua PotableHidroelectricidadRiegoLa PazAltiplano(Fuente: IHH - IRD)BOLIVIA

SistemaTuni-CondoririEmbalse TuniMilluniEmbalse MilluniFotos: E. Ramírez (IHH-UMSA)

Evolución de los glaciares de Tuni - Codoriri2006(Fuente: IHH - IRD)

3,0002,5002,0001,5001,0000,5000,000-0,500Pérdida de AreasCuenca Condoririy = -1E-07x 3 + 0,0004x 2 - 0,3587xR 2 = 0,978219501955196019651970197519801985199019952000200520102015202020252030203520402045205020551,6001,4001,2001,0000,8000,6000,4000,2000,000-0,200CONDORIRIAño2045Pérdida de AreasCuenca TuniTUNIy = -2E-07x 3 + 0,0007x 2 - 0,6464xR 2 = 0,9618Area (km2)19501955196019651970197519801985199019952000200520102015202020252030AñoFuente: IHH-UMSA, IRD2025Area (km2)Pérdidas en el periodo 1956 – 2006Condoriri: 44%, Tuni: 55%

SistemaTuni-CondoririPROYECCION DE LA OFERTAY LA DEMANDA BAJO ELCONTEXTO ACTUALMilluni350.00300.00DETERMINACIÓN MOMENTO CRÍTICOTUNI (Proyección SISAB Vs Oferta Cuenca)Demanda vs Oferta de Cuenca2009El AltoLa Paz250.00200.00150.00100.00VOLUMEN ACUMULADO [M3]En MillonesPROYECCIÓN50.000.00SISAB DemandaOferta CuencaMESMapa Fuente: EPSAS(Ramirez & Olmos, 2006)IHH-IRD-ULB

DEFICIT DE PRECIPITACIONES Y RECARGA DE REPRESASREPRESA TUNI5 mFebrero 2008 Febrero 2009Fotos: E. Ramírez ©

CASO DEL NEVADOHUAYNA POTOSI(HIDROELECTRICIDAD)Foto: E.Ramirez ©

Generación de Energía EléctricaNevado Huayna PotosíCordillera Real – La PazFotos: E. Ramirez ©

Nevado Huayna PotosíImagen Satelital LANDSAT1975Fuente: (IHH-UMSA) ©

Nevado Huayna PotosíImagen Satelital LANDSAT1987Fuente: (IHH-UMSA) ©

Nevado Huayna PotosíImagen Satelital LANDSAT2000Fuente: (IHH-UMSA) ©

REPRESA ZONGO (LA PAZ)El llenado de las represasdepende de la lluvia y de lafusión de nieveFebrero 2008Foto: E.Ramirez ©160140Febrero 2009Precipitación (mm)12010080604060 mm200ENEFEBMARABRMAYJUNJULAGOSEPOCTNOVDICENEFEBMARABRMAYJUNJULAGO5m(2009, Déficit de Lluvia en Enero del 50%)Foto: E.Ramirez ©

Metodología para la cuantificación de recursos hídricos glaciaresEntendimiento del rol delas variables climáticas:-Precipitación-Temperatura-Radiación solar-Humedad Relativa-Nubosidad-AlbedoPrecipitaciónEvaporaciónEvaporacióny/oSublimaciónPérdida de masaglaciar, variaciónde espesoresEscurrimientodirecto,cuenca noglaciarEscurrimientoretardado, cuencaglaciarFoto: E.Ramirez ©

OFERTA DE CUENCA:Disponibilidad hídrica del Componente GlaciarFuente: (IHH-UMSA) ©

OFERTA DE CUENCA:Disponibilidad hídrica de la LluviaFuente: (IHH-UMSA) ©

En VeranoIMPORTANCIA DE LOS HUMEDALESLluviaFusiónGlaciarAlmacenamientoFotos: E. Ramirez ©

MODELACION DE CUENCAS DE ALTA MONTAÑA

Reconstrucción de Balances de Masa mediante FotogrametríaSoruco 2009, (Annals of Glaciology)

Validación de Modelos Hidroglaciológicos en base a caudales medidosCondoriri River Basin – Hydrologic Model Ramirez, 2008

Reconstrucción de Caudales pasados en base a datos de precipitación?Palca River Basin – Hydrologic Model

Simulación de Caudales para Escenario Climáticos FuturosLimitantes:-Validación de las corridas de Modelos Climáticos.- Falta de bases de datos hidroclimáticos consolidadas ydepuradas.- Fuerte influencia de la Cordillera de los Andes sobre losmodelos climáticos.- Reducción de escala “Downscaling” de modelosclimáticos a nivel local o de cuenca.

PROPUESTA METODOLOGICAReconstrucciónDe balances de masaGlaciares en el pasado(Fotogrametría)Análisis detendenciasDeterminación de balanceshidroglaciológicos a partirde mediciones actualesSimulación de aportes deagua bajo escenarios decambio climáticoGENERACION DE MODELOS DEGESTION DE AGUA PARA CONSUMOHUMANO Y GENERACION DE ENERGIAPLANTEAMIENTO DE ESTRATEGIASDE ADAPTACION Y GESTION PARALOS PROXIMOS 50 AÑOSCalibración y validaciónde modelos hidroglaciológicosehidrogeológicos(caudales)Validación de corridas deModelos Climáticos paraescenarios futuros.&Downscaling

LA GESTION DEL RECURSO HIDRICOUN DESAFIO EN EL PROCESO DE ADAPTACIONOFERTADEMANDA- Aporte por precipitación- Aporte por glaciar(Vulnerable al cambio climático)- Uso eficiente del agua(Vulnerable al mal uso por el ciudadano)En la actualidad la ciudad de El Alto tiene pérdidas en el sistema que lleganincluso al 50%

DESIGUALDAD EN EL ACCESO AL AGUA

LAS MEDIDAS DE ADAPTACIÓN• Saber y entender a qué debemos adaptarnos.• Mejoramiento y optimización de los sistemas actuales.• Protección de las fuentes de agua no explotadas para las generacionesfuturas.• Cambio en las políticas actuales de gestión del agua.• Implementación de nuevas tecnologías (Ej.: Reciclaje del agua,utilización de artefactos ahorradores, recuperación de agua de bruma, etc,etc.)• Articulación entre los actores: Sociedad, Operadores de Agua,Universidades, Gobiernos Locales, Tomadores de Decisión.Limitantes:Menor resiliencia de los Países en vías de desarrollo, Costos elevados de lasmedidas de adaptación

CONCLUSIONES• La mayor parte de los glaciares de la Cordillera de los Andes hanacelerado su retroceso desde mediados de los 80’s en respuesta a losimportantes cambios climáticos observados a nivel mundial.• La temperatura se ha incrementado en mas de 0.5°C en los últimos 30años y se ha incrementado la recurrencia de los Eventos El Niño,provocando un incremento de las tasas de derretimiento glaciarobservadas en este periodo.• Para implementar las medidas de adaptación se requiere: cuantificar elpotencial hídrico de las cuencas glaciares; validar las corridas de losModelos Climáticos actuales; Reducir las escalas a nivel local o decuenca (Downscaling), simular los caudales para escenarios futuros.• Los nuevos diseños de obras civiles para los diferentes usos del aguadeben contemplar además el componente de cambio climático.La respuesta de adaptación debe ser un enfoque “INTEGRAL” y nosolamente puntual (“Proyectos Piloto”).

Referencias:Francou, B., Ramirez, E., Cáceres, B., Mendoza, J., Glacier Evolution in the TropicalAndes during the Last Decades of the 20 th Century: Chacaltaya, Bolivia, and Antizana,Ecuador, AMBIO a Journal of the human environment, 29 (7) 416-422, 2000.Ramirez, E., Francou, B., Ribstein, P., Descloitres, R., Guérin, R., Mendoza, J., Gallaire,R., Pouyaud, B., Jordan, E., Small-sized glaciers disappearing in the Tropical Andes, Acase study in Bolivia : The Chacaltaya Glacier, 16°S, Journal of Glaciology, 47, 187-194, 2001.Hoffmann, G., E. Ramirez, J.D. Taupin, B. Francou, P. Ribstein, R. Delmas, H. Dürr, R.Gallaire, J. Simões, U. Schotterer, M. Stievenard, and M. Werner, Coherent isotopehistory of Andean ice cores over the last century, Geophysical Research Letters, 30 (4),1179-1182, 2003.Ramirez, E., G. Hoffmann, J.D. Taupin, B. Francou, P. Ribstein,N.Caillon, F.A. Ferron,A. Landais, J.R. Petit, B. Pouyaud, U. Schotterer, J.C. Simoes, and M. Stievenard, Anew Andean deep ice core from the Illimani (6350 m), Bolivia, Earth and PlanetaryScience Letters, 212 (3-4), 337-350, 2003.Ramirez, E., B. Francou, C. Olmos, A. Román, C. Ramallo, P. Garreta, T. Berger, F.Ledezma, A. Soruco and R. Fuertes (2007). Deshielo de la Cuenca del Tuni-Condoriri ysu Impacto sobre los Recursos hídricos de las ciudades de La Paz y El Alto. La Paz,(Final Report) Ministerio de Planificacion del Desarrollo, Vice-Miniesterio dePlanificación Territorial y Ambiental : 150.

Gracias por su atenciónFoto: E.Ramirez ©