impactos del cambio climático sobre los ecosistemas ...€¦ · impactos del cambio climático...
Post on 02-May-2020
22 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Impactos del cambio climático sobre
los ecosistemas fluviales en España
y definición de medidas de
adaptación para su protección
Jaime Ribalaygua(1), José María Santiago(2), Javier Pórtoles(1 ), Robert Monjo(1 ), Joaquín Solana(2) )
(1) Fundación para la Investigación del Clima, fic@ficlima.org(2) Laboratorio de Hidrobiología, ETSI Montes, UPM
XXXIII Jornadas Científicas de la AME
Tiempo, Clima y Sociedad
Oviedo, 7-9 de abril 2014
Índice
Impactos del cambio climático sobre los ecosistemas fluviales en España y definición de medidas de adaptación para su protección
01 / 28
- INTRODUCCIÓN
- El problema de la temperatura fluvial
- Objetivos generales y específicos
- Resultados esperados
- ÁREA DE ESTUDIO Y DATOS
- METODOLOGÍA
- RESULTADOS
- Generales
- Un caso: ríos Cega y Pirón
- CONCLUSIONES
Índice
Impactos del cambio climático sobre los ecosistemas fluviales en España y definición de medidas de adaptación para su protección
01 / 28
- INTRODUCCIÓN
- El problema de la temperatura fluvial
- Objetivos generales y específicos
- Resultados esperados
- ÁREA DE ESTUDIO Y DATOS
- METODOLOGÍA
- RESULTADOS
- Generales
- Un caso: ríos Cega y Pirón
- CONCLUSIONES
Introducción
Impactos del cambio climático sobre los ecosistemas fluviales en España y definición de medidas de adaptación para su protección
02 / 28
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA TEMPERATURA FLUVIAL
•Condiciones meteorológicas
•Vegetación de la cuenca vertiente.
•Vegetación de ribera.
•Caudal instantáneo disponible.
•Funcionamiento de embalses.
•Morfología del cauce.
Fuente: E-ducativa-catedu .
Introducción
Impactos del cambio climático sobre los ecosistemas fluviales en España y definición de medidas de adaptación para su protección
03 / 28
OBJETIVOS PRINCIPALES
• Evaluar el impacto ambiental sobre el hábitat térmico en los ríos españoles debido al cambio climático (5ª Informe del IPCC).
• Definir medidas de adaptación que minimicen los impactos identificados.
Introducción
Impactos del cambio climático sobre los ecosistemas fluviales en España y definición de medidas de adaptación para su protección
04 / 28
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1. Desarrollar una herramienta de fácil manejo para evaluar el impacto del cambio climático sobre el régimen de los ríos.
2. Aplicar dicha herramienta a los ecosistemas y especies fluviales sensibles al cambio climático (en particular, especies psicrófilas de la fauna ibérica).
3. Definir las prioridades de protección y conservación de los ríos y de las especies fluviales amenazadas por el cambio climático.
Introducción
Impactos del cambio climático sobre los ecosistemas fluviales en España y definición de medidas de adaptación para su protección
05/ 28
RESULTADOS ESPERADOS
Resultado 1. Modelos fiables del comportamiento térmico de los ríos que permitan su utilización para la generación de proyecciones.
Resultado 2. Proyecciones de temperatura de los ríos. Efecto sobre la fauna acuática sensible.
Resultado 3. Plantel de medidas seleccionadas y adecuadas para la mitigación de los efectos indeseables del cambio climático sobre los ríos, siempre desde el punto de vista del hábitat térmico.
Índice
Impactos del cambio climático sobre los ecosistemas fluviales en España y definición de medidas de adaptación para su protección
01 / 28
- INTRODUCCIÓN
- El problema de la temperatura fluvial
- Objetivos generales y específicos
- Resultados esperados
- ÁREA DE ESTUDIO Y DATOS
- METODOLOGÍA
- RESULTADOS
- Generales
- Un caso: ríos Cega y Pirón
- CONCLUSIONES
Área de estudio y datos
Impactos del cambio climático sobre los ecosistemas fluviales en España y definición de medidas de adaptación para su protección
06 / 28
30 estaciones14 ríos
Cuenca del Duero:•Tormes•Aravalle•Barbellido•Garganta de Gredos•Cega•PirónC. del Tajo:•Lozoya•Tajo•Gallo•CabrillasC. del Turia:•Ebrón•VallancaC. del Mijares:•VillahermosaC. del Palancia:•Palancia
Temperaturas del agua obtenidas cada 2 horas con termógrafos Minilog® II de Vemco®, y Hobo® Water Temperature Pro v2, de Onset®.
Impactos del cambio climático sobre los ecosistemas fluviales en España y definición de medidas de adaptación para su protección
07/ 28
RÍO ESTACIÓN DE MUESTREO ALTITUD (m s..n.m.) ESTACIÓN METEOROLOGÓGICA DISTANCIA (km)
Gallo Ga 998 Molina de Aragón - 3013 10,9
Tajo T-Per 1149 Molina de Aragón - 3013 27,9
Tajo T-Pov 1028 Molina de Aragón - 3013 22,8
Cabrillas Ca 1075 Molina de Aragón - 3013 20,8
Lozoya Lo1 1452 Rascafría, El Paular - 3104 7,3
Lozoya Lo2 1267 Rascafría, El Paular - 3104 4,6
Lozoya Lo3 1142 Rascafría, El Paular - 3104 0,7
Lozoya Lo4 1090 Rascafría, El Paular - 3104 6,4
Cega Ce1 1600 Ataquines - 2516 84,5
Cega Ce2 1384 Ataquines - 2516 85,8
Cega Ce3 1043 Ataquines - 2516 83,9
Cega Ce4 943 Ataquines - 2516 81,2
Cega Ce5 853 Ataquines - 2516 63,4
Cega Ce6 766 Ataquines - 2516 47,9
Pirón Pi1 1475 Ataquines - 2516 80,1
Pirón Pi2 1348 Ataquines - 2516 78,6
Pirón Pi3 908 Ataquines - 2516 65,2
Pirón Pi4 826 Ataquines - 2516 48,9
Pirón Pi5 815 Ataquines - 2516 42,9
Ebrón Eb 879 Ademuz Agro - 8381B 9,5
Vallanca Va1 745 Ademuz Agro - 8381B 1,8
Vallanca Va2 718 Ademuz Agro - 8381B 0,8
Palancia Pa1 760 Viver - 8434A 10,4
Palancia Pa2 660 Viver - 8434A 7,8
Villahermosa Vi 592 Arañuel - 8478 13,5
Aravalle Ar 1010 Aldea del Rey Niño - 2440 76,4
Barbellido Ba 1440 Aldea del Rey Niño - 2440 52,2
Garganta de Gredos GG 1280 Aldea del Rey Niño - 2440 55,7
Tormes To1 1270 Aldea del Rey Niño - 2440 53,0
Tormes To2 1135 Aldea del Rey Niño - 2440 64,0
Tormes To3 995 Aldea del Rey Niño - 2440 74,1
Área de estudio y datos
Impactos del cambio climático sobre los ecosistemas fluviales en España y definición de medidas de adaptación para su protección
08 / 28
Modelo ClimáticoResolución
espacial
Resolución
Temporal
Calendario
Días/AñoCentro de Investigación
MPI-ESM-MR 1,8ºx1,8º diaria GregorianoMax Planck Institute for Meteorology
(MPI-M), Germany
GFDL-ESM2M 2ºx2,5º diaria 365National Oceanic and Atmospheric
Administration (NOAA), E.E.U.U.
CanESM2 2,8ºx2,8º diaria 365
Canadian Centre for Climate Modelling
and Analysis (CC-CMA),
Canada
CNRM-CM5 1,4ºx1,4º diaria Gregoriano
CNRM (Centre National de Recherches
Meteorologiques), Meteo-France,
France
BCC-CSM1-1 2,8ºx2,8º diaria 365Beijing Climate Center (BCC), China
Meteorological Administration, China
HADGEM2-CC 1,25ºx1,8º diaria 360 Met Office Hadley Centre, UK
MIROC-ESM-
CHEM2,8ºx2,8º diaria Gregoriano
Japan Agency for Marine-Earth Science
and Technology, Atmosphere and Ocean
Research Institute (The University of
Tokyo), and National Institute for
Environmental Studies, Japan
NorESM1-M 1,8ºx2,5º diaria 365 Norwegian Climate Centre, Norway
MRI-CGCM3 1,2ºx1,2º diaria GregorianoMRI (Meteorological Research Institute,
Tsukuba, Japan)
IPCC5: Modelos Climáticos empleados
ERA-40: Reanálisis europeo delEuropean Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF).
Fuente: CMIP55th Coupled Model Intercomparison Project ,
Área de estudio y datos
Impactos del cambio climático sobre los ecosistemas fluviales en España y definición de medidas de adaptación para su protección
09 / 28
IPCC5: Historical & RCPs
Área de estudio y datos
Índice
Impactos del cambio climático sobre los ecosistemas fluviales en España y definición de medidas de adaptación para su protección
01 / 28
- INTRODUCCIÓN
- El problema de la temperatura fluvial
- Objetivos generales y específicos
- Resultados esperados
- ÁREA DE ESTUDIO Y DATOS
- METODOLOGÍA
- RESULTADOS
- Generales
- Un caso: ríos Cega y Pirón
- CONCLUSIONES
Metodología
Impactos del cambio climático sobre los ecosistemas fluviales en España y definición de medidas de adaptación para su protección
10 / 28
Estudio de las Inhomogeneidades de los datos observados
Impactos del cambio climático sobre los ecosistemas fluviales en España y definición de medidas de adaptación para su protección
11 / 28
Fuente de las imágenes: David Viner, Climatic Research Unit, University of East Anglia, UK; Grupo de Meteorología de la Universidad de Cantabria.
La Necesidad del Downscaling
Metodología
Impactos del cambio climático sobre los ecosistemas fluviales en España y definición de medidas de adaptación para su protección
12 / 28
La corrección del Error Sistemático
Metodología
Impactos del cambio climático sobre los ecosistemas fluviales en España y definición de medidas de adaptación para su protección
13 / 28
33
51 mm
41
79 mm
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
12
10
100
12
10
100
1000
12
10
100
12
10
100
1000
Precipitación (mm)
Periodo d
e r
eto
rno
(día
s)
(
años)
Precipitación (mm)
Periodo d
e r
eto
rno
(día
s)
(
años)
Observación 1951-2000
Simulación 1951-2000
Simulación 2051-2100
La corrección del Error Sistemático
Metodología
Impactos del cambio climático sobre los ecosistemas fluviales en España y definición de medidas de adaptación para su protección
14 / 28
Partimos del modelo de temperatura del agua (Ts) en función de la temperatura del aire (Ta) según Mohseni et al. (1998):
𝑇𝑠 = 𝜇 +𝛼 − 𝜇
1 + 𝑒𝛾 𝛽−𝑇𝑎
µ es la temperatura mínima estimada del agua, α es la temperatura máxima estimada del agua, β es la Ta a la que la tasa de cambio de la Ts es mayor, y γ es el incremento de Ts por unidad de Ta en β.
Ts
Ta
𝑇𝑠 = 𝜇 +𝛼 − 𝜇
1 + 𝑒𝛾 𝛽−𝑇𝑎 + 𝜆 𝑇𝑎 − 𝑇𝑎−1
λ representa el cociente la resistencia del agua a cambiar de temperatura en relación con la variación térmica del aire, siendo Ta-1la temperatura del aire en el día -1.
MetodologíaTemperatura del agua
Impactos del cambio climático sobre los ecosistemas fluviales en España y definición de medidas de adaptación para su protección
15 / 28
-5
0
5
10
15
20
25
-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35
Ts
Ta
tagua Ara
tagua GBa
tagua GGr
tagua To-3
tagua To-5
tagua To-8
tagua Gal
tagua Cab
tagua Per
tagua Pov
tagua Ebr
tagua Pa-1
tagua Pa-3
tagua Va-3
tagua Va-4
⁰C
Temperatura del agua
Algunos ejemplos de modelos para ∆Ta=0 (Random Forest)
MetodologíaTe
mp
era
tura
de
l agu
a (º
C)
Temperatura del aire(ºC)
Impactos del cambio climático sobre los ecosistemas fluviales en España y definición de medidas de adaptación para su protección
15 / 28
-5
0
5
10
15
20
25
-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35
Ts
Ta
tagua Ara
tagua GBa
tagua GGr
tagua To-3
tagua To-5
tagua To-8
tagua Gal
tagua Cab
tagua Per
tagua Pov
tagua Ebr
tagua Pa-1
tagua Pa-3
tagua Va-3
tagua Va-4
⁰C
Temperatura del agua
Algunos ejemplos de modelos para ∆Ta=0 (Random Forest)
MetodologíaTe
mp
era
tura
de
l agu
a (º
C)
Temperatura del aire(ºC)
Resistencia al cambio debido a las aportaciones subterráneas
Índice
Impactos del cambio climático sobre los ecosistemas fluviales en España y definición de medidas de adaptación para su protección
01 / 28
- INTRODUCCIÓN
- El problema de la temperatura fluvial
- Objetivos generales y específicos
- Resultados esperados
- ÁREA DE ESTUDIO Y DATOS
- METODOLOGÍA
- RESULTADOS
- Generales
- Un caso: ríos Cega y Pirón
- CONCLUSIONES
Resultados
Impactos del cambio climático sobre los ecosistemas fluviales en España y definición de medidas de adaptación para su protección
16 / 28
-0.5
0.0
0.5
°C
J F M A M J J A S O N D
J F M A M J J A S O N D
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
°C
J F M A M J J A S O N D
-0.5
0.0
0.5
J F M A M J J A S O N D
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
Verificación del DownscalingT-
Max
ima
T-M
axim
a
T-M
ínim
aT-
Maí
nim
a
Resultados
Impactos del cambio climático sobre los ecosistemas fluviales en España y definición de medidas de adaptación para su protección
17 / 28
10
15
20
25
30
°C
E F M A M J J A S O N D
T MAX
E F M A M J J A S O N D
0
5
10
T MIN
Observado ERA40 ERA40
Verificación Observado / ERA40: PROMEDIO TOTAL
Verificación del Downscaling
Resultados
Impactos del cambio climático sobre los ecosistemas fluviales en España y definición de medidas de adaptación para su protección
18 / 28
10
15
20
25
30
°C
E F M A M J J A S O N D
10
15
20
25
30
ERA40MPI-ESM-MR
CanESM2NorESM1
GFDL-ESM2MBCC-CSM1-1
CNRM-CM5HADGEM2-CC
MIROC-ESM-CHEMMRI-CGCM3
T MÁXIMA ERA40 / Modelo: PROMEDIO
Validación de los Modelos Climáticos
Resultados
Impactos del cambio climático sobre los ecosistemas fluviales en España y definición de medidas de adaptación para su protección
19 / 28
0
5
10
°C
E F M A M J J A S O N D
0
5
10
ERA40MPI-ESM-MR
CanESM2NorESM1
GFDL-ESM2MBCC-CSM1-1
CNRM-CM5HADGEM2-CC
MIROC-ESM-CHEMMRI-CGCM3
T MÍNIMA ERA40 / Modelo: PROMEDIO
Validación de los Modelos Climáticos
Resultados
Impactos del cambio climático sobre los ecosistemas fluviales en España y definición de medidas de adaptación para su protección
20 / 28
DEF
1980 2000 2020 2040 2060 2080
-10
12
34
56
7
Año
Ca
mb
io (
ºC)
Ensemble - Todos
Historical
RCP45
RCP85
Historical
RCP45
RCP85
MAM
1980 2000 2020 2040 2060 2080 2100
-10
12
34
56
7
Año
Ca
mb
io (
ºC)
Ensemble - Todos
Historical
RCP45
RCP85
Historical
RCP45
RCP85
JJA
1980 2000 2020 2040 2060 2080
-10
12
34
56
7
Año
Ca
mb
io (
ºC)
Ensemble - Todos
Historical
RCP45
RCP85
Historical
RCP45
RCP85
SON
1980 2000 2020 2040 2060 2080 2100
-10
12
34
56
7
Año
Ca
mb
io (
ºC)
Ensemble - Todos
Historical
RCP45
RCP85
Historical
RCP45
RCP85
Simulación futura: Incrementos esperados
Resultados
Impactos del cambio climático sobre los ecosistemas fluviales en España y definición de medidas de adaptación para su protección
21/ 28
DEF
1980 2000 2020 2040 2060 2080
-10
12
34
56
7
Año
Ca
mb
io (
ºC)
Ensemble - Todos
Historical
RCP45
RCP85
Historical
RCP45
RCP85
MAM
1980 2000 2020 2040 2060 2080 2100
-10
12
34
56
7
Año
Ca
mb
io (
ºC)
Ensemble - Todos
Historical
RCP45
RCP85
Historical
RCP45
RCP85
JJA
1980 2000 2020 2040 2060 2080
-10
12
34
56
7
Año
Ca
mb
io (
ºC)
Ensemble - Todos
Historical
RCP45
RCP85
Historical
RCP45
RCP85
SON
1980 2000 2020 2040 2060 2080 2100
-10
12
34
56
7
Año
Ca
mb
io (
ºC)
Ensemble - Todos
Historical
RCP45
RCP85
Historical
RCP45
RCP85
Simulación futura: Incrementos esperados
Un caso: Ríos Cega y Pirón
Impactos del cambio climático sobre los ecosistemas fluviales en España y definición de medidas de adaptación para su protección
22 / 28
Simulación futura: Incrementos en las temperaturas atmosféricasEnsemble – todos los modelos (estación 2516 [Ataquines]) para las máximas diarias
Un caso: Ríos Cega y Pirón
Impactos del cambio climático sobre los ecosistemas fluviales en España y definición de medidas de adaptación para su protección
23 / 28
0 121
Scenario RCP 8.5
year 2015 2099
C1
C2
5
C1
C2
5
C1
C2
5
19 ºC
19.5 ºC
20 ºC
Scenario RCP 4.5
number of days above threshold: 0 121
year 2015 2099C
1C
2
5
C1
C2
5
C1
C2
5
19 ºC
19.5 ºC
20 ºC
year 2015 2099
19 ºC
19.5 ºC
20 ºC
P1
P12
P1
P1
2P
1P
12
year 2015 2099
19 ºC
19.5 ºC
20 ºC
P1
P12
P1
P1
2P
1P
12
Simulación futura: temperatura del agua.Número de días al año sobre diferentes umbrales (19, 19.5 y 20ºC)
number of days above threshold:
Un caso: Ríos Cega y Pirón
Impactos del cambio climático sobre los ecosistemas fluviales en España y definición de medidas de adaptación para su protección
24 / 28
year 2015 2099
C1
C25
C1
C2
5C
1C
25
19 ºC
19.5 ºC
20 ºC
Scenario RCP 4.5
No.times above threshold > 6 days: 0 6
year 2015 2099C
1C
25
C1
C2
5C
1C
25
19 ºC
19.5 ºC
20 ºC
Scenario RCP 8.5
No.times above threshold > 6 days: 0 6
year 2015 2099
19 ºC
19.5 ºC
20 ºC
P1
P12
P1
P1
2P
1P
12
year 2015 2099
19 ºC
19.5 ºC
20 ºC
P1
P12
P1
P1
2P
1P
12
Simulación futura: temperatura del agua.Número de veces al año que se superan diferentes umbrales durante más de 6 días
Un caso: Ríos Cega y Pirón
Impactos del cambio climático sobre los ecosistemas fluviales en España y definición de medidas de adaptación para su protección
26 / 28
year 2015 2099
C1
C25
C1
C2
5C
1C
25
19 ºC
19.5 ºC
20 ºC
Scenario RCP 4.5
Consecutive days above threshold: 0 56
year 2015 2099C
1C
25
C1
C2
5C
1C
25
19 ºC
19.5 ºC
20 ºC
Scenario RCP 8.5
Consecutive days above threshold: 0 56
year 2015 2099
19 ºC
19.5 ºC
20 ºC
P1
P12
P1
P1
2P
1P
12
year 2015 2099
19 ºC
19.5 ºC
20 ºC
P1
P12
P1
P1
2P
1P
12
Simulación futura: temperatura del agua.Número máximo de días consecutivos al año que se superan diferentes umbrales
Índice
Impactos del cambio climático sobre los ecosistemas fluviales en España y definición de medidas de adaptación para su protección
01 / 28
- INTRODUCCIÓN
- El problema de la temperatura fluvial
- Objetivos generales y específicos
- Resultados esperados
- ÁREA DE ESTUDIO Y DATOS
- METODOLOGÍA
- RESULTADOS
- Generales
- Un caso: ríos Cega y Pirón
- CONCLUSIONES
Impactos del cambio climático sobre los ecosistemas fluviales en España y definición de medidas de adaptación para su protección
25 / 28
CONCLUSIONES DEL EJEMPLO
• En el río Cega se puede perder hasta un 43% de hábitat térmico dela trucha, y un 10% en el Pirón. (resultados provisionales)
• El caso del Cega se agrava por la apertura de la ventana térmica enun tramo intermedio, mientras que en el Pirón esto no ocurre.
• Las descargas subterráneas (agua fría) suavizan el calentamientoen el Pirón. Si bien, habría de modelarse el impacto climático sobreel agua subterránea.
Conclusiones
Impactos del cambio climático sobre los ecosistemas fluviales en España y definición de medidas de adaptación para su protección
26 / 28
CONCLUSIONES PROVISIONALES DE ORDEN GENERAL
• Cambio climático: fuertes impactos sobre el hábitat térmico de lospeces de aguas continentales.
• Poblaciones sanas aisladas + reducción de hábitat disponible =vulnerabilidad demográfica.
• La mayor evaporación y menor precipitación (menor caudal)puede agravar
• Mitigación: racionalización de suelo y agua
Conclusiones
Conclusiones
Impactos del cambio climático sobre los ecosistemas fluviales en España y definición de medidas de adaptación para su protección
27/ 28
DISEÑO DE MEDIDAS Y GUÍA PARA SU SELECCIÓN E IMPLEMENTACIÓN
• Revegetación y conservación de doseles arbóreos en las bandasriparias (preservación y aumento del sombreado).
• Conservación y/o recuperación de la vegetación de cuenca vertiente.
• Control efectivo y racionalización de extracciones de agua de cauce yde acuífero subterráneo.
• Gestión de presas: evitar vertido de aguas recalentadas de embalses.
• Conservación de la morfología natural de los cauces o restauraciónde la misma.
Agradecimientos Generales
Impactos del cambio climático sobre los ecosistemas fluviales en España y definición de medidas de adaptación para su protección
28 / 28
AGRADECIMIENTOS
al
Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente, por su financiación,
y sobretodo avosotros, por aguantar hasta esta charla:
¡GRACIAS!
top related