Proyecciones climáticas sobre Perú y su relación con el fenómeno enso

En 2013 los resultados del Quinto Informe de Evaluacion del Panel Intergubernamental de Cambio climatico, presentan de manera inequivoca que la causa principal del calentamiento observado desde mediados del siglo XX a nivel global es de origen antropogenico. Dicho informe confirma que se ha producido un calentamiento inusual tanto de la atmosfera como del oceano y cada una de las tres ultimas decadas ha sido sucesivamente mas caliente que cualquier decada anterior desde 1850 (IPCC, 2013). El Peru no es inmune a estos cambios climaticos. Hasta el momento se han observado tendencias que confirman la disminucion de las precipitaciones y el aumento de las temperaturas en cuencas muy especificas, incrementos en el numero de eventos extremos en varias localidades del Peru debido a cambios de patrones climaticos que directa o indirectamente se encuentran relacionados con el calentamiento global (SENAMHI 2008 y 2009). Por otro lado, existe una clara evidencia del impacto del calentamiento global en el retroceso de los glaciares y El Peru posee el 75% de glaciares tropicales a nivel mundial que en los ultimos anos estan experimentando un retroceso acelerado (Vuille, 2008; Winkler, 2009; Lopez-Moreno, 2014). La variaciones regionales en el clima de Sudamerica y consecuentemente del Peru, son el reflejo de los patrones de circulacion atmosferica sobre el continente y los oceanos adyacentes y las implicaciones de esta variabilidad estan asociadas a diferentes escalas temporales, asi como los patrones de vegetacion, y las caracteristicas topograficas (Schwerdtfeger, 1976). Uno de los principales modificadores de esta variabilidad es la cordillera de los Andes y la cuenca amazonica, una actuando como barrera y la otra como sumidero de humedad. Otro importante factor es la corriente oceanica Humboldt, que traslada aguas frias principalmente desde la Antartida hasta cerca de la linea ecuatorial y bana las costas de Peru y Chile. Todas estas peculiaridades hacen que el Peru cuente con una gran variedad de climas y subclimas, que van desde el desertico (con menos de 8mm anuales) hasta el humedo tropical (con 5000 mm anuales) y que posee tanto climas con temperaturas que alcanzan los 38oC en la zona norte y amazonica como climas en donde las temperaturas de invierno rondan los -15oC en lugares remotos de los Andes del sur (SENAMHI). Tal complejidad hace que sea dificil llevar a cabo una modelizacion climatica del Peru. Si bien es cierto que ha habido algunas iniciativas de modelar el clima del Peru a nivel nacional, la mayoria de los trabajos se centraron unicamente en cuencas o regiones determinadas y muy pocas llevaron a cabo proyecciones a nivel nacional con modelos del CMIP3 (SENAMHI, 2008 y 2009). En esta tesis se ha llevado a cabo un estudio a nivel de todo el territorio con 5 modelos diferentes: 4 del CMIP3 y CMIP5 que se usaron para llevar a cabo un downscaling dinamico sobre Peru con los modelos RegCM3 y RegCM4 y un modelo global de alta resolucion el MRI/JMA. La tesis puede ser dividida en 4 bloques principales: En el primer bloque constituido por el capitulo 2 se ha tratado de comprender las caracteristicas climaticas de Sudamerica y el Peru detallando los principales patrones climaticos que modulan el clima en estas areas. En el segundo bloque, capitulo 5, se modela el clima del periodo actual con los modelos regionales y se evalua la capacidad de estos para reproducirlo con ayuda de datos reales de estaciones meteorologicas del SENAMHI y de la base de datos CRU. En el tercer bloque, capitulo 6, se estudian las proyecciones climaticas de precipitacion y temperatura sobre Peru para mediados (2015-2040) y finales del siglo XXI (2075-2100), analizando tambien los cambios pronosticados en varios indices climaticos extremos de precipitacion y temperatura con los modelos evaluados en el bloque 2. Finalmente en el ultimo bloque, capitulo 7, se indaga sobre las proyecciones esperadas del fenomeno ENSO con los modelos elegidos y se estudia su relacion con las proyecciones de precipitacion. Para el clima presente se han elaborado los patrones estacionales de precipitacion y temperatura (maxima y minima) para todo el territorio peruano para las cinco simulaciones consideradas en este trabajo. Ademas se han evaluado dichos resultados con las observaciones a traves de la elaboracion de diagramas de Taylor para los 4 dominios principales de Peru: Zona Norte (ZN), Zona Selva (ZSE), Zona Centro (ZC) y Zona Sur (ZS). El criterio de seleccion de estos dominios, fue el impacto que estas areas tienen, principalmente por sus eventos climaticos y por su importancia economica, en el desarrollo del Peru. Tambien se analizo la capacidad de los modelos para reproducir el ciclo anual de precipitacion y temperaturas maximas y minimas en los dominios considerados, ya que el Peru al tener una compleja topografia presenta diferentes ciclos anuales segun la region considerada. Dicho analisis, se llevo a cabo comparando los resultados de los modelos con las observaciones de estaciones meteorologicas y con la base de datos CRU. Finalmente, para el analisis del clima presente se examino la variabilidad interanual de los modelos seleccionados y su capacidad de simular la variabilidad con los datos de observaciones CRU. Para ello se analizaron las series promedio de los dominios definidos y se trato de explicar la variabilidad de cada zona, haciendo hincapie en la respuesta de los modelos en aquellos anos que tuvo lugar un evento El Nino o La Nina. En el Capitulo 6 se analizaron las proyecciones climaticas de precipitacion y temperatura para el siglo XXI. Estas fueron elaboradas para dos periodos: mediados (2015-2040) y finales (2075-2100) de siglo. Se realizo un estudio a nivel de todo el Peru. Esto podria servir como una base para las politicas de adaptacion y mitigacion en Peru ante el cambio climatico. En este capitulo tambien se estudiaron los cambios en algunos indices extremos de precipitacion y temperatura. En particular los indices considerados fueron: los dias consecutivos secos (CDD), dias consecutivos humedos (CWD), indices de precipitaciones fuertes (R10mm y R20mm) indice de dias acumulados de lluvias fuertes (Rx5day), dias consecutivos de verano (CSU), noches tropicales (TR), dias consecutivos con heladas (CDF) y dias con heladas (FD). Por ultimo en el capitulo 7 se analizo la relacion entre las proyecciones de precipitacion y el fenomeno ENSO en el Peru para el siglo XXI. El fuerte impacto que ENSO tiene sobre el Peru hace que sea de suma importancia analizar los cambios que dicha relacion pueda tener en los proximos anos. Para este analisis primeramente tras hacer una breve resena del fenomeno ENSO se analizo la influencia que sobre las precipitaciones del Peru tienen las anomalias de temperatura de las regiones NINO1+2 y NINO3.4 que son las que han mostrado una mayor influencia sobre Peru. Esto se hizo mediante la elaboracion del patron de correlaciones entre la temperatura del area NINO1.2 y NINO3.4 y las precipitaciones en el Peru. De esta forma se dibujo el patron climatico actual que hay entre estas dos variables. A continuacion se calcularon los patrones espaciales de correlacion entre la temperatura de dichas areas y las precipitaciones proyectadas por los modelos para mediados y finales del siglo XXI y se analizaron los cambios observados. Tambien se evaluo la variabilidad e intensidad del fenomeno ENSO a traves de los indices ICEN y ONI. Para el periodo 1950-2011 se evaluo la capacidad de los modelos para reproducir dichos indices mediante diagramas de Taylor. Para el siglo XXI se analizaron los cambios proyectados por los modelos en dichos indices, observando tanto los cambios en variabilidad como en intensidad.