Rasgos del clima semiárido: -estacionalidad -variabilidad

Tema 3.-El clima y su predecibilidad: Parámetros y su variación anual e interanual
Rasgos del clima semiárido:
-estacionalidad
-variabilidad
http://www.ugr.es/~fmunoz/html/trama/mediterraneo.jpg
Grecia
http://www.geocities.com/todocati/cmed2.jpg
(España)
Temperatura:
-medias mensuales mínimas en invierno = 8-12 ºC
-Heladas infrecuentes
medias mensuales máximas en verano = 18-30 ºC
Un ejemplo: Abanilla
Temperature
Estación de Abanilla
Precipitation
30
60
25
50
20
40
15
30
10
20
5
0
J
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
n = 70 años
Precipitation (m m)
Tª (ºC)
ABANILLA.CHS (1961-99)
Annual M e an Te m pe rature = 18.7 ºC
Annual Pre cipitation = 286.36 m m
(1934-2003)
Precipitación
Media (mm)
515,59
10
Desv. Est.
285,20
0
Coef. Var.(%)
180,79
Valor Max. (mm)
1842,6
Valor Min. (mm)
173,1
D
io
ju l
io
a go
s to
se p
tie
mb
r
o ct e
ub
re
no
vi e
m
d i c b re
ie m
b re
ju n
yo
r il
ma
ab
rz o
ma
re r
o
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
e ro
2002
1997
1992
1987
1982
1977
1972
1967
1962
1957
1952
1947
Coeficien te
variación (% )
periodos
de sequía
fe b
periodos de
lluvias
en
2000
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
1942
Annual precipitation (mm)
Median
Variabilidad anual e interanual
-Precipitaciones:
-marcada estacionalidad
-entre el 65 % / 80 % cae en 3 meses
-ciclos secos y húmedos
El diagrama representa la precipitación
anual (desde 1950 a 1981) de distintas
estaciones meteorológicas de la
Cuenca del Segura, en relación con la
mediana de la serie.
Variabilidad plurianual
C.V. = desviación estándar/media
Extraído: Comin & Williams (1994)
Hidrológicamente, al incrementarse la aridez no solo hay menos agua sino
que su presencia a lo largo del año es menos predecible y frecuente.
Extraído: Comin & Williams (1994)
Uno de los
motivos es la
forma en que se
comporta el suelo
frente a la lluvia.
El esquema
representa la
redistribución del
agua de lluvia
bajo distintas
condiciones
climáticas
(Extraído: Lavee
et al.,1998)
El cambio climático: El escenario
*Reducción de precipitaciones
*Subida de la Tª especialmente en verano
*Aumento de la varibilidad interanual de las precipitaciones
*Se espera una subida la Tª media anual de 2,5 ºC
*Se espera una reducción de las precipitaciones de 2% en la cuencas del Norte de España y del
17% en las del sur.
La temperatura global promedio ha
aumentado en los últimos 150 años. El
período que abarca desde 1961 a 1990 es el
punto de comparación para este gráfico. Está
representado por la línea horizontal en 0. Se
muestra la anomalía o variación de este
promedio para cada año.
La temperatura global promedio para un año
determinado está indicada con un punto azul.
Por ejemplo, el año 1900 fue 0,2 ºC más frío
que el promedio 1961-1990. El año más
cálido en este registro fue 1998, casi 0,6 ºC
más cálido que el promedio 1961-1990.
La línea roja indica la temperatura global
promedio para períodos de cinco años. Por
ejemplo, la temperatura promedio para 1998
– 2002, que está centrada en 2000, fue de
0.4°C por encima del promedio 1961-1990. El
período comprendido entre 1958 y 1962,
centrado en 1960, estuvo justo en ese
promedio.
http://www.seed.slb.com/es/scictr/watch/climate_change/images/global_temp1.jpg
Impactos del cambio climático
Leer Ayala-Carcedo (2000)
Extraído: Ayala-Carcedo (2000)
Extraído: Ayala-Carcedo (2000)
Aumentos de Temperatura media anual en diversos observatorios meteorológicos en el periodo 19712000. El aumento ha sido mayor en el interior de la Península, 1,6 ºC de media, que en las zonas
costeras, con 1,4 ºC de media, atemperadas por el efecto termorregulador del mar (Análisis realizado
a partir de datos del Instituto Nacional de Meteorología).
Extraído: Ayala-Carcedo (2000)
En algunos observatorios, como este de Navacerrada, se aprecia una tendencia a la reducción de la
Precipitación anual, superior al 27 % en este caso. Una reducción continuada de precipitación unida a
una mayor temperatura, podría llegar a crear problemas de abastecimiento de agua en la Comunidad
de Madrid, que se surte de las aguas del Río Lozoya, con nacimiento cercano a esta estación. La línea
continua representa la tendencia ajustada por mínimos cuadrados, de aquí en adelante. (Análisis
realizado a partir de datos del Instituto Nacional de Meteorología).
Extraído: Ayala-Carcedo (2000)
La Precipitación Invernal, componente principal de la Precipitación total en no pocas cuencas
hidrográficas, y la que tiene una mayor capacidad de generación de recursos hídricos
aprovechables, muestra una clara tendencia a la baja, estadísticamente significativa al 95 %, que
ha supuesto en el periodo un descenso del 34,3 % , alrededor de un 10 % en la precipitación anual
media sobre España (Análisis realizado a partir de datos del Instituto Nacional de Meteorología).
Extraído: Ayala-Carcedo (2000)
Uno de los efectos más claros de la subida de temperatura, ha sido el importante descenso del
Número anual de días de nieve, casi un 41 % en el observatorio de Navacerrada (Madrid), situado en
el centro de la Península. Es obvio el riesgo que esto representa para el turismo de invierno (Análisis
realizado a partir de datos del Instituto Nacional de Meteorología).
Extraído: Ayala-Carcedo (2000)
En el observatorio de Navacerrada, se aprecia el enorme aumento del Número de días con
temperatura máxima superior a los 25 ºC –un buen indicador de la tendencia a las olas de calor-,
que en este caso se ha multiplicado en el periodo por más de siete (Análisis realizado a partir de
datos del Instituto Nacional de Meteorología).
Como consecuencia del
aumento de la
temperatura media del
aire, el calentamiento del
agua del mar y la fusión
de hielos en los glaciares
polares, han multiplicado
prácticamente por tres el
ritmo anual de subida del
nivel medio del mar en
Alicante (Análisis
realizado a partir de
datos del Instituto
Nacional de
Meteorología).
Extraído: Ayala-Carcedo (2000)
El cambio climático y sus repercusiones en ambientes semiáridos
LA VARIABILIDAD HIDROQUIMICA
¿ES UNA RESPUESTA AL CAMBIO
CLIMATICO?: EL CASO DEL RIO
CHICAMO (S.E. DE ESPAÑA)
•En generales los efectos del cambio climático
sobre los ecosistemas acuáticos continentales
son bastante desconocidos.
desconocidos
•Se necesitan series de datos relativamente
largas que ayuden a describir las pautas de
comportamiento de parámetros y procesos
ecológicos.
•Sin embargo, los efectos del cambio climático
pueden ser diferentes según la escala de
trabajo..
trabajo
•Es conocido como los procesos ecológicos en
las regiones más áridas mediterráneas,
mediterráneas tienen
que ser interpretados a distintas escalas lo que
plantea cuestiones interesantes sobre la
dimensión temporal y espacial.
•Objetivo: analizar las variaciones temporales
de distintos parámetros físico-químicos
(nutrientes), en el Río Chícamo, localizado en
el sector más árido de la Cuenca del Segura.
previsiones de cambio global
•tendencia a disminuir las precipitaciones anuales
•tendencia a aumentar la variabilidad interanual
•aumento de la incertidumbre del periodo de lluvias
•tendencia al aumento de la temperatura media
•no hay una tendencia clara con respecto a los nutrientes:
• aumento de las precipitaciones torrenciales aumento N y P
•aumento de la precipitación invierno aumento P
•aumento de la temperatura aumento desnitrificación disminución N
cuestiones e hipótesis de trabajo
• ¿Cuáles son las tendencias climáticas (precipitación y temperatura) en el área de
estudio?
•¿Ha habido un aumento de la torrencialidad de las precipitaciones?
•¿Y de las sequías?
•¿Cuál es la tendencia temporal de los nutrientes (nitrógeno y fósforo) detectada
en el área de estudio?
•¿Qué relación existe entre la precipitación y la concentración de nutrientes en el
Río Chícamo?
•¿A que son debidas?
metodología
•Datos meteorológicos:
•Estación Abanilla. Serie desde 1934 hasta 2006
•Datos nutrientes
•Nitratos, Nitritos, Amonio, Nitrógeno Inorgánico Total y Ortofosfatos
•La serie de datos analizada abarca, de forma no continua, desde 1982
hasta 2006.
Datos
NO3(µg/l)
NO2(µg/l)
NH4(µg/l)
N inorg Total
PRS(µg/l)
1982
1
1
1
1
1
1994
168
168
168
168
156
1995
24
24
24
24
24
1998
84
84
84
84
84
1999
187
187
187
187
187
2003
12
12
12
12
12
2004
7
7
7
7
7
2006
3
2
2
2
3
resultados
1.1.-¿Cuáles son las tendencias climáticas (precipitación y temperatura) en el área de estudio?
2000
1800
Precipitación anual (mm) (1934-2005)
r = - 0,09 ns
•En contra de lo que se
preveía, existe una relación
negativa y significativa en
las temperaturas máxima y
mínima a lo largo del tiempo.
1600
1400
1200
1000
800
•En cuanto a la precipitación
anual hay una disminución
(como estaba previsto) pero
no significativa.
600
400
200
0
1930
1940
1950
1960
1970
1980
30
1990
2000
18
16
14
20
12
10
8
10
6
Tª media maxima anual
r = - 0,30 p < 0,01
Tª media minima anual
r = - 0,40 p <0,001
4
2
0
1930
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000
0
1930
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000
2.
2.-- ¿Ha habido un aumento de la torrencialidad de las precipitaciones?
precipitación diaria > 30 mm
En la serie climática estudiada la
tendencia es a disminuir el número
de días en los que la precipitación
es superior a 30 mm.
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
1934
1944
1954
1964
1974
1984
1994
20
precipitación diaria > 100 mm
décadas
18
16
14
Por el contrario, hay una tendencia
al aumento (aunque muy leve) de
eventos mucho más catastróficos
(aumenta el número de días en los
que la precipitación es superior a
100 mm).
12
10
8
6
4
2
0
1934
1944
1954
1964
1974
1984
1994
décadas
3.
3.-- ¿Ha habido un aumento de las sequías?
nº meses sin lluvias por año
8
7
6
En la serie climática estudiada hay
una tendencia a disminuir el número
de meses sin lluvia
5
4
3
2
1
98
94
90
02
20
19
19
19
82
86
19
19
74
78
19
19
66
70
19
19
58
62
19
19
50
46
42
38
54
19
19
19
19
19
19
34
0
nº de meses sin lluvias por décadas
35
30
25
20
15
10
5
0
1934
1944
1954
1964
décadas
1974
1984
1994
4.
4.-- ¿Cuál es la tendencia temporal de los nutrientes (nitrógeno y fósforo) detectada
en el área de estudio?
Media
Max
Min
SD
CV (%)
NO3(µg/l)
2378,10
16880,00
5,10
2691,05
113,16
NO2(µg/l)
NH4(µg/l) N inorg Total PRS(µg/l)
34,61
164,58
2331,50
11,22
507,00
2298,29
11526,97
111,87
0,02
0,00
20,60
0,00
72,08
331,29
2103,62
18,39
208,26
201,30
90,23
163,86
Las concentraciones de nutrientes en el Río Chícamo presentan una
elevada variabilidad temporal.
10000,0
350
Precipitación mensual
9000,0
nitratos (µg / l)
300
8000,0
250
7000,0
6000,0
200
5000,0
150
4000,0
3000,0
100
2000,0
50
1000,0
0
1994
0,0
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
La variación temporal de N-NO3-; N-NO2-; N-NH4+ está relacionada con el ciclo hidrológico
anual. Durante el verano, con el descenso del caudal, el aumento de la temperatura y la
disminución del oxigeno disuelto, las concentraciones de N-NO3- disminuyen…
350
600,0
precipitación mensual
nitritos (µg / l)
300
500,0
250
400,0
200
300,0
150
200,0
100
100,0
50
0
1994
0,0
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
350
2002
2003
2004
2005
2006
2500,0
precipitación mensual
amonio (µg / l)
300
por el contrario,
tanto las
concentraciones
de N-NO2- como
las de N-NH4+
aumentan
2000,0
250
1500,0
200
150
1000,0
100
500,0
50
0
1994
0,0
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
350
120,0
precipitación mensual
ortofosfatos (µg / l)
300
100,0
250
80,0
200
60,0
150
40,0
100
20,0
50
0
1994
0,0
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
La concentración de fósforo experimenta un importante aumento al final del
verano (agosto y septiembre) debido, probablemente a la disminución de la
lámina de agua y del flujo y al aumento de la descomposición de la vegetación
perifítica.
5.
5.-- ¿Qué relación existe entre la precipitación y la concentración de nutrientes
en el Río Chícamo?
4000,0
3500,0
4000,0
M e dia anual Nitratos
r = 0,69 p < 0,05
3500,0
3000,0
3000,0
2500,0
2500,0
2000,0
2000,0
1500,0
1500,0
1000,0
1000,0
500,0
500,0
0,0
1980
35,0
1985
1990
Nitroge no inorgánico total
r =0,62 p < 0.1
1995
2000
2005
2010
0,0
1980
1985
1990
1995
2000
2005
2010
M e dia anual Or tofos fatos
r = 0,43 ns
30,0
Los valores medios anuales de
nitratos, nitrógeno inorgánico total
y ortofosfatos tienden a aumentar
a lo largo el tiempo.
25,0
20,0
15,0
10,0
5,0
0,0
1980
1985
1990
1995
2000
2005
2010
250,0
M e dia anual Nitritos
r = - 0,72 p < 0,05
200,0
150,0
100,0
50,0
0,0
1980
1985
1990
1995
500,0
2000
2005
2010
M e dia anual Am onio
r = - 0,19 ns
450,0
400,0
350,0
300,0
250,0
200,0
150,0
100,0
50,0
0,0
1980
1985
1990
1995
2000
2005
2010
Por el contrario, la concentración
de nitritos y amonio tiende a
disminuir.
conclusiones
•En relación al clima, se detecta una disminución (no significativa) de las precipitaciones
en el área de estudio, como era de prever. Sin embargo, la tendencia de las
temperaturas (máxima y mínima) es a disminuir, en contra de las previsiones.
•Parece existir una tendencia a disminuir los episodios de lluvias fuertes, pero a
aumentar los de lluvias catastróficas (precipitación en 24 h > 100 mm), como prevé el
cambio climático.
• En relación con las sequías, no se cumple la predicción de un aumento del número de
meses sin lluvias.
•En cuanto a los nutrientes, aunque la variabilidad temporal es muy alta y se explica a
través del ciclo hidrológico anual, a largo plazo se detectan tendencias significativas. Así,
se observa una tendencia al aumento de las concentraciones de nitratos, nitrógeno
inorgánico total y ortofosfatos, mientras que nitritos y amonio tienden a disminuir.
•Aunque no hay datos concluyentes, probablemente en ecosistemas acuáticos de
escasas dimensiones, temporales y sometidos a estrés ambiental, la variabilidad de los
parámetros ambientales generen modelos temporales que se ajustan más fácilmente
al ciclo hidrologico anual (pequeña escala) que a las previsiones del cambio global.