Introducción a los Escenarios regionalizados de

Delegación Territorial en Extremadura
“Introducción a los
Escenarios regionalizados de
cambio climático”
Marcelino Núñez Corchero
Delegado Territorial de AEMET en Extremadura
Jornada sobre el Cambio Climático
Escuela de Administración Pública de Extremadura.
Mérida 18 de octubre de 2013
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
1
Escenarios regionalizados
de Cambio Climático
Delegación Territorial en Extremadura
Contenido
• Evidencias del Cambio Climático
• Modelos Climáticos
• Proyecciones de futuro
• Escenarios regionalizados en España
• Descripción de los Escenarios
• Familias de Escenarios
• Emisiones
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
2
Observación del clima:
Tendencias
Delegación Territorial en Extremadura
Cambios en la Temperatura, en el nivel del mar
y en la cubierta nubosa del hemisferio norte
Cambios observados
•EI
Diferencia entre 1961–1990
Temperatura del aire global media
Nivel del mar global medio
Cobertura de nieve del hemisferio norte
Fuente IPCC (AR4, 2007)
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
3
Observación del clima:
Tendencias (Tª)
Delegación Territorial en Extremadura
Los 12 años más cálidos:
1998,2005,2003,2002,2004,2006,
2001,1997,1995,1999,1990,2000
Fuente IPCC (AR4, 2007)
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
La Tª
media
global sube
cada vez
más rápido
4
Control de calidad de series:
Homogeneización.
Delegación Territorial en Extremadura
•Control de calidad
•Relleno de lagunas
•Homogeneización
•Tendencias
•Series largas de referencia
•Extremos climáticos
Fuente: Almarza y Luna, 2006
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
5
Escenarios regionalizados
de Cambio Climático
Delegación Territorial en Extremadura
Contenido
• Evidencias del Cambio Climático
• Modelos Climáticos
• Proyecciones de futuro
• Escenarios regionalizados en España
• Descripción de los Escenarios
• Familias de Escenarios
• Emisiones
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
6
Modelos Climáticos (GCM)
Delegación Territorial en Extremadura
•
La figura muestra las características
básicas y los procesos que se simulan en
un Modelo Climático Global (GCM),
mostrando la manera en la que el océano
y la atmósfera se dividen en columnas.
•
Ambos océano y atmosfera son
modelados como un conjunto de columnas
interactivas que se distribuyen por toda la
superficie de la tierra.
•
Las resoluciones de los modelos
oceánicos y atmosféricos a menudo son
diferentes pues ambos modelos simulan
procesos diferentes y tienen diferentes
escalas y tiempos de equilibrio.
•
Normalmente muchos tipos de nubes y de
superficies terrestres son tratados.
•
En este ejemplo la humedad del suelo es
modelada en varias capas y los aerosoles
estratosféricos y troposféricos se han
incluido.
•
Fuente: “A Climate Modelling Primer” McGuffie
and Henderson-Sellers, 1977
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
7
Modelos climáticos: resolución
Delegación Territorial en Extremadura
• Resolución espacial característica de las
generaciones de modelos climáticos
utilizados en los informes del IPCC: FAR
(1990), SAR (1996), TAR (2001) and AR4
(2007)
• La figura muestra como las sucesivas
generaciones de estos modelos globales
se va incrementando.
• Estas imágenes son representativas de la
mayoría de las resoluciones espaciales
utilizadas en las simulaciones climáticas
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
8
Modelos climáticos:
componentes
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
Delegación Territorial en Extremadura
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
9
Caos y predicción del tiempo o
del clima
Ecuaciones de Lorenz (1969)
Pequeña divergencia
alta predictabilidad
Fuente:
Extended-Range Atmospheric Prediction and The Lorenz Model
T.N. Palmer ECMWF, Shinfield Park, Reading, United Kingdom
AEMET DT en Extremadura
Delegación Territorial en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
La figura muestra las series temporales de la componente X
obtenida a partir de las ecuaciones de Lorenz. En ella puede
observarse que las condiciones iniciales en (a) son muy
parecidas a las de (b) y los estados “a largo plazo” muy
distintos.
E.A.P. Extremadura
10
Patrones de variabilidad
climática
•
•
•
•
•
Delegación Territorial en Extremadura
La circulación atmosférica global tiene una serie de patrones o modos de variabilidad
preferidos, todos los cuales tienen expresiones en el clima de la superficie.
Comprender la naturaleza de las teleconexiones y los cambios en su comportamiento es
fundamental para entender la variabilidad del clima regional y el cambio climático.
El cambio climático y la variabilidad pueden resultar de cambios de un estado casi estacionario
a otro.
La combinación de sólo un pequeño número de patrones puede dar cuenta de la mayor
parte de la variabilidad interanual del clima en la superficie terrestre.
Patrones son una fuente importante de predecibilidad.
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
11
Patrones de variabilidad
climática (PNA-NAO)
Delegación Territorial en Extremadura
Baja Islándica
Baja Aleutiana
Se ha encontrado una teleconexión entre los patrones Pacific-Norfh American (PNA), a la
izquierda, y la Oscilación del Atlántico Norte (NAO), a la derecha. Esta teleconexión se puede ver en
los mapas de correlación de altura geopotencial 500 hPa, para el invierno boreal (DEF) durante
1958-2005: cuando el índice NAO es negativo, el PNA es muy positivo, y viceversa.
Fuentes: Hurrel et al. 2003. Ver también Song et al. Adv. Atmos. Sci. (26), 2, 2009.
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
12
Patrones de variabilidad de la
circulación atmosférica
•
•
•
•
•
Delegación Territorial en Extremadura
El Niño-Southern Oscillation (ENSO)
Pacific Decadal variability
North Atlantic Oscillation and Northern Annular Mode
Southern hemisphere and Southern Annular Mode
Atlantic Multi-decadal Oscillation
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
13
Cambio climático:
Delegación Territorial en Extremadura
Todos los forzamientos
Observaciones
¿Causas del
calentamiento global?
¿Cómo de fiables son
los modelos?
• se han observado cambios:
Radiación Solar + Actividad volcánica
Observaciones
consistentes con las respuestas
esperadas a forzamientos
incompatibles con otras
explicaciones alternativas
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
14
Escenarios regionalizados
de Cambio Climático
Delegación Territorial en Extremadura
Contenido
• Evidencias del Cambio Climático
• Modelos Climáticos
• Proyecciones de futuro
• Escenarios regionalizados en España
• Descripción de los Escenarios
• Familias de Escenarios
• Emisiones
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
15
Proyecciones de cambios futuros en
el clima:
escenarios sin políticas de mitigación
Delegación Territorial en Extremadura
Fuente IPCC: (AR4, 2007)
* Mejor estimación para
escenario bajo (B1) es
1.8°C (rango probable 1.12.9°C), y peor para
escenario alto (A1FI) es
4.0°C (rango probable 2.46.4°C).
* Generalmente
consistente con el rango
citado para SRES en TAR
pero no directamente
comparable.
* Dos próximas décadas
aprox. 0.2º/década para
muchos de los SRES
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
16
Proyecciones de cambios
futuros en el clima:
calentamiento
Delegación Territorial en Extremadura
Mayor sobre tierra y
en latitudes altas
Proyecciones para las
próximas décadas son
insensibles a la
elección del escenario
Proyecciones a largo
plazo dependen del
escenario y de la
sensibilidad de los
modelos climáticos
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
Fuente IPCC: (AR4, 2007)
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
17
Proyecciones de cambios futuros
en el clima: Precipitación
Delegación Territorial en Extremadura
2090-2099 respecto 1980-1999
Precipitación aumenta muy probablemente en latitudes altas
Decrece probablemente en la mayoría de las regiones terrestres
subtropicales
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
18
La región Mediterránea parece
mostrar una gran respuesta al
cambio climático
•
Delegación Territorial en Extremadura
Índice de Cambio Climático
Regional (RCCI) basado en
el cambio de Tª,
precipitación y su cambio
en variabilidad interanual.
Fuentes:
• http://www-pemdi.1ln1.gov
• Giorgi, 2006
Calculado para 26 regiones terrestres del mundo, a partir de 20 modelos
climáticos globales de atmosfera y océano (AOGCMs) y teniendo en cuenta tres
escenarios de emisión del IPCC (A1B, A2, B1)
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
19
Incertidumbres en las proyecciones
de cambio climático
•
•
•
•
•
Forzamiento natural (sol, volcanes)
Emisiones de GEI (GHG)
Concentraciones de GEI
Diferencias entre AOGCM
Variabilidad Interna
Incertidumbre
no significa total
desconocimiento
• dependencia de los índices climáticos
•
•
Técnicas Downscaling
Puntos de inflexión
análogos
ensembles
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
Delegación Territorial en Extremadura
• Los análisis de la incertidumbre son
algo relativamente nuevo en las
ciencias atmosféricas.
• La incertidumbre (enfoque
probabilístico) se introdujo
recientemente en nuestros
pronósticos / proyecciones.
• Hacer frente a la falta de
conocimiento y a las incertidumbres
es una tarea de gestión de riesgos
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
20
¿Qué es una predicción por conjuntos
(ensemble forecast)?
Temperature
Delegación Territorial en Extremadura
Initial condition
Forecast time
Forecast
Es una completa descripción de la predicción meteorológica
en términos de una Función de Densidad de Probabilidad (PDF)
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
21
Puntos de inflexión
(“Tipping points”)
Delegación Territorial en Extremadura
• El sistema climático podría mostrar
un comportamiento de tipo umbral
en respuesta al forzamiento
antropogénico del clima
Pequeños cambios pueden
producir grades efectos a
largo plazo.
Ejemplos:
- convección forzada
- circulación termohalina
• una pequeña perturbación en un
punto crítico podría alterar
cualitativamente el destino futuro
del sistema.
• Estos puntos de inflexión podrían
activarse este siglo y someterían al
sistema a un cambio cualitativo en
este milenio.
• En el mapa siguiente las
interrogaciones indican los sistemas
cuyos estatus como elementos de
inflexión es particularmente incierto.
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
22
Puntos de inflexión ¿Cuáles?
Delegación Territorial en Extremadura
Desaparición del
Fusión de la capa de hielo
Perdida del
hielo del Ártico
de Groenlandia
permafrost y
Formación C.C. inducido Desaparición
la tundra
Desaparición
por el agujero
agua
de
bosques
de bosques
de ozono
profundidad
Atlántico
Sahara
más ecológico
Cambios en ENSO de
amplitud o frecuencia
Desaparición
de la selva
Amazónica
Cambios en el
Monzón del oeste
de África
•Mapa de potenciales
elementos de inflexión
políticamente relevantes en el
sistema climático, dibujado
encima de valores de densidad
de población mundial.
Inestabilidad de la capa de
hielo del Oeste Antártico
Multiestabilidad
Caótica del
monzón Indio
Cambios en la formación
de agua en la base de la
Antártida ?
Fuente: Lenton et al., 2008
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
23
Escenarios regionalizados
de Cambio Climático
Delegación Territorial en Extremadura
Contenido
• Evidencias del Cambio Climático
• Modelos Climáticos
• Proyecciones de futuro
• Escenarios regionalizados en España
• Descripción de los Escenarios
• Familias de Escenarios
• Emisiones
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
24
Generación de escenarios de
Cambio Climático para España
Delegación Territorial en Extremadura
¿Cuáles son las necesidades de la comunidad española
que trabaja en los impactos de Cambio Climático?
Las proyecciones regionales satisfacen las necesidades específicas de cada sector
(variables, resolución, tiempo de espera espacial/temporal, etc.) con la
estimación de la incertidumbre.
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
25
¿Qué es la regionalización?
Delegación Territorial en Extremadura
Las diferentes técnicas de regionalización, o
reducción de escala (downscaling) adaptan
las salidas de los modelos globales AOGCMs a
las características fisiográficas (topografía,
vegetación, etc.) de una determinada
región.
• Las proyecciones directas de las variables superficiales a
partir de los GCMs es difícil a escala subcontinental y a
altas resoluciones temporales.
•Las técnicas de regionalización combinan salidas de GCMs
con datos de observaciones para mejorar la escala
temporal y espacial de las proyecciones de cambio
climático.
•Las técnicas de regionalización se conocen y se han
aplicado desde los 70s y 80s en PNT:
•LAMs
•Técnicas de adaptación estadística basadas en
regresiones lineales (MOS, Perfect Prog., etc.)
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
26
¿Por qué es necesaria la
regionalización?
Delegación Territorial en Extremadura
SISTEMA CLIMÁTICO: Componentes y procesos elementales
El Sistema Climático se puede considerar como una mezcla de vida, gases
y agua en movimiento dentro de un campo gravitatorio sobre una esfera
heterogénea en rotación y calentada por el sol.
En este sistema
coexisten
perturbaciones de todas
las escalas, desde las
grandes
ondas planetarias de
10.000km, hasta las
pequeñas
perturbaciones
turbulentas de
1cm.
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
27
Escalas de
los fenómenos meteorológicos
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
Delegación Territorial en Extremadura
28
Escalas (de los modelos)
Delegación Territorial en Extremadura
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
29
¿Por qué es necesaria la
regionalización? (ii)
Delegación Territorial en Extremadura
• Para proporcionar variables de superficie (típicamente T y precipitación)
adaptadas a las características locales.
• Para poder estimar extremos: los AOGCMs “suavizan” las distribuciones
de las variables en el espacio y en el tiempo.
• Para adaptar la resolución espacial/temporal a los modelos de impactos
Future
society
La regionalización está en el
centro de la incertidumbre
del proceso en cascada
Emissions
pathway
Climate
model
Regional
scenario
Impact
model
Fuente: Wilby, 2006
Impact
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
30
¿Por qué es necesaria la
regionalización? (iii)
Delegación Territorial en Extremadura
Aunque el
CC es
global, sus
efectos son
locales.
Para elaborar
estrategias de
adaptación y
mitigación, los
gobiernos
necesitan conocer
detalles que los
modelos globales no
ven.
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
31
Regionalización dinámica
Delegación Territorial en Extremadura
Representación esquemática del enfoque de
anidamiento (nesting) del modelo climático
regional (MCR).
Fuente: F. Giorgi, Boletín OMM, abril 2008.
Regionalización de la información sobre el
cambio climático para la evaluación de
impactos y la adaptación a los mismos
•Los MCGAO usados para obtener proyecciones de cambio climático tienen resoluciones horizontales 100-300 km
•Son demasiado pequeñas para dar la información de cambio climático a escalas tan finas como las que se
requieren para la mayor parte de los estudios de evaluación de impactos.
•Estas resoluciones no permiten simular de forma precisa los episodios de tiempo extremo, fundamentales para
evaluar muchos de los impactos de cambio climático.
•Por este motivo, desde finales de la década de 1980 y principios de la de 1990 se han desarrollado diferentes
técnicas de “regionalización” para refinar espacialmente la información generada por los MCGAO y suministrar
datos útiles para los estudios de evaluación de impactos (Giorgi y otros, 2001).
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
32
Regionalización estadística
Delegación Territorial en Extremadura
PASOS DEL PROCESO:
• Seleccionar un modelo GCM y una tecnica de dowscaling
• Seleccionar las variables predictoras para el dowscaling
• Calibrar el modelo usando datos observados, estandarizados y
datos de rejilla
• Validar el modelo utilizando datos independientes
• Realizar el dowscaling con las variables predictoras del GCM
Fuente:
http://grupos.unican.es/ai/meteo/downscaling/index.html
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
33
Generación de escenarios de
Cambio Climático para España
Delegación Territorial en Extremadura
1ª fase (en colaboración con UCLM y FIC):
Informe Final y datos
•Utilización de metodología
ya desarrollada y bases de datos existentes
•Proyectos Europeos:
PRUDENCE http://prudence.dmi.dk
STARDEX http://www.cru.uea.ac.uk/projects/stardex/
•disponible desde 2006
•Bases de Datos (diarios) en
www.aemet.es
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
34
GENERACION DE ESCENARIOS
REGIONALIZADOS DE CAMBIO
Evolución del cambio de Tmax (arriba izda.) y
CLIMATICO PARA ESPAÑATmin (centro izda.) anual media en
Delegación Territorial en Extremadura
Extremadura obtenido
con diferentes modelos globales, técnicas de
regionalización y escenarios de emisión
respecto al valor promedio
de referencia en el periodo (1961-1990).
Anexo IV
Agregación de las proyecciones de
temperatura máxima, temperatura mínima y precipitación
Evolución del valor medio (curva continua) y
por comunidades autónomas
valor medio +/- desviación estándar
(sombreado) para Tmax (arriba der.), Tmin
Julio 2007
(centro der.) y precipitación (abajo).
La curva correspondiente al valor medio de la
precipitación representa la media móvil
centrada para un periodo de 10
años.
Fuente: AEMET www.aemet.es
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
35
Escenario Tmax. Extremadura
Delegación Territorial en Extremadura
•
•
Evolución del cambio de Tmax anual media en Extremadura obtenido con diferentes
modelos globales, técnicas de regionalización y escenarios de emisión respecto al
valor promedio de referencia en el periodo (1961-1990).
Evolución del valor medio (curva continua) y valor medio +/- desviación estándar
(sombreado) para Tmax
Fuente: AEMET www.aemet.es
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
36
Escenario Tmin. Extremadura
Delegación Territorial en Extremadura
•
•
Evolución del cambio de Tmin anual media en Extremadura obtenido con diferentes
modelos globales, técnicas de regionalización y escenarios de emisión respecto al
valor promedio de referencia en el periodo (1961-1990).
Evolución del valor medio (curva continua) y valor medio +/- desviación estándar
(sombreado) para Tmin
Fuente: AEMET www.aemet.es
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
37
Escenario Pcp. Extremadura
Delegación Territorial en Extremadura
•
Evolución del cambio de
Precipitación anual
media móvil 10 años en
Extremadura obtenido con
diferentes modelos
globales, técnicas de
regionalización y escenarios
de emisión respecto al valor
promedio de referencia en
el periodo (1961-1990).
•
Evolución del valor medio
(curva continua) y valor
medio +/- desviación
estándar (sombreado)
Fuente: AEMET www.aemet.es
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
38
Generación de escenarios de
Cambio Climático para España
Delegación Territorial en Extremadura
2ª fase (un esfuerzo cooperativo nacional)
Objetivos:
Coordinar a la comunidad científica española para
proporcionar continuamente la evolución más probable
del clima en España a lo largo del siglo XXI
Para apoyar a los diferentes sectores sensibles a las
condiciones climáticas y la adopción de decisiones
estratégicas para la adaptación al cambio climático .
El programa tiene la intención de proporcionar la
mejor información científica disponible relativa a las
futuras condiciones climáticas de España.
Los productos finales y los resultados obtenidos son
almacenados en un repositorio central de datos a
disposición de la comunidad que trabaja en los
impactos, en las estrategias de la vulnerabilidad, en la
adaptación y en la mitigación ...
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
39
Escenarios regionalizados
de Cambio Climático
Delegación Territorial en Extremadura
Contenido
• Evidencias del Cambio Climático
• Modelos Climáticos
• Proyecciones de futuro
• Escenarios regionalizados en España
• Descripción de los Escenarios
• Familias de Escenarios
• Emisiones
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
40
Escenarios de Emisiones
Marco político
Delegación Territorial en Extremadura
• El IPCC fue creado conjuntamente OMM-WMO y el Programa de
las Naciones Unidas para el Medio Ambiente
• Para evaluar el riesgo de cambio climático inducido por los seres humanos.
• En 1996 el IPCC publicó unos escenarios de emisiones que
servían de base para los modelos de la circulación mundial, con el
fin de desarrollar unos escenarios sobre el cambio climático.
• Objetivo de estos escenarios:
• evaluar las consecuencias climáticas y medioambientales de las emisiones
futuras de gases de efecto invernadero
• evaluar las estrategias de mitigación y adaptación alternativas
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
41
Escenarios de Emisiones
¿Qué son?
Delegación Territorial en Extremadura
•
Los escenarios son:
• imágenes de lo que podría
acontecer en el futuro
• constituyen un instrumento
para analizar de qué
manera influirán las fuerzas
determinantes en las
emisiones futuras
• sirven para evaluar el
margen de incertidumbre
de dicho análisis.
•
Las emisiones futuras de gases de efecto invernadero (GEI) son el producto de
muy complejos sistemas dinámicos, determinado por fuerzas tales como el
crecimiento demográfico, el desarrollo socioeconómico o el cambio tecnológico. Su
evolución futura es muy incierta.
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
42
Escenarios de Emisiones
¿Para qué se utilizan?
Delegación Territorial en Extremadura
• son de utilidad:
• para el análisis del cambio
climático (colectividad
investigadora)
• para la creación de modelos del
clima (colectividad investigadora)
• para la evaluación de los
impactos (investigadores y
políticos)
• para las iniciativas de
adaptación y de mitigación
(evaluación de las políticas)
• La posibilidad de que en la
realidad las emisiones
evolucionen tal como se describe
en alguno de estos escenarios es
muy remota.
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
43
Escenarios de Emisiones:
¿De qué están formados?
Delegación Territorial en Extremadura
• contienen valores de referencia respecto a las
emisiones
• engloban información sobre la reestructuración
económica en todo el mundo
• examinan diferentes tasas y tendencias del cambio
tecnológico
• analizan las diferentes trayectorias de desarrollo
económico
• en particular las tendientes a reducir las desigualdades de ingresos
entre países desarrollados y en desarrollo.
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
44
Escenarios de Emisiones
¿Qué contienen?
Delegación Territorial en Extremadura
• Los escenarios del IE-EE abarcan:
• una gran diversidad de las
principales fuerzas determinantes
de las emisiones futuras:
• desde la demografía (!)
• hasta la evolución tecnológica (!!)
• La evolución económica (!!!)
• el intervalo de valores de
emisiones de todas las especies
pertinentes de gases de efecto
invernadero (GEI) y de azufre, más las
fuerzas determinantes de éstos.
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
45
Definición de escenarios:
Dificultades de definición
Delegación Territorial en Extremadura
• Los resultados de este trabajo indican que
diferentes acontecimientos sociales,
económicos y tecnológicos producen un fuerte
impacto sobre las tendencias de las emisiones, sin
presuponer explícitamente intervenciones en forma
de políticas sobre el clima.
• Los escenarios proporcionan también importantes
ideas sobre los vínculos existentes entre la
calidad del medio ambiente y el tipo de
desarrollo elegido, y son sin duda un instrumento
útil para los expertos y responsables de decisiones.
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
46
Escenarios de Emisiones:
Escala secular
Delegación Territorial en Extremadura
• Abarcan hasta el final del
siglo XXI ¿por qué?
• El cambio climático es un
fenómeno de escala
secular
• Las incertidumbres
de las fuerzas que lo
determinantes son tan
grandes que hacen
necesaria una escala de
siglos.
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
47
Escenarios de Emisiones:
Características (¡NO!)
Delegación Territorial en Extremadura
• Un escenario contiene
necesariamente elementos
subjetivos, y se presta a
interpretaciones diversas.
• En el informe IE-EE no se
emite juicio que indique
preferencia por alguno de los
escenarios.
• No se les han asignado
probabilidades de
acaecimiento.
• No deberán interpretarse
como recomendaciones de
políticas a seguir.
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
48
Escenarios regionalizados
de Cambio Climático
Delegación Territorial en Extremadura
Contenido
• Evidencias del Cambio Climático
• Modelos Climáticos
• Proyecciones de futuro
• Escenarios regionalizados en España
• Descripción de los Escenarios
• Familias de Escenarios
• Emisiones
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
49
Escenarios de Emisiones:
Líneas evolutivas o “familias”
Delegación Territorial en Extremadura
• Se desarrollaron cuatro líneas
evolutivas diferentes:
• para describir las relaciones entre
las fuerzas determinantes de las
emisiones y su evolución
• para añadir un contexto a la
cuantificación de los escenarios
• Cada una de ellas representa una
tendencia:
•
•
•
•
Demográfica y social
Económica
Tecnológica
Medioambiental
• Los escenarios basados en una
misma línea evolutiva constituyen
una “familia”
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
50
Escenarios de Emisiones:
Gran diversidad de resultados
Delegación Territorial en Extremadura
• Con el objeto de examinar
todos los posibles resultados
• Para cada línea evolutiva, se
han desarrollado varios
escenarios basados en los
diferentes modelos
• Se utilizaron seis modelos
• Ventaja de la multiplicidad de
modelos:
• los 40 escenarios del IE-EE
resultantes abarcan todos los
valores de incertidumbre
actuales de las emisiones de
GEI
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
51
Escenarios de Emisiones:
Dentro una misma familia
Delegación Territorial en Extremadura
• Para cada familia, se han
desarrollado dos clases
de escenarios:
• basados en supuestos
armonizados sobre
• la población mundial
• el crecimiento económico
• el uso final de la energía
• No armonizados basados
en una cuantificación
alternativa de la línea
evolutiva de la familia.
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
52
Escenarios de Emisiones:
Evoluciones alternativas
Delegación Territorial en Extremadura
• Dos de los grupos de escenarios de
la familia A1 (AIFI, A1T) exploran
explícitamente evoluciones
alternativas de las tecnologías de
la energía manteniendo constantes
las demás fuerzas determinantes.
• Un crecimiento rápido produce que
una diferencia inicialmente pequeña
entre dos escenarios puede
convertirse en una gran diferencia en
2100.
• Por esa razón, para ilustrar este
efecto se ha elegido la familia A1, en
la que el cambio tecnológico es más
rápido que en todas las demás.
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
53
Escenarios de Emisiones:
Líneas evolutivas y grupos de escenarios
Delegación Territorial en Extremadura
• Ilustración esquemática de
los escenarios IE-EE.
• Cuatro líneas evolutivas
cualitativas proporcionan
cuatro conjuntos de
escenarios denominados
“familias”: A1, A2, B1 y B2.
• En total, seis equipos de
modelizadores han
desarrollado 40 escenarios
IE-EE.
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
54
Escenarios de Emisiones:
E. de referencia y E. ilustrativos
Delegación Territorial en Extremadura
• Se eligió un escenario de
referencia en cada uno de los
cuatro grupos de escenarios,
basándose en sus líneas evolutivas.
• La elección de los escenarios de
referencia estaba basada en la
cuantificación inicial que mejor
reflejaba la línea evolutiva y en
diversas características de los
distintos modelos.
• Los escenarios de referencia no son
ni más ni menos probables que
cualquier otro escenario, pero son
más representativos de su línea
evolutiva.
• Se han elegido un escenario
ilustrativo por cada uno de los
seis grupos de escenarios.
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
55
Escenarios de Emisiones:
Grupos de escenarios
•
Delegación Territorial en Extremadura
Hay seis grupos de escenarios
tomados de las cuatro familias:
• un grupo por familia: A2, B1 y B2
• tres grupos de la familia A1:
• A1FI
• A1B
• A1T
•
Dentro de cada uno de los 6 grupos de
escenarios hay dos tipos de escenarios
• “armonizados” (HS) sobre
• la población mundial
• el producto interior bruto
• la energía final.
• “OS” no armonizados con
incertidumbres distintas
•
•
Se indica también el número de
escenarios desarrollados en cada
categoría.
Todos ellos son igualmente
equiprobables.
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
56
Escenarios de Emisiones:
Familia A1
•
Describe un mundo futuro:
•
•
•
•
rápido crecimiento económico
población mundial que alcanza su valor
máximo hacia mediados del siglo y disminuye
posteriormente
rápida introducción de tecnologías más
eficientes
Sus características más importantes son:
•
•
•
•
Delegación Territorial en Extremadura
la convergencia entre regiones
la creación de capacidad
el aumento de las interacciones culturales y
sociales
La familia de escenarios A1 se desarrolla en
tres grupos (en función orientación
tecnológica):
•
•
•
A1FI uso intensivo de combustibles fósiles
A1T uso de fuentes de energía no de origen
fósil
A1B utilización equilibrada de todo tipo de
fuentes
•
no se dependerá excesivamente de un tipo de
fuente de energía, en el supuesto de que todas
las fuentes de suministro de energía y todas las
tecnologías de uso final experimenten mejoras
similares
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
57
Emisiones totales de CO2 con origen
en todas las fuentes (A1)
•
•
•
•
Delegación Territorial en Extremadura
Todas las fuentes (energía, industria y
cambio de uso de las tierras) entre 1990
y 2100 (en gigatoneladas de carbono
(GtC/año) para la familia A1 y su grupo
de escenarios
A1FI, de utilización intensiva de
combustibles de origen fósil
A1T, combustibles no de origen fósil
el A1B, equilibrado (no se dependerá
excesivamente de un tipo de fuente de
energía, si todas las fuentes de energía
y todas las tecnologías de uso final
experimenten mejoras similares)
•
Cada franja de emisiones coloreada
indica el repertorio de escenarios
armonizados y no armonizados dentro
de cada grupo.
•
Se muestra el escenario A1 en línea de
trazo continuo, y los escenarios A1FI y
A1T en líneas de trazos.
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
58
Escenarios de Emisiones:
familia A2
Delegación Territorial en Extremadura
• describe un mundo muy
heterogéneo
• características más
distintivas:
• la autosuficiencia
• la conservación de las
identidades locales
• una población mundial en
continuo crecimiento
• El desarrollo económico está
orientado básicamente a las
regiones
• el cambio tecnológico es más
lento que en otras líneas
evolutivas
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
59
Emisiones totales de CO2 con origen
en todas las fuentes (A2)
Delegación Territorial en Extremadura
• Emisiones anuales totales de CO2
provenientes de todas las fuentes
(energía, industria y cambio de uso
de las tierras) entre 1990 y 2100
(en gigatoneladas de carbono
(GtC/año) para la familia A2.
• Cada franja de emisiones coloreada
indica el repertorio de escenarios
armonizados y no armonizados
dentro de cada grupo.
• Se muestra el escenario A2 en línea
de trazo continuo.
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
60
Escenarios de Emisiones:
familia B1
•
•
•
•
•
•
Delegación Territorial en Extremadura
describe un mundo convergente
población mundial que alcanza un
máximo hacia mediados del siglo y
desciende posteriormente, como en
A1
con rápidos cambios de las estructuras
económicas orientados a una
economía de servicios y de
información
utilización menos intensiva de los
materiales y de la introducción de
tecnologías limpias con un
aprovechamiento eficaz de los
recursos.
sostenibilidad económica, social y
medioambiental, así como mayor
igualdad
pero ausencia de iniciativas
adicionales en relación con el clima.
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
61
Emisiones totales de CO2 con origen
en todas las fuentes (B1)
Delegación Territorial en Extremadura
• Emisiones anuales totales de CO2
provenientes de todas las fuentes
(energía, industria y cambio de uso
de las tierras) entre 1990 y 2100
(en gigatoneladas de carbono
(GtC/año) para la familia B1.
• Cada franja de emisiones coloreada
indica el repertorio de escenarios
armonizados y no armonizados
dentro de cada grupo.
• Se muestra el escenario B1 en línea
de trazo continuo.
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
62
Escenarios de Emisiones:
familia B2
Delegación Territorial en Extremadura
• describe un mundo con
soluciones locales a la
sostenibilidad económica, social y
medioambiental
• La población aumenta
progresivamente a un ritmo
menor que en A2
• niveles de desarrollo económico
intermedios
• cambio tecnológico menos rápido
y más diverso que en las líneas
evolutivas B1 y A1.
• Aunque está orientado a la
protección del medio ambiente y a
la igualdad social, se centra
principalmente en los niveles
local y regional.
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
63
Emisiones totales de CO2 con origen
en todas las fuentes (B2)
Delegación Territorial en Extremadura
• Emisiones anuales totales de CO2
provenientes de todas las fuentes
(energía, industria y cambio de uso
de las tierras) entre 1990 y 2100
(en gigatoneladas de carbono
(GtC/año) para la familia B2.
• Cada franja de emisiones coloreada
indica el repertorio de escenarios
armonizados y no armonizados
dentro de cada grupo.
• Se muestra el escenario B2 en línea
de trazo continuo.
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
64
Comparando familias
Delegación Territorial en Extremadura
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
65
Escenarios regionalizados
de Cambio Climático
Delegación Territorial en Extremadura
Contenido
• Evidencias del Cambio Climático
• Modelos Climáticos
• Proyecciones de futuro
• Escenarios regionalizados en España
• Descripción de los Escenarios
• Familias de Escenarios
• Emisiones
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
66
Principales fuerzas determinantes de
las emisiones de GEI en los distintos
escenarios
Delegación Territorial en Extremadura
• el cambio demográfico
• el desarrollo social y
económico
• la rapidez del cambio
tecnológico
• la dirección del cambio
tecnológico
• Esta conclusión concuerda
con los informes elaborados
por el IPCC de 1990, 1992 y
1995 en relación con los
escenarios.
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
67
Emisiones GEI asociadas a la
energía y a la industria
Delegación Territorial en Extremadura
Emisiones
mundiales de CO2
asociadas a la
energía y a la
industria entre
1900 y 1990
Y para los 40
escenarios IE-EE
entre 1900 y
2100,
representadas en
forma de índice
(1900 = 1)
•
•
En algunos escenarios se aprecian puntos de inflexión (tramos en los que las emisiones aumentan para disminuir
posteriormente), y cruces (emisiones inicialmente mayores en un escenario y posteriormente mayores en otro
escenario distinto)
En muchos escenarios las emisiones de CO2 procedentes de la pérdida de bosques alcanzan un máximo al cabo
de varios decenios y disminuyen después progresivamente.
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
68
Emisiones GEI asociadas a los
cambios de uso de la tierra
Delegación Territorial en Extremadura
•
Emisiones mundiales de CO2 asociadas a los cambios de uso de las tierras entre 1900 y 1990, y para los 40
escenarios IE-EE entre 1900 y 2100, representadas en forma de índice (1900 = 1).
•
Las trayectorias en líneas de trazos describen diferentes escenarios IE-EE, y el área sombreada en azul denota
la diversidad de escenarios aparecidos en las publicaciones, conforme se documenta en la base de datos del IEEE. Estos escenarios están clasificados en seis grupos tomados de las cuatro familias.
•
Se ofrecen también seis escenarios ilustrativos. Las líneas de color verticales indican el intervalo de valores de
emisiones en 2100.
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
69
Emisiones totales de CO2
acumulativas mundiales
Delegación Territorial en Extremadura
• En (GtC) desde 1990 hasta 2100.
• Se representan los intervalos de
valores de las emisiones
acumulativas de los 40
escenarios IE-EE.
• Los escenarios se agrupan
también en cuatro categorías de
emisiones acumulativas:
emisiones bajas, medias-bajas,
medias-altas, y altas.
• Cada categoría contiene un
escenario de referencia
ilustrativo más varias alternativas
que dan lugar a emisiones
acumulativas equiparables,
aunque frecuentemente a partir
de fuerzas determinantes
diferentes.
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
70
Histograma de la distribución de
emisiones totales de CO2
acumulativas mundiales
Delegación Territorial en Extremadura
• En (GtC) desde 1990 hasta 2100, por grupos de escenarios.
• Se representan los intervalos de valores de las emisiones acumulativas
de los 40 escenarios IE-EE.
• Los escenarios se agrupan también en cuatro categorías de emisiones
acumulativas: emisiones bajas, medias-bajas, medias-altas, y altas.
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
71
Emisiones normalizadas anuales
mundiales de metano
Delegación Territorial en Extremadura
• Normalizadas (con arreglo
a los valores comunes
para 1990 y 2000) en
MtCH4/año.
• A la derecha se indica el
intervalo de valores de
emisiones de aquí a 2100
para los seis grupos de
escenarios.
• Los escenarios ilustrativos
(incluido el de referencia)
aparecen resaltados
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
72
Emisiones normalizadas anuales
mundiales de oxido nitroso
Delegación Territorial en Extremadura
• Emisiones normalizadas
(con arreglo a los valores
comunes para 1990 y
2000) anuales mundiales
de óxido nitroso para los
escenarios IE-EE (en
MtN/año).
• A la derecha se indica el
intervalo de valores de
emisiones de aquí a 2100
para los seis grupos de
escenarios.
• Los escenarios ilustrativos
(incluido el de referencia)
aparecen resaltados
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
73
Bibliografía (i)
Delegación Territorial en Extremadura
•
IPCC http://www.ipcc.ch/
•
AEMET http://www.aemet.es
•
IPCC Fourth Assessment Report: Climate Change 2007 (AR4, 2007)
• http://www.ipcc.ch/
• http://www.ipcc.ch/publications_and_data/ar4/syr/en/contents.html
•
Informe especial del Grupo de trabajo III del IPCC sobre Escenarios de emisiones
• (Resumen para responsables de políticas)
• © 2000, Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático
• ISBN: 92-9169-413-4
• http://www.ipcc.ch/pdf/special-reports/spm/sres-sp.pdf
•
Generación de escenarios regionalizados de cambio climático para españa
• Manola Brunet, M. Jesús Casado, Manuel de Castro, Pedro Galán, José A. López, José M. Martín,
Asunción Pastor, Eduardo Petisco, Petra Ramos, Jaime Ribalaygua, Ernesto Rodríguez, Irene Sanz y
Luis Torres. AEMET 2009
• http://www.aemet.es/documentos/es/serviciosclimaticos/cambio_climat/datos_diarios/Informe_Escenar
ios.pdf
•
Proyecto Prudence http://prudence.dmi.dk
•
Proyecto STARDEX http://www.cru.uea.ac.uk/projects/stardex/
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
74
Bibliografía (ii)
Delegación Territorial en Extremadura
•
Almarza y Luna, 2006.
• Homogeneidad y variabilidad de la precipitación y la temperatura en zonas climáticamente homogéneas
de la Península Ibérica
• http://www.ame-web.org/JORNADAS/C10-trabajo%20Almarza%20y%20Luna.pdf
•
McGuffie and Henderson-Sellers, 1977 “A Climate Modelling Primer”
•
Redes Probabilísticas y Neuronales en las Ciencias Atmosféricas
• J.M. Gutiérrez, R. Cano, A.S. Cofiño, and C. Sordo
• Ministerio de Medio Ambiente (Monografías del Instituto Nacional de Meteorología, Madrid, 2004
•
Extended-Range Atmospheric Prediction and The Lorenz Model. T.N. Palmer, ECMWF, 1993, Shinfield Park, Reading,
United Kingdom
•
Hurrell, James & National Center for Atmospheric Research Staff (Eds). Last modified 08 Oct 2013. "The Climate Data
Guide: Hurrell North Atlantic Oscillation (NAO) Index (PC-based)." Retrieved from
https://climatedataguide.ucar.edu/climate-data/hurrell-north-atlantic-oscillation-nao-index-pc-based.
•
Song Y M, Guo W and Zhang Y, 2009, Numerical study of impacts of soil moisture on the diurnal and seasonal
cycles of sensible/latent heat fluxes over semi-arid region; Adv. Atmos. Sci. 26(2) 319–326
•
F. Giorgi, Regionalización de la información sobre el cambio climático para la evaluación de impactos y la
adaptación a los mismos, Boletín OMM, abril 2008
•
ATMOSPHERIC AND OCEANIC SCIENCE LETTERS, 2009, VOL. 2, NO. 5, 308−313 Simulation and Projection of Monso on
Rainfall and Rain Patterns over Eastern China under Global Warming by RegCM3, Ying, GAO, WANG and Filippo
GIORGI
•
PNAS vol. 105 no. 6, Lenton et al., 2008, Tipping elements in the Earth's climate system
•
Water Resources Research, Vol 42 Issue 2, A framework for assessing uncertainties in climate change impacts: Lowflow scenarios for the River Thames, UK, Wilby, Harris, 2006
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
75
Delegación Territorial en Extremadura
Delegación Territorial en Extremadura
Marcelino Núñez Corchero
mnunezc@aemet.es
www.aemet.es
En twitter: @AEMET_Ext
AEMET DT en Extremadura
"Escenarios Regionalizados de Cambio Climático"
18-oct-2013
E.A.P. Extremadura
76