ESTUDIO DE LOS PROCESOS ATMOSFERICOS EN EL CAMBIO GLOBAL Boletín Nº 1 Año 2006 EL CLIMA Y LA VITICULTURA EN PATAGONIA AYER, HOY Y PERSPECTIVAS Introducción El clima es un factor dominante en la viabilidad de todas las formas de agricultura, desde la determinación del área geográfica en la cual un determinado cultivo puede crecer y desarrollar, hasta la influencia anual de la producción y la calidad de los cultivos. Esta influencia es mucho más evidente en el cultivo de uvas para la producción de vinos (Vitis vinifera L.). La productividad y las características cualitativas de una vid son el resultado de su interacción con el ambiente (régimen hídrico y térmico) y condiciones de cultivo que pueden permitirle manifestar a pleno su propia potencialidad y de individualizar las medidas a adoptar para la inversión a largo plazo, como es la instalación de un viñedo. En regiones áridas y semiáridas, como la Patagonia, la variabilidad de los factores ambientales y meteorológicos es un elemento clave al determinar la producción agrícola. En estas regiones la variabilidad interanual del clima representa una componente intrínseca del sistema y el principal factor de riesgo con consecuencias destacables en las actuales condiciones agroclimáticas. Y, a diferencia de lo que se ha investigado sobre los ecosistemas naturales terrestres y sobre algunos cultivos agrícolas, los posibles efectos del cambio climático en las vides se han ignorado. El cambio climático global ha sido un tema de discusión pública durante varios años. Estudios recientes muestran que el incremento medio global de la temperatura superficial del globo terrestre del 1900 al presente es estimado en alrededor de 0.6ºC. Además del aumento de temperatura se han registrado otras variaciones climáticas diferentes según la región interesada como la modificación de las precipitaciones y la consecuente alteración del régimen hídrico que aún son inciertas. Es difícil predecir los cambios en el clima que tendrán lugar debido al aumento del conocido efecto invernadero (incluyendo aumento de temperatura, incrementos de CO2, y deposición de nitrógeno), pero la concentración de CO2 está creciendo moderadamente y se espera doblar los niveles actuales durante el próximo siglo. Usando varios Modelos Climáticos Globales (MCGs) se estima que la temperatura media global podría aumentar entre 1 a 4.5ºC dependiendo del desarrollo futuro de las emisiones industriales hacia fines del próximo siglo (http://www.cienciahoy.org.ar/hoy44/clima1.htm) Dada la importancia del clima para la viabilidad de la viticultura y su potencial impacto sobre los tipos de vino y su calidad, en este trabajo se han analizado las tendencias climáticas en distintas zonas de la Patagonia individualizándose las principales características e implicancias sobre la viticultura. 1 Estudio de los Procesos Atmosféricos en el Cambio Global.Boletín Nº1.Año 2006 Zona de estudio La Patagonia es una región comprendida entre los paralelos 36 y 52 grados de latitud sur, cubre un área de 780.000 Km2 y representa aproximadamente un tercio de la superficie continental del país. La integran seis provincias La Pampa, Neuquén, Río Negro, Chubut, Santa Cruz y Tierra del Fuego, habitan 1.500.000 personas, siendo su densidad poblacional de 1,9 hab./Km2. Esta extensa región presenta diferentes áreas ecológicas. En la Región Patagónica se encuentran representadas tres grandes regiones: Montañas, estepa y costas (Figura 1) Desde el punto de vista climático ésta gran extensión longitudinal y latitudinal ocupa lo que se conoce como la diagonal árida del extremo sur de América del Sur. Son tres los factores que influyen en las particularidades climáticas de la región: la Cordillera de los Andes, los anticiclones del Atlántico y Pacífico, y la mayor insolación de las laderas orientales (como resultado de una escasa cobertura vegetal). Éstos determinan tres zonas climáticamente diferentes: la Patagonia Andina, la Extrandina y la Extrandina Oriental (en las provincias de Río Negro y Chubut) o Extrandina Austral en la provincia de Santa Cruz. En la zona Andina el clima es frío y húmedo. La humedad proviene del Pacífico, de donde provienen también los vientos dominantes. Éstos, al chocar con la cordillera de los andes, descargan la humedad en forma de lluvias, y los vientos continúan secos hacia el este. Esto determina un abrupto gradiente de precipitaciones que va de los 3.000 mm/año en el límite internacional con Chile, a los 800 mm/año a sólo 70 km al este. La temperatura media anual oscila entre los 6 y 11°C, con temperaturas mínimas extremas por debajo del 0°C en los meses de junio y julio. En la Patagonia Extrandina el clima es templado a templado frío, subhúmedo en el oeste y semiárido hacia el este, con un rango de precipitaciones medias de 150300 mm/año. En la Patagonia Extrandina Oriental el clima es semiárido, con precipitaciones anuales de 200-300 mm/año y temperaturas medias anuales entre 12 y 15°C en las provincias de Río Negro y Chubut. En el extremo sur de Santa Cruz, y como consecuencia de la disminución de la masa continental y de la altura de la cordillera, hay una mayor influencia de los océanos Pacífico y Atlántico, que se manifiesta en un aumento de la humedad y precipitaciones más cercanas a los 300 mm/año. Figura 1: Ubicación de la zona estudiada 2 Estudio de los Procesos Atmosféricos en el Cambio Global.Boletín Nº1.Año 2006 La viticultura en la Patagonia Es la más austral de todas las regiones vitivinícolas argentinas y está ubicada a menor altitud. Comprende áreas bien delimitadas de las provincias de Río Negro y Neuquén; además con pequeñas superficies cultivadas al sudoeste de La Pampa y noroeste del Chubut, entre los paralelos 36ºS y 40ºS, donde la viticultura se asienta principalmente en las márgenes de los ríos Negro y Colorado. Cuenta con una superficie de 3902 ha y representa el 1,85% con respecto al total del país. Esta gran área cuenta con suelos y clima apto y agua disponible, que le permiten adquirir diferencias en cuanto a la calidad de los productos, entre ellos las uvas de mesa y vinos. Los días son templados y luminosos y las noches frescas, con una apreciable amplitud térmica. El principal factor limitante para el cultivo de la vid son las heladas tardías y tempranas, que perjudican especialmente a las variedades de ciclo vegetativo largo. En esta región predominan las variedades tintas de vinificar, entre las que se destacan merlot, malbec, syrah y pinot negro. Siguen en importancia las variedades blancas como el torrontés mendocino, Pedro Jiménez, torrontés riojano y torrontés sanjuanino, entre otras. En esta región se pueden delimitar áreas bien diferenciadas como el Alto Valle y el Valle Medio del Río Negro, San Patricio del Chañar en Neuquén y el Hoyo de Epuyén en Chubut. En su mayoría son pequeñas áreas de gran potencialidad para la vitivinicultura de calidad. En los últimos años, y gracias a las óptimas condiciones agroecológicas y la excelente calidad de los vinos que en ella se elaboran, se han realizado importantes inversiones en bodegas y viñedos. Esta región ha cobrado impulso por nuevos emprendimientos en la zona norte de la provincia de Neuquén y Chubut, bajo la Indicación Geográfica Patagonia, entre otras. Los datos del último Censo Nacional Agropecuario dan cuenta de una mayor intensidad y extensión hacia el sur, de algunos cultivos como el caso de las vides (Fig. 2) Figura 2: Distribución de los cultivos de vid en Patagonia. La variación del diámetro de los círculos son indicativos de la extensión en hectáreas cultivadas. Para la sostenibilidad de la producción y calidad del cultivo de la vid, es necesario una correcta ubicación geográfica de los mismos para así lograr la sostenibilidad económica de la empresa vitícola. 3 Estudio de los Procesos Atmosféricos en el Cambio Global.Boletín Nº1.Año 2006 Monitoreo de la variabilidad del clima La aptitud agrícola de un lugar depende no solo de la cantidad de agua de lluvias sino también de las épocas del año en que normalmente ellas ocurren. Por ello si se desea caracterizar un clima desde el punto de vista hídrico debe considerarse no sólo la lluvia anual sino también como se distribuye la misma durante el año. El análisis de la variabilidad del clima ha sido llevado a cabo sobre series históricas que cubren un período de al menos 30 años, variable según la estación estudiada tomando en consideración 6 estaciones meteorológicas pertenecientes al Servicio Meteorológico Nacional. En la figura 3 se puede observar la ubicación de las mismas. Figura 3: Ubicación de las Estaciones Meteorológicas utilizadas para este estudio En la figura 4 podemos observar la distribución de las precipitaciones mensuales en conjunto con la marcha anual de las temperaturas máxima, mínima y media. BARILOCHE Cdro. RIVADAVIA TRELEW Lat 41,09 Lon 71,1840 m La t 4 5 , 4 7 Lon 6 7 , 3 4 6 m Lat 43,12 Lon 65,16 43 m ºC mm 150 130 110 90 70 50 30 10 -10 30 25 20 mm 50 ºC 30 mm 50 ºC 40 40 25 40 30 30 20 20 10 0 15 30 10 20 5 0 -5 20 15 10 10 5 10 0 0 0 -10 J A S O N D E F M A M J J A S O N D E F M A M J J A S O N D E F M A M J Río GALLEGOS NEUQUEN ESQUEL Lat 51,37 Lon 69,17 19 m Lat 38,57 Lon 68,08 271m Lat 42,76 Lon 71,09 785 m mm 100 ºC 25 20 80 15 60 ºC 35 mm 100 30 80 25 30 60 20 40 20 15 20 mm 50 40 10 40 5 20 0 10 0 -5 0 J A S O N D E F M A M J 10 5 ºC 25 20 15 10 5 0 -5 0 J A S O N D E F M A M J 0 J A S O N D E F M A M J Precipitation Tmed Tmax Tmin Figura 4: Valores medios mensuales de temperatura y precipitación 4 Estudio de los Procesos Atmosféricos en el Cambio Global.Boletín Nº1.Año 2006 Se analizan series de tiempo formadas por los valores de precipitación y temperatura anual promedio. Los valores anuales se obtienen al promediar los datos mensuales temperatura y acumulada de precipitación de cada año. El conjunto secuencial de años representa una “serie de tiempo”. Se realizaron los cálculos de la media móvil de las temperaturas anuales medias y de los residuales acumulados de la precipitación anual acumulada.. Media móvil: Su efecto es “suavizar” las irregularidades extremas, facilitando la identificación de ciclos o tendencias de forma visual. La media móvil con un periodo de 5 años, suaviza las variaciones anuales de los datos para permitir observar otros ciclos que puedan existir en los datos. Residuales Acumulados: Permiten observar desviaciones significativas y sostenidas en la precipitación anual . En esta técnica, se suman los residuales o diferencias respecto al promedio anual del periodo, ya sea como cantidades absolutas o relativas. Estas diferencias son positivas para valores mayores que el promedio y negativas cuando son menores que el promedio. Cualquier cambio significativo en la serie de tiempo es indicado por un cambio de dirección en la tendencia de los residuales acumulados. Esta técnica representa una forma rápida y útil de identificar cambios en las “fases” de series anuales. Con respecto a las curvas de las móviles de temperatura media anual (Fig. 5a) todas las estaciones presentan tendencias positivas con aumento de 0.2 a 0.5ºC al año en las estaciones. En la curva de los residuales acumulados (Fig. 5b) se observa que la estación Bariloche y Neuquén presentan mayor variabilidad a lo largo de la serie. 16 a Medias móviles temperatura (ºC) y = 0.0517x + 13.503 R2 = 0.8782 y = 0.0226x + 12.869 R2 = 0.5592 14 y = 0.0286x + 12.058 R2 = 0.7597 12 y = 0.0386x + 7.4394 R2 = 0.7416 10 y = 0.0459x + 7.2423 mm 1000 Residuales acumulados precipitacion (mm) b 500 0 -500 R2 = 0.7428 8 2004 2001 1998 1995 1992 1989 1986 1983 1980 1977 1974 1971 2004 2001 1998 1995 1992 1989 1986 1983 1980 1977 6 1974 1971 -1000 y = 0.0249x + 7.0297 R2 = 0.5043 Bariloche Rio Gallegos C. Rivadavia Esquel Neuquen Trelew Figura 5: Media móvil de temperatura y Residuales acumulados de precipitación anual promedio 5 Estudio de los Procesos Atmosféricos en el Cambio Global.Boletín Nº1.Año 2006 Indices bioclimáticos Los índices bioclimáticos son una herramienta ampliamente utilizada en zonificación agrícola y en particular en la gestión vitícola permiten definir cuantitativamente los recursos del territorio en función de las exigencias del cultivo, calculados a partir de datos diarios de temperatura y precipitación fundamentalmente dado que estos parámetros condicionan numerosos procesos en el ciclo total de desarrollo vegetativoreproductivo www.uclm.es/area/ing_rural/Proyectos/AntonioJimenez/05-Anejo3.PDF. Los datos fueron procesados con el fin de evaluar las modificaciones que los distintos índices han tenido en el curso del periodo estudiado y sobre todo qué variaciones pueden haber tenido sobre la vid. En la tabla 1 se muestran algunos de los índices analizados y las expresiones matemáticas que lo componen. Integral Térmica Eficaz de Winkler y Amerine Σ Te Te = Ta-10ºC Posibilidades heliotérmica de Huglin IH= Σ [k ((Ta - 10) + (Tmax - 10))/2] 10-6 Heliotérmico de Branás Ih= Σ Ta Σ Ie -3 Bioclimático de Hidalgo Ibc= (Σ Ie Σ Te 10 )/P Sumatoria térmica Σ Ta Ta: temp diarias superiores a 10ºC Hs sol período vegetativo Ie P: precipitación anual Tabla 1: Índices bioclimáticos utilizados y su ecuación matemática Los índices han sido elaborados en el período activo, lapso durante el cual las temperaturas medias diarias se mantienen por encima de 10 ºC (cero vegetativo para la vid). Dado que el año de cultivo difiere del año calendario, este período (campaña) se establece desde el 1 de julio al 30 de junio del año calendario siguiente (p.ej: 70/71). Los índices promedios de 10 años se graficaron en la figura 6, allí se puede observar la evolución que los mismos han tenido en las décadas del 70, 80 y 90. Cada índice bioclimático valora al ambiente por su aptitud como sitio vitícola teniendo en cuenta las variables meteorológicas que lo integran. Así, se puede ver que para un mismo lugar geográfico la caracterización como medio vitícola fue variando a medida que pasaron las décadas, como ejemplo podemos destacar el caso de Neuquén para el índice “Integral Térmica Eficaz de Winkler y Amerine”, en la década del 70 éste índice indicaba a Neuquén como una región III-moderadamente cálida para el cultivo de la vid y en la década del 90 la ubica como una región IV-cálida. Si se observa la figura 2 y la 6, veremos que en base al último censo agropecuario hay viñedos en donde según los índices analizados son áreas favorables para el cultivo de la vid (Neuquén y Trelew). También, aparece Comodoro Rivadavia como zona apta, lo cual nos obliga a seguir estudiándola. Si se considera que el rendimiento y calidad de lo producido es el resultado de la interacción entre el cultivo y el ambiente, la elección de un determinado material varietal apto para zonas, como en el ejemplo, moderadamente cálidas no expresarán todo su potencial en un ambiente cálido. La posibilidad de calcular un número suficiente de índices que contemplen tanto factores meteorológicos como de suelo, mejoraría la caracterización de un sitio. Aunque la sola observación de un índice no es concluyente, si puede ser excluyente de un sitio como apto para un cultivo, sin considerar la posibilidad de realización de prácticas culturales que acercan el cultivo al ambiente. 6 Estudio de los Procesos Atmosféricos en el Cambio Global.Boletín Nº1.Año 2006 Grados Dias 2500 2000 1500 Integral Térmica Eficaz de Winkler y Amerine (*) 3.500 3.000 Cálida Regián IV Región III Moderadamente cálida Región II Moderadamente fría 2.500 2.000 Fría Región I Indice de posibilidades heliotérmicas de Huglin (***) 1.500 1000 1.000 500 500 0 0 Bariloche Comodoro Rivadavia Esquel Neuquen Rio Gallegos Indice Heliotérmico de Branas (**) 5,0 Bariloche Trelew Comodoro Rivadavia Esquel Neuquen Rio Gallegos Trelew Indice bioclimático de Hidalgo (****) 30,0 25,0 4,0 20,0 3,0 15,0 2,0 10,0 1,0 5,0 0,0 0,0 Bariloche Comodoro Rivadavia Decada 70 Esquel Decada 80 Neuquen Rio Gallegos Decada 90 Trelew Bariloche Comodoro Rivadavia Esquel Decada 70 Neuquen Decada 80 Rio Gallegos Trelew Umbral * Caracterización térmica de la región vitícola según Winkler: Región I (< 1390); Región II (1391-1666); Región III (1667-1945) Region IV (ida) ** Es posible el cultivo de vid cuando el índice es mayor a 2,6 *** Valor mínimo para la posibilidad del medio como zona vitícola = 1500 **** Valores comprendidos entre 5 y 25 se consideran zonas favorables Figura 6. Índices bioclimáticos de 5 localidades patagónicas en las distintas décadas 7 Estudio de los Procesos Atmosféricos en el Cambio Global.Boletín Nº1.Año 2006 El principal factor climático que determina la fenología de las plantas es la temperatura. Del cálculo de las sumatorias térmicas se observa un aumento de las mismas en todas las estaciones analizadas (fig. 7), por ejemplo para las estaciones de Bariloche y Neuquén con un aumento de 52,9ºdía/década y 34,51ºdía/década respectivamente. Este aumento en las temperaturas puede traer como consecuencia un anticipo en las fases fenológicas de la vid, lo que produciría: riesgos de heladas tardías en la fase de brotación y variaciones en los componentes del rendimiento en prefloración y cambios en la calidad del fruto en la fase de maduración. Sumatoria térmica Grados-días (Winkler y Amerine) 2200 y = 34,51x + 1884,4 2000 1800 y = 31,37x + 1519 1600 y = 29,9x + 1235,1 1400 1200 1000 800 600 y = 52,9x + 278,95 y = 77,85x + 302,37 400 200 y = 22,81x + 266,25 0 Década 60 Década 70 Década 80 Década 90 Figura 7: Sumatoria térmica y la tendencia del aumento por cada década. Un diagrama ombrotérmico (o de Gaussen-Walter) es un método de representación que se utiliza para la determinación de períodos de sequía y que a la vez sirve para observar tendencias térmicas y pluviométricas. Las escalas de temperatura y precipitaciones en dos ordenadas son trazadas sobre la base de la proporción P=2T. Se considera que: • • • un mes es húmedo cuando la precipitación en milímetros es superior a 3 veces la temperatura media en grados centígrados un mes es semihúmedo cuando la precipitación en milímetros es superior a 2 veces la temperatura e inferior a 3 veces la temperatura media, y un mes es árido cuando la precipitación en milímetros es inferior a 2 veces la temperatura media en grados centígrados. 8 Estudio de los Procesos Atmosféricos en el Cambio Global.Boletín Nº1.Año 2006 Si la curva pluviométrica va siempre por encima de la térmica, no hay ningún período seco y el clima se define como axérico. En otras condiciones, las curvas pueden cortarse determinando uno (clima monoxérico) o dos períodos secos (clima bixérico). En la figura 8 mediante el diagrama se ha obtenido gráficamente la existencia y duración de los periodos secos para distintas localidades de la patagonia a lo largo de las décadas. NEUQUEN Lat 38.57ºS Lon 68.08ºW 840 m mm 60 ºC 30 TRELEW Lat 43.12ºS Lon 65.16ºW 43 m mm 60 ºC 30 50 25 50 25 40 20 40 20 30 15 30 15 20 10 20 10 10 5 10 5 0 0 0 J A S O N D E F M A M J J A S CDRO RIVADAVIA Lat 45.47ºS Lon 67.3ºW 46m 70 60 100 50 15 80 40 10 60 30 40 20 20 10 40 20 30 5 F M A M J J A S O N D 0 120 25 E J 140 50 0 M ºC 80 ºC 30 10 N D E F M A BARILOCHE Lat 41,09ºS Lon 71,1ºO 840 m mm 160 mm 60 20 O 0 0 J A S O N D E F M A M J 0 Temperatura 71-80 Temperatura 81-90 Temperatura 91-2000 Precipitación 71-80 Precipitación 81-9 Precipitación 91-2000 Figura 8: Diagramas ombrotérmicos para las 4 localidades de la región por décadas. Las áreas encerradas por las curvas de temperatura y precipitación indican los períodos secos. (Por definición la escala de la precipitación es el doble que la de la temperatura) En el diagrama de la estación Bariloche, se encuentra un clima monoxérico (con déficit estacional localizado en un solo período) estival, la década 81-90 es la que presenta el período seco más extenso, extinguiéndose éste en la década 71-80. La sequedad ambiental es una condición para llegar a vendimias sin condiciones predisponentes para el ataque de enfermedades criptogámicas. 9 Estudio de los Procesos Atmosféricos en el Cambio Global.Boletín Nº1.Año 2006 Conclusiones Del análisis de los índices bioclimáticos tomados en consideración en las localidades en la Patagonia norte, se observa una adecuada localización del cultivo en las áreas que en el presente están cultivadas. Existe una tendencia positiva para el establecimiento del área vitícola con el transcurso del tiempo. Se observa una creciente diferenciación en la caracterización de la región bajo cultivo, según Winkler y Amerine, a medida que avanzan las décadas. En las zonas no cultivadas, más al sur, las posibilidades como área vitícola bajo la perspectiva de los índices bioclimáticos analizados dan cuenta de un nicho posible en la viticultura, dando paso a la exploración con otros índices y variables climáticas, edáficas y la necesidad de profundizar en otras cuestiones ambientales. Los escenarios de Cambio Climático y las proyecciones para cada variable meteorológica mejorarán las posibilidades de caracterizar las zonas, para ello es fundamental que los resultados de los escenarios globales y principalmente regionales mejoren en su certidumbre. Lic. Cristina Rössler, Ing. Agr. Nidia Barbero, Dr. Pablo Canziani Este Boletín forma parte de los trabajos que realiza el Programa para el Estudio de los Procesos Atmosféricos en el Cambio Global dirigido por el Dr. Pablo Canziani. Departamento de Investigación Institucional Programa para el Estudio de los Procesos Atmosféricos en el Cambio Global Cap. Gral. Ramón Freire 183 Of. 45 (C1426AVC) Ciudad de Buenos Aires Tel/Fax (54-11) 4551 4909 / 2896 - pepacg@uca.edu.ar 10 Estudio de los Procesos Atmosféricos en el Cambio Global.Boletín Nº1.Año 2006