11_nivel del mar_22121019

CLIMA
2. CLIMA Y DINÁMICA MARINA
11. 1
11.
NIVEL DEL MAR
11. 1
11.1.
INTRODUCCIÓN
El nivel del mar es, sin duda alguna, uno de los elementos más importantes a la hora de evaluar los previsibles impactos del
cambio climático en zonas costeras. Entre otros, dos son los factores primordiales a tener en cuenta: el aumento de
volumen por aumento de la temperatura de los océanos y los cambios en el balance hídrico (aportación/detracción de agua
de los océanos). Por supuesto, otro factor relevante es el debido a fenómenos asociados a la tectónica, subsidencia
costera, etc. (TRAMA S.L. 2008a)
Los resultados proporcionan pruebas claras de que los cambios de volumen de los océanos debido a la influencia de la
temperatura y salinidad son sólo una fracción de los cambios del nivel del mar, y que el cambio de masa, juega un papel
dominante en nivel medio global del mar (GSLR) en el siglo XX. (Miller & Douglas, 2004).
Los cambios en los niveles del mar pueden afectar en las zonas costeras, fundamentalmente dando lugar a un aumento de
las inundaciones y de la erosión, variación en la estabilidad de las infraestructuras, así como alteraciones en los
ecosistemas, transformando las marismas y otros humedales en sistemas de aguas abiertas, y los sistemas de agua dulce
en otros de agua salada. (EPA, 2010)
Si bien el nivel absoluto del mar (altura de la superficie del océano en relación con el centro de la tierra) ha aumentado
constantemente, sobre todo en las últimas décadas, las tendencias regionales varían, y el nivel absoluto del mar ha
disminuido en algunos lugares. En lo referente al nivel relativo del mar (altura del océano en comparación con la elevación
de la tierra en un lugar determinado) tampoco ha aumentado de manera uniforme debido a los cambios regionales y locales
en el movimiento del terreno y a los cambios largo plazo en los patrones de circulación costera. (EPA, 2010).
El coeficiente de dilatación del agua depende de la temperatura, y como los océanos no se calentarán de forma uniforme,
habrá variaciones sustanciales en la magnitud de la elevación del mar de hasta +/- 50% del valor promedio (Cuevas, E.
2006).
Con el fin de dar una idea de la información, que los datos registrados por los mareógrafos en la costa pueden aportar a la
variabilidad del clima, se han realizado las correlaciones de las series de nivel del mar con la NAO, y según se puede
apreciar en la Figura 1, el valor ∼(-0.3) para orden cero es significativo, lo que indica que el nivel del mar en la costa
responde a las variaciones barométricas en el Hemisferio Norte. (Tel & Garcia, 2003)
Figura 1.- Correlaciones cruzadas de las series de las estaciones con índice NAO
Fuente: Tel & Garcia, 2003
Aumento del nivel global del mar
Después de un período de aproximadamente 2.000 años de pequeños cambios, el nivel promedio del mar subió en todo el
mundo durante todo el siglo XX, y la tasa de cambio se ha acelerado en los últimos años (EPA, 2010).
Las diferentes fuentes consultadas establecen distintas tasas promedio de aumento del nivel global del mar que se
sintetizan seguidamente:
o
Aumento de 0,06 centímetros/ año para el periodo comprendido entre 1870 y 2008 aumentando la tasa al
doble en el periodo comprendido entre 1993 a 2008 (EPA, 2010).
11. 2
Figura 2.- Variación del nivel medio del mar absoluto de los océanos del mundo desde 1870, basado en datos de mareógrafos y satelitales.
La banda sombreada representa el rango probable de valores función de número de mediciones y precisión
Fuente: CSIRO, 2009. University of Colorado at Boulder 2009. EPA, 2010
o
Aumento de 1.8±0.5 mm/año (probabilidad > 95%) para el periodo comprendido entre 1961 y 2003 (TRAMA
S.L. 2008a).
o
El Informe del IPCC (2007) afirma que el nivel medio global del mar se elevará en 3,1 cm cada década.
o
"La nueva evidencia sobre el derretimiento de las capas de hielo indica que un aumento del nivel del mar de
7 metros podría ocurrir en los próximos 500 años en lugar de los próximos 1000 años. Alley et al. (2005);
Dowdeswell (2006)” (Marine Board-ESF, 2007).
o
Aumento de 1,5 a 2.0 mm por año, acorde con las estimaciones más tradicionales de los registros largos de
mareógrafos, así como con los 2.5 mm por año, obtenidos por los altímetros satelitales en curso para el
período 1993-2003. (Miller & Douglas, 2004)
Aumento del nivel del mar en las costas peninsulares españolas
A partir del estudio de series temporales de 60 años en Vigo, La Coruña y Santander (Marcos et al. 2006) se ha
determinado que el nivel del mar ha aumentado en el norte de España, durante la segunda parte del siglo XX entre 2 y 3
mm/año, con tendencias en el Mediterráneo algo menores. En términos globales, se ha tomado para la costa española una
tasa de aumento del nivel del mar de 3 mm/año, teniendo en cuenta que la tasa de aumento global medio observado en los
últimos 10 años ha sido más rápida que la correspondiente a etapas anteriores (TRAMA S.L. 2008a).
11.2.
SITUACIÓN ACTUAL EN CANARIAS
Los datos obtenidos en las fuentes consultadas establecen las siguientes tasas de aumento del nivel del mar en Canarias:
“En cuanto al nivel del mar, los datos globales indican una subida en el área, aunque no está claro cuál es el ritmo de
crecimiento. Las mediciones con satélites de la misión Topex-Poseidón durante el periodo 1993-2003 resultan en una
subida entorno a los 3 mm/año, mientras que los datos elaborados en base a mediciones de mareógrafos muestran un
incremento de 0.8 mm/año para el periodo 1949-2001, según un informe del Instituto Español de Oceanografía (Tel y
García, 2003); los modelos de proyección hablan de una subida entre 25 y 30 cm para el año 2050 (IPCC, 2007)."
(Brito, 2011)
11. 3
Considerando las series históricas del nivel del mar desde 1943 en las costas españolas y su distribución se realizó
realiz un
estudio, obteniéndose tres regiones diferenciadas para las que se encontraron
encontra unas tendencias de 2.4 mm/año en el
norte de la península ibérica, 0.9 mm/año en la zona del estrecho y 0.8 mm/año en las islas Canarias;
Canarias si bien, estos
resultados tienen que ser considerados con precaución debido a la longitud de las series, lagunas y por falta de
información (movimientos verticales, asentamientos del terreno,...),
o,...), así como la inclusión de Cádiz en uno u otro grupo
afecta significativamente a la tendencia regional del mismo, si se agrupa con Canarias (la tendencia pasa de 0.39 a
0.83 mm/año). como se indica en la Figura 3. (Tel & Garcia, 2003)
Anual Semianual
AMPLITUD (mm)
46
12
Anual Semianual
Rango MAX.
99
Sep
ESTACIÓN
Inicio
Fin
N
Sta. Cruz
ene-50
dic-01
438
Arrecife
ene-50
dic-01
539
40
14
90
P. Luz
jun-49
dic-01
308
42
13
95
PGR
(mm/año)
Tendencia
(mm/año)
Tend+PGR
(mm/año)
0,20
0,31
0,47
Oct
0,20
0,19
0,36
Sep
0,20
-0,01
0,22
Tabla 1.- Tendencias de las series según ajuste para el periodo 1943-1999,
1999, amplitudes de los ciclos anual y bimensual.
Fuente: Tel & Garcia, 2003
Figura 3.- Tendencias de aumento de nivel del mar en función de la agrupación de datos
Fuente: Tel & Garcia, 2003
En los gráficos se puede observar la distribución espacial del porcentaje de variación en el nivel del mar para distintos
periodos y zonas (Figuras 4 y 5).
). Los resultados parecen mostrar que en la zona de la Comunidad Canaria las
tendencias observadas varían entre 2.5 y 5 mm/año,, lo que concuerda con los valores obtenidos de los mareógrafos
en la península. (TRAMA
TRAMA S.L. 2008a).
2008a
Figura. 4.4. Distribución espacial del total de variación en el nivel del mar para periodos interanual para cada EBUE.
Fuente: Chavez & Messié, 2009
11. 4
Figura. 5.- Distribución espacial del porcentaje de variación en el nivel del mar para periodos interanual (> 1 año, 1 ª fila),
estacional (1 año, 2 ª fila) y intraestacional (<1 año, 3 ª fila) para cada EBUE.
Fuente: Chavez & Messié, 2009
La variación estacional de los datos del nivel del mar diario medido en los lugares con mareógrafos en el período 19601972 revela un ciclo anual con máximos en verano y otoño, producida por la variación estacional del giro subtropical
del Atlántico Norte (Figura 6) (Navarro-Perez & Barton, 2001)
Figura. 5.- Variación estacional para las estaciones de Arrecife, Tenerife y La plama durante el periodo 1960-1972. Los mareógrafos muestran
un ciclo anual con máximos durante el verano y el otoño.
Fuente: Navarro-Perez & Barton, 2001
11. 5
Por último, los datos de los mareógrafos son escasos para determinar el efecto estérico en cada mareógrafo
individualmente, pero un tratamiento de los datos parece indicar que este efecto supone el 75% de la variación estacional
de las mareas. Este alto porcentaje de contribución del efecto estérico por calentamiento estacional, a la variación de las
mareas es similar al que se produce en otras zonas subtropicales 1(Navarro-Perez & Barton, 2001)
Figura 6.- Series temporales del nivel del mar en las estaciones del IEO.
Fuente: Navarro-Perez & Barton, 2001
11.3.
EVOLUCIÓN ESPERADA
Seguidamente se recogen unos gráficos que corresponden al aumento medio global del nivel del mar referido al periodo
1980-1999. Hay que tener en cuenta que estos valores pueden mostrar una importante variación en el ámbito regional y
local. (TRAMA S.L. 2008a)
Respecto a la Cota de inundación la afección es de mayor magnitud (~10 cm en los próximos 20 años) en la costa de
la isla del Hierro, costa sur de La Gomera y Tenerife y alrededor de la isla de Gran Canaria (con mayor incremento en
la costa Sur y zona norte, próxima a la ciudad de Las Palmas de Gran Canaria)
Figura 7. Incremento en la Cota de inundación en la región SW de las Islas Canarias.
Fuente: TRAMA S.L. 2008a
1
Patullo, J., W. Munk, R. Revelle and E. Strong. – 1955. The seasonal oscillation in sea level. J. Mar. Res., 14: 88-155.
11. 6
Las variaciones en la estabilidad de estructuras en aguas de poca profundidad están dominadas por las variaciones del
nivel del mar. Es por ello que se representa un incremento general en todas las islas.
Figura 8.- Variabilidad de la estabilidad de estructuras.
Fuente: Datos derivados a partir de la proyección de cambio del nivel del mar estimado por el panel IPCC. TRAMA S.L. 2008a.
Retroceso general en la línea de costa. Este retroceso presenta unos valores medios en torno a 3 metros en los
próximos 20 años. Los magnitudes muestran una mayor afección en las islas situadas más al norte (La Palma y
Lanzarote), un retroceso un 5% mayor que en el resto de las islas
Figuras 9.- Retroceso de la línea de costa.
Fuente: TRAMA S.L. 2008a
11. 7
A la luz de los resultados de las tendencias observadas se concluye que se producirá:
Aumento de la cota de inundación inducido principalmente por el aumento del nivel medio del mar. En la zona Norte
de las Islas Canarias, el aumento es mayor que en el resto del litoral ya que en estas zonas se produce un aumento
significativo de la altura de ola significante con un periodo de retorno de 50 años, que en las Islas Canarias puede
alcanzar valores de 35 cm. Este aumento se traducirá, debido a la reducida pendiente de las zonas litorales
adyacentes a las playas, en decenas de metros de inundación. (Losada, 2008)
En cuanto a la cota de inundación otros autores establecen un incremento de la cota de inundación en la región SW de
las islas, de mayor magnitud (∼ 10 cm para los próximos 20 años) en la costa de El Hierro, costa sur de La Gomera y
Tenerife, y alrededor de Gran Canaria (con mayor incremento en costa sur y zona norte). (TRAMA S.L. 2008b)
Otro efecto en las playas es el retroceso de la línea de costa. Las playas constituidas por arenas más finas y
mayores profundidades de corte, es decir, las que reciben las olas más grandes, serán aquellas que experimenten el
mayor retroceso. Como orden de magnitud se puede estimar un retroceso de 1 metro en la línea de costa por cada
centímetro de ascenso del nivel medio del mar, por lo que es esperable un retroceso generalizado de unos 15 metros
en las playas del litoral español para el año 2050, solo por el ascenso del nivel del mar de 15 cm. (Losada, 2008).
Otro efecto en las playas es el retroceso de la línea de costa. Las playas constituidas por arenas más finas y
mayores profundidades de corte, es decir, las que reciben las olas más grandes, serán aquellas que experimenten el
mayor retroceso. Como orden de magnitud se puede estimar un retroceso de 1 metro en la línea de costa por cada
centímetro de ascenso del nivel medio del mar, por lo que es esperable un retroceso generalizado de unos 15 metros
en las playas del litoral español para el año 2050, solo por el ascen Otro parámetro que puede contribuir a un retroceso
adicional de las playas es la variación en la dirección del flujo medio de energía. Dicho retroceso es altamente
dependiente del tipo de playa que se considere, así como de la propagación que el oleaje sufra desde profundidades
indefinidas hasta la playa en concreto. Considerando una playa rectilínea no colmatada de arena de 1000 m de
longitud una variación en la dirección en las proximidades de la playa, generaría un retroceso en la mitad de la playa y
un avance en la otra mitad. Las playas más susceptibles a este tipo de retroceso serían las del Sur de las Islas
Canarias. En estas zonas el retroceso puede alcanzar hasta 70 m ya que la variación de la dirección flujo medio de
energía supera en ocasiones los 8º. En el resto del litoral este hecho tampoco puede ser depreciado observando
valores del retroceso del orden de 20 m. (Losada, 2008)
En cuanto al retroceso de la línea de costa otros autores establecen valores medios en torno a tres metros en los
próximos 20 años, con mayor afección en las islas más al norte, La Palma y Lanzarote, con un retroceso un 5% mayor
que el resto de las islas. (TRAMA S.L. 2008b)
11.4.
PROBABILIDAD
Para cada dato aportado se han indicado el origen del dato y el nivel de incertidumbre en caso de ser conocido.
Las tendencias extraídas de las distintas fuentes consultadas han sido estimadas con base en datos medidos y, por tanto,
tienen un determinado horizonte de validez. Más allá de dicho horizonte, el nivel de incertidumbre de la extrapolación hace
que las mismas deban ser tomadas con cautela.
11.5.
CONSECUENCIAS
Los efectos más importantes que el cambio climático puede suponer en las playas se reducen básicamente a una
variación en la cota de inundación y a un posible retroceso, o en su caso avance, de la línea de costa. Otro efecto en
las playas es el posible retroceso de la línea de costa. Este puede ser inducido por un aumento en el nivel medio, que
hace que el perfil activo de la playa tenga que ascender para llegar al equilibrio dinámico con esta nueva condición de
nivel medio. Las playas constituidas por arenas más finas y mayores profundidades de corte, es decir, las más
disipativas, serán aquellas que experimenten el mayor retroceso. Este retroceso será mitigado en las playas con
grandes alturas de berma. El retroceso será mayor cuanto mayor sea la altura de ola significante que es excedida en la
playa y cuanto menor sea el tamaño de grano que compone la misma. Por último, cabe mencionar que los posibles
efectos del cambio climático en las playas son altamente dependientes de las características de la playa que se
11. 8
considere y de la propagación del oleaje hasta la misma, siendo imposible establecer valores globales a los cambios
mencionados. (TRAMA S.L. 2008a)
En principio los mayores impactos potenciales se producirán sobre la costa baja rocosa, esencialmente por el
aumento en la cota de inundación. Sin embargo, dada la naturaleza de los acantilados existentes en la Comunidad
Canaria éstos no parecen a priori muy vulnerables y los previsibles efectos serían de muy largo plazo. (TRAMA S.L.
2008a)
Desde el punto de vista funcional los puertos se diseñan con unas condiciones límite de agitación interior o de acceso
por la canal y bocanas que garanticen la operatividad y la explotación de los mismos. Las variaciones del nivel del mar,
oleaje y viento pueden modificar estas condiciones haciendo perder horas de operatividad a algunos de sus muelles y
terminales, lo que redunda en pérdidas de seguridad y económicas. Asimismo, la funcionalidad de las obras de
protección y muelles se evalúa esencialmente para que su cota de coronación garantice que no se superan unos
ciertos umbrales de rebase del oleaje. Un aumento del nivel del mar, de la marea meteorológica o del oleaje generaría
aumentos en los volúmenes de rebase y consecuentemente una pérdida de seguridad y operatividad en las zonas
protegidas por dichas infraestructuras. (TRAMA S.L. 2008a)
La estabilidad de las infraestructuras es también un aspecto importante, ya que éstas han sido calculadas para unas
condiciones de diseño que en 10 o 20 años pueden haber cambiado sustancialmente. El aumento del nivel del mar y
del oleaje puede generar una pérdida de estabilidad de estas infraestructuras, ya sea porque, por ejemplo, el peso de
las piezas que conforman el manto exterior de los diques de escollera deje de ser suficiente o por pérdida de
estabilidad de las banquetas que garantizan que no se produzca erosión a pie de dique. (TRAMA S.L. 2008a)
La combinación de nivel medio del mar, marea meteorológica y el run-up inducido por el oleaje puede dar lugar a
episodios cada vez más frecuentes de inundación y pérdida o cese temporal de operatividad de carreteras y
aeropuertos cercanos a la costa, así como a daños en el caso de que se puedan producir impactos directos.
(TRAMA S.L. 2008a)
Planteamientos análogos pudieran hacerse para las infraestructuras de abastecimiento de aguas, energía y
saneamiento situadas en proximidades de la zona costera a bajas cotas. Especialmente relevante sería el análisis
de todas aquellas infraestructuras de entre las anteriores que requieren para su funcionamiento tomas o vertidos de
agua, dado que éstas fueron calculadas para unos niveles del mar y unas condiciones de dinámicas generales que van
a verse modificadas por el cambio climático en el horizonte de su vida útil esperada. (TRAMA S.L. 2008a).
El aumento de las tormentas multiplicará el efecto de la subida del nivel del mar en los sistemas costeros debido a la
mayor frecuencia de marejadas y oleaje extremo. Las pérdidas de humedales, debido a la subida del nivel del mar se
espera que sean del orden del 17% a lo largo de las costas del Atlántico (IPCC 2001). Las obras de defensa de estas
costas para evitar inundaciones costeras llevarán a la pérdida adicional de los hábitats costeros (IPCC 1990).
Las estructuras offshore y las instalaciones para la extracción de hidrocarburos y energía renovable también
sufrirán un mayor riesgo (IPCC 1990).
11.6.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Chavez, F.P. & M. Messié 2009. A comparison of Eastern Boundary Upwelling Ecosystems. Prog. Oceanogr.,
doi:10.1016/j.pocean.2009.07.032
EPA, 2010. "Climate Change Indicators in the United States", EPA 430-R-1—007. www.epa.gov/climatechange/indicators.html
Losada, I. 2008. El cambio climático en las zonas costeras; previsiones y estrategias de adaptación. Simposio Internacional
“Evaluación crítica de las previsiones sobre el cambio climático: una perspectiva científica”. Real Academia de Ciencias
Exactas, Físicas y Naturales, Fundación R. Areces. Abril de 2008.
Marine Board – European Science Foundation, 2007. Impact of Climate Change on European Coastal and Marine
Environment. Marine Board Position Paper 9
Miller, L & B.C. Douglas. 2004. Mass and volume contributions to twentieth-century global sea level rise. Nature, 428: 406-409
Navarro-Perez & Barton 2001. Seasonal and interannual variability of the Canary Current. SCIENIA MARINA, 65 (Suppl. 1):
205-213
11. 9
Tel, E. & M.J. Garcia. (2003). El nivel del mar en las costas españolas y su relación con el clima. III Congreso de la Asociación
Española de Climatología.
TRAMA S.L. 2008a. Estudio previo. Plan Canario de Adaptación al Cambio Climático: AFECCIONES SOBRE
INFRAESTRUCTURAS COSTERAS Y LITORAL. Agencia Canaria de Desarrollo Sostenible y Cambio Climático. 107 pp.
TRAMA S.L. 2008b. Resumen de afecciones sobre la infraestructura costera y litoral de Canarias. Agencia Canaria de
Desarrollo Sostenible y Cambio Climático. 4 pp.
GAPS (FALTA DE INFORMACIÓN)
-
Para completar el estudio de las causas del comportamiento del nivel del mar se requieren la monitorización
continuada no solo del nivel del mar, sino de variables atmosféricas que ya vienen registrándose históricamente y
oceanográficas cuyo registro continuado ha comenzado recientemente en el IEO, por lo que la información
disponible no es, por el momento, suficiente aunque es un gran avance para conocimiento del clima en el futuro.
(Tel & Garcia, 2003).
11. 10