El cambio clim\u00e1tico es uno de los desaf\u00edos globales que a los que se enfrenta la sociedad hoy en d\u00eda y al que se enfrentar\u00e1 en el futuro. Del cambio clim\u00e1tico se esperan consecuencias sociales, econ\u00f3micas y ambientales. Para hacer frente a este problema, se iniciaron en los 90 negociaciones internacionales para limitar las emisiones de di\u00f3xido de carbono y metano. Las Naciones Unidas y la Organizaci\u00f3n Meteorol\u00f3gica Mundial establecieron el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Clim\u00e1tico (IPCC) con el fin de dar asesoramiento cient\u00edfico sobre las causas, los impactos y las estrategias de adaptaci\u00f3n y mitigaci\u00f3n. Aqu\u00ed se hace un breve resumen acerca de los enfoques actuales de la evaluaci\u00f3n del impacto del cambio clim\u00e1tico, haciendo hincapi\u00e9 en los eventos extremos naturales, como son las sequ\u00edas o las olas de calor. Por \u00faltimo, se exponen las consecuencias potenciales del cambio clim\u00e1tico en el ciclo hidrol\u00f3gico en Espa\u00f1a.<\/p>\n
[Malaak Kallache, IMDEA Agua]<\/p>\n
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La Existencia del Cambio Clim\u00e1tico<\/strong><\/p>\n Desde hace varias d\u00e9cadas, la humanidad se ha dado cuenta de su capacidad para cambiar las condiciones ambientales, incluso a escala global. La aparici\u00f3n y la estabilizaci\u00f3n del agujero de ozono puede servir como un ejemplo de la interacci\u00f3n entre la ecosfera y la antroposfera a escala global. Ya en la dec\u00e1da de 1860, cient\u00edficos como Tyndall [1861] reconocieron el efecto invernadero de la tierra. Luego, durante las d\u00e9cadas de 1980 y 1990, una conciencia cient\u00edfica comenz\u00f3 a surgir exponiendo que la emisi\u00f3n de \u00abgases de efecto invernadero\u00bb (b\u00e1sicamente di\u00f3xido de carbono y metano) a la atm\u00f3sfera estaba dando lugar a un aumento de la temperatura global. Este efecto se denomina hoy en d\u00eda \u00abcalentamiento global\u00bb o \u00abcambio clim\u00e1tico\u00bb y se ha demostrado de muchas maneras por la Ciencia [v\u00e9ase, por ejemplo, el IPCC 2001, IPCC, 2007]. Desde hace varias d\u00e9cadas la preocupaci\u00f3n por el cambio clim\u00e1tico y sus impactos potencialmente cr\u00edticos ha despertado la atenci\u00f3n internacional. Un hito en las negociaciones internacionales fue la firma del protocolo de Kyoto en 1997. Sin embargo, tras el fracaso de la Cumbre del Clima de la ONU en Copenhague 2009 (COP15), parece que estamos lejos de determinar una estrategia com\u00fan global para mitigar el cambio clim\u00e1tico. En Copenhague no pudieron ser adoptados compromisos vinculantes en cuanto a emisiones de CO2<\/sub>, a pesar de que la gran mayor\u00eda de los pa\u00edses estaban de acuerdo.<\/p>\n Origen y Impacto del Cambio Clim\u00e1tico<\/strong><\/p>\n Hoy en d\u00eda la detecci\u00f3n y atribuci\u00f3n del cambio clim\u00e1tico as\u00ed como su impacto sobre la sociedad y la naturaleza, forman ya parte de la investigaci\u00f3n cient\u00edfica. Es m\u00e1s, el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Clim\u00e1tico (IPCC) fue establecido por las Naciones Unidas y la Organizaci\u00f3n Meteorol\u00f3gica Mundial con el fin de examinar las pruebas de los efectos antropog\u00e9nicos en el cambio clim\u00e1tico. Esta instituci\u00f3n tambi\u00e9n trabaja en la formulaci\u00f3n de posibles escenarios de emisiones de gases de efecto invernadero, con el fin de predecir futuros cambios clim\u00e1ticos. Se espera que el pr\u00f3ximo informe de evaluaci\u00f3n del IPCC vea la luz en 2013\/2014 (v\u00e9ase www.ipcc.ch). Los informes cient\u00edficos de evaluaci\u00f3n del IPCC [IPCC, 2007] muestran que es muy probable que la mayor parte del aumento observado en las temperaturas medias mundiales desde mediados del siglo XX se deba al aumento observado en las concentraciones gases de efecto invernadero de origen antropog\u00e9nico, es decir, el aumento de la temperatura probablemente est\u00e9 causado por el hombre. S\u00f3lo una peque\u00f1a parte de los cient\u00edficos pone este resultado en duda. Sin embargo, el debate p\u00fablico es mucho m\u00e1s controvertido, impulsado por grupos con intereses pol\u00edticos o econ\u00f3micos [cf. RealClimate, 2011]. Cuando pasamos de la pregunta \u00ab\u00bfExiste el cambio clim\u00e1tico provocado por el hombre o no?\u00bb a preguntas como \u00ab\u00bfC\u00f3mo ser\u00e1 el cambio clim\u00e1tico en el futuro?\u00bb o \u00ab\u00bfC\u00f3mo nos podemos enfrentar a este desaf\u00edo?\u00bb, deben ser contempladas muchas m\u00e1s incertidumbres, decisiones subjetivas e intereses. As\u00ed pues, estas cuestiones tienen tambi\u00e9n importantes componentes pol\u00edticos y sociales, y no solamente cient\u00edficos.<\/p>\n Estudios actuales sugieren graves consecuencias del cambio pol\u00edtico a nivel social, econ\u00f3mico y ambiental [cf. Stern, 2006]. Aunque el cambio clim\u00e1tico va unido con un aumento muy lento de la temperatura, \u00e9ste podr\u00eda causar un cambio en los valores extremos de diferentes variables clim\u00e1ticas e hidrol\u00f3gicas (como olas de calor, inundaciones o fuertes precipitaciones). Es una creencia generalizada que el cambio clim\u00e1tico conduce a un aumento de la frecuencia y magnitud de eventos clim\u00e1ticos severos. Esto es confirmado por un gran n\u00famero de registros meteorol\u00f3gicos (por ejemplo, eventos con las temperaturas m\u00e1s altas, con las precipitaciones m\u00e1s intentas o con las sequ\u00edas m\u00e1s largas) que han sido superados en las \u00faltimas dos d\u00e9cadas [FOE 1997]. El IPCC afirma que \u00abpeque\u00f1as variaciones en los valores medios del clima o en la variabilidad clim\u00e1tica pueden producir cambios relativamente grandes en la frecuencia de los eventos extremos\u00bb, reconociendo que cambios sustanciales en el comportamiento extremo no son impensables desde una perspectiva cient\u00edfica [IPCC 2001]. As\u00ed pues, la preocupaci\u00f3n no es tanto por el aumento de la temperatura media de aproximadamente 0,74 \u00baC que se ha producido desde 1906, sino sobre todo por la futura evoluci\u00f3n del clima.<\/p>\n Futuro Desarrollo<\/strong><\/p>\n La cantidad de emisiones de di\u00f3xido de carbono (CO2<\/sub>) en el futuro depender\u00e1 del desarrollo de la sociedad, por ejemplo, de sus h\u00e1bitos de consumo o su capacidad de innovaci\u00f3n de nuevas tecnolog\u00edas. Para hacer frente a esta incertidumbre, varios escenarios han sido dise\u00f1ados para describir la posible evoluci\u00f3n del medio ambiente y de la sociedad en el futuro. Es el caso del Informe especial sobre escenarios de emisiones (IE-EE) del IPPCC, que contempla especialmente los cambios en las emisiones y en las concentraciones de gases de efecto invernadero y de aerosoles, ver Nakicenovic et al., [2000]). Las cuatro principales l\u00edneas evolutivas que describen los escenarios combinan dos conjuntos de tendencias divergentes: una conjunto var\u00eda entre grandes valores econ\u00f3micos y grandes valores ambientales, mientras que el otro conjunto var\u00eda entre la creciente globalizaci\u00f3n y regionalizaci\u00f3n. Las l\u00edneas evolutivas se resumen del modo siguiente:<\/p>\n A1: Un mundo futuro de r\u00e1pido crecimiento econ\u00f3mico, con la poblaci\u00f3n mundial alcanzando su m\u00e1ximo a mediados de siglo y disminuyendo posteriormente, y con la r\u00e1pida introducci\u00f3n de nuevas tecnolog\u00edas m\u00e1s eficientes.<\/p>\n A2: Un mundo muy heterog\u00e9neo con un continuo incremento de la poblaci\u00f3n mundial y con un\u00a0 crecimiento econ\u00f3mico orientado regionalmente y m\u00e1s fragmentado y lento que en las otras l\u00edneas evolutivas.<\/p>\n B1: Un mundo convergente con la misma poblaci\u00f3n global que en la l\u00ednea evolutiva A1, pero con cambios r\u00e1pidos en las estructuras econ\u00f3micas que lleven hacia una econom\u00eda de servicios y de la informaci\u00f3n, con reducciones en el consumo de materiales, y la introducci\u00f3n de tecnolog\u00edas limpias y eficientes en relaci\u00f3n con los recursos.<\/p>\n B2: Un mundo en el que destacan las soluciones locales a la sostenibilidad econ\u00f3mica, social y ambiental, con una poblaci\u00f3n en continuo crecimiento (pero menor que en A2) y con un desarrollo econ\u00f3mico intermedio.<\/p>\n Las proyecciones realizadas con estos grupos de escenarios principales, estiman que el calentamiento medio del aire superficial al final de este siglo ir\u00eda desde los 1.8\u00baC en un escenario de bajas emisiones (B1) hasta los 4.0\u00baC para el escenario de altas emisiones (A1FI, sub-escenario de A1) [IPCC, 2007]. Sin embargo, estas cifras est\u00e1n sujetas a debate cient\u00edfico y es posible que var\u00eden en el pr\u00f3ximo informe del IPCC en 2013.<\/p>\n Para per\u00edodos futuros no hay observaciones disponibles. Por lo tanto, el impacto del cambio clim\u00e1tico en futuros per\u00edodos de tiempo com\u00fanmente se explora por medio de proyecciones\u00a0 de modelos de circulaci\u00f3n general (MCG) [v\u00e9ase, por ejemplo, Baettig et al., 2007]. Estos modelos din\u00e1micos tienen la finalidadad de simular el cambio del clima debido a las cambio en condiciones de las zonas l\u00edmite (por ejemplo, la temperatura de la superficie del mar). T\u00edpicamente combinan un componente atmosf\u00e9rico y un componente marino. La superficie del mar es la interfaz: Aqu\u00ed se producen las transferencias del agua (evaporaci\u00f3n\/ precipitaci\u00f3n) y de momentum. Un acoplamiento exacto de la r\u00e1pida atm\u00f3sfera en el lento oc\u00e9ano (con larga memoria) es esencial para simular los sistemas atmosf\u00e9ricos a gran escala, por ejemplo, el Ni\u00f1o \u2013 Oscilaci\u00f3n Sur (ENOS). Varios grupos de cient\u00edficos han desarrollado diferentes modelos MCG, que pueden dar resultados divergentes, pero entre los que no puede identificarse hasta ahora un mejor modelo. Los resultados de las distintas simulaciones son evaluados y presentados en grandes proyectos de intercomparaci\u00f3n de modelos [v\u00e9ase, por ejemplo CMIP5, 2008]. Para los estudios de an\u00e1lisis del cambio clim\u00e1tico, estos modelos se ejecutan bajo condiciones actuales (aqu\u00ed se utiliza com\u00fanmente el control 20C3M, lo que se traduce en un aumento de los gases de efecto invernadero y de los aerosoles de sulfato, tal y como ha ocurrido en el siglo XX) y bajo escenarios que representan supuestos acerca de la posible evoluci\u00f3n del medio ambiente y de la sociedad. Por lo general, un estudio ejecutar\u00e1 el mismo modelo varias veces, trabajar\u00e1 con diferentes modelos MCG y bajo diferentes escenarios, con la finalidad de obtener una estimaci\u00f3n de la variabilidad de los resultados debido a la incertidumbre sobre los par\u00e1metros iniciales, sobre el modelo y sobre las condiciones futuras. La variables clim\u00e1ticas a una escala regional m\u00e1s detallada, son generadas por modelos clim\u00e1ticos regionales (MCR) [cf., por ejemplo, Rummukainen, 2010], y por modelos hidrol\u00f3gicos cuando las variables hidrol\u00f3gicas son examinadas [cf., Por ejemplo, Jones et al., 2006]. Los productos de los modelos son cuadriculados. Proporcionan, por ejemplo, la precipitaci\u00f3n total de una regi\u00f3n con la forma de un rect\u00e1ngulo.\u00a0 Los MCR pueden proporcionar informaci\u00f3n con resoluciones tan buenas como pueden ser los 50 o 25 km. Sin embargo, este tipo de informaci\u00f3n normalmente no se puede utilizar directamente para estudios de impacto local. Para comparar los resultados de los modelos, que representan celdas de una cuadr\u00edcula, y las observaciones, derivadas de las estaciones (localizaciones de puntos), tienen que ser llevados a un mismo nivel. Esto se realiza bien mediante la regionalizaci\u00f3n de las observaciones, o bien mediante la reducci\u00f3n de escala de los resultados de los modelos. Se han propuesto distintas maneras para reducir la escala, tanto para valores valores medios [Fowler et al., 2007] como para valores extremos [cf. Friederichs and Hense, 2007; Benestad, 2009; Cannon, 2010].<\/p>\n An\u00e1lisis de los Valores Extremos<\/strong><\/p>\n El an\u00e1lisis de los valores extremos desempe\u00f1a un papel importante en los estudios del cambio clim\u00e1tico y de la gesti\u00f3n de los recursos h\u00eddricos, como por ejemplo, en el dise\u00f1o de construcciones destinadas a la protecci\u00f3n frente a inundaciones, como presas y diques. Este an\u00e1lisis se puede hacer con observaciones o con resultados a partir de modelos (con reducci\u00f3n de escala). Los \u00edndices son un instrumento frecuentemente utilizado para describir las caracter\u00edsticas de los fen\u00f3menos clim\u00e1ticos extremos y su cambio [Beniston et al, 2004; Baettig et al, 2007]. Com\u00fanmente los \u00edndices resumen los datos que est\u00e1n por encima de un cierto umbral, como por ejemplo el n\u00famero de d\u00edas al a\u00f1o en el que la temperatura en un lugar determinado supera los 30\u00b0C, o \u201cel a\u00f1o m\u00e1s caloroso en 20 a\u00f1os\u00bb. Sin embargo, en muchas aplicaciones los eventos extremos son poco frecuentes, como ocurre con las inundaciones o las tormentas. En estos casos, la evaluaci\u00f3n de eventos muy extremos ya no puede basarse en el recuento de evento, y hay que basarse en estudios estad\u00edsticos de los valores extremos (EVT) [cf. Embrechts et al., 1997]. Los EVT se ocupan de eventos poco frecuentes, y por eso una distribuci\u00f3n te\u00f3rica (la distribuci\u00f3n generalizada del valor extremo [GEV] o la distribuci\u00f3n de Pareto generalizada) es la que se ajusta a estos eventos. Los resultados se obtienen a partir de este modelo estad\u00edstico. Mediante el adecuado uso de t\u00e9cnicas de estimaci\u00f3n de par\u00e1metros es posible conseguir una evaluaci\u00f3n de la incertidumbre de los indicadores estad\u00edsticos derivados, como los cuantiles y la tasa de incidencia. La estimaci\u00f3n de periodos de retorno para inundaciones que se repiten cada 100 a\u00f1os es un importante ejemplo y es \u00fatil en la gesti\u00f3n del agua. Los EVT han evolucionado constantemente desde el fundamental trabajo de Gumbel [1958] [cf. Coles, 2001;. Katz et al, 2005], jugando un papel importante en los estudios de evaluaci\u00f3n de riesgos.<\/p>\n Impactos del Cambio Clim\u00e1tico en los Valores Extremos<\/strong><\/p>\n Es probable que los cambios en los valores clim\u00e1ticos e hidrol\u00f3gicos extremos debidos al cambio clim\u00e1tico tendr\u00e1n el mayor impacto en la sociedad en el futuro [Tebaldi et al, 2006; Alexander et al, 2009]. Los cambios en los patrones de circulaci\u00f3n atmosf\u00e9rica pueden aumentar el riesgo de precipitaciones e inundaciones extremas [Frei et al., 2000; IPCC, 2001]. Esto se debe a que la capacidad de la atm\u00f3sfera para retener el agua crece con el aumento de temperatura. Se han observado mayores y m\u00e1s intensas precipitaciones [cf. Osborn y col., 2000; Kundzewicz y Schellnhuber, 2004]. Se espera que esta tendencia contin\u00fae. Muchos estudios han hecho notar, por ejemplo, tendencias al alza tanto en las precipitaciones medias como en los altos cuantiles de precipitaci\u00f3n en el hemisferio norte, y los modelos clim\u00e1ticos sugieren que estas tendencias continuar\u00e1n con el aumento del efecto invernadero [Fowler et al., 2010]. Al mismo tiempo, se prev\u00e9 (probablemente) un aumento en la proporci\u00f3n de la superficie de la tierra con sequ\u00eda extrema, adem\u00e1s de una tendencia a la sequ\u00eda en el interior de los continentes durante el verano, especialmente en las zonas subtropicales y en latitudes bajas y medias [cf. Bates et al., 2008]. Tambi\u00e9n hay gran confianza en que la frecuencia y magnitud de muchos de los eventos extremos relacionados con el clima\u00a0 (por ejemplo, las olas de calor o la intensidad de los ciclones tropicales) se incrementar\u00e1n con un aumento de la temperatura de menos de 2\u00b0C por encima de los niveles de 1990, y que este aumento y los da\u00f1os relacionados ser\u00e1n mayores a temperaturas m\u00e1s altas [Sch\u00e4r et al, 2004;. del IPCC, 2007].<\/p>\n Consecuencias en el Ciclo Hidrol\u00f3gico en Espa\u00f1a<\/strong><\/p>\n Los impactos sobre el ciclo hidrol\u00f3gico no s\u00f3lo dependen de la temperatura, sino tambi\u00e9n del tipo de suelo y del uso de la tierra. La evaluaci\u00f3n de estos impactos es, pues, un tema de investigaci\u00f3n actual y plantea incertidumbres. En el sur de Europa se prev\u00e9 un creciente estr\u00e9s h\u00eddrico, es decir, precipitacion y escorrent\u00eda anual decreciente [IPCC, 2007]. Sin embargo, los cambios var\u00edan considerablemente de una temporada a otra y entre regiones, dependiendo de diferencias en los patrones de circulaci\u00f3n atmosf\u00e9rica y en la carga de vapor de agua. El Ministerio de Agricultura, Alimentaci\u00f3n y Medio Ambiente (MIMAM) prev\u00e9 en su evaluaci\u00f3n de las consecuencias del cambio clim\u00e1tico en Espa\u00f1a [cf. Iglesias et al., 2005] una reducci\u00f3n de la escorrent\u00eda de 5% a 14% para el a\u00f1o 2030, teniendo en cuenta dos escenarios (uno con 1\u00baC de incremento de la temperatura media anual, y otro en el que adem\u00e1s haya una disminuci\u00f3n de la precipitaci\u00f3n del 5%). Las cuencas m\u00e1s afectadas son las de Guadiana, Canarias, Segura, J\u00facar, Guadalquivir, y Sur y Baleares.<\/p>\n References<\/strong><\/p>\n -Alexander L. V., N. Tapper, X. Zhang, H. J. Fowler, C. Tebaldi, and A. Lynch. Climate extremes: progress and future directions. 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