PROYECCIONES EN LOS CAMBIOS DEL BALANCE …ciencias.bogota.unal.edu.co/fileadmin/content/geociencias/revista... · dos pobres (Kuhl & Miller, 1992 citados por Xu, 1999), de manera

Meteorología Colombiana N4 pp. 87–102 Octubre, 2001 Bogotá D.C. ISSN-0124-6984

PROYECCIONES EN LOS CAMBIOS DEL BALANCE HÍDRICO EN COLOMBIA BAJO ALTERACIONES EN EL CONTENIDO DEL DIÓXIDO DE CARBONO

PATRICIA TÉLLEZ-GUIO Coinvestigadora Proyecto “Proyecciones Climáticas Regionales e Impactos Socioeconómicos del

Cambio Climático en Colombia”. COLCIENCIAS-U.N. e IDEAM

JOSÉ FRANCISCO BOSHELL-VILLAMARÍN Profesor Asociado, Grupo de Investigación en Meteorología-Departamento de Geociencias-

Facultad de Ciencias–Universidad Nacional de Colombia

JORGE ANÍBAL ZEA-MAZO Profesor Asociado, Departamento de Geociencias- Facultad de Ciencias -Universidad Nacional de Colombia.

Investigador científico IDEAM Téllez, P., J. Boshell & J. Zea. 2001: Proyecciones en los cambios del balance hídrico en Colombia bajo alteraciones en el contenido del dióxido de carbono. Meteorol. Colomb. 4:87-102. ISSN 0124-6984. Bogotá, D.C. – Colombia.

RESUMEN

Se describe la variabilidad espacial y temporal del balance hídrico para Colombia para tres esce-narios climáticos, a partir de series de precipitación y evapotranspiración de referencia. Se esta-blecen, un escenario real, un escenario obtenido de acuerdo con variables simuladas con el mo-delo NCAR LSM acoplado al modelo de circulación general CCM3 (Community Climate Model) y un escenario con una duplicación de las concentraciones de CO2 en la atmósfera, simulado con variables obtenidas por la técnica de reducción de escala. Los resultados se comparan entre sí y se establecen las diferencias relativas con respecto al escenario real a fin de evaluar y ajustar las estimaciones del balance hídrico que se tendría bajo condiciones de un escenario simulado bajo el supuesto de una duplicación de las concentraciones de CO2, con la ayuda de las cuales se de-terminan los efectos de un cambio climático sobre los balances y se identifican las regiones don-de éstos serían más críticos. Palabras Clave: Balance hídrico, cambio climático, impactos, excesos, déficits, evapotranspira-

ción.

ABSTRACT

This paper described the spatial and temporal variability of the water balance in Colombia for three climatic scenarios by using precipitation and reference evapotranspiration data sets. It is es-tablished a real scenario, a scenario generated by using variables simulated by the NCAR LSM model, coupled to the general circulation model CCM3 (Community Climate Model), and a sce-nario assuming a double CO2 atmospheric concentration by variables obtained by the statistical downscaling method. Results show the relative differences of the simulated scenarios in compari-son with the real scenario. It is used to evaluate and to fit the water balance estimates expected after a duplication of the CO2 atmospheric concentration. The possible effects of a climatic change on the water balance are established and the most affected regions in Colombia are identified. Key Words: Water balance, climatic change, impacts, excesses, deficits, evapotranspiration

88 METEOROLOGÍA COLOMBIANA N°4, OCTUBRE 2001

1. INTRODUCCIÓN En los últimos años se ha discutido ampliamente acerca de la vulnerabilidad de los sistemas climáticos a incre-mentos en las concentraciones de gases y aerosoles en la atmósfera, causados por diversas actividades econó-micas desarrolladas por la población a escala mundial. Razón por la cual, investigadores interesados en la sos-tenibilidad de los ecosistemas y de los recursos naturales discuten acerca de las consecuencias que un cambio climático puede traer sobre éstos. Entre éstas últimas, se encuentra la alteración de los balances hídricos y los subsecuentes cambios en el régimen de caudales y en la calidad de los mismos (Xu, 1999) y, por lo tanto, sus

efectos sobre la disponibilidad de agua para los cultivos y en la sostenibilidad de sistemas forestales. Consecuen-temente, muchos estudios se han enfocado a entender las relaciones existentes entre la atmósfera y los flujos de agua en la superficie. Tales hechos han dirigido la inves-tigación hacia la utilización de modelos atmosféricos globales, acoplados a modelos de flujos de superficie; los cuales pueden ser usados para simular escenarios futu-ros de cambio climático. Sin embargo, la representación del ciclo hidrológico dentro de un modelo global de circu-lación general de la atmósfera ha mostrado aún resulta-dos pobres (Kuhl & Miller, 1992 citados por Xu, 1999),

de manera que se han investigado metodologías que conduzcan a mejores resultados, una de ellas consiste en utilizar las variables generadas por los modelos globales y reducirlas a una menor escala, de tal forma que se puedan utilizar como variables de entrada en modelos hidrológicos regionales y locales, en los cuales la tempe-ratura y la precipitación son variables en las que más interés se tiene en la evaluación de los impactos (Doher-ty & Mearns, 1999). El presente trabajo pretende describir la variabilidad es-pacial y temporal del balance hídrico a escala nacional para tres escenarios climáticos: un escenario real, un escenario simulado con el modelo de flujos en superficie NCAR LSM versión 1 (Bonan, 1996), acoplado al modelo

de circulación general CCM3 (Community Climate Model) y, un escenario simulado bajo el supuesto de una dupli-cación de las concentraciones de CO2 en la atmósfera. Además se comparan entre sí y se establecen las dife-rencias relativas con respecto al escenario real, con el fin de evaluar los efectos que un cambio climático cause sobre los balances e identificar las regiones donde éstos serían más críticos.

2. METODOLOGÍA Se calcularon balances hídricos mensuales a escala nacional en puntos de grilla de 2,8125 grados, para tres distintos escenarios, los cuales se comparan entre sí. A continuación se describe cada uno de los escenarios.

2.1. Escenarios

2.1.1. Escenario real El escenario real representa un estado existente u obser-vado. Dicho escenario se establece a partir de variables

climáticas observadas en 80 estaciones meteorológicas, del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Am-bientales (IDEAM). En particular se contó con series de tiempo de Precipitación y Temperatura, para el periodo 1969-1990, el cual de acuerdo con análisis estadísticos, resultó ser representativo del periodo normalmente estándar 1961-1990; y de valores de evapotranspiración de referencia media mensual multianual, calculada por el método de Penmam-Monteith, para 69 de las 80 estacio-nes y cuyos promedios se establecieron con base en el mismo periodo. Finalmente, los valores medios mensua-les de precipitación y evapotranspiración de referencia fueron interpolados a puntos de grilla de 2,8125 grados utilizando el método de Kriging.

2.1.2. Escenario simulado Este escenario representa un estado simulado con el modelo NCAR LSM. Se establece a partir de las variables meteorológicas suministradas por el Modelo NCAR LSM 1.0 (Modelo de Flujos en Superficie), el cual se encuentra acoplado al CCM3. Las variables que se utilizaron del modelo son las siguientes: precipitación convectiva y de gran escala, radiación solar neta incidente, radiación neta de onda larga saliente, temperatura del aire a 2 m., velo-cidad del viento a la altura de referencia z (aprox. 66 m), humedad específica del aire, presión atmosférica a la altura de referencia. Dichas variables son calculadas por el modelo en puntos de grilla, igualmente espaciados cada 2,8125 grados, tanto en sentido latitudinal como longitudinal. Las variables climatológicas fueron emplea-das para calcular la evapotranspiración de referencia con la ecuación de Penman–Montheith.

2.1.3. Escenario simulado con una duplicación del CO2

Este escenario es el resultado de una simulación ejecu-tada bajo el supuesto que ocurriera una duplicación de las concentraciones de CO2 en la atmósfera. Se estable-ce a partir de la precipitación y temperatura obtenidas para cada una de las estaciones mediante la técnica de reducción de escala (Statistical Downscalling) utilizando variables meteorológicas predictoras, simuladas en pun-tos de grilla por el modelo NCAR CCM3. Una mejor des-cripción acerca de la técnica utilizada se encuentra en Molina et al. (2000) y Bernal et al. (2000).

Dado que en éste escenario no se contó con todas las variables climáticas necesarias para el cálculo de la eva-potranspiración de referencia por el método de Penman–Montheith, se utilizó, en primera instancia, la fórmula de Thornthwaite, la cual solo requiere datos de temperatura media mensual. Los valores mensuales de ETo obtenidos por el método de Thornthwaite, se ajustaron a valores de Penman-Monteith (ETo (P-M)), multiplicándolos por un factor de corrección K, respectivamente para cada mes y para cada estación. El factor K, se obtuvo calculando la ETo mediante la fórmula de Thornthwaite para los valores medios mensuales de temperatura observados en las 80 estaciones, los cuales se compararon con los valores de

TÉLLEZ, BOSHELL & ZEA: PROYECCIONES CAMBIOS BALANCE HÍDRICO EN COLOMBIA DIÓXIDO CARBONO 89

ETo calculados mediante la fórmula de Penman-Montheith (Hurtado, 2000), respectivamente para cada

estación. Posteriormente, se establece una relación entre los dos valores de ETo, con la cual se determina, un factor K, para cada estación y para cada mes. Finalmente los valores medios mensuales de precipita-ción y evapotranspiración se llevaron a puntos de grilla de la misma longitud como en los demás escenarios.

2.2. Cálculo de los Balances Hídricos Se calcularon Balances hídricos medios mensuales, utilizando la ecuación: Q = P – ETo (1)

Donde, Q: El exceso o déficit de agua; donde el exceso representa la escorrentía superficial. P: Es la Precipitación media mensual. ETo: Es la Evapotranspiración de referencia. Este tipo de balance representa una condición climatoló-gica potencial, puesto que evalúa los excesos o déficits, únicamente en términos de variables meteorológicas y no involucra las características físicas del terreno; es decir no intervienen las variaciones del relieve, de la vegeta-ción y de los tipos de suelo. Los balances se calcularon respectivamente en cada punto de grilla.

3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN A continuación se describe brevemente la variación tem-poral y espacial de la precipitación, la evapotranspiración y los excesos o déficits de agua medios mensuales para cada uno de los escenarios establecidos. De la misma manera se presentan las diferencias encontradas entre los el escenario real y los demás escenarios.

3.1. Distribución Espacial de la Precipitación Media Mensual

3.1.1. Precipitación en el escenario real (PR)

El comportamiento temporal de la precipitación muestra, principalmente 4 temporadas que van de diciembre a marzo, de abril a junio, de julio a septiembre y, octubre y noviembre. Durante la primera temporada, se observa principalmente una época de bajas precipitaciones en la mayor parte del territorio colombiano, con enero como el mes más seco de la temporada. Como características importantes, puede destacarse que las zonas más secas durante éste periodo se localizan en las regiones Caribe, Orinoquia y en el centro y norte de la región Andina (alto y medio Magdalena, alto y medio Cauca y alto Nechi), donde se presentan precipitaciones por debajo de los

150mm. Mientras que las zonas localizadas hacia el sur de la región Andina, en la región Pacífica y en la Amazo-nia presentan precipitaciones entre los 150 y 300 mm. La segunda temporada es la época más lluviosa del año en la mayor parte del país; cuando se alcanzan los máximos de precipitación durante los meses de mayo a julio. En marzo y abril, las zonas más secas nuevamente se encuentran en la región Caribe, norte de la región Andina y en la Orinoquia, con precipitaciones no mayores a 200 mm; mientras las más húmedas se localizan hacia el sur occidente del país, con precipitaciones entre 250 y 350 mm, principalmente. En mayo y junio, la región Cari-be y norte de la región Andina continúan siendo las zonas más secas, aunque se observa un incremento de las cantidades de precipitación, hasta los 250 mm. Durante éstos dos meses, las regiones de la Orinoquia y del Pací-fico se convierten en las zonas más lluviosas del país, alcanzando precipitaciones por encima de los 350 mm. Mientras que hacia el sur del país, se presentan precipi-taciones entre los 300 y 350 mm. La tercera temporada se caracteriza principalmente por una disminución de las precipitaciones en la mayor parte del país (centro y sur de la región Andina, Llanos Orienta-les y Amazonia), sin llegar a ser una verdadera época seca, y por un aumento de las mismas en las regiones Caribe y Pacífica. En general, puede decirse que durante esta temporada las zonas más lluviosas se localizan en el Pacífico y en el centro y oriente del país y las más secas hacia el Caribe. Septiembre es el mes más seco en la mayor parte del país, con precipitaciones no mayores a los 250 mm; mientras éste es el mes más húmedo para las regiones Caribe (150 mm) y Pacífica (400 mm). Finalmente, la cuarta temporada (octubre y noviembre) se caracteriza por un ligero incremento de las precipitacio-nes durante el mes de octubre, especialmente en la re-gión del Pacífico, medio Magdalena, piedemonte llanero, Orinoquia oriental, Amazonia oriental, piedemonte amazónico y la región Caribe. En noviembre las precipi-taciones disminuyen ligeramente en comparación con el mes de octubre. Cabe destacar que durante este mes algunas zonas llegan a ser más secas que en septiem-bre, como es el caso de parte del sur oriente amazónico, la Orinoquia oriental y el bajo Magdalena. La Fig.1, mues-

tra la distribución espacial de la PR para los meses de

enero, abril, julio y octubre.

3.1.2. Precipitación en el escenario simulado con el modelo NCAR LSM (P

LSM)

En éste escenario, no se analiza gran parte de la región del Caribe, debido a que el modelo no proporciona valo-res sobre el océano, lo cual no permite obtener una bue-na interpolación en dicha región. De acuerdo con los resultados que muestra el modelo, pueden diferenciarse, igualmente, 4 temporadas: noviembre a febrero, marzo y abril, mayo a agosto y septiembre y octubre.


Figura 1. Distribución espacial de la Precipitación (mm) para el escenario real (PR)), el escenario simulado

con el modelo NCAR LSM (PLSM) y el escenario simulado con una duplicación del CO2 (P2CO2)

PRECIPITACION REAL (PR)

PRECIPITACION CON EL MODELO NCAR - LSM (PLSM)

PRECIPITACION CON UNA DUPLICACION DEL CO2 (PCO2)

Enero Abril Julio Octubre Figura 1. Distribución espacial de la precipitación (mm) en el escenario real (P

R), el escenario simulado con el mode-

lo NCAR-LSM (PLSM

) y el escenario simulado con una duplicación del CO2 (P2CO2

)


En la primera temporada, el modelo simula una época seca en la mayor parte del país, con precipitaciones que no superan los 150 mm, a excepción de la Amazonia, donde se presentan precipitaciones hasta de 350 mm. Febrero es el mes más húmedo de ésta temporada y de noviembre a enero el comportamiento de la precipitación es bastante similar. En la segunda se observa un periodo lluvioso en la mayor parte del país, donde las precipita-ciones superan los 200 mm. Las regiones de la Amazo-nia, Pacífica y centro del país (medio y alto Magdalena) presentan las mayores precipitaciones, especialmente en el mes de marzo, cuando se alcanzan cantidades hasta de 400 mm en la Amazonia. La tercera temporada es simulada como un periodo seco, para el centro, oriente y sur del país con precipitaciones por debajo de los 100 mm. Mientras las zonas de los ríos Sinú y San Jorge, Urabá, y el norte de la región del pacífico, son simuladas como zonas lluviosas con precipitaciones hasta de 600 mm en el mes de agosto; junio y julio son los meses más secos de la temporada. Durante la cuarta temporada se presenta un fuerte incremento de la precipitación con respecto a la temporada anterior, especialmente en las zonas que fueron muy secas, por ejemplo en agosto se simularon 100 mm de precipitación en el sur oriente amazónico y en septiembre en esta región son simulados más de 350 mm. Septiembre se presenta como el mes más lluvioso del año en la mayor parte del país, a excep-ción del Pacífico sur. La Fig.1 muestra la distribución

espacial de PLSM para los meses de enero, abril, julio y

octubre.

3.1.3. Precipitación en el escenario simulado con una duplicación del CO2 (P

2CO2)

El escenario presentaría tres temporadas, noviembre a marzo, abril a junio y julio a octubre. En la primera, se observa una época de baja precipitación en la mayor parte del territorio nacional, donde los valores no superan los 200 mm. En noviembre y diciembre la zona del Pacífi-co norte, los ríos Sinú y San Jorge y el Urabá tendrían las mayores precipitaciones, alcanzando valores hasta de 400 mm; igualmente se observa que durante esta tempo-rada, el sur oriente amazónico tendría valores entre 250 y 300 mm. La segunda temporada, se caracterizaría por un incremento de la precipitación, en la mayor parte del país en relación con la temporada anterior, especialmente en las regiones del Pacífico norte, Urabá, medio Cauca, Orinoquia, Amazonia y centro de la región Andina. Junio sería el mes más húmedo, mostrando precipitaciones hasta de 400 mm en las regiones de la Orinoquia y Pací-fica; mientras la región del Caribe sería la más seca con precipitaciones por debajo de los 150 mm. Durante la tercera temporada, se presentaría una disminución de la precipitación en la región Andina, especialmente hacia el medio Magdalena. Durante, esta temporada es posible observar que las zonas más secas se localizan en toda la región Andina y en la región del Caribe, con precipitacio-nes que no superan los 150 mm, a excepción de Cundi-namarca y la zona cafetera que muestran precipitaciones de 200 mm. Mientras las zonas húmedas se encontrarían en el Pacífico, la Orinoquia y Amazonia, con precipitacio-nes mayores a los 250 mm, alcanzando hasta 500 mm en

el Pacífico. La Fig.1, muestra la distribución espacial de

P2CO2 para los meses de enero, abril, julio y octubre.

3.1.4. Diferencias en la precipitación

3.1.4.1. Diferencias de la distribución espacial de la precipitación entre el escenario real y el escenario simulado por el modelo NCAR-LSM

El modelo NCAR LSM, subestima los valores medios de precipitación por encima del 20% alcanzando incluso subestimaciones superiores al 300% en algunos puntos de grilla. Las mayores diferencias se presentan para los meses de enero, febrero, marzo y julio, cuando las dife-rencias predominantemente sobrepasan el 80%, espe-cialmente hacia la Orinoquia, el medio y alto Magdalena, el medio Cauca, el alto Nechi, el Pacífico, el río Sogamo-so y el Catatumbo. Las menores diferencias (< 50%) se observan durante abril, noviembre y diciembre especial-mente hacia el sur del país, no obstante durante estos meses algunas regiones muestran también subestima-ciones por encima del 100%, principalmente hacia las regiones de medio y alto Magdalena, el alto Cauca, el Pacífico norte y el Catatumbo. En la Fig.2, se muestran las diferencias relativas entre el escenario real y el esce-nario simulado con el modelo NCAR-LSM, para los me-ses de enero, abril, julio y octubre.

3.1.4.2. Diferencias de la distribución espacial de la precipitación entre el escenario real y el escenario simulado con una duplicación del CO2.

El escenario con duplicación del CO2, muestra que la precipitación se incrementaría con porcentajes entre el 10 y más del 100% en algunos puntos de grilla, y disminuiría entre el 10 y 60%. Durante los meses de enero y febrero, se observarían las mayores diferencias, con incrementos superiores del 100% localizadas especialmente en la Orinoquía, los valles de los ríos Sinú y San Jorge, el litoral central, el nororiente de la Sierra Nevada de Santa Marta y la alta Guajira. En marzo las diferencias se man-tienen hacia el norte del país pero disminuyen en el resto del país hasta valores que no superan el 10%. En abril se presentarían disminuciones de la precipitación por debajo del 30% en la mayor parte del país, e incrementos entre el 10 y 30% en el alto Magdalena, el alto Cauca, el Pací-fico sur y central, el alto Patía, la montaña nariñense el piedemonte amazónico, el bajo Magdalena, el litoral cen-tral, los valles de los ríos Sinú y San Jorge y el Urabá. En mayo tendría incrementos por debajo del 20% en el cen-tro y norte del país y del 30% en la Orinoquia; mientras que habría disminuciones del 10 y 20% hacia el sur de la Amazonia. Durante junio la precipitación se incrementaría por debajo del 30% en la mayor parte del país. En Julio y agosto se presentarían incrementos entre el 10 y 60% especialmente en la Orinoquía, la región Caribe, el río Sogamoso, el Catatumbo, el alto Magdalena y el alto Cauca; y mayores del 60% en la Amazonia. Hacia los piedemontes se presentarían disminuciones entre el 10 y 40%. En septiembre y octubre, la precipitación se incre-mentaría entre el 10 y 40% en gran parte del país; sin


embargo, el departamento de Nariño, tendría incrementos por encima del 100%. Por otro lado, en el piedemonte amazónico se presentarían disminuciones del 10%; mien-tras no habría cambios en las regiones del piedemonte llanero, el medio Magdalena, el medio Cauca y el alto Nechi. Por último, en noviembre y diciembre se presen-tarían disminuciones de la precipitación entre el 10% y el 40%, en el centro del país, el Pacífico central y sur, el

Catatumbo y la cuenca del río Arauca, siendo las dismi-nuciones más acentuadas en diciembre; en el resto del país se presentarían incrementos predominantemente menores al 20%, excepto en la Amazonia, donde éstos serían hasta del 40%. La Fig.2. presenta las diferencias de la distribución espacial de la precipitación entre el escenario real y el escenario con duplicación de CO2, para los meses de enero, abril, julio y octubre.

PR vs PLSM

PR vs P2CO2

Figura 2. Diferencias relativas (5) de la distribución de la Precipitación entre el escenario real (PR),

el escenario simulado con el modelo NCAR-LSM (PLSM) y el escenario con una duplicación del CO2 (P2CO2)

Enero Abril Julio Octubre

Figura 2. Diferencias relativas (%) de la distribución entre el escenario real, el escenario simulado con el modelo

NCAR-LSM y el escenario simulado con una duplicación del CO2

3.2. Distribución Espacial de la Evapotranspi-ración de Referencia (ETo) Media Mensual

3.2.1. Evapotranspiración para el escenario real (ETo

R)

La distribución espacial de la ETo para el escenario real, a lo largo del año, distingue principalmente cuatro tempo-radas: diciembre a marzo, abril a junio, julio - agosto y septiembre a noviembre. La Fig.3, presenta la distribución de la ETo para los meses de enero, abril, julio y octubre.

La primera temporada subdivide el país en cuatro zonas: una zona, con valores de ETo entre 60 y 80 mm, locali-zada principalmente, en la Costa Pacífica; una zona, con valores de ETo de 100 mm, la cual abarca las regiones del los ríos Sinú y San Jorge, el Urabá, el alto y medio Magdalena, el piedemonte llanero, la Orinoquia central y la Amazonia; una zona, con valores de ETo de 120 mm, que abarca principalmente la región Caribe, el Catatum-bo, Arauca y la parte occidental de la Orinoquia oriental; y una, última zona, con valores entre 140 mm y 180 mm (en enero), que abarca principalmente la Orinoquia orien-tal.


Durante esta temporada se observa que entre diciembre y enero se presenta un aumento de la ETo, principalmen-te en la zona del medio Cauca y alto Nechi, al accidente del medio Magdalena, en la Orinoquia y en la alta Guaji-ra. En febrero, disminuye nuevamente hacia la Orinoquia y el piedemonte llanero. Mientras, en marzo aumenta hacia el Pacífico norte y central, el medio Cauca y alto Nechi y la región Caribe. En la segunda temporada se distinguen tres zonas: una con valores de ETo entre 60 y 80 mm, la cual abarca la mayor parte del territorio nacional, especialmente hacia la zona central y sur del país; una segunda zona con valo-res de ETo de 100 mm, principalmente localizada hacia las regiones de los valles de los ríos Sinú y San Jorge, el medio Magdalena y el Catatumbo; y una zona con valo-res de ETo entre 120 y 140 mm, comprendida, principal-mente, por la región Caribe. A escala temporal puede notarse que la ETo disminuye en el mes de junio en la mayoría de las zonas, a excepción de la región Caribe donde los valores tienden a mantenerse constantes a lo largo de la temporada. Durante la tercera temporada (julio y agosto), la ETo aumenta hacia el centro del país y los Llanos Orientales, particularmente en el mes de agosto, cuando alcanza valores de 100 mm, en la mayor parte del país, abarcan-do las regiones de los valles de los ríos Sinú y San Jorge, la mayor parte de la región Andina, la Orinoquia y el sur oriente amazónico. En la región Caribe, la ETo presenta valores de 120mm. Finalmente, durante la cuarta temporada (de septiembre a noviembre) se observa una ligera disminución de la ETo, en el Pacífico, el medio Cauca y el alto Nechi, don-de los valores se encuentran entre 60 y 80 mm. y en la región Caribe, con valores de 120 mm. Por otro lado, durante octubre y noviembre ocurre un ligero aumento de la ETo sobre la zona de la Orinoquia oriental, con valores de ETo de 120 mm. Por lo tanto, durante esta temporada la mayor parte del país presenta una ETo de 100 mm.

3.2.2. Evapotranspiración en el escenario simula-do con el modelo NCAR LSM (ETo

LSM)

La distribución espacial de la evapotranspiración de refe-rencia media mensual para el escenario simulado con el modelo NCAR LSM, no muestra temporadas claramente definidas; por lo tanto se describe el comportamiento de la ETo, de una forma general. La Fig.3, muestra la distri-bución de la ETo para los meses de enero, abril, julio y octubre. La región Caribe, no se analiza por las mismas razones expuestas anteriormente. Durante los meses de enero a marzo la ETo presenta tendencias similares, se pueden distinguir básicamente tres zonas, una con valores de ETo, entre 60 y 80 mm, cubriendo el centro y sur de la región del Pacífico, el alto y medio Cauca, el alto Nechi, el alto Patía y la montaña nariñense. Una zona, con valores de ETo de 100 mm, abarcando el norte del Pacífico, el alto Magdalena, el piedemonte llanero y el piedemonte amazónico. Una zona con valores de 120 y 140 mm, abarcando el resto

del territorio nacional, donde los valores de 140 mm se presentan principalmente hacia el sur oriente amazónico. En abril se observa un descenso de los valores de la ETo, en la mayor parte del país, las zonas donde la ETo fue de 120 mm, en la temporada anterior, pasan a tener una ETo de 100 mm y las de 140 mm, presentan una ETo de 120 mm. Las zonas que presentaron una ETo de 60 a 100 mm. se mantienen con la misma ETo, en su gran mayoría. Mayo muestra un descenso de la ETo de 100 a 80 mm, principalmente, en la cuenca del río Arauca y la región de la Orinoquía, principalmente. En junio, la ETo aumenta de 80 a 100 mm. en el Pacífico sur, el alto Patía y la monta-ña nariñense y disminuye en el sur oriente amazónico. En julio, la ETo aumenta de 80 y 100 mm a 120 mm, en la mayor parte del país. Durante el periodo de agosto a octubre se pueden distin-guir tres zonas, una con valores de ETo entre 40 y 80 mm, cubriendo el Pacífico, los valles de los ríos Sinú y San Jorge, todo el valle del Magdalena, el alto y medio Cauca, el alto Nechi, el alto Patía, la montaña nariñense, el río Sogamoso, la Sabana de Bogotá y el Catatumbo. Una zona con valores de ETo entre 100 y 120 mm, locali-zada principalmente, hacia la Amazonia central, la Orino-quia central, la cuenca del río Arauca y la cuenca media el río Meta. Y una zona con valores de ETo, entre 140 y 160 mm, ubicada hacia el suroriente amazónico. En no-viembre la ETo disminuye en todo el país, sin superar los 100 mm. Las regiones del Pacífico, Valle del Cauca, medio y alto Magdalena y montaña nariñense presentan los valores más bajos de ETo durante el mes y el año, siendo éstos de 40 mm. El resto del país presenta una ETo de 60 y 80 mm, a excepción del sur oriente amazó-nico, donde se alcanzan valores de 100 mm.

3.2.3. Evapotranspiración en el escenario simula-do con una duplicación del CO2 (ETo

CO2)

La distribución espacial de la Evapotranspiración de refe-rencia media mensual para el escenario con una duplica-ción de CO2, identifica cuatro temporadas durante el año: diciembre a febrero, marzo, abril a agosto y, septiembre a noviembre. La Fig.3 presenta las distribuciones para los meses de enero, abril, julio y octubre. Durante la primera temporada se identifican tres zonas: una con valores de ETo entre 60 y 100 mm, cubriendo principalmente la región del Pacífico; una segunda zona, con valores de ETo entre 120 y 160 mm. la cual abarca la mayor parte de la región Andina, el Urabá, los valles de los ríos Sinú y San Jorge, la Orinoquía central la cuenca del río Arauca, la cuenca media del río Meta; y, una zona con valores de ETo entre 180 y 220 mm (particularmente en enero y febrero), en las regiones de la Orinoquia orien-tal, el sur oriente amazónico y la región Caribe. Durante el mes de marzo, se observa una disminución de la ETo, principalmente en el piedemonte llanero y la Ori-noquía central y, un aumento de la ETo, en la región Caribe, donde se alcanzan valores hasta de 200 mm.



Figura 3. Distribución espacial de la Evapotranspiración de referencia (mm) para el escenario real (EToR),

el escenario simulado con el modelo NCAR LSM (EToLSM) y el escenario simulado con una duplicación del CO2 (ETo2CO2)

EVAPOTRANSPIRACION REAL (EToR)

EVAPOTRANSPIRACION POR EL MODELO NCAR -LSM (EToLSM)

EVAPOTRANSPIRACION CON UNA DUPLICACION DEL CO2 (ETo2CO2)

Figura 3. Distribución espacial de la evapotranspiración de referencia (mm) para el escenario real (EToR), el escena-

rio simulado con el modelo NCAR-LSM (EToLSM

) y el escenario simulado con una duplicación del CO2 (Eto2CO2

)


Entre abril y agosto los patrones de la distribución espa-cial de la ETo se mantienen muy homogéneos. Se distin-guen tres zonas: una con valores de ETo entre 40 y 80 mm. la cual comprende la parte sur de la región del Pací-fico, el alto Patía, la montaña nariñense, el piedemonte amazónico, el alto Magdalena, la Sabana de Bogotá, la cuenca del río Arauca, la cuenca media del río Meta, la Orinoquía y la Amazonia central; una zona con valores de ETo, entre 100 y 160 mm, localizada sobre el Pacífico central y norte, el medio Cauca, el alto Nechi, los valles de los ríos Sinú y San Jorge, el bajo y medio Magdalena, el litoral central y parte del sur oriente amazónico, y, una zona con valores de ETo entre 180 y 240 mm, localizada en la región del Caribe, principalmente en la Alta Guajira, el noroeste de la Sierra Nevada de Santa Marta, la cuen-ca del río Cesar, el Catatumbo, y el sur oriente amazóni-co. Durante, la última temporada de septiembre a noviembre, se observa principalmente un aumento de la ETo, en el piedemonte llanero, el piedemonte amazónico, la cuenca del río Arauca, la cuenca media del río Meta, la Orinoquía oriental. Por otro lado, la ETo disminuye en la Alta Guaji-ra, el noroeste de la Sierra Nevada de Santa Marta y el Litoral central. Las demás regiones del país presentan una ETo, similar a la temporada anterior.

3.2.4. Diferencias en la evapotranspiración de referencia

3.2.4.1. Diferencias de la distribución espacial de la evapotranspiración entre el escenario real y el escenario simulado por el modelo NCAR LSM

La evapotranspiración de referencia para el escenario simulado con el modelo NCARG-LSM, es generalmente subestimada entre el 10 y 70% para la mayoría de los meses del año. Las mayores diferencias (entre el 40 y 70%) se presentan durante el periodo comprendido entre agosto y octubre, principalmente en las regiones de la Amazonia central, el suroriente amazónico, la Orinoquía oriental, el alto Magdalena, el alto Patía, la montaña nari-ñense, el Pacífico central y el Pacífico sur. Durante los meses de enero a junio, el escenario simulado produce diferencias por debajo del 10% en el piedemonte llanero, la Orinoquía central, el alto Magdalena, y el alto Cauca. Mientras durante abril, mayo y diciembre se presentan las menores diferencias (< 20%) en la mayor parte del país. La Fig.4, muestra la distribución de las diferencias para los meses de enero, abril, julio y octubre.

3.2.4.2. Diferencias de la distribución espacial de la evapotranspiración entre el escenario real y el escenario con una duplicación del CO2

Las diferencias de la distribución espacial de la evapo-transpiración entre el escenario real y el escenario con una duplicación del CO2 muestran grandes discrepancias para los 12 meses del año, principalmente en el surorien-te amazónico, con valores negativos entre el 40 y 100%, lo cual significa que se presentaría un incremento en la

evapotranspiración de tales magnitudes durante el esce-nario con duplicación. Cambios semejantes se observa-ran en la región Caribe, el Catatumbo, el río Sogamoso y la parte norte del medio Magdalena, especialmente acen-tuados en junio y agosto. Durante los meses de mayo a agosto se observan diferencias positivas entre el 20 y 30% en el piedemonte llanero, la Orinoquía central y la Orinoquía oriental, sugiriendo que se presentaría una disminución de la evapotranspiración en éstas regiones. El resto de sectores y en general para todos los meses del año, presentaría incrementos de la ETo, por debajo del 20%. La Fig.4 muestra la distribución de las diferen-cias para los meses de enero, abril, julio y octubre. Con el fin de validar la técnica utilizada en este estudio para la estimación de la evapotranspiración y comprobar si las diferencias encontradas se deben a un efecto del aumento del CO2 o por el contrario a un efecto por el método utilizado, se comparó la evapotranspiración real (ETo

R) con la evapotranspiración obtenida a partir de la

utilización de la temperatura generada por el método de reducción de escala para el periodo 1969–1990, teniendo en cuenta condiciones normales del CO2 en la atmósfera (ETo

1CO2).

En primer lugar se observan similares patrones espacia-les de las diferencias para la mayoría de los meses con algunas pocas discrepancias. Las mayores diferencias se acentúan principalmente en el suroriente amazónico, la región Caribe, el Catatumbo, el río Sogamoso y el norte del medio Magdalena, donde la evapotranspiración es sobrestimada entre un 40 y más del 100% con respecto al valor real, siendo siempre los mayores en el suroriente amazónico. En el resto del país la ETo

R es sobrestimada

por debajo del 20%, excepto en la Orinoquía, donde los valores son subestimados. Molina et al. (2000) no encon-

traron diferencias significativas entre la temperatura real y la temperatura estimada mediante el método de reduc-ción de escala (< 0.4C) en éstas regiones durante el mismo periodo de tiempo, lo cual sugiere que las diferen-cias en la ETo pueden deberse a la metodología aplicada para su cálculo, dado que la ETo

R fue estimada mediante

la ecuación de Penman-Montheith y la ETo1CO2

fue esti-mada mediante la ecuación de Thorthwaite y corregida para aproximarla a la ecuación de Penman-Montheith. La evidencia anterior sugiere que las variaciones encon-tradas en la ETo durante el escenario con duplicación del CO2, se encuentran igualmente sobrestimadas o subes-timan en algún porcentaje, debido a la influencia de la metodología utilizada. Teniendo en cuenta este hecho, se calculó de nuevo las diferencias relativas entre la ETo

R y

la ETo2CO2

, sustrayendo el valor de la subestimación o sobrestimación respectivamente, para cada punto de grilla, debidas al método. Los resultados de éste último análisis mostraron que durante el periodo de diciembre a marzo se presentarían incrementos de la ETo entre el 10 y 50% hacia las regiones Andina, Amazonia, Orinoquía, Pacifico, los valles de los ríos Sinú y San Jorge y el Urabá. Mientras que habría disminuciones entre el 10 y 40% hacia el litoral central, el suroriente de la Sierra Nevada de Santa Marta y el Catatumbo, siendo las más severas en ésta última región. Durante el periodo de abril a septiembre, se presentarían las mayores diferencias,


tanto por incrementos como por disminuciones. Las dis-minuciones predominarían en la zona Andina, con valores hasta del 100%, acentuadas durante el mes de julio, hacia la región del Catatumbo. Ligeras disminuciones se observarían también hacia la alta Guajira y en parte de la Orinoquía oriental. En el resto del país predominarían los incrementos de ETo, acentuados igualmente, hacia la Amazonia central, el Pacífico norte y los valles de los ríos Sinú y San Jorge y el Urabá, donde los incrementos ser-ían hasta del 80%. En algunas regiones no se presentar-ían cambios como en los piedemontes, parte de la Orino-quía central, en el alto y medio Cauca, en sectores de la cuenca del río Arauca y la cuenca media del río Meta. Durante octubre y noviembre los patrones anteriores se conservan pero se observaría una ligera disminución en la intensidad de las diferencias. En cuanto a incrementos

estos no superarían el 30%; y las disminuciones estarían por debajo del 40%.

3.3. Distribución Espacial del Balance Hídrico Medio Mensual (Q)

3.3.1. Balance hídrico en el escenario real (QR)

La Fig.5 muestra la distribución espacial del balance hídrico obtenido para el escenario real de acuerdo con la ecuación 1. El balance se presenta en términos de exce-sos de agua (valores positivos de Q) o déficits de agua (valores negativos de Q). Se distinguen cuatro tempora-das: una que va desde diciembre hasta febrero, una de marzo y abril, una de mayo hasta agosto y una de sep-tiembre a noviembre.

EToR vs ETo LSM

EToR vs ETo 2CO2

Figura 4. Diferencias relativas (%) de la distribución de la Evapotranspiración de referencia entre el escenario real (EToR),

el escenario simulado con el modelo NCAR-LSM (EToLSM) y el escenario con una duplicación del CO2 (ETo2CO2)


Figura 4. Diferencias relativas (%) de la distribución de la evapotranspiración de referencia entre el escenario real

(EToR), el escenario simulado por el modelo NCAR LSM (ETo

LSM) y el escenario con una duplicación del CO2

(ETo2CO2

)

Durante la primera temporada, se pueden diferenciar tres zonas en el país, una zona con déficits de humedad, una zona con excesos y una zona de balance (sin déficits ni

excesos). La zona con déficits se presenta hacia el noro-riente del país, abarcando la región Caribe, la Orinoquía y el medio y alto Magdalena, el Catatumbo y el río Soga-


moso, en éstas zonas los déficits van desde 50 hasta 200 mm. La zona con excesos de humedad cubre el Pacífico, el piedemonte llanero, el piedemonte amazónico, el alto Patía y la montaña nariñense, parte de la Amazonia cen-tral y parte del suroriente amazónico. Los excesos van desde 50 hasta 150 mm. El resto del país no presenta ni déficits ni excesos de humedad. Durante la segunda temporada, la característica primor-dial, es un incremento de los excesos de humedad, los cuales cubren un mayor número de regiones en el país, en comparación con la temporada anterior. Por lo tanto, la zona con déficit y la zona de balance disminuyen con-siderablemente localizándose hacia el norte del país, principalmente, en la alta Guajira, el noroeste de la Sierra Nevada de Santa Marta, el litoral central, el bajo Magda-lena, el Catatumbo y una pequeña región en la zona cafetera (Quindío y Risaralda). Los mayores déficits se presentan en marzo, en la alta Guajira con valores hasta de 200 mm. Los excesos de humedad van desde 50 hasta 200 mm, predominando los valores por encima de 150 mm, para la mayor parte de las regiones comprendi-das en ésta zona. La tercera temporada (de mayo a agosto) presenta un patrón de distribución espacial de la escorrentía superfi-cial, muy similar a la temporada anterior. Por lo tanto la zona con excesos de humedad cubre la mayor parte del país. En junio se presentan los mayores excesos, alcan-zando valores hasta de 350 mm, en la Orinoquia central y parte de la Orinoquia oriental. Durante julio y agosto se observa un descenso de los valores de los excesos de humedad. En agosto se presenta un leve descenso de la humedad en la mayor parte del país, con valores de ex-cesos de 250 mm. La cuarta temporada (de septiembre a diciembre) se caracteriza esencialmente, por una disminución de los valores de excesos de humedad, especialmente en la Orinoquía y parte de la Amazonia, con valores entre los 100 y 150 mm; y por un incremento de los mismos en la región del Pacífico norte y central, con valores hasta de 400 mm. En septiembre, gran parte de la zona con déficit de humedad disminuye, pasando a ser una zona de ba-lance. En octubre los excesos aumentan ligeramente, en comparación con septiembre, y cubren todo el país. A excepción de la alta Guajira, donde no se presentan ni déficits ni excesos. Para noviembre, las regiones dentro de la zona de balance aumentan y se presentan déficits nuevamente en la alta Guajira, el noroeste de la Sierra Nevada y el litoral central.

3.3.2. Balance hídrico en el escenario simulado con el modelo NCAR LSM (Q

LSM)

La distribución espacial de la escorrentía superficial obte-nida a partir de las variables generadas por el modelo NCAR LSM, se caracteriza por cinco temporadas: no-viembre a febrero, marzo y abril, mayo a julio, una duran-te agosto y una de septiembre a noviembre. La Fig.5 presenta la distribución para los meses de enero, abril, julio y octubre.

Durante la primera temporada, se identifican tres zonas. Una zona con déficits de humedad hacia la parte noro-riental del país, abarcando las regiones del bajo Magda-lena, los valles de los ríos Sinú y San Jorge, el Catatum-bo, la cuenca del río Arauca, la cuenca media del río Meta, la parte norte de la Orinoquía oriental y el río So-gamoso. Los déficit de humedad van incrementándose progresivamente desde noviembre, con valores no mayo-res de 50 mm, hasta febrero, cuando alcanza valores hasta de 200 mm. Una pequeña zona de balance, locali-zada al norte de los departamentos de Guanía y Guavia-re, parte del Meta, Cundinamarca, Risaralda y Antioquía. Y una zona con excesos de humedad localizada hacia el occidente y sur del país, en las regiones del Pacífico, el medio y alto Magdalena, el medio y alto Cauca, el alto Nechi, el alto Patía, la montaña nariñense, los piedemon-tes y la Amazonia. Los mayores excesos se presentan en los alrededores del alto Cauca, y el sur oriente amazóni-co. Durante la temporada los excesos no superan los 200 mm, los mayores se presentan durante noviembre y fe-brero. En marzo y abril la zona con excesos de humedad se incrementa considerablemente, al igual que las cantida-des de los mismos. La zona de balance y la zona con déficits se desplazan hacia el nororiente del país. En abril no se presentan déficits y la zona de balance queda res-tringida a una pequeña franja que cubre los departamen-tos de Arauca, Norte de Santander y parte del Cesar, los cuales presentaban déficits de 50 y 100 mm. en marzo. La zona con excesos de humedad cubre la mayor parte del país durante los dos meses. En marzo se presentan los mayores excesos que van desde 100 hasta 400 mm, los cuales disminuyen un poco en abril, cuando no se superan los 350 mm. Los mayores excesos se localizan hacia las regiones del Pacífico central, el alto y medio Cauca, el alto Nechi, el alto Magdalena y hacia el sur oriente amazónico. En la temporada de mayo a julio se observa un decreci-miento de los excesos de humedad hacia el centro y sur del país, a tal punto que la mayor parte del país se en-cuentra dentro de la zona de balance y la zona con défi-cit. Mayo es el mes más húmedo de los tres, durante el cual no se presentan déficits; la zona de balance abarca el piedemonte llanero, la Orinoquía central, el piedemonte amazónico y la Amazonia central, mientras los mayores excesos se localizan hacia el Pacífico norte y central, los valles del los ríos Sinú y San Jorge, el medio Cauca, el alto Nechi y la Orinoquía oriental, con valores predomi-nando entre 200 y 300 mm. Durante junio y julio se pre-sentan déficits de humedad en la mayor parte del país, siendo éstos más drásticos en julio, especialmente hacia el centro y sur del país en las regiones del alto Magdale-na, la Orinoquía central, el piedemonte amazónico, la Amazonia central y el sur oriente amazónico. Los exce-sos se observan hacia el noroccidente, en las regiones del Pacífico norte, los valles de los ríos Sinú y San Jorge, el medio Cauca y el alto Nechi, siendo éstos también mayores en julio, con valores entre 200 y 350 mm.



Figura 5. Distribución espacial del Balance Hídrico (mm) para el escenario real (QR),

el escenario simulado con el modelo NCAR LSM (QLSM) y el escenario simulado con una duplicación del CO2 (Q2CO2)

BALANCE HIDRICO REAL (QR)

BALANCE HIDRICO CON EL MODELO NCAR LSM (QLSM)

BALANCE HIDRICO CON UNA DUPLICACION DEL CO2 (QCO2)

-78.00 -76.00 -74.00 -72.00 -70.00 -68.00

-4.00

-2.00

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

Figura 5. Distribución espacial del Balance Hídrico (mm) para el escenario Real (Q

R), el escenario simulado con el

modelo NCAR LSM (QLSM

) y el escenario simulado con una duplicación del CO2(Q2CO2

)


Agosto es mostrado como un mes de transición entre una temporada seca y una húmeda, en comparación con la temporada anterior se observa un incremento de los excesos de agua hacia el centro y occidente del país, alcanzando valores de 450 mm en el Pacífico norte, los valles de los ríos Sinú y San Jorge y el Urabá. La zona con los déficits disminuye, presentándose únicamente hacia el sur oriente amazónico con valores de 50 mm. Se observa una zona de balance, localizada principalmente hacia la Orinoquía central y Amazonia central. Finalmente en la temporada de septiembre a octubre, la mayor parte del país presenta excesos de humedad, desde 100 hasta 400 mm, a excepción del sur del depar-tamento de Nariño, donde se observa una zona de ba-lance o con déficits de 50 mm. Los mayores excesos se presentan en septiembre y se localizan en el bajo Magda-lena, los valles de los ríos Sinú y San Jorge y el Urabá, con valores hasta de 400 mm.

3.3.3. Balance hídrico en el escenario simulado con una duplicación del CO2(Q

2CO2)

La distribución espacial del balance hídrico para el esce-nario simulado con una duplicación del CO2, mostró, prácticamente, dos temporadas en el año: una temporada seca, que va desde noviembre hasta marzo y una húme-da de abril a octubre. La Fig.5 presenta las distribuciones para los meses de enero, abril, julio y octubre. Durante la primera temporada, predominan la zona de balance y la zona con déficits de humedad, especialmen-te durante los meses de diciembre a febrero. Durante éstos tres meses la zona de balance y con déficits, se localiza sobre la Sabana de Bogotá, el piedemonte llane-ro, la Orinoquia central y oriental, la Amazonia central, la cuenca del río Arauca, la cuenca media del río Meta, el río Sogamoso, el Catatumbo, el bajo Magdalena, el litoral central, el noroeste de la Sierra Nevada de Santa Marta y la alta Guajira, con valores predominando entre 100 y 200 mm. La zona con excesos se encuentra fundamentalmen-te sobre el suroriente amazónico, el Pacífico Norte, el medio Cauca y el alto Nechi. Noviembre podría conside-rarse como un mes de transición entre un periodo húme-do y un periodo seco, mientras que marzo sería un mes de transición entre la finalización del periodo seco y el inicio del húmedo; ambos meses presentarían patrones similares en la distribución espacial de los déficits y exce-sos, meses durante los cuales, la mayor parte del país no presentaría excesos superiores a los 100 mm, a excep-ción del Pacífico norte, el medio Cauca, el alto Nechi y parte del medio Magdalena, durante noviembre. La región del Caribe y el norte de la Orinoquía presentaría déficit, siendo más severos en marzo. Durante la temporada húmeda de abril a octubre, la ma-yor parte del país se encuentra cubierta por excesos de humedad, a excepción de la región Caribe. Abril sería el mes menos húmedo de la temporada. En mayo y julio los excesos se incrementan, siendo más severos en junio cuando superan hasta los 400 mm. Durante el periodo de agosto a octubre se observa un descenso de los excesos, especialmente hacia la Orinoquía, Amazonia, el alto

Magdalena, el alto Patía y la montaña nariñense, y un aumento de los mismos hacia el medio Magdalena y el Catatumbo, de manera que la región Caribe tendría me-nores déficits de humedad.

3.3.4. Diferencias en los balances hídricos medios mensuales

3.3.4.1. Diferencias entre los balances hidrológi-cos para el escenario real y el escenario simulado con el modelo NCAR LSM

La Fig.6, muestra las diferencias relativas en porcentaje de la distribución espacial entre Q

R y Q

LSM,, para los me-

ses de enero, abril, julio y octubre. Las diferencias alcan-zan valores por encima del 500%, tanto por sobrestima-ción como por subestimación. Durante el periodo com-prendido entre diciembre y marzo, las mayores diferen-cias se localizan en una franja que atraviesa el país de occidente a oriente, abarcando las regiones Pacífica, Andina y Orinoquía, donde se sobrestiman los valores de Q

R entre el 80 y más del 500%, predominando los valores

extremos. Durante estos mismos meses en la Amazonia, los valores sobrestimados no superan el 50%. En enero, los valores de Q

R son subestimados en un 40% en las

regiones del bajo y medio Magdalena, el Catatumbo, los valles de los ríos Sinú y San Jorge y el Urabá. En el mes de abril, se observan las menores diferencias (sobreesti-maciones < 40%) en el suroriente amazónico, la Orino-quia central, la cuenca media del río Meta, la cuenca del río Arauca y el río Sogamoso, en el piedemonte llanero se observan diferencias por debajo del 10%; en la Ama-zonia central y el piedemonte amazónico los valores son subestimados entre el 10 y 40%. Mientras, en las demás regiones del país los valores son subestimados entre el 100 y 300%. Durante el periodo comprendido entre mayo y agosto, predominan las zonas donde los valores son subestima-dos entre el 50 y 100%, localizadas especialmente al sur oriente del País, abarcando las regiones de la Amazonia, la Orinoquía central y oriental y los piedemontes, con los valores más severos durante julio y agosto. En mayo y junio, las diferencias son mínimas (< 20%) para el alto Magdalena, el alto Cauca, el Pacífico central, partes de la cuenca media del río Meta y la Orinoquía oriental, donde se presentan tanto subestimaciones como sobrestimacio-nes. En julio y agosto esta zona se desplaza ligeramente hacia el sur oriente. En el resto del país los valores son sobrestimados por encima del 200%, observándose valo-res incluso por encima del 800%. Septiembre es el mes con mayores diferencias, durante el cual se observan sobrestimaciones de Q

R por encima

del 200%, en la mayor parte del país; mientras en Nariño y Putumayo, los valores son subestimados entre el 100 y más del 500%. En octubre, igualmente predominan las sobrestimaciones entre el 40 y 200%, siendo las más severas en la Amazonia, la Orinoquía oriental, Arauca y el Catatumbo; en el Choco, Nariño y Putumayo, los valo-res son subestimados entre el 20 y 100%. En noviembre las diferencias son menores que en los meses anteriores; incluso en algunos sectores de los departamentos de


Guanía, Caquetá, Meta, Cundinamarca, Antioquía y Cho-co no se observan diferencias o éstas son menores del 10%. En la Amazonia los valores son sobrestimados en un 60%; en el Pacífico central las sobrestimaciones al-canzan valores extremos por encima del 200%; mientras las regiones de la cuenca media del río Meta, la cuenca del río Arauca, el Catatumbo, el bajo Magdalena y los valles de los ríos Sinú, San Jorge y el Urabá se observan subestimaciones entre el 50 y 200%.

3.3.4.2. Diferencias entre los balances hidrológi-cos para el escenario real y el escenario simulado con una duplicación de CO2

Teniendo en cuenta que el balance hídrico depende tanto de la precipitación como de la evapotranspiración y que los cambios que se observan en el escenario simulado

pueden estar influenciados en algún grado por el efecto del método utilizado, se evaluó el balance hídrico para un escenario real estimado (Q

1CO2), en el cual se utilizan la

precipitación y temperatura obtenidas para el método de reducción de escala a partir de las variables del modelo CCM3 cuando las condiciones del CO2 en la atmósfera permanecen normales, con el fin de evaluar las discre-pancias debidas a los efectos de la metodología utilizada. Por consiguiente, las diferencias reales que se obtendrían después de una duplicación de CO2, se establecen subs-trayendo las discrepancias encontradas por efectos del método. La Fig.6, muestra la distribución de las diferen-cias entre los balances hídricos para el escenario real y el escenario con una duplicación de CO2 en la atmósfera, para los meses de enero, abril, julio y octubre, obtenidas después de substraer las discrepancias debidas al méto-do.


QR vs Q2CO2

Figura 6. Diferencias relativas (%) de la Escorrentía superficial entre el escenario real (QR),

el escenario simulado con el modelo NCAR-LSM (QLSM) y el escenario con una duplicación del CO2 (Q2CO2)

QR vs QLSM

Figura 6. Diferencias relativas (%) de la escorrentía superficial entre el escenario real (Q

R), el escenario simulado

con el modelo NCAR LSM (QLSM

) y el escenario con una duplicación del CO2(Q2CO2

)

Durante el mes de enero Q

R incrementaría en la mayor

parte del país, los sectores críticos (incrementos entre el 80 y 200%), serían el sur oriente amazónico, el piede-monte amazónico, el alto Patía y la montaña nariñense. En la Orinoquía, la región del Caribe, el Catatumbo, los

valles de los ríos Sinú y San Jorge y el Urabá los valores se incrementarían entre el 10 y 40%. Mientras que en el alto Magdalena, el alto Cauca, y el Pacífico central y sur los valores disminuirían predominantemente entre el 70 y 100%. En febrero y marzo, los sectores críticos se locali-


zan, en la Orinoquía central, parte de la Orinoquía orien-tal, el piedemonte llanero (en febrero) y el medio Magda-lena, con incrementos por encima del 200%; no obstante en Cundinamarca habría altos incrementos en febrero (200%), pero bajos en marzo (10%); un poco menos drástico sería el panorama para la Amazonia, donde los valores se incrementarían entre el 20 y 70%; al mismo tiempo en el Caribe, los incrementos serían del 10%. En el alto Cauca y alto Magdalena, y el Pacífico central y sur, los valores disminuirían, predominantemente en el 100%, particularmente en marzo cuando la situación es aun más severa. Otras zonas menos afectadas por disminuciones o incrementos (10 al 30%), serían el piedemonte llanero, La Amazonia central, el Pacífico sur y la región Caribe. En abril y mayo, la Amazonia, la Orinoquía central, los piedemontes, el medio Cauca, alto Nechi, el medio Mag-dalena, los valles de los ríos Sinú y San Jorge y el Urabá, el Q

R se incrementaría en porcentajes menores al 30%;

mientras en la Orinoquía oriental los incrementos serían críticos alcanzando valores hasta del 200% en Arauca. Contrario a esto, se presentarían disminuciones entre el 10 y 60% en el alto Magdalena, alto Cauca, el Pacífico central y sur y los piedemontes; mientras éstas serían críticas (200%) en el Catatumbo, el bajo Magdalena, el litoral central y la cuenca del Cesar. En mayo y junio, la escorrentía incrementaría ligeramente (<20%) en la ma-yor parte del país; sin embargo, en mayo, se presentarían algunos incrementos superiores en la Orinoquía oriental (40 a 50%) y en los valles de los ríos Sinú y San Jorge y el Urabá (50 al 80%); Por otro lado, Q

R disminuiría (10 al

40%) en el trapecio amazónico y en el departamento del Cesar. En junio, se presentarían aún mayores incremen-tos en el alto Cauca, alto Magdalena, el Pacífico central, en Santander y Boyacá (60 al 200%). En julio, la esco-rrentía igualmente incrementaría con valores superiores a junio, los sectores más críticos serían el alto Cauca, el alto Magdalena, los valles de los ríos Sinú, San Jorge, el Urabá, el litoral central (80 al 200%), la Amazonia (40 y 200%), la Orinoquía oriental (40 al 100%), el resto del país presentaría incrementos del 20%. En agosto Q

R presentaría incrementos superiores al

200% en la región Caribe, el Catatumbo, el río Sogamoso y parte del medio Magdalena; entre el 80 y 200% en la Amazonia, el alto Magdalena, alto Cauca y sectores del Pacífico central y sur; entre el 30 y 50% en la Orinoquía oriental; y menores del 10% en el Pacífico norte, el Valle del Cauca, la Sabana de Bogotá y sectores de los depar-tamentos de Meta y Caquetá; mientras, se presentarían disminuciones de la escorrentía en el alto Patía, la mon-taña nariñense y los piedemontes. En septiembre se presentarían incrementos del 200% en el Pacífico sur, los departamentos de Santander, Boyacá, el sur del Cesar, el Catatumbo, litoral central y nororiente de la Sierra Neva-da de Santa Marta; incrementos entre el 40 y 80% en la Orinoquía oriental, la Amazonia, el alto y bajo Magdalena, el alto Cauca; e incrementos por debajo de 20% en el Choco y Valle; habría disminuciones de Q

R, por debajo

del 20% en sectores del Caquetá, Meta y Guaviare y el resto del País no presentaría cambios. En octubre, igual-mente la escorrentía presentaría incrementos del 200% en el Pacífico sur, entre el 40 y 80% en la Amazonia y hacia el suroriente de la Orinoquía, y del 20% en el Pací-

fico norte y central, la región Caribe, el Catatumbo, el medio Magdalena y el río Sogamoso; se presentarían disminuciones del 10 y 20% en sectores de los departa-mentos del Caquetá, Meta y Huila; en el resto del país no habría cambios. En noviembre, se presentarían incrementos entre el 40 y 80% en Nariño, la Amazonia y parte de la Orinoquía oriental; se presentarían disminuciones severas por en-cima del 100% en el Catatumbo y Arauca; entre el 40 y 70% en el alto Magdalena, el alto Cauca, sectores de los piedemontes, de la Amazonia central y del Pacífico cen-tral; y por debajo del 20% en el medio Magdalena, el río Sogamoso y la cuenca media del río Meta; los demás sectores del país no presentarían cambios apreciables. Por último, en diciembre, se observarían las variaciones más severas del año, se presentarían incrementos entre el 100 y 600% en el suroriente amazónico, sectores de la Orinoquía oriental y de la Orinoquía central, disminucio-nes entre el 40 y 100% en Putumayo, los valles de los ríos Sinú y San Jorge y el Urabá; menores del 20% en Nariño, el litoral central y el bajo Magdalena; por otro lado habría disminuciones mayores al 200% en el alto Magda-lena, el alto Cauca y el pacífico central; disminuciones del 100% en los piedemontes y la Amazonia central; dismi-nuciones entre el 20 y 40%, en el bajo Magdalena, medio Cauca, alto Nechi y el Catatumbo; y disminuciones del 10% en Arauca y sectores del Vichada; los demás secto-res no presentarían cambios.

4. CONCLUSIONES A partir de los resultados obtenidos con la simulación del balance hídrico para el territorio nacional con ayuda del modelo de circulación general CCM3 (Community Climate Model), se esperarían alteraciones en el comportamiento del mismo bajo modificaciones en el contenido de dióxido de carbono en el aire, los cuales son apreciables en los campos de precipitación, evapotranspiración, y en parti-cular de la escorrentía superficial como expresión del balance hídrico. Bajo condiciones supuestas de un escenario identificado por un aumento del contenido de dióxido de carbono que alcanzara valores equivalentes al doble de los actuales medidos en la atmósfera, la perspectiva de modificacio-nes en el campo del recurso hídrico sobre el territorio nacional de acuerdo con la época del año, representada a nivel mensual por los meses enero, abril, julio y octubre, tendría las siguientes características: En enero, la escorrentía superficial registraría disminu-ciones en el sur y oriente de la Amazonia, aminorándose los excesos que suelen presentarse en ésta área y época del año, de tal forma que las condiciones tenderían hacia el equilibrio entre la evapotranspiración y las lluvias. En el área que comprende el sur de Chocó, el departamento del Valle, el occidente de Tolima y el sur del eje cafetero, las disminuciones de escorrentía darían como resultado un balance hídrico equilibrado en precipitación y evapo-transpiración en el sector occidental, sur de Chocó y gran


parte de Valle, y tendencia gradual a ligeros déficits en dirección hacia el occidente. En abril, se tendrían aumentos en la escorrentía superfi-cial en el norte de la Orinoquia, donde pasaría de tenerse condiciones cercanas a las de equilibrio a ligeros excesos en este mes. Por el contrario en dos áreas localizadas, la primera en el Valle, occidente de Tolima, Huila, Cauca, suroeste del eje cafetero y sur de Chocó, y al norte del país, la segunda, en el bajo Magdalena, el litoral Caribe central y las cuencas del Catatumbo y el Cesar, se regis-trarían disminuciones, lo cual daría lugar a que en la primera se pasara de los actuales excesos a valores balanceados entre la precipitación y la evapotranspira-ción, y en la segunda de condiciones de equilibrio al centro y sur y ligeramente deficitarios al norte a valores generalizados de deficiencia en las lluvias con respecto a la evapotranspiración. A comienzos del segundo semestre, durante el mes de julio, la escorrentía aumentaría en el área que comprende a Valle, Tolima, sur de Chocó, norte de Cauca, norte de Huila y al sur y centro del eje cafetero, donde las condi-ciones cambiarían de cercanas al equilibrio a caracteriza-das por excesos. Los aumentos que se darían en el área suroccidental de la región Caribe (Urabá, Córdoba, Sucre y norte de Bolívar) darían como respuesta un estado hídrico balanceado en el norte, superándose los déficits que suelen apreciarse en el sector, un cambio de equili-brio a ligeros excesos en el centro y de generalización de los excesos en el norte. En forma opuesta sobre el Tra-pecio amazónico, la escorrentía disminuiría desde exce-siva a balanceada entre la lluvia y la evapotranspiración. En la última parte del año, representada por el mes de octubre, se presentarían varias áreas con alteraciones significativas. En Nariño y occidente de Putumayo, en Amazonas y Vaupés, el centro de la Orinoquia, Huila y el occidente de Caquetá, y al centro de Santander, las dis-minuciones de escorrentía reducirían los actuales exce-sos a valores cercanos al equilibrio en el balance hídrico. En el litoral Caribe, las reducciones de escorrentía modi-ficarían un ambiente actual, entre balanceado al norte en la Guajira y de excesos al sur en Urabá, a deficitario en el norte, equilibrado al centro y con excesos menores en Urabá. Al centro y oriente de Arauca, las condiciones hídricas se invertirían al cambiar de caracterizadas por lluvias superiores a la evapotranspiración a deficitarias en la escorrentía. Finalmente, debe destacarse que la alteración del conte-nido de dióxido de carbono en la atmósfera a niveles que dupliquen las concentraciones actuales, si bien darían

lugar a cambios importantes del recurso hídrico en distin-tos sectores del país, ellos no se podrían generalizar para todas las regiones y mientras en algunos podrían regis-trarse aumentos en la escorrentía actual en otros por el contrario se tendrían disminuciones.

Agradecimientos Trabajo realizado dentro del marco del Grupo de Investi-gación en Meteorología - U.N., que cuenta con el apoyo financiero de COLCIENCIAS y el BID, contrato COLCIENCIAS-U.N. No.391/99. Forma parte de los resul-tados del Proyecto de Investigación apoyado por COLCIENCIAS y el BID “Proyecciones climáticas regio-nales e impactos socioeconómicos del cambio climático en Colombia", contrato COLCIENCIAS-U.N. No.321-98.

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PROYECCIONES EN LOS CAMBIOS DEL BALANCE …ciencias.bogota.unal.edu.co/fileadmin/content/geociencias/revista... · dos pobres (Kuhl & Miller, 1992 citados por Xu, 1999), de manera