Navarro C - Cambio Climático & Variabilidad Climática en Colombia
ANÁLISIS DE VARIABILIDAD CLIMÁTICA DE PRECIPITACIÓN ...
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1 “ANÁLISIS DE VARIABILIDAD CLIMÁTICA DE PRECIPITACIÓN, TEMPERATURA, RADIACIÓN SOLAR Y NUBOSIDAD Y SU INCIDENCIA EN LOS CAUDALES MEDIOS DEL RÍO FONCE EN SAN GIL (SANTANDER)” TRABAJO DE GRADO CAMILO MONTOYA GIRALDO CÓDIGO 1101362 UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ D.C, JULIO DE 2015
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“ANÁLISIS DE VARIABILIDAD CLIMÁTICA DE PRECIPITACIÓN, TEMPERATURA,
RADIACIÓN SOLAR Y NUBOSIDAD Y SU INCIDENCIA EN LOS CAUDALES
MEDIOS DEL RÍO FONCE EN SAN GIL (SANTANDER)”
TRABAJO DE GRADO
CAMILO MONTOYA GIRALDO
CÓDIGO 1101362
UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA
FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL
BOGOTÁ D.C, JULIO DE 2015
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“ANÁLISIS DE VARIABILIDAD CLIMÁTICA DE PRECIPITACIÓN, TEMPERATURA,
RADIACIÓN SOLAR Y NUBOSIDAD Y SU INCIDENCIA EN LOS CAUDALES
MEDIOS DEL RÍO FONCE EN SAN GIL (SANTANDER)”
CAMILO MONTOYA GIRALDO
Trabajo de grado presentado como requisito para optar al
Título de Ingeniero Civil
Tutor: Ing. HEBER GONZALO RIVERA
UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA
FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL
BOGOTÁ D.C, JULIO DE 2015
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AUTORIDADES DE LA UNIVERSIDAD
MAYOR GENERAL EDUARDO ANTONIO HERRERA BERBEL Rector
BRIGADIER GENERAL (R) HUGO RODRÍGUE DURÁN Vicerrector General
CP. NAV. RAFAEL TOVAR MONDRAGÓN Vicerrector Administrativo
DRA. MARTHA LUCÍA BAHAMÓN JARA Vicerrector Académico
DR. FERNANDO CANTOR RINCÓN Vicerrector de Investigaciones
CR. JOSÉ PCTAVOP DUQUE LOPEZ Decano de la Facultad de Ingeniería
ING. JORGE CORREDOR RIVERA Director del Programa de Ingeniería Civil
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AGRADECIMIENTOS
Agradezco a las energías del universo que se unieron para darle terminación a este
trabajo.
5
CARTA DE APROBACIÓN
El trabajo titulado “ANÁLISIS DE VARIABILIDAD CLIMÁTICA DE PRECIPITACIÓN,
TEMPERATURA, RADIACIÓN SOLAR Y NUBOSIDAD Y SU INCIDENCIA EN LOS
CAUDALES MEDIOS DEL RÍO FONCE EN SAN GIL (SANTANDER)” presentado por
CAMILO MONTOYA GIRALDO en cumplimiento de los requisitos para optar por el título
de “Ingeniero Civil” cumple con los parámetros y los objetivos establecidos. Fue
aprobado por el tutor.
HEBERT GONZALO RIVERA, PhD. Tutor
6
TABLA DE CONTENIDO
INTRODUCCIÓN ....................................................................................................................................... 7
1. ANTECEDENTES .............................................................................................................................. 8
1.1. ASPECTO CLIMÁTICO EN SANTANDER ......................................................................... 10
1.2. ASPECTO HÍDRICO Y TOPOGRÁFICO DE SAN GIL ..................................................... 11
2. COMPILACIÓN Y PROCESAMIENTO DE LOS DATOS HIDROLÓGICOS ......................... 13
2.1. COMPILACIÓN DE DATOS .................................................................................................. 13
2.2. PROCESAMIENTO DE DATOS ............................................................................................ 13
3. MODELACIÓN DE IMPACTOS DEL CAMBIO CLIMÁTICO ................................................... 21
3.1. ESCENARIOS DEL CAMBIO CLIMÁTICO PARA LA CIUDAD DE SAN GIL ............. 21
3.2. ANÁLISIS DE VARIACIÓN CLIMÁTICA EN EL MUNICIPIO DE SAN GIL, BASADOS EN PARÁMETROS DE CÁLCULO DADOS POR EL IDEAM ..................................................... 26
4. RESULTADOS ................................................................................................................................. 30
5. CONCLUSIONES ............................................................................................................................ 32
7
INTRODUCCIÓN
El cambio climático es un fenómeno de origen mundial, según la Organización
Meteorológica Mundial que la define como: “Una fluctuación o componente de la misma,
cuya escala temporal característica es suficientemente larga para manifestarse como
inconstancia apreciable en sucesivos valores normales (promedios de 30 años) de una
variable. Ese término se usa frecuentemente para indicar las variaciones naturales
comunes de un año al siguiente o cambios de una década a la siguiente”.
En el presente trabajo se buscaron evidencias de variabilidad y cambio climático en los
procesos de precipitación anual, temperatura media anual y caudales medios en el río
Fonce, San Gil (Santander). Se recopiló y analizó la información brindada por el IDEAM
(Instituto de Hidrología Meteorología y Estudios Ambientales) de las estaciones en este
río para determinar los posibles cambios climáticos a los que será sometida esta región
en los próximos años y se compararon los resultados obtenidos con estudios hidrológicos
realizados por las entidades más reconocidas a nivel nacional para así plantear un
posible escenario de cambio climático en la ciudad de San Gil (Santander).
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1. ANTECEDENTES
Colombia hace parte de la convención Marco de las Naciones Unidas sobre Cambio
Climático (CMNUCC) desde el año 1994. En Colombia se han realizado diferentes
estudios del IDEAM sobre los efectos de la variabilidad climática que brindan parámetros
sobre la tendencia y efectos que tendrá la el cambio climático en la oferta hídrica del
país, estos a continuación se nombran basado en trabajo de grado de Robles Milena
2014.
Primera Comunicación Nacional –IDEAM 2001–Vulnerabilidad del recurso
hídrico Uno de los temas tratados en dicho documento fue la vulnerabilidad del
recurso hídrico, abordándola desde dos aspectos: i) relacionado con la capacidad
de los recursos hídricos para conservar y mantener su régimen hidrológico actual
antes las posibles alteraciones climáticas. ii) la vulnerabilidad de los sectores
usuarios del recurso, ante la amenaza de cambios sustanciales en el régimen
hidrológico en la oferta y disponibilidad de agua para su abastecimiento.
Segunda Comunicación Nacional – IDEAM 2010 – Vulnerabilidad Ambiental
La metodología utilizada para evaluar la vulnerabilidad y definir las estrategias de
adaptación, parte del análisis de las condiciones actuales de desarrollo del país
agrupados en sistemas naturales y sociales. En los sistemas sociales se incluyen
los asentamientos humanos, la infraestructura, los sectores productivos y las
relaciones sociales y económicas generadas.
Estudio Nacional del Agua (ENA) 1998 En este estudio se evaluaron índices
como: el índice de escasez, el índice de presión y el índice de vulnerabilidad por
disponibilidad
Estudio Nacional del Agua 2000 En este estudio se presenta el Balance Hídrico
Nacional-BHN. Se realizó la actualización del BHN para lo cual se utilizó la
información de las series históricas de más de 400 estaciones hidrológicas, 2000
de precipitación y 300 con temperatura del aire.
Estudio Nacional del Agua 2008 En este estudio se calcularon los siguientes
indicadores: el índice de disponibilidad per cápita y el índice de escasez.
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Estudio Nacional del Agua 2010 este estudio se aborda desde el concepto de
integralidad y enfoque sistémico de los ciclos y procesos de la naturaleza, y
reconoce al agua como elemento vital, estructurante del medio natural y decisivo
en la dinámica de los procesos sociales y productivos.
En estudios anteriores a este se generaron documentos con el mismo propósito
de determinar la situación actual y posibles escenarios futuros del agua en
Colombia en sus componentes de oferta, demanda, calidad, disponibilidad y
riesgo hidrológico a partir de sus características, dinámica e interacciones con el
medio natural y con la sociedad, que le permita a las instituciones y a los sectores
económicos resultados que satisfagan sus necesidades para la toma de
decisiones y la creación de escenarios de planificación.
Para iniciar a tratar el tema del cambio climático, primeramente es importante definir el
clima. Según Palacio, Rangel y Rivera el clima es:”…síntesis de las condiciones
meteorológicas en un lugar determinado, caracterizada por estadísticas a largo plazo
(valores medios, varianzas, probabilidades de valores extremos, etc.) de los elementos
meteorológicos en dicho lugar…”. Siguiendo con el orden lógico de definiciones, estos
autores hablan de la variabilidad climática citando a la Organización Meteorológica
Mundial que la define como: “Una fluctuación o componente de la misma, cuya escala
temporal característica es suficientemente larga para manifestarse como inconstancia
apreciable en sucesivos valores normales (promedios de 30 años) de una variable. Ese
término se usa frecuentemente para indicar las variaciones naturales comunes de un año
al siguiente o cambios de una década a la siguiente”.
Estas fluctuaciones se dan en los planetas e históricamente varían dependiendo de
ciertas condiciones, para el planeta Tierra actualmente se han dado cambios bastante
bruscos de temperatura, precipitación, nubosidad y otros factores que delimitan la vida
en la tierra; varios de estos causan inundaciones en las zonas más lluviosas del planeta,
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sequías en casos extremos, aumento de la altura del nivel del mar, derretimiento de los
glaciares entre otras afectaciones.
1.1. ASPECTO CLIMÁTICO EN SANTANDER
Para esta región, se dice que ocurren dos fenómenos que causan inundaciones y
sequías. Estos se conocen como el ENSO (El Niño Southern Oscillation) o su contrario
conocido como La Niña, su nombre fue dado por unos pescadores en Perú que durante
la época de Diciembre se dieron cuenta que los bancos de peces desaparecían debido
a que había una corriente de agua cálida, por este motivo y por la época conocida como
el nacimiento del Niño Jesús, lo llamaron la Corriente del Sur El Niño que posteriormente
adquirió el nombre de ENSO.
Durante varios años los científicos han investigado las características de este fenómeno
y la forma en la que afecta diferentes factores en la región Pacífica como por ejemplo el
Estudio Nacional del Agua: 2010 que se realizó en Colombia. En este estudio centraron
gran parte de la investigación en la descripción de este fenómeno y de cómo afectó a
Colombia en los últimos años en los cuales se manifestaron altas precipitaciones y por
el contrario disminución de las mismas dejando varios municipios sin agua.
El ENSO es una anomalía oceanográfica que se caracteriza por un calentamiento de las
aguas superficiales del Pacífico tropical oriental, este calentamiento se debe a cambios
en las condiciones atmosféricas que se han dado a escala mundial debido a varios
factores como la contaminación, exceso de producción, daño a la capa de ozono entre
otros. La intensidad de este fenómeno depende directamente de la magnitud de las
anomalías que se dan en el océano y la atmósfera y como consecuencia de esto puede
resultar en una importante redistribución de las precipitaciones tropicales, que se reflejan
en aumento o disminución de las mismas.
Esta anomalía inicia en el Oeste del océano Pacífico el cual presenta una temperatura
de 29°C, una presión atmosférica baja y precipitaciones frecuentes e intensas, por el
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contrario, en el lado Este se manejan temperaturas entre 21-26°C, presión atmosférica
alta y precipitaciones bajas. Esta diferencia de características se da debido a la “Celda
de Walker”, según Estudio Nacional del Agua: 2010, en esta celda hay una circulación
atmosférica que se desarrolla sobre el Pacífico ecuatorial y está caracterizada por un
flujo de viento hacia el Oeste en superficie del mar (viento alisios), un ascenso en el
Pacífico ecuatorial Occidental, un flujo hacia el este en niveles altos de la tropósfera, y
un descenso (subsidencia) distribuida en toda la zona ecuatorial al Este de la región de
ascenso.
En Colombia estos cambios se manifiestan sobretodo en la Costa Pacífica, con
aumentos de las temperaturas superficiales y del nivel del mar que impactan los
ambientes marinos costeros de la zona. Durante estos cambios varía la temperatura del
aire, los patrones de precipitación, nubosidad, radiación y brillo solar, así mismo esto
afecta los caudales de los ríos, la humedad de los suelos y la actividad vegetal; se denota
una gran importancia a estudiar en qué dimensiones se ven afectadas estas factores
para poder tener planes de contingencia cuando se dé el fenómeno de la Niña o del Niño
y que no ocurra como en años pasados que gran cantidad de la población colombiana
perdió sus hogares por las inundaciones o se manifestaron enfermedades por la
ausencia de agua en las regiones.
1.2. ASPECTO HÍDRICO Y TOPOGRÁFICO DE SAN GIL
La región a estudiar en este caso se conoce como la ciudad de San Gil dentro de la
cuenca del Río Fonce en Santander Colombia, esta cuenca se ha destacado a nivel
nacional por ser un recurso hídrico muy caudaloso y excelente escenario para recreación
y turismo por los diferentes deportes que se practican en él, además de
otros aprovechamientos y usos que le dan los habitantes de la región, pero
desafortunadamente la cuenca está sufriendo grandes deterioros a causa del manejo y
uso que se le da desde su nacimiento hasta su desembocadura en la cuenca del río
Chicamocha.
12
San Gil posee una extensión aproximada de 145.9 kilómetros cuadrados, equivalentes a
14.950 hectáreas en terrenos con topografía en un 30% plano, 65% ondulado y
fuertemente ondulado y un 5% de suelos escarpados de difícil uso para la ganadería y
agricultura.
La cuenca del río Fonce tiene una extensión 239.032 hectáreas. Nace en la unión del río
Táquiza y Pienta y desemboca en el río Suárez en inmediaciones del municipio El
Palmar. Cubre importantes municipios del departamento como son: Encino, Coromoro,
Charala, Ocamonte, Páramo, Valle de San José, Mogotes, Curití, Pinchote y San Gil, con
un total poblacional de 106.148 habitantes que inciden sobre la cuenca. Las subcuencas
que hacen parte de esta importante cuenca hidrográfica son: río Curití, río Mogotitos, río
Táquiza, río Ture y río Pienta, los cuales generan un caudal de escorrentía media
multianual de 90 m3/s.
Inventario hídrico del territorio: El sistema hídrico del territorio de San Gil se subdivide en cinco zonas
Subcuenca del Río Fonce
Subcuenca del Río Mogoticos
Microcuenca de la Quebrada la Laja
Microcuenca de la Quebrada Curití
Microcuenca de la Quebrada la Honda
Según las conclusiones del Estudio Nacional del Agua: 2010, para la zona de la cuenca
del río Fonce debido al cambio climático las precipitaciones van a disminuir entre un 10%
y un 30% hasta el año 2100, la temperatura aumentará entre 2-5°C, y los niveles de
escorrentía disminuirán entre 10-30%. Estos factores se deben tener en cuenta ya que
proveen bases para un análisis de la información dada por el IDEAM acerca de los datos
de precipitación, temperatura y caudal del río Fonce y además deben compararse con
los resultados provistos por los científicos de la región.
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2. COMPILACIÓN Y PROCESAMIENTO DE LOS DATOS HIDROLÓGICOS Para este capítulo se recolectó información del IDEAM que puede ayudar a determinar escenarios de cambio climático para la ciudad de San Gil.
2.1. COMPILACIÓN DE DATOS Se obtuvo la siguiente información meteorológica:
Temperatura mensual mínima, media y máxima.
Precipitación total mensual.
Caudales medios mínimos, medios y máximos.
Brillo solar mensual.
Evaporación total mensual.
Humedad relativa
Nubosidad
Estos datos de valores se relacionan al final en los anexos.
2.2. PROCESAMIENTO DE DATOS De la información anteriormente mencionada se graficaron los datos y se plantearon diferentes ideas que se muestran a continuación junto con las estaciones utilizadas:
CÓDIGO ESTACIÓN CATEGORÍA
24025020 EL CUCHARO CP
24027010 SANGIL LG
24025050 CHARALA CO
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Figura 1 Precipitación Estación El Cucharo
En el gráfico se aprecia el comportamiento del proceso de precipitación en la ciudad de
San Gil está determinado por la variabilidad climática. Esta figura muestra los cambios
que han sucedido en los valores totales anuales en la precipitación desde el año 1954
hasta el año 2012 y allí se observa que en los años 1954, 1958, 1961 y 1964 se
presentaron los valores anuales más bajos, los cuales comprendieron 900.9 mm, 817.3
mm, 709.6 mm y 893 mm respectivamente; mientras que En los años 1979, 2007 y 2010
se presentaron los valores anuales más altos, estos llegaron a ser 1593.1 mm, 1511.9
mm y 1622.5 mm respectivamente
El gráfico que muestra el comportamiento de la precipitación en San Gil indica un
crecimiento de los valores totales anuales que va relacionado con el crecimiento de los
caudales en esta ciudad ya que entre mayor sea el nivel de precipitación, lo más seguro
es que el nivel del río aumente y esto se refleja en los caudales del mismo. Por otro lado
0
200
400
600
800
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00
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06
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08
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10
20
12
P (
mm
)
Tiiempo (años)
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la vegetación de la ciudad y los aumentos de temperatura pueden generar que los niveles
de caudales disminuyan o se mantengan constantes y además no se asegura que se
mantenga un aumento en los niveles de lluvia ya que la posibilidad de ocurrencia del
fenómeno del niño o la niña pueden cambiar estos valores.
En el gráfico se aprecia el comportamiento del proceso de temperatura en la ciudad de
San Gil determinado por la variabilidad climática. Esta figura muestra los cambios que
han sucedido en valores medios anuales en la temperatura desde el año de 1958 hasta
el año de 2005 y allí se observa que en los años 1959, 1960 y 2009 se presentaron los
valores promedios más altos, los cuales comprendieron 25.98 °C, 25.93 °C y 25.88 °C
respectivamente. Al comparar con los valores promedios anuales máximos, se puede
concluir que en los años 1984, 1991 y 1994 se presentaron los valores más altos, los
cuales comprendieron 39.20 °C, 39.80°C y 39 °C respectivamente; por otro lado se
0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
30.00
35.00
40.00
45.00
Tem
pe
ratu
ra T
°C
Tiempo (años)
Valores medios T °C Valores máximos T °C Valores mínimos T °C
Linear (Valores medios T °C) Linear (Valores máximos T °C) Linear (Valores mínimos T °C)
Figura 2 Proceso de temperatura Estación El Cucharo
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observa que en los años 1971, 1975 y 1999 se presentaron los valores promedios más
bajos, los cuales comprendieron 23.74°C, 23.65°C y 23.84 °C y Al comparar con los
valores promedios anuales mínimos, se puede concluir que en los años 1969, 1983, 2003
y 2005 se presentaron los valores más bajos, los cuales comprendieron 12.50°C, 12.50
°C, 10.80 °C y 10.40 °C respectivamente.
En el gráfico también se puede apreciar para la temperatura que según sus valores
mínimos y medios no se puede identificar aumento o disminución de la misma, por otro
lado se ve un posible aumento en los valores máximos de temperatura para los siguientes
años. Lo más seguro es que en los siguientes años la temperatura en la ciudad de San
Gil aumente ya que según estudios del IDEAM y de otros institutos a nivel mundial los
valores de temperatura se van a elevar pero no asegura que no existan días más fríos
de los que tenemos hoy en día.
Figura 3 Caudales Estación San Gil
0
100
200
300
400
500
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20
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Cau
dal
es (
m3
/s)
Tiempo (años)
Caudales medios Caudales máximos Caudales mínimos
Linear (Caudales medios) Linear (Caudales máximos) Linear (Caudales mínimos)
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En la figura se observa el comportamiento del proceso de caudales en el río Fonce en la
ciudad de San Gil, determinado por la variabilidad climática e hidrológica. En esa figura
se aprecian los caudales máximos, mínimos y máximos que han sucedido desde el año
1955 hasta el 2012, Los caudales máximos se aprecian con color naranja, los medios
con color azul y los mínimos con color gris. En los años 1971, 1981, 2000 y 2011 se
presentaron los valores promedios anuales máximos los cuales comprendieron 126.03
m3/s, 108.27 m3/s, 117.4 m3/s y 126.65 m3/s respectivamente, al compararlos con los
valores máximos anuales se concluye que en los años 1988, 1995, 1999 y 2009 se
presentaron los valores máximos anuales los cuales comprendieron 814.6 m3/s, 946.8
m3/s, 941.6 m3/s y 858.7 m3; por otro lado en los años 1973, 1977 y 1978 se presentaron
los valores promedios anuales mínimos los cuales comprendieron 21.91m3/s, 18.41m3/s
y 21.15m3/s y al compararlos con los valores mínimos se concluye que en los años 1960,
1977 y 1978 se prestaron los valores mínimos anuales los cuales comprendieron
5.3m3/s, 8.4 m3/s y 14.7m3/s respectivamente.
El comportamiento de los caudales según los últimos años indica que posiblemente van
a aumentar los niveles de estos principalmente por lo que describen los caudales
máximos. En cuanto a los valores de caudales mínimos y medios se ve un leve aumento
de los mismos para la ciudad de San Gil basado en la línea de tendencia creciente.
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Figura 4 Brillo Solar Estación Charala
En el gráfico se aprecia el comportamiento del brillo solar en la ciudad de San Gil
determinado por la variabilidad climática. Se aprecia la cantidad de horas al año que se
recibe brillo solar desde el año 1991 hasta el año 2012, en los años 1997, 2002 y 2009
se recibieron la mayor cantidad de horas sol con valores de 2031.7 horas, 2081.2 horas
y 20120.9 horas respectivamente. En cuanto a los años en los que menos se recibió brillo
solar fueron 1996, 1998 y 1999 con valores de 1569.5 horas, 1647 horas y 1632.7 horas
respectivamente. Basados en la línea tendencial no se puede concluir si la cantidad de
horas de sol que recibirá el municipio de San Gil aumentará o disminuirá, para esto se
debería tener en cuenta la variabilidad de los niveles de nubosidad de la zona y
determinar los posibles escenarios.
0
500
1000
1500
2000
2500
bri
llo s
ola
r(h
ora
s)
Tiempo(años)
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Figura 5 Humedad Relativa Estación Charala
En el gráfico se aprecia el comportamiento de la humedad relativa en la ciudad de San
Gil determinado por la variabilidad climática. Se observa el porcentaje de humedad
relativa promedio desde el año 1974 hasta el año 2013, en los años 1987, 1988, 1996 y
1997 con valores de 85%, 86%, 85% y 85% respectivamente; en cuanto a los valores
menores de humedad relativa se dieron en los años 1977, 2004, 2012 y 2013 con 79%,
79%, 79% y 78% respectivamente. Según la línea de tendencia la humedad relativa va
a disminuir en los próximos años, esto parece algo inesperado porque se espera que la
temperatura y la precipitación aumenten, y mientras estas variables sean mayores en
cuanto a sus valores el porcentaje de humedad que llega a tener le aire será
directamente proporcional a estos.
74
76
78
80
82
84
86
88
Hu
me
dad
re
lati
va (
%)
Tiempo (años)
20
Figura 6 Nubosidad Estación Charala
En el gráfico se aprecia el comportamiento de la nubosidad en la ciudad de San Gil
determinado por la variabilidad climática. La nubosidad es una variable meteorológica
que se expresa en octas u octavos de la bóveda celeste, está dividida en 8 partes por el
operador quien determinar el número de esas partes cubiertas por las nubes y así estima
el rango de visibilidad. Partiendo de esta definición se puede concluir que en la ciudad
de San Gil durante 1973 y 2014 se obtuvieron valores promedios de nubosidad entre 4
y 7, esto quiere decir que el cielo la mayoría del tiempo estuvo cubierto por nubes y esto
causa que en algunas casos se disminuya la cantidad de horas solar recibida en varios
sectores de la ciudad.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Nu
bo
sid
ad (
oct
as)
tiempo (años)
21
3. MODELACIÓN DE IMPACTOS DEL CAMBIO CLIMÁTICO
Basado en la información anteriormente mencionada que refleja la variabilidad climática,
se plantean posibles escenarios de cambio climático para la ciudad de San Gil y una
comparación con los hechos en Colombia.
3.1. ESCENARIOS DEL CAMBIO CLIMÁTICO PARA LA CIUDAD DE SAN GIL
Teniendo en cuenta las tendencias de variabilidad en los factores de temperatura,
precipitación, caudales y demás ya expuestos, se puede decir que en los próximos años
para la ciudad de San Gil se esperan cambios en el clima como por ejemplo aumento en
los niveles de precipitación anual, aumento niveles de temperatura en el aire, aumento
en los niveles de escorrentía o caudales, aumentos en los niveles de nubosidad,
aumentos en los niveles de humedad relativa y disminución en los valores de brillo solar.
Estas apreciaciones deben compararse con los estudios realizados por instituciones
nacionales como el IDEAM y también con las investigaciones hechas por los científicos
de la región. Posiblemente no sean las mismas que se dan en otros estudios debido a
que hay algún margen de error en la toma de los datos y esto influye en los resultados
obtenidos y en las apreciaciones ya hechas sobre el tema.
Haciendo razón a lo mencionado anteriormente, en Colombia el IDEAM continuamente
realiza estudios sobre la generación de cambio climático y para hacerlos más eficientes
han procurado ampliar el número de estaciones a evaluar basados en dos criterios, el
primero es que la estación sea representativa en todas las regiones del territorio nacional
y la segunda es que la serie de datos tengan periodos d recolección de datos entre 1970
y 2010. El estudio a tener en cuenta se realizó en el 2010 y analiza las series históricas
de precipitación acumulada diaria y de los externos diarios de temperatura mínima y
máxima utilizando el programa RCLIMDEX (versión 2.12.1); este instituto utilizó varias
estaciones meteorológicas ubicadas al o largo del país y su colocación se resumen en la
figura 7.
22
Para poder determinar los indicadores de cambio climático se usó el software RCLIMDEX
que fue desarrollado como ClimDex y basado en Microsoft Excel, fue desarrollado por
Byron Gleason del National Climate Data Centre (NCDC) de la NOAA (National Oceanic
and Atmospheric Administration). Este programa se implementó en la plataforma R y así
dio resultado al RClimDex (1.0) y busca construir índices de extremos climáticos para
usarlos en estudios de monitoreo y detección de cambios climáticos.
Posteriormente se introdujeron los datos al software para obtener los índices que se
reflejan en una tabla que para cada estación indica la tendencia de crecimiento con el
signo (+) o una tendencia a la disminución con el signo (-); para el departamento de
Santander se mostrarán los resultados en la Figura 8.
En la figura mencionada anteriormente se aprecia la posible variabilidad climática que
puede sufrir el departamento de Santander, según estos resultados los niveles de
precipitación van a aumentar en los proximos años al igual que los niveles de
temperatura, pero esto no indica que existan días más fríos de lo normal. Para la ciudad
de San Gil se encuentran dos estaciones significativas, estas son la de El cucharo y la
de Charala, ambas indican que la precipitación anual aumentará al igual que los niveles
máximos de temperatura pero en El cucharo también se muetra una posibilidad de
noches más frías al ve una disminución en la temperatura mínima.
23
Figure 7 Estaciones meteorológicas. Rescatada Mayo de 2015 de estudio de Evidencias de cambio climático en Colombia con base en información estadística (2010). IDEAM
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Figure 8 Estaciones meteorológicas Santander. Rescatada mayo de 2015 de estudio Evidencias de cambio climático en Colombia con base en información estadística (2010). IDEAM
Figure 9 Parte de mapa Santander que muestra la variación precipitación acumulada anual. Rescatada mayo de 2015 de estudio Evidencias de cambio climático en Colombia con base en información estadística (2010). IDEAM
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En la figura 9 se aprecia el indicador relacionado con la precipitación total anual para el
departamento de Santander, con una tendencia de crecimiento mayor a 10 (mm/año).
Por otro lado el IDEAM realizó otro estudio enfocado al sector agrícola pero teniendo en
cuenta el cambio climático para conocer la posible afectación a los suelos, este estudio
se conoce como “Colombia frente al cambio Climático” y también se realizó utilizando el
software RCLIMDEX. Los resultados de este estudio presentan lo siguiente en cuanto a
los cambios de la temperatura, esta se refleja en la figura 10.
Figure 10 Variabilidad de temperatura, escenario B2 y y A2 respectivamente. Parte de mapa Santander que muestra la variación precipitación acumulada anual. Rescatada y modificada mayo de 2015 de estudio Colombia frente al cambio climático. IDEAM
. En la figura anterior se presentan dos escenarios de cambio climático teniendo en cuenta
la temperatura, el del lado derecho es el escenario pesimista que refleja un posible
aumento de la temperatura entre 2 y 4°C para todo el territorio nacional pero que también
en algunas partes puede ser mayor. Para el departamento de Santander en ambos
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escenarios se observa de color naranja a rojo, esto quiere decir un posible aumento entre
los 2 y 4°C.
3.2. ANÁLISIS DE VARIACIÓN CLIMÁTICA EN EL MUNICIPIO DE SAN GIL, BASADOS EN PARÁMETROS DE CÁLCULO DADOS POR EL IDEAM
Para poder determinar la variabilidad climática de ciertos factores como por ejemplo la
precipitación, temperatura y caudales se deben utilizar ciertos índices que a partir de la
información obtenida se realizan ciertos cálculos que representan si estos u otros
factores han variado en el tiempo y cuál será su posible comportamiento en el futuro.
Según el IDEAM para determinar la variabilidad climática a través de los años en la
ciudad de San Gil de los factores mencionados anteriormente, se debe tomar una serie
de datos de precipitación anual, temperatura anual y caudales medios anuales del río
Fonce y a partir de estos se debe hallar el promedio de los mismos con la siguiente
ecuación:
En donde:
n: total de datos
ai: valores de cada dato
Después de obtener el valor de promedio para cada serie de datos se comparan con
respecto a los valores anuales de cada factor y así se determinar en qué momento y en
qué porcentaje ha variado el factor de análisis, estas variaciones se llama anomalías.
Según el comportamiento de los valores y los cambios durante los periodos estudiados
se podría asumir un comportamiento de los mismos en los años futuros.
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A continuación se muestran los resultados de promedio para cada factor:
Precipitación anual: 1220.50 (mm)
Caudales medios: 85.80 (m3/s)
Temperatura: 24.85 (°C)
Basados en los anteriores resultados y comparándolos con los valores de cada factor
para cada periodo (año) analizado se muestran los siguientes histogramas que reflejan
la variación porcentual para cada uno de estos:
Gráfico 1 Variación porcentual en niveles de precipitación total anual
En el gráfico anterior se refleja la variabilidad climática con respecto a los valores
porcentuales de variación en la precipitación total anual, en este se observa una
tendencia a menores valores l durante los primeros años de la serie entre 1954 y 1977
dándose la mayor variación por debajo del nivel promedio en el año 1961 con un valor
de 41.86%, por otro lado se ve el aumento de niveles de precipitación con respecto al
promedio a partir del año 1978 dándose la mayor variación en aumento durante el año
2010 con un valor de 32.94%. A partir de lo que refleja el gráfico se puede concluir que
-50.00%
-40.00%
-30.00%
-20.00%
-10.00%
0.00%
10.00%
20.00%
30.00%
40.00%
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00
20
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06
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08
20
10
20
12
Var
iaci
ón
po
rece
ntu
al
Tiempo (años)
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los niveles de precipitación han aumentado en los últimos años en la ciudad de San Gil
y posiblemente lo sigan haciendo de la misma manera para los próximos.
Gráfico 2 Variación porcentual valores de temperatura
En el gráfico se observa la variación climática de la temperatura teniendo en cuenta su
variación porcentual de valores, en principio se perciben mayores valores con respecto
al promedio entre los años 1957 y 1969, en los siguientes años durante los periodos
comprendidos entre 1970 y 2000 se observa una disminución de los valores de
temperatura con respecto al valor promedio, y por último desde el año 2001 se puede
decir que la temperatura ha aumentado y la mayor diferencia con respecto al promedio
se da en el año 2010 con un valor del 11%; por último se puede concluir que conforme a
los últimos años habrá un aumento en la temperatura en la ciudad de San Gil.
-6.00%
-4.00%
-2.00%
0.00%
2.00%
4.00%
6.00%
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Var
iaci
ón
po
rcen
tual
Tiempo (años)
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Gráfico 3 Variación porcentual caudales medios
En el gráfico se refleja la variación porcentual de los valores de caudales medios
comprendidos entre los años 1955 y 2012 para la ciudad de San gil, para este factor se
puede decir que en los primeros años hubo disminuciones en los valores de caudal que
se pueden relacionar a la misma disminución de precipitación en los primeros años del
a serie hasta el año 1971, posterior a este durante los siguientes periodos hubo aumentos
y disminuciones de los valores con respecto al promedio para que en los últimos años
se diera una tendencia más alta al aumento de los valores de caudal.
Los resultados anteriormente mostrados plantean un escenario de cambio climático
basado en anomalías de los valores de cada factor que se alejaron en diferentes
proporciones del valor medio. Principalmente se puede decir que se espera para los
siguientes años un crecimiento en los niveles de precipitación, temperatura y caudales
para la ciudad de San Gil, esto conlleva a un efecto directo sobre la oferta hídrica del
municipio ya que se espera aumente y así mismo se espera que se obtengan días más
fríos o más calientes de los que se han experimentado en los últimos periodos.
-60%
-40%
-20%
0%
20%
40%
60%
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Var
iaci
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po
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tual
Tiempo (años)
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4. RESULTADOS
Partiendo del estudio cuantitativo y cualitativo que se realizó en el río Fonce en la ciudad
de San Gil (Santander), se obtuvo un escenario de cambio climático que resume los
resultados obtenidos por este estudio y por los reflejados en los informes presentados
por las entidades nacionales, además se analizaron los factores de precipitación,
temperatura, caudal, brillo solar y humedad relativa para así determinar su variación en
los periodos anteriores con el fin de establecer los escenarios anteriormente
mencionados.
En pocas palabras, el escenario para la ciudad de San Gil (Santander) refleja un
incremento en los valores de temperatura, precipitación, humedad relativa y caudales en
el río Fonce, esto debido a que se espera un crecimiento en los niveles de lluvia y un
aumento en la temperatura que se resume en un aumento en la nubosidad, y esperando
un nivel de radiación solar reducido en comparación al de los últimos periodos los valores
de caudal en el río tendrán a aumentar.
Por otro lado cabe mencionar que en los últimos años el aumento en los niveles de
precipitación y temperatura no ha afectado la variación de los valores de caudales en
estos periodos, esto puede ser consecuencia de las posibles malas mediciones de estos
factores en el campo y del no seguimiento de las normas que buscan obtener datos de
calidad, es decir, probablemente las personas encargadas de tomar los datos no lo
hicieron de la manera requerida y por consiguiente estos no son de calidad. Este
problema genera que los posibles escenarios de cambio climático que se plantean
basados en la variabilidad climática de estos factores no sean del todo cierto o puede
que lo sean, pero no cumple siempre con una lógica como lo es este caso en el que
aunque aumentó la precipitación los valores de caudales no cambiaron en estos periodos
analizados y si se espera un crecimiento de los mismos para los próximos años.
Se deben tener en cuenta los estudios hidrológicos que se planeen realizar en la ciudad
de San Gil (Santander) y que tengan como base información de calidad para que reflejen
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de la mejor manera los posibles comportamientos o variación de los factores climáticos
con el fin de determinar diferentes escenarios de cambio climático que puedan generar
efectos positivos o negativos en la región para así diseñar planes de prevención en los
que se busque aprovechar el cambio de los mismos de la mejor manera posible.
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5. CONCLUSIONES
Para la determinación de escenarios de cambio climático existen dientes metodologías
que pueden llegar a arrojar resultados verdaderos o falsos en los cuales es importante
que lo que se obtenga sea lo que ocurra en el futuro, la mejor forma de asegurar esto no
es solo la metodología usada sino la veracidad de la información, es decir, es de vital
importancia que los datos utilizados para plantear estos escenarios o para analizar
variabilidad de los mismos en ciertos periodos es que estos hayan sido tomados de una
manera adecuada con un equipo adecuado rigiéndose por los estándares de calidad que
lo ocupen para finalmente poder aplicar la metodología que se requiera y así tener
certeza de que lo usado como base para el estudio es confiable.
En cuanto a los factores de precipitación, temperatura, brillo solar, nubosidad y humedad
relativa, se refleja en los resultados una variación en los mismos que para el caso de
precipitación y temperatura hay un aumento en los valores conforme pasan los años,
para los valores de caudales se refleja que no varían en gran magnitud durante el periodo
estudiado al igual que el brillo solar, y por otro lado se refleja una disminución en los
niveles de humedad relativa. Parece ser que los resultados no concuerdan debido a que
si la temperatura aumenta la humedad relativa lo debe hacer de la misma manera, esto
posiblemente se debe a que la calidad de la información para los periodos antiguos en
Colombia no cumple con ciertos estándares que tienen como objetivo tomar valores
verídicos de estos factores.
El escenario de cambio climático que se plantea para la ciudad de San Gil (Santander)
refleja un posible aumento para los siguientes años en los niveles de temperatura,
precipitación, humedad relativa y nubosidad, como disminución en los niveles de
radiación solar a los últimos años, que juntos ocasionan el incremento de los niveles de
caudales medios en el río Fonce debido a que al aumentar los niveles de lluvias y la
reducción del brillo solar debido al aumento de la nubosidad, no se espera que toda el
agua que caiga en el río sea evaporada además de la posible absorción del agua por
parte de la vegetación de la zona no afecte demasiado a los niveles del río.
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REFERENCIAS
Alcaldía De San Gil. (s.f.). Alcaldía De San Gil. Recuperado Abril de 2015
http://www.sangil.gov.co
Benavides, H., Hurtado, G., & Mayorga, R. (2010). Evidencias de cambio climático en
Colombia con base en información estadística – IDEAM
IDEAM. (2010). Estudio nacional del agua 2010
IDEAM. (2010). Segunda Comunicación Nacional ante la Convención Marco de las
Naciones Unidas sobre Cambio Climático.
Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (2000). Informe
especial del IPCC: escenarios de emisiones.
Montealegre, E. (2007). Actualización del componente Meteorológico del modelo
institucional del IDEAM sobre el efecto climático de los fenómenos El Niño y La Niña en
Colombia.
Palacio, D. C., Rangel, F. M., & Rivera, H. G. (2013). Impacto En Los Escenarios De
Cambio Climático En Los Recursos Naturales Renovables En Jurisdicción De La
Corporación Autónoma Regional De Santander. Bogotá: Universidad Nacional De
Colombia.
Ruíz, F. (2007). Escenarios de cambio climático en Colombia.
Ruíz, F. (2007). Escenarios de cambio climático, algunos modelos y resultados de lluvia
para Colombia bajo el escenario
