1

Impacto del cambio climático en Mesoamérica

A Eitzinger, B Rodriguez, A SchmidtCRS- LACRO – Taller de cambio climático, Marcala 2011

2

• Cambio Climático: Que vamos a hacer?• Ciencia cambio climático

― IPCC - Vulnerabilidad al cambio climático― CCAFS y CIAT

• Modelos climáticos― “downscaling” para escala regional / local― Incertidumbre de las predicciones

• Herramientas de la investigación― Preguntas de la investigación― Predecir impactos: cultivos / socio-económicos― Determinar “Hot spots”― Desarrollo participativo de estratégicas de

adaptación

• Resultados de la investigación en CIAT― CUP― TOR― OXFAM

• Outlook: “Grounding climate change”

Contenido

3

Que vamos a hacer?

Identificación de la VULNERABILIDAD en los MEDIOS DE VIDA de las FAMILIAS y posibles

ESTRATEGIAS DE ADAPTACIÓN

Cambio climático

B

4

El desafíoCambio climático

La concentración de Gases de Efecto Invernadero

está aumentando

Implicaciones a largo plazo para el clima y para la aptitud

de los cultivos al clima

B

5

IPCC: Modelo de circulación globalCiencia cambio climático

• 21 “global climate models” (GCMs) basados en ciencias atmosféricas, química, física, biología

• Se corre desde el pasado al futuro• Hay diferentes escenarios de emisiones de gases

B

6

Definición de vulnerabilidad al cambio climáticoCiencia cambio climático

Vulnerabilidad

Es el grado por el cual un sistema es

susceptible o incapaz de

enfrentarse a efectos adversos

del cambio climático

(IPCC 2001)

ExposiciónGrado en que un sistema está expuesto a

variaciones climáticas importantes (IPCC 2001)

SensibilidadEs el grado por el que está afectado un

sistema, en sentido perjudicial o beneficioso, por estímulos relacionados con

el clima (IPCC 2001)

Capacidad de adaptaciónEs la habilidad de un sistema de ajustarse al

cambio climático (IPCC 2001)

BCCAFS Climate Change, Agriculture and Food SecurityCiencia cambio climático

72011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020

Donde se hace la investigación? >> En nuestros 15 CG centros y ~70 oficinas regionales

Los centros de investigación CGIAR

Lead center - CIAT

BCCAFS Climate Change, Agriculture and Food SecurityCiencia cambio climático

Tema 1: Adaptación al cambio climático progresivo

Tema 2: Adaptación mediante la gestión de riesgos climáticos

Tema 3: Mitigación al cambio climático a favor de los pobres

Tema 4: Integración para la toma de decisiones

DAPADecision & Policy Analysis

B

9

Experiencia en CIAT de la modelación climáticaModelos climáticos

• Cualquier agro-ecosistema responde a variaciones de – factores antropogenicos (sociales), – bióticos (plagas, enfermedades)– abioticos (clima, suelos)

• El clima es el factor menos predecible.

• El clima va a cambiar• Cada sistema es un caso especial

Lo que sabemos

B

10

Experiencia en CIAT de la modelación climáticaModelos climáticos

• Qué condiciones tendremos en 20, 50, 100 años?

Lo que NO sabemos

>> INCERTIDUMBRE

B

11

Experiencia en CIAT de la modelación climáticaModelos climáticos

• Conocimiento limitado• Complejidad del sistema climático• Resoluciones de modelos climáticos

no adecuadas• Proporcionar los datos del clima

futuro a escala fina• Incertidumbres

Problemas

B

12

Experiencia en CIAT de la modelación climáticaModelos climáticos

CCCMA-CGCM3.1CSIRO-MK3.0 IPSL-CM4 MPI-ECHAM5

NCAR-CCSM3.0UKMO-HADCM3UKMO-HADGEM1

2050A1B

Escenarios de emisión = Incertidumbre políticoModelos de Circulación Global = Incertidumbre científico

Incertidumbre

B… para una escala regionalModelos climáticos

13

Escala global Pero.. Escala regional o local

Características Principales

• Resolución horizontal de unos 100 a 300 km

• 18 y 56 niveles verticales.

B

14

GCMs y resolucionesModelos climáticos

B

15

DificultadesModelos climáticos

• Primero: mezcla de resoluciones

BDificultadesModelos climáticos

• Segundo: disponibilidad de datos (via IPCC)WCRP CMIP3 A1B-P A1B-T A1B-Tx A1B-Tn A2-P A2-T A2-Tx A2-Tn B1-P B1-T B1-Tx B1-Tn

BCCR-BCM2.0 OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OKCCCMA-CGCM3.1-T63 OK OK NO NO NO NO NO NO OK OK NO NOCCCMA-CGCM3.1-T47 OK OK NO NO OK OK NO NO OK OK NO NOCNRM-CM3 OK OK NO NO OK OK NO NO OK OK NO NOCSIRO-MK3.0 OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OKCSIRO-MK3.5 OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OKGFDL-CM2.0 OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OKGFDL-CM2.1 OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OKGISS-AOM OK OK OK OK NO NO NO NO OK OK OK OKGISS-MODEL-EH OK OK NO NO NO NO NO NO NO NO NO NOGISS-MODEL-ER OK OK NO NO OK OK NO NO OK OK NO NOIAP-FGOALS1.0-G OK OK NO NO NO NO NO NO OK OK NO NOINGV-ECHAM4 OK OK NO NO OK OK NO NO NO NO NO NOINM-CM3.0 OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OKIPSL-CM4 OK OK NO NO OK OK NO NO OK OK NO NOMIROC3.2.3-HIRES OK OK OK OK NO NO NO NO OK OK OK OKMIROC3.2.3-MEDRES OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OKMIUB-ECHO-G OK OK NO NO OK OK NO NO OK OK NO NOMPI-ECHAM5 OK OK NO NO OK OK NO NO OK OK NO NOMRI-CGCM2.3.2A OK OK NO NO OK OK NO NO OK OK NO NONCAR-CCSM3.0 OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OKNCAR-PCM1 OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OKUKMO-HADCM3 OK OK NO NO OK OK NO NO OK OK NO NOUKMO-HADGEM1 OK OK NO NO OK OK NO NO NO NO NO NO

BDificultadesModelos climáticos

• Tercero: cuál es más preciso?

Qué hacer?

BDownscaling estadísticoModelos climáticos

• Aún el GCM más preciso es demasiado grueso (100km)

• Aumentar resolución, uniformizar… proveer datos de alta resolución, contextualizados

• Diversos métodos desde interpolación directa hasta redes neuronales, y RCMs– DELTA (empírico-estadístico)– DELTA-VAR (empírico-estadístico)– DELTA-STATION (empírico-estadístico)– RCMs (dinámico)

BDownscaling: ResumenModelos climáticos

GCM

BPreguntas de la investigaciónHerramientas de la investigación

0. Como podemos mejorar la escala de los modelos de predicción del clima futuro?

1. Como podemos predecir la aptitud de los cultivos al clima del futuro?2. Como podemos evaluar los impactos (productor; cadena; sociedad –

seguridad alimentaria) del cambio climático en la calidad y producción de los cultivos?

3. Cuales son las zonas que necesitan alta atención?4. Como se puede traducir las implicaciones del cambio climático en

parámetros socio-económicos (renta, pobreza y equidad)?5. Que opción tenemos para obtener la percepción del productor y

acompañar a organizaciones y actores de cadena de suministro para diseñar escenarios adecuados para adaptación y mitigación?

6. Como podemos cuantificar las emisiones de la agricultura para reducir las causas del cambio climático?

7. Como podemos empoderar los agricultores para compartir experiencia entre sitios para construir estrategias de adaptación?(from local to global)

8. …

BPr

ecip

itaci

ón

Temperatura

Base de datos Ecocrop (FAO)(Food and Agriculture Organization of the UN)

Rangos: Temperatura y precipitación

http://worldclim.orgMas que 47,000 estaciones al nivel mundial

Calibración con puntos con condiciones optimas

• Puntos GPS• Rango de altura• Áreas de producción actual• Tipo de suelo

WorldClim línea base 2000

Predecir los impactos a los cultivosHerramientas de la investigación

Cambio de la aptitud del cultivo al clima futuro

21

1. Como podemos predecir la aptitud de los cultivos al clima del futuro?Respuesta: Modelación de la aptitud del cultivo al clima actual y futuro. (EcoCrop, MaxEnt, …)

EcoCrop

BPredecir los impactos a los cultivosHerramientas de la investigación

2. Como podemos predecir el impacto a la producción (rendimiento) y calidad?Respuesta: Modelación fisiológica del desarrollo de la planta. (DSSAT, CAF2007, Canasta, …)

22

Clima

ManejoAgronómico

Suelo

Fecha de siembra

Irrigación

Fertilización

inicio

Inicio Proceso de modelación

Temporada inicial

Cálculos

Integración

Salida

Resumen

Fin

Ciclo crecimiento del cultivo

Ciclo diario

Entradas delmodelo

Presente Futuro

B

23

Predecir los impactos a los cultivosHerramientas de la investigación

Datos Climáticos (Presente y futuro)

GIS (Datos mensuales)

MARKSIM (Genera datos climáticos diarios)

DSSAT

Sistema de soporte de decisiones para transferencia agroecológica

BDeterminar “Hot spots”Herramientas de la investigación

3. Cuales son las zonas que necesitan alta atención?Respuesta: Identificar focos de riesgo (Hot-Spots).

Áreas donde los sistemas de la producción de los cultivos se pueden adaptarEnfoque en la adaptación

Áreas donde los sistemas de la producción de los cultivos ya no son una opción Enfoque en la diversificación de los medios de subsistencia

Áreas donde los sistemas de la producción de los cultivos se estableció Migración frontera agrícola - el riesgo de la deforestación!

BPredecir impacto socio-económicoHerramientas de la investigación

Humano

• Acceso a educación• Nivel de conocimiento

del manejo agrícola• Salud y alimentación

Social

• Organización• Tomar decisiones,

distribución de trabajo

• Vías de acceso• Transporte de productos• Calidad de la vivienda

Físico

Natural

• El acceso y la disponibilidad de agua

• Contaminación• Conservación• Condiciones y

fertilidad del suelo

Financiero

• Acceso al crédito• Variabilidad de la producción• Variabilidad del precio• Variabilidad de los ingresos anuales

y diversificación de los ingresos• Acceso a los mercados• Acceso a la tecnología alternativa

DFID Livelihood Framework, Indicadores en los 5 capitales

4. Como se puede traducir las implicaciones en parámetros socio-económicos?Respuesta: Definir indicadores (relación con clima) de los medios de vida y recopilación de datos

B

26

Percepción y estrategias de adaptaciónHerramientas de la investigación

5. Que opción tenemos para obtener la percepción del productor y acompañar a organizaciones y actores de cadena de suministro para diseñar escenarios adecuados para adaptación y mitigación? Respuesta: Grupos focales participativos con perspectivas de género.

Diagnóstico rural participativo (PRA)

Talleres para desarrollar estrategias de adaptación con todos los actores de la cadena.

Priorizar las estrategias según importancia

B

27

MitigaciónHerramientas de la investigación

6. Como podemos cuantificar las emisiones de la agricultura para reducir las causas del cambio climático?Respuesta: Estimar la huella carbono de la producción

Decisiones que protegen el

medio ambiente

Comunicación con

compradores

Opciones para marketing

CoolFarmTool: Unilever& University of Aberdeen

B

28

Análogo del climaHerramientas de la investigación

6. Como podemos empoderar los agricultores para compartir experiencia entre sitios para construir estrategias de adaptación?Respuesta: Calcular las medidas de disimilitud climáticas entre una proyección del clima futuro en un lugar especificado por el usuario y el clima actual a nivel mundial

28

Clima 2030 = clima actual

B

29

Metodología y marco analíticoHerramientas de la investigación

Global Climate Model (GCM) Outputs

Production and Quality Data

Socio Economic Information

Statistical Downscaling of

Climate Information

Crop Suitability and Niche Modeling

Vulnerability Analyses

Future Climatesat Local scale

Yield and Quality Impacts

Alternative Livelihood Strategies

EXPOSURE

SENSITIVITYADAPTIVE CAPACITY

B

30

Como trabajamos en caféHerramientas de la investigación

Characterization of Approaches IPCC 2007

Impact Assessment Sensitivity and Adaptive Capacity Integrated Impact Assessment

Risk Evaluation Risk Reduction Risk Management Policy Options

Global to Local Local to Regional Regional to Global

Local Sector Local/Regional Systems Cross-Sector

ZonificationMitigation

CafAdap Fontagro

Coffee MarketFontagro

Nicaragua Brazil VietnamTanzaniaGuatemala

Multi-Regional

Carbon Footprint

Climate data (worldclim, GCM) Field Survey

Crop niche modelling Analysis

Caf2007 Workshops

Quality Price and Productivity Data

Market Models

Economic Scenarios

D e c i s i o n S u p p o r t

Exposition ofCrop alternatives

ExpositionProbability

Cost Benefit Analysis

Productivity Change

PeruMexicoKenya

CUP

NicaraguaEl salvadorGuatemalaMexico

FunicaADAP-CCDOFNC

ColombiaMexicoNicaragua

Physiological modelling

IndonesiaPapua N.G

ColombiaEcuador

BorderlandsGIZ

CentralAmerica

B

31

CUP – Coffee Under PressureResultados preliminares de

Exposición

BResultsResultados preliminares CUP Cambio promedio en aptitud del café al clima 2050

Marcala: N 14.157 W 88.021 1243 m.a.s.l

B

Nicaraguan coffee farms (~5.000) 2020 2050

Annual average temperature change + 1,1 °C + 2,4 °C

Annual change in precipitation - 90 mm - 120 mm

ResultsResultados preliminares CUP Cambio climático en áreas de café en Nicaragua

BCambio de aptitud al clima 2050 en NicaraguaResultados preliminares CUP

B

Results

Resultados preliminares CUP Las áreas de producción suben en altura en Nicaragua

B

Municipalities Today area (ha) 2050 area (ha) Change (ha) Change (%)

Matagalpa 41,400 6,000 -35,400 85

Jinotega 34,500 8,700 -25,800 75

Granada 2,000 1,300 -800 37

… … … … …

Total 114,600 16,700 -98,200 85

Resultados preliminares CUP Impacto a la producción en Nicaragua

B

Municipalities Production (1000 t)

Income (Million US$)

Production 2050 (1000 t)

Income 2050 (Million $US)

Loss (Million US$)

Matagalpa 21.1 31.792 4.4 6.657 25.135

Jinotega 27.8 41.769 6.4 9.567 32.203

Granada 0.2 0.249 0.1 0.173 0.075

… … … … … …

Total 60.9 90.148 11.2 16.703 74.775

Resultados preliminares CUP Impacto económico en Nicaragua

BAptitud y cambio de areas para los otros cultivos en NicaraguaResultados preliminares CUP

• Cambio de aptitud de los cultivos mas importantes vs. áreas con aptitud disminuida (%).

Nicaragua suitability change for 30 crops versus proportion of current suitable area that will likely lose suitability, bubble size is total annual production (%). Grey circles are staple food crops and white circles area non staple food crops.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

Mayz

Rice

Bean

Sugar cane

Onion

Coffee

Lettuce

Pineapple

Plantain

Cabbage

Area loosing suitability (%)

Suita

bilit

y Ch

ange

(%

)

B

39

Meojoramiento en las variedadesResultados preliminares CUP

Necesidad de Mejoramiento en las variedades de café para el año 2050 en Nicaragua.

BCUP – Coffee Under PressureResultados preliminares de

Exposición, Sensibilidad, Capacidad adaptiva

B

Physical

Natural

HumanSocial

Financial

0

2

4

SensitivityAdaptive capacity

Variabilidad en rendimientos altos; dependen de café

Manejo post-cosechaPlagas y enfermedades

Migracion

Resultados preliminares CUP Impactos generales a los medios de vida

BResultados preliminares CUP Vulnerabilidad especifica de productores en Nicaragua

B

Madriz se caracteriza por una baja exposición (café seguirá creciendo en 2050), de alta sensibilidad (carreteras en mal estado, una alta variabilidad en el rendimiento) y baja capacidad de adaptación (estructura organizativa pobre, pocos beneficios proporcionados por la organización y la alta contaminación de los recursos naturales).

El énfasis de su estrategia de adaptación es relativa a la conservación de los recursos naturales, la creación de capacidades, la diversificación y la sensibilización de los gobiernos.

Resultados preliminares CUP Perfiles de vulnerabilidad especifico

B

Matagalpa se caracteriza por una alta exposición (la adaptabilidad de café disminuye drásticamente) de alta sensibilidad (alta variabilidad en los rendimientos) y baja capacidad de adaptación (falta de acceso al crédito, escaso conocimiento sobre manejo de plagas y enfermedades y la baja diversificación).

La estrategia de adaptación se centra en la diversificación, la creación de capacidades, el fortalecimiento de las organizaciones y en la aplicación de las leyes ambientales y las políticas de desarrollo para el sector del café.

Resultados preliminares CUP Perfiles de vulnerabilidad especifico

BResultados preliminares CUP En una plataforma en línea

Datos topográficos y ambientales

Fincas Geo-referenciadas (calidad, manejo de practicas, etc.)Resultados de la investigación (CIAT)

ENRIQUETA HERRENAPANTASMA, JINOTEGA, NicaraguaCurrent situationSuitability: 78% (Very Good)Alternative crops•Cacao: 70%•Beans: 56%

B

46

TOR – Tortillas on the RoasterResultados preliminares de

Cambio de aptitud al clima 2020 y 2050

B

47

DSSAT en TORResultados preliminares de

Suelo 1.

Suelo 2.

Suelo 1.

Suelo 2.

Fertilización 2.

Fertilización 1.

Fertilización 1.

Fertilización 2.

Fertilización 1.

Fertilización 2.

Fertilización 1.

Fertilización 2.

Cultivar 1.

Cultivar 2.

Ensayo 1.

Ensayo 3.

Ensayo 5.

Ensayo 7.

Ensayo 2.

Ensayo 4.

Ensayo 6.

Ensayo 8.

BTOR – Tortillas on the RoasterResultados preliminares de

48

B

49

TOR – Tortillas on the RoasterResultados preliminares de

B

“Rain has become very irregularly, this year we suffered drought followed by heavy rains during Broccoli season”Two small-holder farmers & brothers, Guatemala, Patzún, October, 2010

Resultados OXFAM Percepciones de los productores

B

51

Exposicion de los cultivosResultados OXFAM

Suitability in %

Change in suitability in %

B

52

Perfil de vulnerabilidad especifico por el sitioResultados OXFAM

Vulnerabilitad = Exposición + Sensibilidad – Capacitad adaptiva

B

53

Calculación de la huella carbona en líneaResultados OXFAM

BCatalogo de estrategias de adaptacionResultados OXAM

54

3 main strategies from workshops

1. Education, training, capacity building, information sharing, research

2. Legislation & government policies, marketing, financing

3. Infrastructure development, organization, sustainable implementation

Adaptation strategies for crop production systems

1. Crop variety sampling for improved climate-suitability2. Greenhouses for seedling nursery3. Evacuation container to protect them in an emergency4. Diversify crops: e.g.: yam vs. dasheen5. Irrigation system to control water stress6. Small, enclosed farming systems (greenhouse, water

reservoir, renewable energy) to control harvest season (glut/shortage)

7. Alternative crops for highly exposed crops to climate change

8. Introduce Agroforestry systems: e.g. Quesungual System9. Low carbon agriculture to mitigate climate change

Adaptation strategies for impacts on livelihoods

1. Funding and accompanying of community organizations 2. Training and awareness building of communities for

climate change.3. Building alliance along value-chain4. Strengthening of local capacity to countered with

adaptation strategies5. Knowledge sharing and best practice learning from climate

similar areas.

Checklist further actions against climate change in Jamaica

Choose the best adaptation strategies against climate change

Learn to manage the risk associated with climate variability.

Implement and adjust adaptation strategies together with policy makers

Start mitigating to reduce the adverse affects of climate change by reducing emissions

Analysis of 19 GCM Models from the Fourth IPCC Evaluation Report (2007) ADAPTATION STRATEGIES Along supply-chain Jamaica

BGrounding climate changeOutlook

• Pilotos y evaluación de adaptación• Conocimiento local para estrategias de adaptación y mitigación• Estrategias de mitigación y de gestión de riesgos• Estrategias de incidencia públicas y privadas• Aprender de los sitios similares del clima en el futuro

55

Sitio 1

Sitio 2

Sitio 3

Sitio 3

BLACRO – Taller de cambio climático, Marcala 2011Eitzinger, Rodriguez, Schmidt

CCAFS Climate change, agriculture & food security

TORTortillas on the Roaster

CUP Coffee under pressure

2009 2010 2011 2012

DAPA-CAC Decision & Policy Analysis en Centro America y el Caribe

OXFAM

Gracias por su atención!

Cuilco GTM

Video: Subiendo Dos Grados - cambio climático y café en Colombia