¿Cómo el clima controla los glaciares tropicales?
Jean Emmanuel SicartIRD, LTHE, UMSA-IHH-IGEMA
LMI GREATICE, ORE GLACIOCLIM
- Fricción (viento)- Evaporación- transferencia de calor- emisión de contaminanteetc…
Capa limite (100-1000m):Parte baja de la atmósfera que esta directamente influenciada por la superficie terrestre
Capa limite de la atmósfera
Radiación solar incidente
Radiación solar reflejada
Radiación térmica incidente
(atmósfera, nubes)
Radiación térmica emitida
por el glaciar
viento
Flujos turbulentos de calor sensible
y de calor latente
Fusión cuando la superficie alcanza 0°C
Balance de energía: relación clima - glaciar
ClimaFusión
AcumulaciónBalance de masa
Flujos de energía
Precipitaciones
Albedo nieve / hielo
0 4 8 12 16 20 0heure locale
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
m.s
-1
dirección Velocidad del viento
VERANO
anual
0 4 8 12 16 20 0heure locale
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
m.s
-1
INVIERNO
anual
1999-2000
Régimen de viento, Zongo, Bolivia, circulación térmica local (glaciar tropical)
VERANO
INVIERNO
catabatico
anabatico
Venezuela
0°
10 °S
20 °S
30 °S
40 °S
10 °N
80 °W 60 °W 70 °W
S.N. de Cocuy
Santa Isabel
Antizana 15 & 12
Carihuayrazo - Cotopaxi
Artezonraju Yanamarey Sullcón
Zongo (Chacaltaya)
Charquini Sur
Echaurren
Pilotos
Martial
Glaciares monitoreados en la Cordillera de los Andes en 2005
IRD IHH-IGEMA (UMSA)
SENAMHI-ANA (UGRH)
INAMHI-EPN (DICA)
IRD investigaciones en los glaciares
tropicales andinos (desde 1992)
LMI GREATICE, ORE GLACIOCLIM
‘Clima local’, Antizana (Ecuador, 0°28°S) / Zongo (Bolivia, 16°S)
Favier et al., 2004
BOLIVIA
ECUADOR
• Radiación neta de onda corta S
• Radiación neta de onda larga L
• Flujo turbulento de calor sensible H
• Flujo turbulento de calor latente LE
Flujos de energía en la superficie de glaciares
Antizana (Ecuador, 0°28°S) / Zongo (Bolivia, 16°S)
Ecuación del BE: R + H + LE + G + P = QM
[Favier et al., 2004; Sicart et al., 2005]
ECUADOR
BOLIVIA
Huayna Potosi (16 15’S), Bolivia
Zongo Glacier
6000-4900 m asl, 2 km2
Clima similar a Peru
09 10 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08month
-4
-2
0
2
4
6
T (
°C)
0
20
40
60
80
100
RH
(%
)
40
30
20
10
0
pre
c. (m
m d
ay
-1)
09 10 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08
0
100
200
300
400
S(
W m
-2)
160
200
240
280
320
L
(W
m-2)
0
0.2
0.4
0.6
dis
ch
arg
e (
m3
s-1
)
Sextra
Época húmeda (verano):
Precipitaciones y fusión
Época seca (invierno):
Poca fusión
Bajas variaciones térmicas
Simulación de los flujos de energía y de la fusión en toda la superficie del glaciar
Modelo ‘físico’: herramienta para entender los procesos de fusión
Modelo de Hock and Homlgren [2005]:
- Cálculos en la estación climática
- Extrapolación espacial de los flujos
Resolución: hora / 20 m
modificado para los glaciares tropicales:
- Albedo: caídas de nieve en época de fusión
- Radiación infrarroja: grandes variaciones causadas por los nubes
Objectivos:
entender los cambios anuales y
mensuales del balance de masa
Sicart et al., 2011
Energy fluxes in wet season (maximum melting): averages over the entire glacier
• Ice melting by solar radiation during cloudless periods
• Snow melting by long-wave radiation during cloudy periods
24
-No
v
29
-No
v
04
-De
c
09
-De
c
14
-De
c
19
-De
c
24
-De
c
29
-De
c
03
-Ja
n
08
-Ja
n
13
-Ja
n
18
-Ja
n
23
-Ja
n
28
-Ja
n
02
-Fe
b
-100
0
100
200
300
400
en
erg
y f
lux (
W m
-2)
-100
0
100
200
300
Jo
ule
s 1
06
S
H+LE
SUM
L
S: net short-wave radiation
L: net long-wave radiation
H+LE: turbulent fluxes
Nubes / Nieve
Cielo claro
Energy fluxes in dry season: averages over the entire glacier
Low melting rates:
• energy loss in long-wave radiation
• energy loss by sublimation
12
-Fe
b
22
-Fe
b
03
-Ma
r
13
-Ma
r
23
-Ma
r
02
-Ap
r
12
-Ap
r
22
-Ap
r
02
-Ma
y
12
-Ma
y
22
-Ma
y
01
-Ju
n
11
-Ju
n
21
-Ju
n
01
-Ju
l
11
-Ju
l
21
-Ju
l
31
-Ju
l
-150
-50
50
150
250
350
en
erg
y f
lux (
W m
-2)
-800
-600
-400
-200
0
200
400
600
Jo
ule
s 1
06
S
H+LE
SUML
S: net short-wave radiation
L: net long-wave radiation
H+LE: turbulent fluxes
09 10 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08month
0
2
4
6
8
10
run
off
(m
m)
0
2
4
6
pre
cip
ita
tio
ns (
mm
)
0
100
200
300
400
500
su
m p
recip
ita
tio
ns (
mm
)
Balance de masa depende de las precipitaciones:
intensidad, frecuencia, distribución en el año …
Caudal (fusión)
precipitaciones
Precipitaciones acumuladas
Retrazo de la época de lluvia (El Niño 97/98): - acumulación de nieve, ++ fusión (albedo)
Definir tres estaciones? (C. Ramallo, doctorado IRD, 2009-2013)
Balance de energía: útil para interpretar los cambios glaciares (año, mes, hora …)
Los procesos de fusión y acumulación son interrelacionados en los glaciares
tropicales
La temperatura es relacionada con el balance de masa a través de los procesos de
ablación (fusión) y de acumulación (precipitaciones)
Temperatura del aire: resultado de los flujos de energía (como la fusión glaciar)
Pero el aire no aporta mucha energía al glaciar
Nubes (radiación) y precipitaciones (albedo): importante para la fusión
Cambios glaciares pasado y futuros: pueden ser relacionados con cambios de
estacionalidad de nubes y precipitaciones
monzón , frentes fríos del sur con caídas de nieve (surazos) …
GRACIAS