Análisis de la disponibilidad de agua y requerimientos de riego bajo escenarios de cambio climático en La
Guajira-Colombia
Carlos Alberto Domínguez Ramírez
Claudia Helena Ramírez Soler
Jesús Efrén Ospina Noreña
CAMBIO CLIMÁTICO
> CO2 quemas fósiles
Uso intensivo de fertilizantes:
alteran ciclo de N
Industria y minería
Cultivos con altas emisiones de gases
INTRODUCCIÓN
Las altas temperaturas, cortos periodos de precipitación
estaciones cada vez más secas y eventos desastrosos
Se esperan incrementos de la
temperatura media y reducción de lluvias
Alta susceptibilidad a eventos de sequía
Seguridad y soberanía alimentaria
Las sequias (moderadas y severas) han afectado el territorio Colombiano
los últimos 50 años
Una de las zonas más vulnerables ante
condiciones de sequía, es el departamento de
la Guajira
Uno de los municipios que con condiciones más extremas es Uribia, el cual se sitúa en la Guajira.
Este municipio se caracteriza por la presenciade vientos extremadamente fuertes, altaradiación, bioma desértico tropical, fuertedesertificación, bajos volúmenes deprecipitación.
limitaciones en la producción agrícola, señalan que este ecosistema presenta un recurso hídrico superficial escaso y un recurso subterráneo con
limitantes en la calidad
De mismo modo, los suelos en su mayoría son salino sódicos, con baja fertilidad y susceptibles a
procesos de erosión.
INTRODUCCIÓN
Reconocer las amenazas climáticas en los ecosistemas es uno de los principales pasos para obtener medidas de adaptación ante el cambio
climático.
Una forma para lograrlo es a través de modelosclimáticos globales (MCG).
Impactos sobre la producción agrícola en determinada zona.
Objetivo
Evaluar el impacto del cambioclimático en los requerimientoshídricos de cultivos en Uribia en eldepartamento de La Guajira -Colombia.
INTRODUCCIÓN
CÓDIGO TIPONOMBRE ESTACIÓN MUNICIPIO ELEVACIÓN LONGITUD LATITUD
15085020 CP NAZARET URIBIA 10 m s. n. m. 72°15′57″O 11°42′50″N
Uribia - Guajira
La estación seleccionada fue Nazareth codificada
con 15085020 (1976-2005)
Línea base (IDEAM)
Tmín: 22°C
Tmáx: 35.5°C
Tprom: 27.3°C
PCP 510 HR: 81,3%
Escenarios de cambio climático de la página Web
de WorldClim
El municipio se encuentra clasificado
como desértico
2050 : GFDL (GD) con un RCP de 4.5
2070 :Hadley (HD) con un RCP 6.0 y un Hadley (HE) con un
RCP 8.5
Se obtienen las anomalías
Se usó Cropwat para estimar
Evapotranspiraciones y láminas de agua
METODOLOGÍA
Aumento de 1.6°C, 1.9°C y 3.5°C con respecto a la temperatura actual (34.4°C)La temperatura máxima inferior se registra en el mes de enero y proyecta aumentos de 1.4°C, 2.2°C y 3.3°C respecto a la temperatura actual (29.7°C)La temperatura máxima del ambiente determinará cambios drásticos en el usodel suelo y producción de alimentos (T° vital).
Comportamiento mensual de la temperatura máxima para la línea base (1976-2005) y escenarios
futuros de cambio climático: HADGEM2-AO (HD) 6.0 año 2070, GFDL-ESM2G (GD) 4.5 año
2050 y HADGEM2-ES (HE) 8.5 para el año 2070.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Julio presentó la mayor Tmín (23.4°C) y proyecta cambios de 1.5, 2.1 y 3.3°C, deacuerdo a los escenarios analizados.
Diciembre, presentó la Tmín mas baja (20.6°C) y proyecta cambios de 1.4, 2.1 y 3.4°C.
Comportamiento mensual de la temperatura mínima para la línea base (1976-2005) y escenariosfuturos de cambio climático: HADGEM2-AO (HD) 6.0 año 2070, GFDL-ESM2G (GD) 4.5 año 2050 yHADGEM2-ES (HE) 8.5 para el año 2070.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Estrés abiótico [déficit]
Respuesta de las planta
(mecanismos)
Limita el crecimiento
Limita pérdida de agua y
transpiración
Disminución de área foliar
Disminución en
fotosíntesis
< Fijación de C, por estomas
o foto-oxidación
Cierre de estomas
> Conductancia estomática de
agua y aumenta la difusión de
CO2 en la Hoja
Incorporación en biomasa.
Introducción
Aumento de zonas áridas y
desérticas
Estrategias de uso sustentable del agua.
Integrando el mejoramiento
convencional y los enfoques
biotecnológicos
Comportamiento de la precipitación mensual para la línea base (1976-2005) y escenarios
futuros de cambio climático: HADGEM2-AO (HD) 6.0 año 2070, GFDL-ESM2G (GD)
4.5 año 2050 y HADGEM2-ES (HE) 8.5 para el año 2070.
RESULTADOS Y DISCUSIÓNPRECIPITACIÓN
0
0.5
1
1.5
2
2.5
E F M A M J J A S O N D
DP
V (
Kp
a) Actual
GF45 50
HD6070
HE8570
Comportamiento mensual del déficit de presión de vapor en el municipio de Uribia Departamentode la Guajira condición actual (1976-2005) y escenarios de cambio climático: HD60 año 2070, GF45año 2050 y HE85 para el año 2070.
Octubre, un aumento DPV de 1.1, 1.1 y 1.2 Kpa con respecto al DPV actual (0.7 Kpa)Enero, se presentó el menor DPV (0.6 kpa) y se proyectan aumentos del déficit de de 0.6, 0.7 y0.7 Kpa.
↑ DPV es producto del aumento de la temperatura, limitando la oferta de agua para losecosistemas.
A nivel regional, los gradientes de humedad y ciclo hidrológico de los ecosistemas estánasociados con la distribución de las especies vegetales.
El DPV es un factor que controla la traspiración vegetal siendo relevante para región en estudio,debido a que es determinante para la predicción de la dinámica de la productividad y el ciclohidrológico de las especies ante un clima cálido o seco.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN DÉFICIT DE PRESIÓN DE VAPOR
RESULTADOS Y DISCUSIÓNOMBROTÉRMICO
Línea base (1976-2005)
GD4.5 año 2050
0
40
80
120
160
0
20
40
60
80
E F M A M J J S S O N D
Pre
cip
itac
ión
(m
m/a
ño
)
Tem
pea
tura
(C
°)
a
Temperatura media (°C) Precipitación (mm/año)
0
40
80
120
0
20
40
60
E F M A M J J S S O N D
Pre
cip
itac
ión
(m
m/a
ño
)
Tem
pe
atu
ra (
C°)
b
Temperatura media (°C) Precipitación (mm/año)
0
40
80
120
0
20
40
60
E F M A M J J S S O N D
Pre
cip
itac
ión
(m
m/a
ño
)
Tem
pea
tura
(C
°)
c
Temperatura media (°C) Precipitación (mm/año)
0
40
80
120
0
20
40
60
E F M A M J J S S O N D
Pre
cip
itac
ión
(m
m/a
ño
)
Tem
pe
atu
ra (
C°)
d
Temperatura media (°C) Precipitación (mm/año)
Escenario HD6.0 para el año 2070
Escenario HE8.5 para el año 2070.
RESULTADOS Y DISCUSIÓNOMBROTÉRMICO
V/Mes Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sept Oct Nov Dic Total
PCP 18,7 9,1 9,7 22,1 37,2 13,3 7,0 13,1 44,3 146,2 134,8 54,7 510,2
ETo116 112 133 130 136 147 157 155 143 125 109 108 1570,8
P-ETo-97,4 -102,9 -123,5 -108,1 -98,8 -133,7 -149,6 -141,6 -98,8 21,1 25,9 -53,3
Alm 0 0 0 0 0 0 0 0 0 21,1 47 0 68,1
Def 97,4 102,9 123,5 108,1 98,8 133,7 149,6 141,6 98,8 0,0 0,0 6,3 1060,6
Exc 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,0
Δ Alm 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 21,1 25,9 -47,0 0,0
ETR 18,7 9,1 9,7 22,1 37,2 13,3 7,0 13,1 44,3 125,1 109 101,7 510,2
ETR/ETo0,2 0,1 0,1 0,2 0,3 0,1 0,0 0,1 0,3 1,0 1,0 0,9
R o U - - - - - - - - - R R U
Tabla 1: Balance hídrico de la línea base 1976-2005 de la estación Nazareth. En el balance hídrico se
determinan mes a mes las siguientes variables, precipitación (PCP), Evapotranspiración potencial
(ETo), almacenamiento de agua en el suelo (Alm), déficit (Def), Exceso (Exc), variación en el
almacenamiento (Δ Alm), evapotranspiración real (ETR), por último reposició y uso (R o U).
RESULTADOS Y DISCUSIÓNBALANCE HÍDRICO
Tabla 2: Resumen del balance hídrico condición actual (1976-2005) y escenarios futuros de la estación Nazareth.
Balances Hídricos
Escenario Actual
GFDL-ESM2G (GD) 4.5 2050
HadGEM2-AO (HD) 6.0 2070
HadGEM2-ES (HE) 8.5 2070
Valor Valor % Valor % Valor %
P 510,2 446,2 -13 445,2 -13 446,2 -13
ETP (ETo)1570,8 2227,7 42 2261,3 44 2317,0 47
T 27,2 28,6 5 29,3 8 30,6 12
D Alm 0,0 0,0 0 0,0 0 0,0 0
Exc 0,0 0,0 0 0,0 0 0,0 0
Def 1060,6 1781,5 68 1816,1 71 1870,8 76
ETR 510,2 446,2 -13 445,2 -13 446,2 -13
RESULTADOS Y DISCUSIÓNBALANCE HÍDRICO
En el segundo periodo del año se presentó la mayor precipitación, de octubre a noviembrese presenta una pequeña reposición de agua en el suelo la cual puede utilizarse para lasiembra de cultivos con baja exigencia de agua e implementar estrategias de manejoagronómico para optimizar los recursos.
Balance hídrico de la línea base (1976-2005), municipio de Uribia-Guajira. Con diferentesrequerimientos de riego (Cropwat) para maíz, frijol y melón.
se presenta una alta tasa de evapotranspiración (ETo), lo cual se puede asociar con la escasacobertura vegetal, alta radiación solar, salinidad del suelo y condición de desertificación enla región.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Balance hídrico para el escenario GFDL-ESM2G (GD) 4.5 2050. Con diferentesrequerimientos de riego (Cropwat) para maíz, frijol y melón.
Se observa que para los escenarios futuros existe déficit en todos los meses, la precipitación disminuyepresentando reservas y excedentes nulos.
Se evidencia que a diferencia de la línea base, para el segundo periodo se debe realizar la siembra decultivos el mes siguiente (octubre), debido a la baja disponibilidad de agua.
Las altas tasas de ETo, la disminución de la de la humedad y la precipitación limitarán lasactividades agrícolas, generando bajos rendimientos y calidad.
Los efectos negativos del cambio climático podrían verse reflejados en el sector agrícola ypecuario (ganado), así como en los cultivos de pan coger que existen en el municipio deUribia.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Cambio del requerimiento de agua bajo escenarios de cambio climático para los cultivos en estudio.
Lamina de
Riego
Línea
Base
GFDL-ESM2G (GD) 4.5 2050 HadGEM2-AO (HD) 6.0 2070 HadGEM2-ES (HE) 8.5 2070
ValorDiferencia
(mm)Cambio (%) Valor
Diferencia
(mm)
Cambio
(%)Valor
Diferencia
(mm)
Cambio
(%)
Def
(mm/año)1060,6 1781,5 720,9 68,0 1816,1 755,5 71,2 1870,8 810,1 76,4
Pcp
(mm/año)510,2 446,2 -64,0 -12,5 445,2 -65,0 -12,7 446,2 -64,0 -12,5
ETo
(mm/año)1570,8 2227,7 656,9 41,8 2261,3 690,5 44,0 2317,0 746,1 47,5
ETR
(mm/año)510,2 446,2 -64,0 -12,5 445,2 -65,0 -12,7 446,2 -64,0 -12,5
Req. Agua
(mm/año)
Maíz
257,5 426,9 169,4 65,8 426,2 168,7 65,5 433,7 176,2 68,4
Req. Agua
(mm/año)
Fríjol
195,9 363,1 167,2 85,3 356,6 160,7 82,0 370,2 174,3 89,0
Req. Agua
(mm/año)
Melón
223,9 403,8 179,9 80,3 394,1 170,2 76,0 412,5 188,6 84,2
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
• Las características climáticas áridas y desérticas se veránacentuadas por los aumentos de temperatura y cambios enlos patrones de lluvias proyectados en los diferentesescenarios futuros, esto afecta los principales componentesambientales actuales.
• El análisis del balance hídrico de todos los escenarios,destacan que se acentúa el déficit hídrico, provocado por elcomportamiento de las lluvias y un aumento en latemperatura, afectando la disponibilidad de agua para lasactividades agrícolas del municipio, incidiendo directamenteen la producción de alimentos en toda la región.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
• Se deben realizar proyectos y estudios defitomejoramiento, con el propósito de mejorar loscultivos, debido a que esto puede facilitar que seanaptos o resistentes al estrés hídrico en zonas concondiciones de escasez de agua, además se debenadelantar estrategias de manejo y conservación, comopueden ser: aumentar cobertura vegetal eincorporación de materia orgánica.
• Basándose en los resultados se deben implementary/o explorar sistemas de cultivos más eficientes en eluso del agua en la región, acordes a la disposición delrecurso para actividades agrícolas bajo escenarios decambio climático. Igualmente es importante adelantarestudios orientados a la cosecha de agua lluvia ydiseñar sistemas de riego más eficientes.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES