Eventos Extremos Hidrometeorológicos Maisa Rojas, Departamento de Geofísica, Univ. de Chile René Garreaud, DGF, Univ. de Chile Ximena Vargas, Ing Civil, Univ. de Chile SEMINARIO INTERNACIONAL Y CURSO DE CAPACITACIÓN EN “GESTIÓN DEL RIESGO Y ORDENAMIENTO TERRITORIAL PARA LA REDUCCIÓN DE LA VULNERABILIDAD ANTE AMENAZAS DE ORIGEN NATURAL” CEPAL

Temario Riesgos hidrometeorológicos Tormentas de invierno en Chile central Tendencias observadas Proyecciones futuras

Definición Son gatillados por eventos de precipitación extremas o la ausencia de éstas: sequías. En caso de eventos extremos de precipitación, sumado a una topografía abrupta (como los Andes), produce riesgos de crecidas! Y más en general, riesgos que se generan por el transporte de materiales como lodo, rocas, nieve: avalanchas, inundaciones, aluviones, etc

Tormentas de Invierno en Chile central

Climatología de Precipitación Anticiclón Subtropical Corredor de Tormentas

Condición Prefrontal B

+ Variabilidad interanual de la precipitación de invierno en Chile central ?????? El Niño - Humedo + Winter mean rainfall in central Chile [mm] Niño3.4 index [°C] (anomalias de Temp. Supf. Mar ecuatorial) La Niña - Seco Montecinos & Aceituno 2003 La variabilidad asociada a ENSO explica 1/3 de la precipitación en Chile central

Precipitación promedio aumenta hacia el sur, pero precipitaciones más intensas en Chile central (36°S) Valores a lo largo de la costa / Resultados Modelo (PRECIS) 5000 m ASL Pmax Pmedia Daily Rainfall [mm] 1500 m ASL Latitude

Ejemplo de línea de nieve para el clima actual en cuenca rio Maipo (modelos) 35% < línea nieve

Precipitación máxima en 24 hrs para Tr = 30 años Interpolado de estaciones DGA

Efectos de la topografía en estructura frontal (escala regional) 1 2 3 1. Precipitación prefrontal 2. Intensificación de chorro del norte (transporte de humeda) y aumento de precipitación 3. Desaceleración frontal WRF Simulation of a typical event Winds at 1500 m and Precipitation field Fuente: Barret and Garreaud, 2009

Simulaciones numéricas sugieren que topografía retarda el avance del frente y produce maximo de P 0200 UTC 0900 UTC 1400 UTC 1900 UTC Fuente: Barret and Garreaud, 2009

Qué necesitamos para enfrentar desastres hidro-met? Identificación de fenómenos desencadenantes (tormentas criticas) Modelo conceptual de tormentas criticas Pronóstico (72-24 hrs previas) numérico del tiempo Diagnóstico de condiciones extremas (24-0 hrs) Pronóstico (24-0 hrs) de condiciones hidrológicas Conexión a sistemas de emergencia y defensa civil

1-2 Identificación y Modelos Conceptuales de Tormentas Críticas Escaso conocimiento “escrito” sobre estructura, recurrencia y predictabilidad de tormentas criticas. Pronosticadores necesitan un modelo conceptual de tormentas criticas que encienda luces de alerta temprana. Algunos rasgos determinados de eventos extremos en el pasado reciente incluyen: Distribución espacial y temporal (intensidad vs acumulación) de la lluvia Altura de la línea de nieve (Santiago, Mayo 1993) Alcance meridional de los frentes (Antofagasta, Junio 1991) Viento en superficie (Chiloe, 1994) Ocurrencia de granizo, tormentas eléctricas, etc (Calama, 1999).

3. Pronósticos numéricos del tiempo (1-3 días) En la actualidad, al menos dos centros disponen de modelos numéricos de pronóstico del tiempo (DMC, DGF-UCh) y se pueden obtener muchos resultados mas a traves de Internet (robusto?) En promedio, modelos tienen a exagerar los valores de precipitación…hasta donde les creemos? Se requiere un esfuerzo de validación, en especial de eventos extremos!

4. Diagnóstico de condiciones extremas (24-0hrs) * Cobertura de pluviómetros es razonable en valle central (aunque solo unos pocos en línea), pero dramáticamente baja sobre la cordillera de la costa y los Andes… * Solo un RS en Chile central…

4. Diagnóstico de condiciones extremas (24-0hrs) * Pronóstico / diagnóstico de eventos extremos se basa en buena medida en radares meteorológicos que entregan un mapa de precipitación con alta resolución (temporal y espacial) y cobertura regional. * Un radar meteorológico es una alta prioridad para Chile * Imágenes satelitales complementan pero no sustituyen un Radar

5. Pronóstico (24-0hrs) de condiciones hidrológicas * Modelos hidrológicos son capaces de pronosticar flujo superficial y subterráneo en escalas de horas a días. * Una fuerte limitante es el conocimiento de la forzante meteorológica (cuanto esta lloviendo?). * Escasa experiencia operacional en Chile.

Qué necesitamos para enfrentar desastres hidro-met? Identificación de fenómenos desencadenantes (tormentas criticas)  Modelo conceptual de tormentas criticas  Pronóstico (72-24 hrs previas) numérico del tiempo  Diagnóstico de condiciones extremas (24-0 hrs)  Pronóstico (24-0 hrs) de condiciones hidrológicas  Conexión a sistemas de emergencia y defensa civil ??

Contexto climático: Tendencias en el clima actual?

Clima actual: Variaciones en Precipitaciones Variabilidad inter-decadal Tendencia a la disminución en las precipitaciones ACT-19 (2009)

Cambios en el ciclo anual 1950-1979 1980-2000 1 1 2 2 meses 3 3 4 4 meses Burger, Jerez, Verdejo y Montecinos (2009)

Precipitación diaria en Concepción Disminución en la intensidad De la precipitación

Proyecciones Cómo se construyen las proyecciones de cambio climático? GCMs Escenarios Desarrollo Económico-Social

Modelación Climática Modelo Regional: PRECIS (UK Met. Office) Resolución espacial: 25 km (95 longitudes x 157 latitudes) Modelo Forzante externo: HadCM3 Escenario de emisiones: SRES B2, SRES A2 Periodo de simulación: 1960-1990 2070-2100 Proyecto CONAMA-DGF, 2006 El proyecto anillo está llevando a cabo una simulación de cambio climático regional bajo el escenario de emisiones SRES A1B. Este es un escenario de emisiones intermedio, Que EL modelo regional que se está utilizando es el modelo PRECIS, desarrollado por la direccion meteorologica britanica. Como el modelo regional, solo simula una “region” del planeta, en sus bordes (afuera de la zona achurada roja en la figura) se deben precribir las condicionnes meteorologicas (condiciones de borde). Estas condiciones d eborde, o forzantes se han tomado del modelo global ECHAM5. El modelo ECHAM es desarrollado por el Max Planck Institute en Alemania. La resolucion espacial del modelo es de 25km, por lo que existen 95 puntos en longitud y 157 puntos en latitud cubriendo toda la area roja de la figura. El periodo de simulacion es 1950-2050. La caja azul en la figura es la area de estudio del proyecto: el region del Bio-Bio, y el punto morado corresponde a la ubicación de la ciudad de Concepcion.

Cambios proyectados en precipitación

Ejemplo: línea de nieve en la cuenca del rio Maipo 35% < linea nieve 50%< línea de nieve

PRECIS-DGF – Eventos Extremos Sobre Chile central disminuye precipitación media anual, pero tormentas cálidas aumentan al doble. P>30 mm: 62/50 P>30 mm & T>12°C: 18 / 35 M. Rojas, CRUZ ROJA-26 Marzo 2009

Periodo de retorno de caudal en cuenca del Maule

Periodos de retornos para precipitaciones máximas Fuente: J. Pérez y X. Vargas, 2009

Conclusiones Información meteorológica oportuna, relevante y confiable es esencial para la gestión de desastres naturales, en tanto inicia una cadena de procesos. Red de observación meteorológica actual parece satisfacer de manera marginal requerimiento anterior. Modelamiento numérico regional en el camino correcto, pero se requiere de un substancial trabajo de validación de sus resultados. En una perspectiva de mas largo plazo, seguimiento de las condiciones climáticas (e.g., ENSO, MJO) y predicción estacional también aparecen como tareas relevantes. Las proyecciones de cambio climático para Chile cento-sur indican dismunución en las precipitaciones. Esto asociado a un aumento de las temperaturas, sugiere que riesgos hidrometerológicos aumentarán en el futuro.