Evaluación del impacto del cambio climático en el caudal de salida de una subcuenca del Río Trancura, en base a proyecciones climáticas globales de alta y súper alta resolución

Burgos Victoriano, Bastián

Español

2021

Durante las últimas décadas, el centro-sur de Chile ha experimentado una disminución importante de las precipitaciones y un aumento en la temperatura del aire, dando origen a una baja productividad vegetacional y una disminución en la acumulación de nieve. Para poder hacer frente a los efectos adversos del cambio climático en los ecosistemas y en la población de una zona particular es necesario poder cuantificar las proyecciones de cambio climático para dicha zona en el mediano y largo plazo.El objetivo de este trabajo es estimar el impacto del cambio climático en los caudales de salida de una subcuenca con bajo grado de intervención antrópica del Río Trancura (región de la Araucanía, Chile). Para esto, este trabajo realiza la comparación de un modelo de clima global (GCM) en súper alta (SHR, ~25 km) y alta resolución (HR, ~50 km), pertenecientes al proyecto CMIP6, utilizando datos del modelo MRI AGCM3.2 a escala diaria y un escenario SSP5-8.5. La zona de estudio utilizada para la corrección climática abarca las regiones del Biobío, La Araucanía y Los Ríos. La corrección de sesgo de los modelos cli- máticos considera dos periodos temporales, uno histórico (1979-2014) y uno proyectado (2030-2070), y se realiza utilizando el método Quantile Delta Mapping (QDM). Los da- tos de referencia utilizados para realizar la corrección de sesgo corresponden a los datos grillados CR2METv2 de precipitación, temperatura máxima y mínima del aire, con una resolución temporal diaria y una resolución espacial de 5 km. La bondad de ajuste de las correcciones de sesgo es evaluada con el test de Kolmogorov-Smirnov, considerando un nivel de significancia del 1 %.Una vez realizada la corrección de sesgo, se realiza la modelación hidrológica de la Cuenca del Río Trancura en Curarrehue utilizando el modelo agregado TUWmodel. La calibración del modelo hidrológico se realizó utilizando como forzante los datos climáticos grillados CR2METv2 durante el período histórico 1994-2014. La calibración se realizó utilizando el algoritmo de calibración global Standard Particle Swarm Optimization (SPSO- 2011) y la eficiencia de Kling-Gupta (KGE) como función objetivo. Una vez calibrado elmodelo, se utilizaron los modelos climáticos HR y SHR para forzar el modelo hidrológico TUWmodel, tanto durante el periodo histórico (1979-2014) como para un escenario futuro (2030-2070).Los resultados obtenidos indican que el método QDM es capaz de corregir exitosamente el sesgo que presentan los modelos climáticos en las variables de precipitación, tempera- tura máxima y mínima del aire, conservando los cambios en distintos cuantiles. Para el período futuro 2030-2070, el modelo HR proyecta una disminución de un 4 % en la precipitación anual con respecto al período histórico, mientras que para los valores medios anuales de temperatura máxima y mínima proyecta un aumento de ~0.7 [°C] y ~0.5[°C], respectivamente. Por otra parte, las proyecciones del modelo SHR coinciden en el signo del cambio con el modelo HR, pero corresponden a cambios de mayor magnitud. El modelo SHR proyecta una disminución del 11 % (347[mm]) en las precipitaciones anuales, mientras que las temperaturas muestran un aumento generalizado, con valores medios de 1.0 y 0.7 [°C] para las temperaturas máximas y mínimas, respectivamente.Los caudales proyectados para el período futuro 2030-2070 son menores que durante el período histórico, con disminuciones del caudal medio anual de 9.2 % y 16.5 % para los modelos HR y SHR, respectivamente. Además, los resultados obtenidos a partir de los modelos HR y SHR coinciden en proyectar menores acumulaciones de nieve durante los meses de invierno, las que luego se traducen en menores caudales durante los meses de primavera. Sin embargo, cuando se analizan los caudales medios proyectados, estos presentan algunas diferencias que se acentúan al evaluar caudales de máximos. En particular, durante el mes de julio el modelo HR proyecta un caudal de 13.7 [m3/s] por sobre el caudal medio proyectado por el modelo SHR; mientras que al analizar los cambios de caudales máximos, esta diferencia alcanza los 41.2[m3/s]. Los resultados obtenidos muestran que el aumento en la resolución espacial del modelo climático utilizado tiene un impacto en las proyecciones de caudal en zonas montañosas. El procedimiento descrito en esta tesis podría ser replicado en otras cuencas de características orográficas similares.

Cambio climático

Proyecciones del cambio climático

Efectos del cambio climático

Caudales

Caudales de salida

Río Trancura (Araucanía, Chile)

Modelo de Clima Global (GCM en inglés)

Corrección climática

Modelos climáticos

Quantile Delta Mapping (QDM)

Precipitaciones

Temperatura atmosférica

Corrección de sesgo

Modelación hidrológica

Standard Particle Swarm Optimization (SPSO)

TUWmodel

Ingeniería civil

Universidad de La Frontera, Temuco, Chile

Universidad de La Frontera, Dirección de Bibliotecas y Recursos de Información

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Tesis

1912

Zambrano Bigiarini, Mauricio

Boisier Echenique, Juan Pablo

Ingeniería civil

Ingeniero civil

116 hojas : imágenes a color, gráficos, tablas

https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/

MAM