• Author / Uploaded
• Galo Choque

• Categories
• Radiación electromagnética
• Tierra
• Clima
• Infrarrojo
• Cambio climático

Citation preview

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID

E.T.S.I. CAMINOS CANALES Y PUERTOS

ESTUDIO DEL IMPACTO DEL CAMBIO CLIMÁTICO SOBRE LOS RECURSOS HÍDRICOS. APLICACIÓN EN DIECINUEVE PEQUEÑAS CUENCAS EN ESPAÑA

TESIS DOCTORAL

Pedro Fernández Carrasco Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos 2002

DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA E INFORMÁTICA APLICADA A LA INGENIERÍA CIVIL E.T.S.I. CAMINOS, CANALES Y PUERTOS

ESTUDIO DEL IMPACTO DEL CAMBIO CLIMÁTICO SOBRE LOS RECURSOS HÍDRICOS. APLICACIÓN EN DIECINUEVE PEQUEÑAS CUENCAS EN ESPAÑA TESIS DOCTORAL Pedro Fernández Carrasco Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos Directores : D. Cristóbal Mateos Iguacel Doctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos Catedrático de Algebra lineal de la E.T.S.I. de Caminos, Canales y Puertos de la U.P.M y Director del Laboratorio de Hidráulica del Centro de Estudios Hidrográficos del CEDEX del Ministerio de Fomento. D. Teodoro Estrela Monreal Doctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos Coordinador del Programa Técnico-Científico del Área de Hidrología del Centro de Estudios Hidrográficos del CEDEX del Ministerio de Fomento. 2002

TESIS DOCTORAL ESTUDIO DEL IMPACTO DEL CAMBIO GLOBAL SOBRE LOS RECURSOS HÍDRICOS. APLICACIÓN EN DIECINUEVE PEQUEÑAS CUENCAS EN ESPAÑA Presentada por: D. Pedro Fernández Carrasco Dirigida por: D. Cristóbal Mateos Iguacel D. Teodoro Estrela Monreal TRIBUNAL ENCARGADO DE JUZGAR LA TESIS DOCTORAL Presidente: Vocal 1°: Vocal 1°: Vocal 1°: Vocal 1°: Vocal Secretario:

ACUERDA OTORGARLE LA CALIFICACIÓN DE:

Madrid, a

de

2002

Dedicada a mis padres Jaime y Josefina, a mi esposa Loleta, a mis hijos Lucia, Jaime y a ese chiquitin o chiquitina que está por llegar y a mis suegros Pedro Manuel y Maria Luisa. A la Escuela de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos en su 2 00 aniversario.

AGRADECIMIENTOS Deseo expresar mi más sincero agradecimiento a una serie de personas y organismos que han contribuido a la consecución de esta tesis doctoral. A D. Cristóbal Mateos Iguacel y D. Teodoro Estrela Monreal por la dirección de esta tesis y por su apoyo científico, técnico y moral constantes que han resultado de inestimable valor para el desarrollo de la presente tesis doctoral. Muy especialmente a D. Teodoro Estrela Monreal por el tiempo que ha dedicado a formarme en el campo de la hidrología, por la profesionalidad mostrada durante los años que permanecí en su departamento y por su apoyo durante los difíciles años que pase en la tercera planta del Centro de Estudios Hidrográficos del CEDEX. A la División de Erosión y Sedimentologia del Centro de Estudios Hidrográficos del CEDEX, Rafael Cobo, Francisco Garcia, Esther Sanz, Fernando Fernández, Fulgencio Vélez, Mafias Álvarez, José Luis Gómez, Javier de Haro, Ángel Gómez, Lucio Garcia, Ricardo Canales, José Luis Cardona y a José López Algarra y a Ventura Martínez. A Cándido Avendaño Salas por su apoyo incondicional, generosidad y buen talante hacia mi persona en todo momento. Mi agradecimiento para el Centro de Estudios Hidrográficos del CEDEX, donde se ha realizado este trabajo, por las facilidades prestadas para la consecución de esta tesis, asi como a todas las personas de Hidrográficos por su cordial trato durante estos años, en especial a Javier Álvarez Rodríguez por su ayuda en el manejo de GRASS y SIMPA y por su paciencia al desarrollar programas que me han facilitado mucho el manejo de los datos necesarios para realizar las simulaciones hidrológicas. A mi familia y amigos por todos los años que me han apoyado y sin cuyo respaldo la realización de la presente tesis hubiera sido muy difícil. A mis hermanos: Salvador, Jaime y Lucia, a Maria Luisa, Chiqui, Julián, Ana, Roclo, Marta y Valeri. A mis compañeros de Caminos Belén Margalef, Maria Montoya, Paco Niño, Benito Reig, José Manuel González y a Ángel Guerrero. A Javier Diez por el impulso final dado a esta tesis. Al Doctor y amigo Eduardo Hevia por su certero diagnostico y su ayuda. Al Doctor Cimarra por su profesionalidad y buenos resultados en su intervención. A los fisioterapeutas Rubén y José. A mi mujer Loleta por su ayuda antes, durante y después de mi larga recuperación.

RESUMEN DE LA TESIS DOCTORAL La presente tesis estudia el impacto que el cambio climático puede producir en los recursos hidricos en España, empleando los campos climáticos elaborados para la Península Ibérica por el modelo climático regional PROMES. El modelo regional calcula las condiciones de contorno e iniciales a partir de las salidas del modelo de circulación general HADCM2. Se estima la vulnerabilidad al cambio climático de los recursos hidricos en su aspecto cuantitativo al comparar la evaluación hidrológica, en régimen natural, para el año 2050 frente a la evaluación hidrológica de un periodo base sin modificar, de 50 años, comprendido entre 1945 y 1995. Los resultados servirán de base para posteriores estudios de los impactos relativos a la calidad, la intensidad y frecuencia de las avenidas y sequías o al uso, gestión y planificación del agua. Para las simulaciones hidrológicas se ha empleado el modelo hidrológico SIMPA (Sistema Integrado para la Modelización de la Precipitación-Aportación) desarrollado en el Centro de Estudios Hidrográficos del CEDEX. El modelo simula los procesos del ciclo hidrológico en su fase terrestre mediante ecuaciones de balance y transferencia, que se aplican en un mallado regular compuesto por celdas de igual tamaño en el que se divide la cuenca. Mediante el empleo de un sistema de información geográfica de tipo matricial, el modelo ejecuta las ecuaciones del ciclo hidrológico y estima los recursos hidricos subterráneos y superficiales, mostrando una información distribuida y agregada de las principales variables hidrológicas. El modelo hidrológico utiliza los datos mensuales de precipitaciones y de temperaturas registrados en las estaciones meteorológicas, modificados o no por los campos climáticos disponibles, la información fisiográfica del territorio relativa a tipos de suelo, usos del suelo, etc. y los datos de aforos históricos registrados en las estaciones foronómicas. El estudio se ha aplicado en diecinueve pequeñas cuencas distribuidas por la Península Ibérica. En cada una de ellas se ha llevado a cabo dos simulaciones hidrológicas con el modelo SIMPA. La primera de ellas utiliza datos mensuales de precipitación y temperatura del periodo 1945 a 1995. La segunda simulación emplea los datos de precipitación y temperatura mensual del mismo periodo modificado por los campos climáticos para el año 2050 obtenidos en las simulaciones IXCO2 y 2XCO2 del Modelo Climático Regional PROMES. Se han comparado los resultados con otras simulaciones que o bien no empleaban una simulación hidrológica a escala mensual o bien no se apoyaban en campos climáticos de clima futuro regionales.

ABSTRACT The goal of this Doctoral Thesis is to study the irapact of climatic change in Spain's water resources, using the climatic fields developed by the regional climatic model PROMES for the Iberian Penninsula. The regional model calculates the initial and boundary condition from the output of the general circulation model HADCM2. The vulnerability of the water resources to the climatic change is estimated in its quantitive aspect when it compares the hydrological evaluation, in natural regime, for the year 2 050 to the hydrological evaluation of a non modified base period of 50 years, from 1945 to 1995. The results will serve as a first step for further studies on the impact on quality, intensity and frequency of floods and droughts or in the use, management and plannification of water. For the hydrologic simulations the hidrological model SIMPA (Integrated Modelization System of the Rainfall-Runoff) has been used, developed in the Center of Hydrological Studies of CEDEX. The model simulates the process of the hydrological cycle in its terrestrial phase, with balance and tranfer equations, applied in a regular grid composed of equal size cells in which the basin has been divided. Using a ráster type geographical Information system, the model executes the equations of the hydrological cycle and estimates the groundwater and surface resources, showing the Information of the principie hydrological variables in a distributed and aggregated manner. The hydrological model uses monthly data of rainfall and temperature from metereological stations, modified or not by the available climatic fields, the physical characteristic of the territory related to soil types and land uses, and the historical data collected from the gauging stations. The study applies to nineteen small basins distributed throughout the Iberian Penninsula. In each one of them two hydrological simulations have been run with the SIMPA model. In the first one, the monthly data on rainfall and temperature for the period 1945 to 1995 was used. In the second simulation, the data used was monthly rainfall and temperature for the same period but modified by the climatic fields obtained in the IXCO2 and 2xC02 simulations of the Regional Climatic Model PROMES. The results are compared to other simulations that either did not use a hydrological simulation on a monthly basis or were not adjusted with future regional climatic fields.

ÍNDICE GENERAL DE LA TESIS CAPÍTULO 1. Cambio

23

global.

CAPÍTULO 2 .

28

El cambio climático

y su impacto

sobre

los

recursos

hldricos.

CAPÍTULO 3 . Generación

85

de campos

climáticos.

CAPÍTULO 4 .

133

Metodología propuesta para la modelización climático sobre los recursos hidricos.

del

impacto

del

CAPÍTULO 5 . Descripción

149

de la zona de

estudio.

CAPÍTULO 6 . Aplicación

187

a la zona de

estudio.

CAPÍTULO 7 . Resumen,

233

conclusiones

y

perspectivas.

CAPÍTULO 8 . Referencias

23 9 bibliográficas.

anejo 1 Campos climáticos

cambio

249 IXCO2 y 2xC02 modelo

climático

PROMES.

ÍNDICE DE LA TESIS CAPÍTULO 1. 1. CAMBIO GLOBAL 1.1. 1.2. 1.3.

INTRODUCCIÓN OBJETIVOS DE LA PRESENTE TESIS ORGANIZACIÓN DE LA TESIS

,

23 25 26

Í N D I C E DE LA T E S I S CAPÍTULO 2 .

2.EL CAMBIO CLIMÁTICO Y SU IMPACTO SOBRE LOS RECURSOS HÍDRICOS..28 2.1. EL SISTEMA CLIMÁTICO 2.1.1. Introducción 2.1.2. Qué entendemos por clima 2.1.3. Componentes del sistema climático

28 28 29 30

2.2. CAUSAS NATURALES DEL CAMBIO CLIMÁTICO 38 2.2.1. Introducción 38 2.2.2. Mecanismos no radiativos 38 2.2.3. Mecanismos radiativos 38 2.2.4. Mecanismos externos 38 2.2.4.1.Variaciones galácticas 39 2.2.4.2.Variaciones orbitales 39 2.2.4.3.Variaciones solares 41 2.2.5. Mecanismos internos 43 2.2.5.1.Deriva continental 43 2.2.5.2.Formación de los sistemas montañosos 44 2.2.5.3.Vulcanismo 45 2.2.5.4. Circulación Oceánica 48 2.2.6. La escala temporal en el cambio climático 50 2.2.7. Los cambios climáticos en el Cuaternario 52 2.2.7.1. El Pleistoceno 53 2.2.7.2. El Holoceno 56 2.3. CAUSAS ANTRÓPICAS DEL CAMBIO CLIMÁTICO 61 2.3.1. Modificaciones de la composición atmosférica 61 2.3.2. Modificaciones del paisaje y de los usos del suelo 62 2.4. MECANISMOS DE RETROALIMENTACIÓN 63 2.5. IMPACTOS DEL CAMBIO CLIMÁTICO 65 2.5.1. Vulnerabilidad global 65 2.5.2. La hidrología y los recursos hidricos 68 2.6. MODELIZACIÓN DEL IMPACTO DEL CAMBIO CLIMÁTICO SOBRE LOS RECURSOS HÍDRICOS 71 2.7. EL CAMBIO CLIMÁTICO Y LA PLANIFICACIÓN HIDROLÓGICA EN ESPAÑA 79

Í N D I C E DE LA T E S I S CAPÍTULO

3.

3 . GENERACIÓN DE CAMPOS CLIMÁTICOS

85

3.1. MODELOS CLIMÁTICOS 85 3.2. ESCENARIOS DE EMISIONES 94 3.3. MODELOS DE CIRCULACIÓN GENERAL FRENTE A MODELOS HIDROLÓGICOS ANIDADOS EN LOS MODELOS CLIMÁTICOS 98 3.4. LOS MODELOS CLIMÁTICOS UKMO Y PROMES 102 3.4.1. El modelo climático UKMO 102 3.4.1.1. Descripción 102 3.4.1.2. Modelo atmosférico 102 3.4.1.3. Modelo oceánico y de hielo marino 106 3.4.1.4. Acoplamiento entre atmósfera-océano-hielo marino 108 3.4.1.5. Forzamiento radiativo de los gases invernadero y de la distribución del aerosol sulfato emitidos por fuentes antrópicas 108 3.4.1.6. Método utilizado para realizar las simulaciones climáticas 110 3.4.2. El modelo climático regional PROMES 112 3.4.2.1. Descripción 112 3.4.2.2. Sistema de coordenadas 112 3.4.2.3. Sistema de ecuaciones 114 3.4.2.4. Parametrizaciones de los procesos físicos 114 3.4.2.5. Tratamiento numérico 116 3.5. CAMPOS CLIMÁTICOS PARA ESPAÑA 118 3.5.1. Resultados del modelo de circulación general UKMO 118 3.5.2. Método utilizado en las simulaciones climáticas del modelo regional de clima PROMES 119 3.5.2.1. Objetivo y periodo temporal considerado 119 3.5.2.2. Dominio y resolución 120 3.5.2.3. Topografía 120 3.5.2.4. Datos para las condiciones iniciales y de contorno 121 3.5.2.5. Asignación de los parámetros del suelo y otros parámetros ....121 3.5.2.6. Resultados del modelo regional de clima PROMES 122 3.5.2.7. Análisis de los resultados de la simulación del modelo PROMES 123 3.5.2.7.1. Precipitación 123 3.5.2.7.2. Temperatura media diaria a dos metros sobre el suelo .124

Í N D I C E DE LA T E S I S CAPÍTULO

4.

4. METODOLOGÍA PROPUESTA PARA LA MODELIZACIÓN DEL IMPACTO DEL CAMBIO CLIMÁTICO SOBRE LOS RECURSOS HÍDRICOS 4.1. INTRODUCCIÓN 4.2. EL MODELO HIDROLÓGICO DISTRIBUIDO SIMPA 4.2.1. Formulación conceptual del modelo hidrológico mensual 4.3. CÁLCULO DE LOS MAPAS DE PRECIPITACIÓN Y EVAPOTRANSPIRACIÓN A PARTIR DE CAMPOS CLIMÁTICOS 4.4. MAPAS DE PARÁMETROS HIDROLÓGICOS 4.5. SALIDAS DEL MODELO HIDROLÓGICO

133 133 134 136 142 143 147

Í N D I C E DE LA T E S I S CAPÍTULO

5.

5. DESCRIPCIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO 5.1. SELECCIÓN DE LAS CUENCAS DE ESTUDIO 5.2. CARACTERÍSTICAS DE LAS CUENCAS 5.2.1. Cuenca del río Oyarzun 5.2.1.1. Situación 5.2.1.2. Geomorfologia, climatología, aforos y parámetros hidrológicos 5.2.1.3. Geología, litología y suelos 5.2.1.4. Usos, del suelo 5.2.2. Cuenca del río Esca 5.2.2.1. Situación 5.2.2.2. Geomorfologia, climatología, aforos y parámetros hidrológicos 5.2.2.3. Geología, litología y suelos 5.2.2.4. Usos del suelo 5.2.3. Cuenca del río Cabe 5.2.3.1. Situación 5.2.3.2 Geomorfologia, climatología, aforos y parámetros hidrológicos 5.2.3.3. Geología, litología y suelos 5.2.3.4. Usos del suelo 5.2.4. Cuenca del río Ega 5.2.4.1. Situación 5.2.4.2. Geomorfologia, climatología, aforos y parámetros hidrológicos 5.2.4.3. Geología, litología y suelos 5.2.4.4. Usos del suelo 5.2.5. Cuenca del río Llemena 5.2.5.1. Situación 5.2.5.2. Geomorfologia, climatología, aforos y parámetros hidrológicos 5.2.5.3. Geología, litología y suelos 5.2.5.4. Usos del suelo 5.2.6. Cuenca del río Esgueva 5.2.6.1. Situación 5.2.6.2. Geomorfologia, climatología, aforos y parámetros hidrológicos 5.2.6.3. Geología, litología y suelos 5.2.6.4. Usos del suelo 5.2.7. Cuenca del río Francolí 5.2.7.1. Situación 5.2.7.2. Geomorfologia, climatología, aforos y parámetros hidrológicos 5.2.7.3. Geología, litología y suelos 5.2.7.4. Usos del suelo 5.2.8. Cuenca del río Jalón 5.2.8.1. Situación 5.2.8.2. Geomorfologia, climatología, aforos y parámetros hidrológicos 5.2.8.3. Geología, litología y suelos 5.2.8.4. Usos del suelo 5.2.9. Cuenca del río Alfambra 5.2.9.1. Situación 5.2.9.2. Geomorfologia, climatología, aforos y parámetros hidrológicos

149 149 153 153 153 154 155 155 155 155 155 156 157 157 157 157 158 158 159 159 159 159 160 150 160 160 161 162 162 .162 162 163 163 164 164 164 164 165 165 165 166 167 167 157 157 167

5.2.9.3. Geología, litologia y suelos 5.2.9.4. Usos del suelo 5.2.10. Cuenca del río Tajo 5.2.10.1. Situación 5.2.10.2. Geomorfología, climatología, hidrológicos 5.2.10.3. Geología, litologia y suelos 5.2.10.4. Usos del suelo 5.2.11. Cuenca del rio Marimota 5.2.11.1. Situación 5.2.11.2. Geomorfología, climatología, hidrológicos 5.2.11.3. Geología, litologia y suelos 5.2.11.4. Usos del suelo 5.2.12. Cuenca del rio Ruecas 5.2.12.1. Situación 5.2.12.2. Geomorfología, climatología, hidrológicos 5.2.12.3 . Geología, litologia y suelos 5.2.12.4. Usos del suelo 5.2.13. Cuenca del rio Coreóles 5.2.13.1. Situación 5.2.13.2. Geomorfología, climatología, hidrológicos 5.2.13.3. Geología, litologia y suelos 5.2.13.4. Usos del suelo 5.2.14. Cuenca del río Azuer 5.2.14.1. Situación 5.2.14.2. Geomorfología, climatología, hidrológicos 5.2.14.3. Geología, litologia y suelos 5 .2 .14 .4 . Usos del suelo 5.2.15. Cuenca del rio Arochete 5.2.15.1. Situación 5.2.15.2. Geomorfología, climatología, hidrológicos 5.2.15.3. Geología, litologia y suelos 5.2.15.4. Usos del suelo 5.2.16. Cuenca del río Ujijar 5.2.16.1. Situación 5.2.16.2. Geomorfología, climatología, hidrológicos 5.2.16.3. Geología, litologia y suelos 5.2.16.4. Usos del suelo 5.2.17. Cuenca del río Turón 5.2.17.1. Situación 5.2.17.2. Geomorfología, climatología, hidrológicos 5.2.17.3. Geología, litologia y suelos 5.2.17.4. Usos del suelo 5.2.18. Cuenca del río Alcaucín 5.2.18.1. Situación 5.2.18.2. Geomorfología, climatología, hidrológicos 5.2.18.3. Geología, litologia y suelos 5.2.18.4. Usos del suelo 5.2.19. Cuenca del río Verde 5.2.19.1. Situación 5.2.19.2. Geomorfología, climatología, hidrológicos 5.2.19.3. Geología, litologia y suelos

168 169 169 169 aforos y parámetros 169 169 170 171 171 aforos y parámetros 171 171 172 172 172 aforos y parámetros 172 173 174 174 174 aforos y parámetros 174 175 175 176 176 aforos y parámetros 176 176 177 177 177 aforos y parámetros 177 178 179 179 179 aforos y parámetros 179 180 180 181 181 aforos y parámetros 181 181 182 182 182 aforos y parámetros 182 183 183 184 184 aforos y parámetros 184 185

5.2.19.4. Usos del suelo

185

Í N D I C E DE LA T E S I S CAPÍTULO

6.

6 . APLICACIÓN A LA ZONA DE ESTUDIO

187

6.1. ESCENARIOS Y MODELOS CLIMÁTICOS CONSIDERADOS 187 6.2. IMPACTO DEL CAMBIO CLIMÁTICO SOBRE LOS RECURSOS HÍDRICOS 193 6.2.1. Simulaciones 193 6.2.1.1.Variables de estado 193 6.2.1.2.Parámetros del modelo 193 6.2.1.3.Estimación de la precipitación y la temperatura 195 6.2.1.3.1.Precipitación y temperatura para el periodo 1945 a 1995 195 6.2.1.3.2.Precipitación y temperatura para el escenario climático PROMES 197 6.2.1.4. Cálculo de la evapotranspiración potencial 199 6.2.1.4.1. Evapotranspiración potencial para el periodo 1945 a 1995 199 6.2.1.4.2. Evapotranspiración potencial para el escenario climático PROMES 200 6.2.1.5. Cálculo de las aportaciones 202 6.2.1.5.1. Aportación de la simulación mensual de la presente tesis. Hipótesis H50 y H51 202 6.2.1.5.2. Aportaciones de las simulaciones de comparación. Hipótesis H10,H11,H12,H13,H20,H21,H30,H31,H32,H40,H41,H42 y H43 204 6.2.2. Análisis de resultados 209 6.2.2.1. Simulación hidrológica del periodo 1945 a 1995 209 6.2.2.2. Simulación hidrológica del escenario climático PROMES ..214 6.2.2.2.1.Análisis anual de la simulación mensual 214 6.2.2.2.2.Análisis mensual 219 6.2.2.2.2.1. Cuencas con aumento en la precipitación media anual 220 6.2.2.2.2.2. Cuencas con descenso en la precipitación media anual 227 6.2.2.2.2.3. Cuencas sin variación en la precipitación media anual 230 6.2.3. Simulación media interanual frente a la simulación mensual 233

CAPITULO

7.

7 . RESUMEN, CONCLUSIONES Y PERSPECTIVAS

CAPÍTULO

233

8.

8 . REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

239

LISTA DE FIGURAS Figura 2.1. Balance de energía en la atmósfera. Figura 2.2. Temperatura y atmósfera en los planetas. Figura 2.3. Evolución del espesor de la capa de hielo del mar en el Ártico. Figura 2.4. Factores que contribuyen al enfriamiento del clima. Figura 2.5. Temperatura después de la erupción volcánica del Pinatubo. Figura 2.6. El gran cinturón oceánico. Figura 2.7. Mecanismos de cambio climático y escalas de tiempo (Martin, 1999). Figura 2. 8. Temperatura y concentración de CO2 en la atmósfera en los últimos 400.000 años. Figura 2.9. Evolución desde 1855 de la variación de la temperatura media global de la Tierra respecto a la media de la serie (°C) (tomada de MIMAM, 1998). Figura 2.10. Evolución desde 1901 de la variación de la temperatura media global varios paises mediterráneos respecto a la media de la serie (°C) (MIMAM, 2000, elaborada a partir de datos de CRU, 1998). Figura 2.11. Cambios en la precipitación anual en el periodo 1900 a 1994. Figura 2.12. Evolución de la concentración de CO2 desde 1870. Figura 2.13. Influencia de los distintos forzamientos radiativos. Figura 2.14. Cambios en el caudal medio anual, Q95 (caudal igualado o superado el 95% del tiempo) y el MAF (media anual del caudal máximo diario). Figura 2.15. Relaciones entre aportación (A), precipitación (P) evapotranspiración potencial (ETP) en los puntos de control (MIMAM, 2000) . Figura 2.16. Porcentajes de disminución de la aportación escenarios climáticos considerados, en el largo plazo de hidrológica (MIMAM, 2000) .

y

total, para los la planificación

Figura 2.17. Disminución porcentual de la escorrentia para una disminución de 1° C de la temperatura y un 5% de la precipitación en España (MIMAM, 1998) . Figura 3.1. Diagrama conceptual del funcionamiento de un modelo climático. Figura 3.2. El desarrollo de los modelos climáticos, pasado, presente y futuro. Figura 3.3. Escenarios de emisiones. IPCC 2000. Figura 3.4. Estructura conceptual de un atmosférico oceánico. Viner y Hulme (1997).

modelo

de

circulación

general

Figura 3.5. Acoplamiento entre los modelos climáticos globales y regionales y entre el modelo climático regional y el modelo hidrológico. Viner y Hulme (1997) . Figura 3.6. Cuadricula del modelo UKMO sobre España.

Figura 3.7. Cuadricula horizontal del modelo PROMES sobre España. Figura 3.8. Precipitación anual para la celda 2520 (años 2040 a 2049). Figura 3.9. Diferencia 2xC02-lxC02 de la lluvia media anual PROMES. Figura 3.10. Datos diarios de temperatura. Celda 2520. Año 2045. IxCOj. Figura 3.11. Datos diarios de temperatura. Celda 2520. Año 204 5. 2xC02. Figura 3.12. Diferencia 2XCO2-IXCO2 de la temperatura media anual PROMES. Figura 3.13. Precipitación mm/dia en invierno. (MIMAM,1998) a) Climatología CRU b) Simulación 1 x C02 PROMES Figura 3.14. Precipitación mm/dia en invierno. (MIMAM,1998) a) Media de la simulación 1 x C02 PROMES b) Desviación estándar simulación 1 x C02 PROMES Figura 3.15. Precipitación mm/dia en invierno. (MIMAM,1998) a) Media de la simulación 2 x C02 PROMES b) Desviación estándar simulación 2 x C02 PROMES Figura 3.16. Precipitación mm/dia en primavera. (MIMAM,1998) a) Climatología CRU b) Simulación 1 x C02 PRO Figura 3.17. Precipitación mm/dia en primavera. (MIMAM,1998) a) Media de la simulación 1 x C02 PROMES b) Desviación estándar simulación 1 x C02 PROMES Figura 3.18. Precipitación mm/dia en primavera. (MIMAM,1998) a) Media de la simulación 2 x C02 PROMES b) Desviación estándar simulación 2 x C02 PROMES Figura 3.19. Precipitación mm/dia en verano. (MIMAM,1998) a) Climatología CRU b) Simulación 1 x C02 PROMES Figura 3.20. Precipitación mm/día en verano. (MIMAM,1998) a) Media de la simulación 1 x C02 PROMES b) Desviación estándar simulación 1 x C02 PROMES Figura 3.21. Precipitación mm/dia en verano. (MIMAM,1998) a) Media de la simulación 2 x C02 PROMES b) Desviación estándar simulación 2 x C02 PROMES Figura 3.22. Precipitación mm/dia en otoño. (MIMAM,1998) a) Climatología CRU b) Simulación 1 x C02 PROMES Figura 3.23. Precipitación mm/dia en otoño. (MIMAM,1998) a) Media de la simulación 1 x C02 PROMES b) Desviación estándar simulación 1 x C02 PROMES Figura 3.24. Precipitación mm/dia en otoño. (MIMAM,1998) a) Media de la simulación 2 x C02 PROMES b) Desviación estándar simulación 2 x C02 PROMES

Figura 3.25. Temperatura media diaria a 2 m en invierno. (MIMAM,1998) a) Climatología CRU b) Simulación 1 x C02 PROMES Figura 3.26. Temperatura media diaria a 2 m en invierno. (MIMAM,1998) a) Media de la simulación 1 x C02 PROMES b) Desviación estándar simulación 1 x C02 PROMES Figura 3.27. Temperatura media diaria a 2 m en invierno. (MIMAM,1998) a) Media de la simulación 2 x C02 PROMES b) Desviación estándar simulación 2 x C02 PROMES Figura 3.28. Temperatura media diaria a 2 m a) Climatología CRU b) Simulación 1 x C02 PROMES

en primavera. (MIMAM,1998)

Figura 3.29. Temperatura media diaria a 2 m en primavera. (MIMAM,1998) a) Media de la simulación 1 x C02 PROMES b) Desviación estándar simulación 1 x C02 PROMES Figura 3.30. Temperatura media diaria a 2 m en primavera. {MIMAM,1998) a) Media de la simulación 2 x C02 PROMES b) Desviación estándar simulación 2 x C02 PROMES Figura 3.31. Temperatura media diaria a 2 m a) Climatología CRU b) Simulación 1 x C02 PROMES

en verano. (MIMAM,1998)

Figura 3.32. Temperatura media diaria a 2 m en verano. {MIMAM,1998) a) Media de la simulación 1 x C02 PROMES b) Desviación estándar simulación 1 x C02 PROMES Figura 3.33. Temperatura media diaria a 2 m en verano. {MIMAM,1998) a) Media de la simulación 2 x C02 PROMES b) Desviación estándar simulación 2 x C02 PROMES Figura 3.34. Temperatura media diaria a 2 m a) Climatología CRU b) Simulación 1 x C02 PROMES

en otoño. (MIMAM,1998)

Figura 3.35. Temperatura media diaria a 2 m en otoño. (MIMAM,1998) a) Media de la simulación 1 x C02 PROMES b) Desviación estándar simulación 1 x C02 PROMES Figura 3.36. Temperatura media diaria a 2 m en otoño. (MIMAM,1998) a) Media de la simulación 2 x C02 PROMES b) Desviación estándar simulación 2 x C02 PROMES Figura 4.1. Diagrama de flujo del modelo SIMPA. Figura 4.2. Leyes de excedente de Thornthwaite y de Témez. Figura 4.3. Sensibilidad al parámetro de excedente C. Figura 4.4. Ley umbral de escorrentía: relación entre C y Hmáx. Figura 4.5. Relación entre el excedente y la infiltración. Figura 4.6. Metodología de ajuste entre el método de Thornthwaite y el de Penman Monteith (CEH).

Figura 4.7. Mapa de subcuencas en la España peninsular. Figura 4.8. Mapa suelo(mm)(CEH).

de

capacidad

máxima

de

almacenamiento

de

agua

en

el

Figura 4.9. Mapa de capacidad máxima de infiltración (mm/mes). Figura 4.10. Mapa de coeficientes de recesión (dias-'^xlOO. 000) . Figura 4.11. Mapa con la selección de puntos de control para la calibración del modelo. Figura 4.12. Ejemplo de mapas generados en la simulación de escorrentias en un intervalo de tiempo (febrero de 1970) . Figura 5.1. Cuencas seleccionadas para la presente tesis. Figura 5.2. Red hidrográfica y relieve. Cuenca del rio Oyarzun. Figura 5.3. Red hidrográfica y relieve. Cuenca del rio Esca. Figura 5.4. Red hidrográfica y relieve. Cuenca del rio Cabe. Figura 5.5. Red hidrográfica y relieve. Cuenca del rio Ega. Figura 5.6. Red hidrográfica y relieve. Cuenca del rio Llemena. Figura 5.7. Red hidrográfica y relieve. Cuenca del rio Esgueva Figura 5.8. Red hidrográfica y relieve. Cuenca del rio Francoli. Figura 5.9. Red hidrográfica y relieve. Cuenca del rio Jalón. Figura 5.10. Red hidrográfica y relieve. Cuenca del rio Alfambra. Figura 5.11. Red hidrográfica y relieve. Cuenca del rio Tajo. Figura 5.12. Red hidrográfica y relieve. Cuenca del rio Marimota. Figura 5.13. Red hidrográfica y relieve. Cuenca del rio Ruecas. Figura 5.14. Red hidrográfica y relieve. Cuenca del río Coreóles. Figura 5.15. Red hidrográfica y relieve. Cuenca del río Azuer. Figura 5.16. Red hidrográfica y relieve. Cuenca del río Arochete. Figura 5.17. Red hidrográfica y relieve. Cuenca del rio Ujijar. Figura 5.18. Red hidrográfica y relieve. Cuenca del río Turón. Figura 5.19. Red hidrográfica y relieve. Cuenca del río Alcaucín. Figura 5.20. Red hidrográfica y relieve. Cuenca del río Verde. Figura 6.1. Situación relativa del cambio en los campos climáticos anuales. Figura 6.2. Cambio medio anual de la temperatura. Campo climático PROMES. Figura 6.3. Cambio de la lluvia anual mm. Campo climático PROMES.

Figura 6.4. cuencas.

Distribución

de

los

valores

de

los

parámetros

del

modelo

por

Figura 6.5. Distribución de los valores de los parámetros del modelo para la cuenca del rio Turón. Figura 6.6. La distribución espacial de las lluvias y temperaturas de los meses de diciembre de 1964 y enero de 1965 en la cuenca del rio Turón. Figura 6.7. Evapotranspiración mensual para el año hidrológico 1963/1964 en la cuenca del rio Turón. Figura 6.8. Mapa de resultados TESIS 1 "diciembre de 1964". Cuenca del rio Turón.

para

el

mes

escenario

PROMES

de

Figura 6.9. . Caudal medio anual simulado (hipótesis H50) frente al registrado en el periodo 1945/1995 en las cuencas estudiadas. Figura 6.10. Caudales mensuales simulados ((hipótesis H50) frente a registrados en el periodo 1945/1995 en el rio Cabe.(m/s). Figura 6.11. Variación media anual entre el periodo 1945/1995 PROMES de las variables hidrológicas más características. Figura 6.12. Valores medios mensuales cuenca del rio Cabe(mm).

y el periodo

LISTA DE TABLAS Tabla 2.1. Composición atmosférica. Tabla 2.2. Albedo de algunas superficies. Tabla 2.3. Número de manchas promedio anual compilada por el National Geophysical Data Center. Tabla 2.4. Resultados del estudio de Ayala-Carcedo e Iglesias López. Tabla 2.5. Porcentaje de disminución de la aportación total para los escenarios climáticos considerados. Tabla 3.1. Modelos climáticos disponibles en el Data Distribution Center CRU. Tabla 3.2. Contribución relativa al calentamiento global de algunos gases de efecto invernadero. Tabla 3.3. Potencial de calentamiento global referido al C02. Tabla 3.4. Escenarios IS92 del IPCC 1992. Tabla 3.5. Niveles verticales del modelo. Tabla 3.6. Capas marinas en el modelo. Tabla 3.7. Concentración

y forzamiento radiativo de los gases invernadero.

Tabla 3.8. Resumen de los resultados del modelo de circulación general UKMO. Tabla 4.1. Regionalización de la capacidad máxima de humedad del suelo a partir de los usos del suelo. Tabla 4.2. Regionalización de la capacidad máxima de infiltración a partir de la litologia. Tabla 5.1. Cuencas seleccionadas para la base de datos FRIEND-AMHY. Tabla 5.2. Resumen de la simulación hidrológica 1960 a 1990. FRIEND-AMHY. Tabla 5.3. Cuencas representativas en el proyecto FRIEND-AMHY. Tabla 5.4. Cuencas seleccionadas para la presente tesis. Tabla 5.5. Geomorfologia, climatología y aforos. Cuenca del rio Oyarzun. Tabla 5.6. Geomorfologia, climatología y aforos. Cuenca del rio Esca. Tabla 5.7. Geomorfologia, climatología y aforos. Cuenca del rio Cabe. Tabla 5.8. Geomorfologia, climatología y aforos. Cuenca del rio Ega. Tabla 5.9. Geomorfologia, climatología y aforos. Cuenca del rio Llemena. Tabla 5.10. Geomorfologia, climatología y aforos. Cuenca del rio Esgueva. Tabla 5.11. Geomorfologia, climatología y aforos. Cuenca del rio Francoli. Tabla 5.12. Geomorfologia, climatología y aforos. Cuenca del rio Jalón.

Tabla 5.13. Geomorfología, climatología y aforos. Cuenca del rio Alfambra. Tabla 5.14. Geomorfología, climatología y aforos. Cuenca del río Tajo. Tabla 5.15. Geomorfología, climatología y aforos. Cuenca del río Marimota. Tabla 5.16. Geomorfología, climatología y aforos. Cuenca del río Ruecas. Tabla 5.17. Geomorfología, climatología y aforos. Cuenca del río Coreóles. Tabla 5.18. Geomorfología, climatología y aforos. Cuenca del río Azuer. Tabla 5.19. Geomorfología, climatología y aforos. Cuenca del río Arochete. Tabla 5.20. Geomorfología, climatología y aforos. Cuenca del río Ujijar. Tabla 5.21. Geomorfología, climatología y aforos. Cuenca del río Turón. Tabla 5.22. Geomorfología, climatología y aforos. Cuenca del río Alcaucín. Tabla 5.23. Geomorfología, climatología y aforos. Cuenca del río Verde. Tabla 6.1. Evaluaciones hidrológicas utilizadas. Tabla 6.2. Cambio porcentual de la precipitación según PROMES. Tabla 6.3. Variación media mensual de las precipitaciones y las temperaturas para el horizonte 2050 en España de acuerdo con el modelo PROMES. Tabla 6.4. Valores medios de los parámetros por cuencas. Tabla 6.5. Precipitación media mensual del periodo 1945 a 1995. Tabla 6.6. Temperatura media anual agregada por cuencas. Tabla 6.7. Precipitación media mensual del periodo escenario. Tabla 6.8. Variación mensual y anual de la precipitación por cuencas. Tabla 6.9. Evapotranspiración mensual media y anual media para el periodo 1945 a 1995. Tabla 6.10. Evapotranspiración mensual media y anual media del periodo PROMES. Tabla 6.11. Variación de la evapotranspiración mensual media y anual media del periodo PROMES con respecto al periodo 1945 a 1995. Tabla 6.12. Resumen

anual de la simulación mensual hipótesis H50.

Tabla 6.13. Resumen

anual de la simulación mensual hipótesis H51.

Tabla 6.14. Aportación anual en las diecinueve (19) cuencas. Tabla 6.15. Aportación anual en los Ámbitos territoriales. Libro Blanco del Agua.(MIMAM,1998). Tabla 6.16. Resumen

anual de la simulación mensual hipótesis H4 0.

Tabla 6.17. Resumen

anual de la simulación mensual hipótesis H41.

Tabla 6.18. Resumen

anual de la simulación mensual hipótesis H43.

Tabla 6.19. Valores medios anuales de la simulación mensual(hipótesis H50) y registrados para el periodo 1945/1995. Tabla 6.20. Resultados medios anuales de la simulación hidrológica mensual del escenario PROMES (hipótesis H51). Tabla 6.21. Variación anual porcentual del escenario PROMES con respecto a la simulación del periodo comprendido entre 1945 y 1995. Tabla 6.22. Porcentaje de variación anual de las variables hidrológicas en la simulación mensual de SIMPA y la variación de la aportación anual según Budyko. Tabla 6.23. Evaluación anual de la aportación en las diecinueve cuencas. Tabla 6.24. Cambio en los campos climáticos en las diecinueve cuencas. Tabla 6.25. Evaluación anual de la aportación en los Ámbitos Territoriales de la Planificación Hidrológica según el Libro Blanco. Tabla 6.26. Cambios medios mensuales 2XCO2-IXCO2 en el rio Cabe. Tabla 6.27. Cambios medios mensuales 2xC02-lxC02 en el rio Llemena. Tabla 6.28. Cambios medios mensuales 2XCO2-IXCO2 en el rio Francoli. Tabla 6.29. Cambios medios mensuales 2XCO2-IXCO2 en el rio Marimota. Tabla 6.30. Cambios medios mensuales 2XCO2-IXCO2 en el rio Ruecas. Tabla 6.31. Cambios medios mensuales 2XCO2-IXCO2 en el rio Coreóles. Tabla 6.32. Cambios medios mensuales 2XCO2-IXCO2 en el rio Azuer. Tabla 6.33. Cambios medios mensuales 2XCO2-IXCO2 en el rio Arochete. Tabla 6.34. Cambios medios mensuales 2XCO2-IXCO2 en el rio Ujijar. Tabla 6.35. Cambios medios mensuales 2XCO2-IXCO2 en el rio Turón. Tabla 6.36. Cambios medios mensuales 2XCO2-IXCO2 en el rio Alcaucin. Tabla 6.37. Cambios medios mensuales 2XCO2-IXCO2 en el rio Verde. Tabla 6.38. Cambios medios mensuales 2XCO2-IXCO2 en el rio Tajo. Tabla 6.39. Cambios medios mensuales 2XCO2-IXCO2 en el rio Esca. Tabla 6.40. Cambios medios mensuales 2XCO2-IXCO2 en el rio Ega. Tabla 6.41. Cambios medios mensuales 2XCO2-IXCO2 en el rio Esgueva. Tabla 6.42. Cambios medios mensuales 2XCO2-IXCO2 en el rio Alfambra. Tabla 6.43. Cambios medios mensuales 2XCO2-IXCO2 en el rio Oyarzun. Tabla 6.44. Cambios medios mensuales 2XCO2-IXCO2 en el rio Jalón. Tabla 6.45. Porcentaje de variación anual de las variables hidrológicas en la simulación mensual y la variación de la aportación anual según Budyko.

Capítulo 1: El cambio global

1. CAMBIO GLOBAL 1.1.

INTRODUCCIÓN

Los diferentes agentes naturales que actúan en la Tierra han venido generando desde siempre modificaciones en las características que definen un determinado periodo de la misma, y que han permitido, mediante cambios abruptos, el paso a otro nivel dentro del cual las características de la Tierra fluctuaban definiendo el nuevo periodo. El Cambio Global en el que la Tierra siempre ha estado inmersa, inicio un cambio de rumbo hace unos 200 años debido a las nuevas actividades humanas, proceso que se viene acelerando en el pasado siglo y en el actual por cambios drásticos en la superficie, en su atmósfera, cambios en el uso de la tierra, en el agua, en el mar y en las zonas costeras, así como en la biodiversidad al eliminar o modificar ecosistemas e introducir especies no autóctonas. Como consecuencia de este Cambio Global que se ha producido y que sigue produciéndose es razonable pensar que se estén originando cambios en el clima. Parte de los estudios realizados sobre la evolución del clima evidencian que el cambio en la composición de los gases de la atmósfera, como consecuencia del uso de combustibles fósiles, los cambios de la cubierta vegetal, o el cambio del uso del suelo, así como la emisión de clorofluorocarbonos (CFC), están produciendo un calentamiento global, modificaciones a escalas regionales de los patrones de temperatura y lluvia e impactos adversos sobre la salud humana así como sobre los ecosistemas. Las emisiones desde los tiempos preindustriales, y según se desprende de la información recogida en los informes del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC, 1995) el dióxido de carbono ha aumentado su concentración en la atmósfera un 30 por ciento, el metano ha duplicado su concentración y el óxido nitroso se ha incrementado en un 10 por ciento, el ozono ha aumentado en la troposfera, destruyendo en la estratosfera, los CFC no existían en la atmósfera antes de 1930 cuando fueron inventados, aunque su concentración se mantiene estabilizada y posiblemente comenzará a descender gracias a los acuerdos del Protocolo de Montreal. La temperatura global de la superficie de la tierra viene incrementándose desde el siglo XIX. En Europa la temperatura media anual ha aumentado en unos 0.8-C durante el siglo XX, siendo la última década (1990-1999) la más caliente registrada hasta ahora, tanto en las temperaturas medias anuales como las temperaturas durante el invierno. Las temperaturas nocturnas han aumentado más que las diurnas, probablemente debido al aumento de la nubosidad. La precipitación sobre el norte de Europa ha aumentado entre un 10 y un 40 por ciento durante el siglo XX, mientras que en algunas partes del sur de Europa la precipitación ha disminuido hasta un 20 por ciento de acuerdo con el informe ACACIA (Acacia, 1999).

23

Capítulo 1: El cambio global

Las estimaciones de temperaturas globales realizadas por el IPCC (IPCC, 2001) en función de diferentes escenarios de emisiones, estiman para el año 2100, unas temperaturas entre uno y cuatro grados por encima de la actual. Naturalmente no serán únicamente las temperaturas las que sufrirán cambios, los patrones de precipitación van a cambiar considerablemente, dando lugar a que algunas zonas sean más húmedas y otras más secas de lo que son hoy en día. Los efectos probables del cambio climático afectarán a los extremos meteorológicos, en algunas regiones se acentuarán las presiones futuras sobre los recursos hídricos y su gestión, se ocasionarán cambios en los ecosistemas naturales, pérdida de algunos hábitats críticos, mayor riesgo de sequías e incendios en las zonas mediterráneas, cambios en la fauna acuática y la blodiversidad de moluscos, así como reducción de los glaciares de montaña, dentro de los aspectos positivos se pueden incluir el aumento de la productividad neta de los ecosistemas, de la productividad de bosques comerciales en el norte y de la productividad de las cosechas. Los transportes, la producción de energía y otras industrias se deberán adaptar a cambios en la demanda, cambios en las preferencias relativas al ocio. Deberán evaluarse los riesgos para la salud humana, en las zonas de litoral, inundaciones, erosión y perdidas de humedales, así como las perturbaciones en el ciclo hidrológico. Estos cambios es necesario tenerlos en cuenta como parte integral de la gestión del agua. Las consecuencias potenciales del cambio climático sobre los recursos hídricos sugieren, que el amplio esfuerzo que se ha invertido en programas de cambio climático, y en especial en el trabajo de desarrollar futuros escenarios climáticos, se debe usar de forma más activa en el campo de la gestión hídrica. Los planificadores y los políticos deben valorar y comprender mejor las posibles implicaciones de un cambio climático sobre la disponibilidad de agua. En la valoración de 1995 del Grupo de Intergubernamental de Expertos sobre los cambios Climáticos (IPCC, 1996a) se afirmaba que "... el cambió climático originará una intensificación del ciclo hidrológico global y puede tener consecuencias importantes sobre los recursos hídricos regionales...". No se debe olvidar, lamentablemente, las grandes incertidumbres asociadas a los modelos actuales de circulación general, haciendo que las estimaciones futuras no carezcan de cierto grado de imprecisión. Además debe valorarse la dificultad de trasladar los resultados de los modelos climáticos a una escala adecuada para la modelización hidrológica. Los errores introducidos a través de los datos, tanto climatológicos como hidrológicos, que se usan para validar ambos modelos, para convertir las entradas climatológicas en respuestas hidrológicas, no deben impedir emitir una valoración objetivamente plausible sobre los previsibles impactos que sobre los recursos hídricos pueden estar sucediendo.

24

Capítulo 1: El cambio global

Para dar respuesta en el sector del agua a las implicaciones derivadas del impacto del cambio climático, que está teniendo lugar, ya no es suficiente evaluar los recursos de agua futuros a través de la modelización hidrológica apoyada en series temporales pretéritas, es necesario, además, introducir esquemas basados en los escenarios futuros planteados por el IPCC, de tal forma que los estudios hidrológicos en el contexto de la variabilidad y del cambio climático permitan la aplicación de la información climatológica e hidrológica en la planificación, el diseño y el funcionamiento de los sistemas de recursos hídrlcos. En el Libro Blanco del Agua (MIMAM, 2000) se lleva a cabo una de las primeras evaluaciones del impacto del cambio climático sobre los recursos hídricos en España, partiendo de los campos climáticos analizados en el documento Programa Nacional del Clima. Borrador (MOPTMA, 1995), y en los que se admite un aumento de la temperatura media anual de entre 1-C y 4-C y una disminución en la precipitación media anual de entre un 5% y un 15 %. Con estos campos climáticos se abordó, en el Libro Blanco del Agua, un primer análisis de la influencia de estas variaciones climáticas en la escorrentía media anual en régimen natural en los distintos ámbitos territoriales de la planificación hidrológica, y cuyos resultados, de carácter genérico, fueron una disminución del 5% en las aportaciones totales en régimen natural al segundo horizonte (largo plazo) de la planificación hidrológica. En esta Tesis se pretende avanzar en el análisis del impacto del cambio climático sobre los recursos hídricos, partiendo de campos climáticos distribuidos, procedentes de modelos regionales de clima y realizar la evaluación hidrológica a escala mensual, así como establecer una metodología en la evaluación de los recursos hídricos en el Antropoceno.

1.2.

OBJETIVOS DE LA PRESENTE TESIS

Esta tesis trata de estimar el impacto sobre la evaluación de los recursos hídricos en régimen natural, ocasionado por el cambio climático que está teniendo lugar, y que se traduce en la idea de que ya no es posible suponer que los datos climáticos pasados, necesarios para la evaluación de los recursos hidrológicos en el futuro, son representativos del clima futuro, y por lo tanto la evaluación futura del recurso agua necesita de campos climáticos nuevos. Se desarrolla un procedimiento metodológico para evaluar el impacto futuro sobre los aspectos cuantitativos del agua en España, mediante una modelización hidrológica distribuida a escala mensual, junto con la utilización de campos climáticos originados por modelos regionales de cambio climático. Debido a la importancia de una correcta evaluación de los recursos futuros para la planificación y gestión del recurso así como para la evaluación del impacto del cambio climático sobre otros aspectos del recurso agua como son su calidad, el aumento en la variabilidad en los sucesos extremos, tanto en los

25

Capítulo 1: El cambio global

periodos de sequías como en las grandes avenidas y las consecuencias que pueden tener en procesos asociados como la erosión o el transporte de material sólido por los ríos. En esta Tesis se centra en la evaluación del impacto sobre el recurso, y en ella se compara los resultados obtenidos mediante esta metodología frente a otros estudios hidrológicos que o bien han sido realizados a escalas anuales o no han utilizado campos climáticos procedentes de modelos climáticos regionales. Para alcanzar estos objetivos se procede a una introducción del sistema climático terrestre, los elementos que intervienen en la evolución natural y en el cambio del clima y se evalúa la vulnerabilidad global debida a los impactos que plausiblemente se producirán en el mundo. Se establece una metodología de estudio del impacto del cambio climático sobre los recursos hídricos, describiendo los modelos climáticos de simulación del clima futuro, los escenarios establecidos por el IPCC, las diferencias existentes entre la modelización del balance hídrico a nivel de cuenca por la fase terrestre de los modelos atmosféricos de circulación general (AGCM) frente a la simulación mediante modelos hidrológicos precipitación aportación alimentados con los campos de temperatura y precipitación resultados de los AGCM y se describe el modelo hidrológico adoptado para la evaluación hidrológica del escenario seleccionado. Se aplica la metodología establecida a diecinueve (19) cuencas distribuidas por la Península Ibérica, evaluando el impacto sobre los recursos hídricos en las mismas debidas al cambio climático que se produciría de cumplirse los escenarios climático seleccionados para España. 1.3. ORGANIZACIÓN DE LA MEMORIA La memoria de la presente tesis se ha estructurado en capítulos de la siguiente forma: En el capítulo 2 se estudia la relación entre el cambio climático y los recursos hídricos. En primer lugar se describe el sistema climático global y las causas determinantes de cambios en el sistema climático, distinguiendo entre aquellas que tienen un origen natural y aquellas agentes de origen antropogénico. Dentro de los diferentes impactos potenciales que se pueden originar se selecciona los relativos a los recursos hídrico, para particularizar en los relativos a la evaluación del recurso agua. Se repasan las diferentes metodologías desarrolladas en distintos países para la calibración del problema y se concluye con las evaluaciones hidrológicas relativas a la planificación en España. En el capítulo 3 se aborda la problemática de obtener los nuevos campos climáticos necesarios para las evaluaciones hidrológicas en la planificación futura. Se describe los modelos climáticos actuales y los escenarios de desarrollo disponibles y, con más detalle, los modelos climáticos generales y

26

Capítulo 1: El cambio global

los regionales, y en particular los utilizados en esta tesis, los modelos climáticos UKMO y PROMES. Al final del capítulo se presentan los campos climáticos disponibles en España y los utilizados en esta tesis. En el capítulo 4 se describe el modelo hidrológico SIMPA: Sistema Integrado para la Modelización de la Precipitación-Aportación, utilizado para realizar las evaluaciones del recurso, tanto con los campos climáticos registrados como con los campos climáticos modificados con las salidas de los modelos climáticos. En el capítulo 5 se presentan las zonas donde se aplica la metodología propuesta en esta tesis, describiendo sus características geomorfológicas, climatológicas, sus caudales medios, geología, litología, suelos y usos de suelos. En el capítulo 6 se aplica la modelización hidrológica mediante el modelo hidrológico distribuido SIMPA en las diecinueve cuencas seleccionadas en el capítulo 5. Se describen los campos climáticos aplicados y las simulaciones realizadas por el modelo hidrológico, se analizan los resultados obtenidos tanto en la simulación sin cambio climático como en la simulación con cambio climático, comparándose los resultados entre sí. Se plantea por último, las diferencias obtenidas para los mismos campos climáticos con simulaciones hidrológicas anuales y mensuales. En el capítulo 7 se exponen las conclusiones y los posibles desarrollos futuros. Finalmente se incluyen dos anejos: el anejo de los campos climáticos del modelo PROMES y el anejo de salida de resultados de las simulaciones hidrológicas del modelo SIMPA.

27

Capítulo 2: El cambio climático y su impacto sobre los recursos hídricos

2. EL CAMBIO CLIMÁTICO Y SU IMPACTO SOBRE LOS RECURSOS HÍDRICOS 2.1. EL SISTEMA CLIMÁTICO 2.1.1. Introducción La radiación que la Tierra recibe del Sol es modificada, como para el resto de los planetas del sistema solar, por su propia masa, por su distancia al Sol, por su rotación y por el estado de su superficie. El equilibrio dinámico existente define el Sistema Climático terrestre. La Tierra recibe grandes cantidades de calor, luz y rayos ultravioletas procedentes del Sol y a su vez emite también una gran cantidad de energía, la misma que recibe del Sol. Si emitiese menos, se calentaría se haría estéril y su superficie rocosa terminaría por fundirse. La Tierra se mantiene caliente porque recibe energía del Sol, y no se funde porque emite energía en forma de infrarrojos. De! 100% de la radiación que llega a la Tierra el 30 % es reflejada y el 70% restante es absorbida por la superficie de la Tierra y por la atmósfera y radiada al exterior. El suelo y el mar reemiten la energía absorbida en forma de radiacción electromagnética infrarroja, figura 2.1. El sistema climático terrestre mantiene desde hace 600 millones de años su temperatura media dentro de un rango de variación pequeño, con cambios medios de una decena de grados arriba o abajo (Martín, 1999). La Tierra al estar mucho más fría que el Sol no emite luz ni rayos ultravioleta solo emite calor. La atmósfera es prácticamente transparente (pequeña absorción) en la parte visible del espectro, pero significativamente absorbente a la radiación ultravioleta (radiación solar entrante de onda corta) por el ozono, y a la radiación infrarroja (radiación de salida de onda larga desde la Tierra) por el vapor de agua, el dióxido de carbono y otros gases. Esta absorción de radiación por parte de los gases calienta la atmósfera, estimulando a esta a emitir más radiación de onda larga. Parte de ella es enviada al espacio (normalmente a niveles superiores y más fríos de la atmósfera) mientras que la mayor parte es enviada de vuelta a la Tierra. La consecuencia es que la Tierra almacena más energía cerca de la superficie debido a la existencia de la atmósfera, con una temperatura media de 15-C, es decir 33-C más que los debidos por la radiación neta efectiva (Buchdahl, 1997), fenómeno conocido como efecto invernadero.

28

Capítulo 2: El cambio climático y su impacto sobre los recursos hídricos

EFECTO INVERNADERO ATMÓSFERA Paa^ de ia radadón luilartn reflejada por la atina&feTuy por la su pcrfl de le i m i r e : Oiitgolng solar radíation:

N

r

radiación sedar pasa

través de i a atmósfera. tncoming ssíar radiation: 343 WaS p» r in>

H

Parte de la mdbidte inrrarroja atravesáis aimásleray w pierde en el espado

G Parte de la radilición infrarroja es absorbida y breemitida porgas moi C-iD

iSudUOfl SiJíi

Carüil;! easin

^•' '-'

Ail r e g i ó o s l o y e l l i e f

MLrtti Pcío

^..-i^^^^m.

í^mrríiii (o; JCÍf •;-JlllÍJ.II.-ii.»li..twí-Kp.írtnl*ÍB«i|Jliflirr™t-THIIl?il-.llSÍÍ t * l A m i 3*t l i l i ' •^íMini iiiiií í.ii.', i ' ^ - i i ; * > ítúii^-s (hur fiif iUt II.» v-ritíi 'np wni iHln ir.wmn-ícfi ñas . W J B Í I * . ( C I I i it li.jir J.' 11 tC' I 4 mi '-'ílij»-j í j i * ! i.'í •Mil • • J i . . . ; - •!

.-.JM"

Figura 2.3. Evolución del espesor de la capa de hielo del mar en el Ártico. La capa de hielo sumergida bajo el mar en el Ártico en la década de 1990 ha tenido un espesor más de un metro menor en las cuatro décadas anteriores. El hielo en el río Tornio en Finlandia ha empezado a romperse cada año, desde 1963, más pronto. Grandes glaciares de Perú, Kenia, Alaska o Canadá están sufriendo retrocesos muy acelerados de sus frentes, entre los glaciares más amenazados se encuentra el del Kilimanjaro, cuya superficie ha pasado de 12 km^ en 1990 a menos de 2 km^ en el 2001. 35

Capítulo 2: El cambio climático v su impacto sobre los recursos hídricos

En España y según Martínez (E. Martínez, 2001) los pequeños glaciares españoles son muy sensibles a las oscilaciones climáticas. Señala que de los 36 existentes en ios Pirineos hace dos décadas quedan activos 24 glaciares, disminuyendo desde 1990 su extensión en un 10 por ciento y del 80 por ciento desde mediados del siglo XX. d) La biosfera La biosfera esta formada por la cubierta vegetal y la fauna. La vegetación altera la capacidad del suelo de retener agua y determina la evaporación y el albedo superficial. La biosfera tiene una incidencia fundamental en el ciclo del carbono mediante la fotosíntesis y la respiración. La biosfera interviene también en el flujo de ciertos gases de efecto invernadero como el CO2 y el CH4, disminuyendo el contenido de CO2, o variando el contenido de aerosoles, millones de esporas, virus, bacterias, polen, y otros muchos pequeños organismos. La biosfera, tanto terrestre como acuática, afecta al albedo de la superficie terrestre. Extensas áreas de bosques continentales tienen relativamente bajos albedos comparados con zonas descubiertas como los desiertos. El albedo de los bosques de hoja caduca está comprendido entre 0.15 y 0.18 mientras que los bosques de coniferas están entre 0.09 y 0.15 (Barry et al., 1992). Los bosques tropicales reflejan incluso menos energía, aproximadamente del 7 al 15% de la energía recibida. El albedo de un desierto arenoso es del orden de 0.3 (Buchdahl, 1997).

Superficie Albedo (%) Suelos 5-10 Desierto 20-45 16-26 Hierba 13 Selva tropical Bosque de eucalipto 18 Bosque de pinos 13 Hielo 40 Nieve 95 Agua (sol muy elevado) 2-5 Agua (sol tendido) 20-30 Tabla 2.2. Albedo de algunas superficies. (Martín, 1999). e) Litosfera La litosfera es la capa rocosa más superficial del planeta Tierra, con un espesor medio de unos 300 kilómetros en los continentes y de 70 kilómetros en los océanos. Está formada por los suelos, los sedimentos y rocas, la corteza

36

Capitulo 2: El cambio climático v su impacto sobre los recursos hídricos

continental y oceánica, y la parte superior del manto. La dinámica litosférica ha ido modificando muy lentamente la configuración del sistema terrestre y es el responsable último de la distribución de las tierras emergidas y de los grandes mares del planeta, de la situación de las grandes depresiones en los continentes y de las cordilleras, de la generación de las dorsales oceánicas y de las fosas abisales, de la actividad y características de los volcanes y de los movimientos sísmicos. La distribución de las masas continentales a lo largo de la historia de la Tierra así como la forma de las cuencas oceánicas juegan un papel en la regulación y variación del clima global, controlando o modificando los cinturones climáticos o los patrones de vientos, la distribución de las precipitaciones y de las presiones atmosféricas, la trayectoria de las corrientes oceánicas, y la extensión y localización de los glaciares de montaña. En escalas temporales cortas los procesos físicos y químicos afectan a determinadas características de los suelos, como la humedad disponible y la escorrentia superficial, y el flujo de los gases de efecto invernadero y aerosoles hacia la atmósfera y los océanos (Cubasch et al., 1990), (McBean et al., 1990). La actividad volcánica puede modificar sustancialmente la composición del aire atmosférico, tanto en cuanto a los gases como a las partículas en suspensión (Martín, 1999).

actores que contribuyen alj enfriamiento Erupciones volcánicas

Quema de biomasa procesos

h

ndustríales^H

A ERo SoLS

Desiertos y 1 tormentas de arena

AEROSOLES (sulfates)

ft

Hielo y

M

nieve

•

Terrenos descubierto ^ ^ J

AEROSOLS

ILli * í

Energía refle^da

•w -^.v

^ML

1^

Adaptado de GRID ARENDAL

^ Aerosol: pequeñas partículas de liquido o polvo suspendidas en la atmósfera ( e l aerosol Albedo: propiedad antropogénico más importante es el sulfato de una superfície de producido por el SO2) refleiar luz

SQLiina: F^a'iviktctr'^o'cliiMdHrse.^lMK^GaldB-escirM'casss&siT'erfwiMigKrev (hi|(^PvAnH9l,pw»iEMaiign,Hgriow,Un«clKii;ckmi,2^

Figura 2.4. Factores que contribuyen al enfriamiento del clima.

37

I

Capítulo 2: El cambio climático v su impacto sobre los recursos hídricos

2.2. CAUSAS NATURALES DEL CAMBIO CLIMÁTICO

2.2.1. Introducción El clima global esta determinado por un complejo sistema formado por la atmósfera, la tierra, los océanos, el hielo y la biosfera. Cualquier variación en este sistema, que tenga como resultado un cambio climático, es originada por un mecanismo actuante, una causa del cambio climático. Estos mecanismos pueden ser tanto externos como internos al sistema. Los mecanismos externos implican agentes que no pertenecen al sistema climático, por el contrario los mecanismos internos operan con el propio sistema climático. Además de esta clasificación podemos dividir los mecanismos actuantes en radiativos y no radiativos. 2.2.2. Mecanismos no radiativos Cualquier cambio en el clima lleva implícito alguna forma de redistribución de la energía en el sistema climático global. Aquellos agentes actuantes que no afectan directamente al balance de energía de la atmósfera (el balance entre la radiación solar entrante y la radiación terrestre saliente), son denominados mecanismos no radiativos del cambio climático global (Buchdahl, 1997). Estos agentes son principalmente aquellos que afectan a la variación de la geometría de la superficie terrestre, como la localización y tamaño de los sistemas montañosos y la distribución de las cuencas oceánicas. 2.2.3. Mecanismos radiativos Los procesos que alteran el balance de energía del sistema Tierra-Atmósfera son conocidos como mecanismos actuantes radiativos (Shine et al., 1990). Entre estos se pueden incluir las variaciones de la órbita de la Tierra alrededor del Sol, de la radiación solar, las actividades volcánicas y la composición de la atmósfera. Sin embargo asociar una determinada causa con un particular cambio es extremadamente difícil, ya que la natural relación entre los elementos que conforman el sistema asegura los procesos de retroalimentación. Un cambio en un componente implica cambios en otros o en todos ellos. 2.2.4. Mecanismos externos En este apartado se exponen los principales mecanismos externos actuantes que operan a lo largo de escalas temporales que van desde 10 años a 100 millones de años. Incluyendo las variaciones galácticas y las variaciones en la órbita terrestre alrededor del sol, y las fluctuaciones de las radiaciones solares.

38

Capítulo 2: El cambio climático y su impacto sobre los recursos hídricos

2.2.4.1.Variaciones galácticas La órbita del sistema solar alrededor del centro de nuestra galaxia ha sido considerada como un posible mecanismo climático externo{Huggett,1991). Durante el transcurso de un año galáctico (ahora estimado en 303 millones de años), la variación en el medio interestelar (Williams, 1975a) puede influir en el computo de la radiación solar incidente sobre la superficie de la Tierra, lo que actúa como un agente de carácter radiactivo que induce un cambio climático. Williams (1975a) también sugiere que variaciones en el campo gravitacional inducido por los vecinos más próximos a nuestra galaxia, La Pequeña y Gran Nebulosa de Magallanes, podrían tener lejanas consecuencias para el clima de la Tierra. Desdichadamente, la enorme escala temporal asociada con este mecanismo, y cualquier hipótesis de cambio climático global, hace que las comprobaciones empíricas de estas premisas sean excesivamente imprecisas. Sin embargo, es altamente posible que los superciclos de glaciaciones durante los últimos 700 millones de años (Fischer,1984) podrían ser el resultado de estos u otros mecanismos galácticos. 2.2.4.2. Variaciones orbitales La existencia de períodos glaciales fue inferida por primera vez en 1837 por el biólogo suizo-norteamericano Louis Agassiz, quien obtuvo datos geológicos que indicaban que las glaciaciones de los Alpes se habían expandido en el pasado a las tierras bajas que los circundaban. Esto lo llevó a sugerir que, en un tiempo geológico no muy lejano, el clima habría sido mucho más frío que el actual. Esta hipótesis se vio reforzada por estudios realizados por el mismo investigador en Escocia y los Estados Unidos. En 1842, el matemático francés Joseph Adhémar sugirió que las glaciaciones podrían haberse originado por factores astronómicos que causaron una disminución en la cantidad de irradiación que la Tierra recibe del Sol. Durante la década de 1860, el escocés James Croll, científico autodidacta que trabajaba como conserje del Andersonian College and Museum de Glasgow, presentó una novedosa teoría para explicar las glaciaciones. La visión de Croll, que está resumida en su libro El clima y las épocas, se basó en los cálculos que había realizado el astrónomo francés Urbain Leverrier para predecir las variaciones de la excentricidad de la órbita de la Tierra alrededor del Sol. De acuerdo con Croll, las complicadas interacciones gravitatorias en el sistema solar hacen que la forma de la órbita terrestre cambie de modo regular y previsible, pasando de ser casi circular a una forma de elipse algo estirada. Según este científico, cuando la órbita es circular, se expresan las condiciones cálidas características de un período interglacial; mientras que la órbita alargada corresponde a los períodos glaciales. Croll sostenía que si los inviernos eran fríos la nieve podía acumularse con mayor facilidad y, de este modo, reflejaría la radiación solar incidente manteniendo a la Tierra fría. Si durante los inviernos del Hemisferio Norte la Tierra estaba lejos del Sol -lo que

39

Capítulo 2: El cambio climático y su impacto sobre los recursos hídrícos

sucede cuando la órbita tiene forma alargada-, debería producirse una glaciación (Cione et al., 1998). Entre las décadas de 1920 y 1930, el astrónomo yugoslavo Milutin Milankovitch (Rodríguez, 1999) calculó, laboriosamente, las variaciones en la cantidad de radiación solar que recibe la Tierra debidas a cambios en los movimientos de traslación y de rotación del planeta, y propuso un mecanismo astronómico para explicar los ciclos glaciales basado en tres factores: oblicuidad, excentricidad y precesión. •

Excentricidad: La forma de la órbita terrestre acentúa las variaciones entre las estaciones. Con un período de, aproximadamente, 100.000 años, la órbita se alarga y acorta, lo que provoca que su elipse sea más excéntrica y luego retorne a una forma más circular. La excentricidad de la órbita terrestre varía desde el 0,5%, correspondiente a una órbita prácticamente circular; al 6% en su máxima elongación. Cuando se alcanza la excentricidad máxima, se intensifican las estaciones en un hemisferio y se moderan en el otro.

•

Oblicuidad: La inclinación del eje de rotación terrestre. Al aumentar su ángulo, las estaciones resultan más extremas en ambos hemisferios (veranos más cálidos e inviernos más fríos). Actualmente, el eje de la Tierra está desviado 23,44 grados con respecto a la vertical; esta desviación fluctúa entre 21,5 y 24,5 grados a lo largo de un periodo de 41.000 años.

•

Precesión: El tercer factor es la precesión o bamboleo del eje de rotación de la Tierra, que describe una circunferencia completa, aproximadamente, cada 23.000 años. La precesión determina si el verano en un hemisferio dado cae en un punto de la órbita cercano o lejano al Sol. El resultado de esto es el refuerzo de las estaciones, cuando la máxima inclinación del eje terrestre coincide con la máxima distancia al Sol. Cuando esos dos factores tienen el mismo efecto en uno de los hemisferios, se tienen efectos contrarios entre sí en el hemisferio opuesto.

Milankovitch incorporó una idea del climatólogo alemán Wladimir Kóppen en la teoría astronómica. Esta fue la sugerencia de que la causa inmediata de una glaciación se debe a la reducción de la irradiación solar en verano, con la consiguiente disminución de la fusión de los hielos formados en el invierno, y no a una sucesión de inviernos rigurosos, como pensaba Croll. Los ciclos predichos por la teoría de Milankovitch fueron confirmados, experimentalmente, por Cesare Emiliani en la década de 1960 (Berger, 1980). Este investigador utilizó el oxígeno presente en el carbonato de calcio de los caparazones de microfósiles del fondo oceánico para calcular las temperaturas del último millón de años de la vida de la Tierra, midiendo la abundancia de los distintos isótopos del oxigeno.

40

Capítulo 2: El cambio climático y su impacto sobre los recursos hídricos

2.2.4.3. Variaciones Solares La actividad solar y en particular las manchas solares se lian contado sistemáticamente, usando un índice llamado "número de manchas" desde 1700, aunque existen estudios incompletos no sistemáticos desde 165 aJC, recopilados por observadores chinos. La cuenta de las manchas solares realmente comenzó en 1610 cuando se tuvieron disponibles los primeros telescopios astronómicos. La tabla 2.3. recoge el número de manchas promedio anual compilada por el National Geophysical Data Center, donde la M marca un máximo de manchas y la m un mínimo. El número de manchas no es él numero de manchas observadas en el año, sino un índice que se calcula diariamente por un observatorio a partir del número de manchas y grupos de manchas que se observan cada día. Este número de manchas es la multiplicación de un factor de normalización por la suma del número de manchas más el número de grupos de manchas multiplicado por 10. Este número varía mucho día con día pero puede ser promediado a lo largo del año para obtener un promedio anual. Año Número 5

Año Número

Año Número

Año Número

Año Número

1700

1701 1702 1703 1704 1705

11 16 23 36

1706 1707 1708 1709 1710

29 20 10 8 3

1711 1712 1713 1714 1715

0

58

0

M

m

2 11 27

1716 1717 1718 1719 1720

47

1721 1722 1723 1724 1725

26 22

63

M

60 39 28

11

21 40

m

1761 1762 1763 1764 1765

85.9 61.2 45.1 36.4 20.9

M 1821

1766 1767 1768 1769 1770

11.4 37.8 69.8 106.1 100.8

m 1826

1771 1772 1773 1774 1775

81.6 66.5 34.8 30.6

1831 1832 1833 1834 1835

1776 1777 1778 1779 1780

19.8 92.5 154.4 125.9 84.8

1781 1782 1783 1784 1785

68.1 38.5 22.8 10.2 24.1

7.0

16.6

1881 1882 m 1883 1884 1885

54.3 59.7 63.7 63.5 52.2

36.3 49.6 64.2 67.0 70.9

1886 1887 1888 1889 M 1890

25.4 13.1

47.8 27.5 13.2 56.9

1891 1892 m 1893 1894 1895

35.6 73.0 85.1 78.0 64.0

1836 121.5 1837 138.3 1838 103.2 1839 85.7 1840 64.6

1896 M 1897 1898 1899 1900

41.8 26.2 26.7 12.1

1841 1842 1843 1844 1845

1901 1902 m 1903 1904 1905

2.7 5.0

1822 1823 1824 1825

M

m

M

m

6.6 4.0 1.8 8.5

1827 1828 1829 1830

8.5

36.7 24.2

107 15.0 40.1

41

6.8 6.3 7.1

1941 1942 1943 1944 1945

47.5 30.6 16.3 9.6 33.2

1946 1947 1948 1949 1950

92.6 151.6 136.3 134.7 83.9

1951 1952 1953 1954 1955

69.4 31.5 13.9 4.4 38.0

1956 1957 1958 1959 1960

1417 190.2 184.8 159.0 112.3

m 1961

53.9 37.6 27.9 10.2 15.1

M

m

M

9.5

24.4 42.0 63.5

M

1962 1963 1964 1965

m

M

m

M

m

Capítulo 2: El cambio climático y su impacto sobre los recursos hfdricos

1726 1727 1728 1729 1730

78 122 103 73 47

1731 1732 1733 1734 1735

35 11 5 16 34

1736 1737 1738 1739 1740

70 81 111 101 73

1741 1742 1743 1744 1745

40 20 16 5 11

1746 1747 1748 1749 1750

1786 1787 1788 1789 1790

82.9 1846 132.0 M 1847 130.9 1848 118.1 1849 89.9 1850

61.5 98.5 124.7 96.3 66.6

1906 1907 M 1908 1909 1910

53.8 62.0 48.5 43.9 18.6

1966 1967 1968 1969 1970

47.0 93.8 105.9 105.5 104.5

1791 1792 1793 1794 1795

66.6 60.0 46.9 41.0 21.3

1851 1852 1853 1854 1855

64.5 54.1 39.0 20.6

1911 1912 1913 1914 1915

5.7 3.6 1.4 9.6 47.4

1971 1972 m 1973 1974 1975

66.6 68.9 38.0 34.5 15.5

1796 1797 1798 1799 1800

16.0

14.5

1856 1857 m 1858 1859 1860

22.7 54.8 93.8 95.8

m 1916 1917 1918 1919 M 1920

57.1 103.9 80.6 63.6 37.6

1976 M 1977 1978 1979 1980

12.6 27.5 92.5 155.4 154.6

1801 1802 1803 1804 1805

34.0 45.0 43.1 47.5 42.2

1861 1862 1863 M 1864 1865

77.2 59.1 44.0 47.0 30.5

1921 1922 1923 1924 1925

26.1 14.2 16.7 44.3

1981 1982 m 1983 1984 1985

140.4 115.9 66.6 45.9 17.9

22 40 60 80 83

1806 1807 1808 .9 1809 .4M 1810

28.1 10.1

1866 1867 1868 1869 m 1870

16.3 37.6 74.0 139.0

1926 m 1927 1928 1929 M 1930

63.9 69.0 77.8 64.9 35.7

1986 1987 M 1988 1989 1990

13.4 29.4 100.2 157.6 142.6

1751 1752 1753 1754 1755

47 47 30 12 9

.7 .8 .7 .2 .6m

1811 1812 1813 1814 1815

111.2 101.6 66.2 44.7 17.0

1931 1932 1933 1934 1935

21.2 11.1

12.2 13.9 35.4

1871 1872 1873 1874 1875

1991 1992 m 1993 1994 1995

145.7 94.3 54.6 29.9 17.5

1756 1757 1758 1759 1760

10 32 47 54 62

.2 .4 .6 .0 .9

1816 1817 1818 1819 1820

45.8 41.1 30.1 23.9 15.6

M 1876 1877 1878 1879 1880

11.3 12.4

1936 1937 m 1938 1939 1940

M

m

M

m

6.4 4.1 6.8

8.1 2.5 0.0 1.4 5.0

6.7 4.3

7.3

3.4 6.0 32.3

5.8

5.7 8.7 36.1

79.7 1996 114.4 M 109.6 88.8 67.8

M

m

M

m

M

8.6

Tabla 2.3. Número de manchas promedio anual compilada por el National Geophysical Data Center de los Estados Unidos de América. Como se puede apreciar, hay entre 9 y 14 años de separación entre máximo y máximo y entre mínimo y mínimo respectivamente. Este periodo se conoce como el ciclo solar y se observa también en otras características de actividad solar, como el número de llamaradas y prominencias solares y la intensidad de luz ultravioleta y rayos X del Sol. Durante mucho tiempo se ha especulado si existe alguna relación entre el ciclo solar y fenómenos en la Tierra. Los únicos efectos bien confirmados son los producidos por las llamaradas solares y grandes prominencias solares que

42

Capítulo 2: El cambio climático y su impacto sobre los recursos hídricos

producen fuertes cambios en el campo magnético del Sol y emiten grandes cantidades de partículas de alta energía. Las partículas que emite el Sol se conocen como el viento solar, y producen entre otras cosas las auroras boreales y australes. El campo magnético del Sol se extiende por todo el sistema solar e interacciona con el campo magnético de la Tierra todo el tiempo de una manera estable, pero cuando se produce una llamarada o prominencia solar, el campo magnético solar se perturba y aplasta al de la Tierra, produciéndose una tormenta geomagnética que consiste en un cambio repentino de dirección e intensidad del campo magnético terrestre. El número de manchas solares dado arriba es un promedio de un número muy variable a lo largo del año. Las tormentas geomagnéticas por otro lado son fenómenos aislados que ocurren todo el tiempo, aunque son más frecuentes durante máximos de actividad solar. El clima de la Tierra depende de la luminosidad solar, a la cual se le han encontrado variaciones de hasta 0.2% relacionadas con la actividad solar. Curiosamente los dos máximos hasta ahora observados de irradiación solar aparentemente coinciden con los máximos de manchas solares, y el mínimo de irradiación observado en 1987 coincide con el mínimo de manchas solares. La explicación tal vez sea que cuando hay un máximo de manchas solares hay también un máximo de fenómenos de alta energía en el Sol. Las variaciones de la irradiancia solar temporales de hasta 0.5% pueden producir variaciones en el clima y el crecimiento de las plantas. Se ha señalado que algunos años especialmente fríos, como al inicio del siglo XVII, coincidieron con períodos de actividad solar muy reducida llamados los mínimos de Maunder. Las partículas muy energéticas que llegan a la atmósfera también pueden afectar la capa de ozono temporalmente. Por último se sospecha que los cambios en el campo magnético también afecten el comportamiento de algunos seres vivos. Sin embargo, todavía no hay explicaciones claras de estos fenómenos y las estadísticas todavía no son definitivas. El encontrar una correlación estadística no necesariamente implica que existe una relación causa-efecto entre dos fenómenos (Escalante, 1997). 2.2.5. Mecanismos internos En este apartado se describen los mecanismos de carácter interno que operan en escalas de tiempo que van desde un año a 100 millones de años. Estos mecanismos pueden ser tanto mecanismos radiativos como no radiativos, e incluyen los movimientos de la corteza terrestre y su generación, la actividad volcánica, la circulación oceánica y la variación de la composición atmosférica. 2.2.5.1. Deriva continental Epirogenia es el termino usado para describir los cambios en la disposición de las masas de tierra en el planeta y esta ocasionado por las fuerzas de carácter

43

Capítulo 2: El cambio climático y su impacto sobre los recursos hídricos

interno que ocasionan los nnovimientos de las placas tectónicas. La dinámica interna de la tierra es nnuy lenta y produce movimientos de pocos centímetros por año, por lo que son necesarios millones de años para poder apreciar cambios de importancia en la posición de las superficies terrestres. Hace unos 250 millones de años todas las placas continentales se encontraban unidas en un solo bloque denominado Pangea. Desde entonces los continentes se han ido desplazando gradualmente hasta conseguir la configuración actual, Europa y América del Norte comenzaron a separarse durante los últimos 60 a 70 millones de años. La distribución de los continentes y los océanos afecta al sistema climático al determinar la cantidad de radiación solar que puede ser absorbida por la superficie terrestre para cada latitud, además de condicionar la circulación oceánica. El albedo de los océanos cambia en función del ángulo con que inciden los rayos de luz. La radiación solar que llega al océano de latitudes próximas al ecuador, donde incide con ángulos próximos a 90- es absorbida en más de un 95 %, por lo tanto el albedo del agua estaría entre un 2 a un 5%. Para latitudes altas, la absorción se reduce sensiblemente, reflejándose un 25%. El albedo de las tierras emergidas no varía en función del ángulo de incidencia de los rayos, estando en un valor promedio del 20%, es decir próximo al del océano en latitudes altas (Martín, 1999). La situación de las tierras emergidas en latitudes altas favorece la existencia de zonas cubiertas de hielo permanente, con el consiguiente aumento de albedo. La distribución de las masas continentales afecta a la circulación oceánica, modificando la distribución de calor por el globo (CroweII et al., 1970). La formación de nuevo suelo oceánico se produce en áreas de gran flujo térmico de la corteza oceánica, donde corrientes crecientes en el manto elevan la corteza hacia arriba. Aparentemente, esto ayuda a apartar enormes pedazos de corteza, pero los huecos resultantes son continuamente llenados por basaltos fundidos y por otras rocas que se originan en el manto. Este proceso libera gran cantidad de energía y gases de efecto invernadero, contribuyendo a un nuevo ciclo de calentamiento (Buchdahl, 1997). 2.2.5.2. Formación de los sistemas montañosos La orogénesis es el proceso tectónico de la formación de montañas. Este mecanismo actúa sólo en escalas de tiempo comprendidas entre décadas e incluso centenares de millones de años. La litosfera esta formada por 12 diferentes placas principales que están constantemente ajusfando su posición relativa entre ellas. Estos movimientos son provocados por las fuerzas de origen convectivo originadas en el manto terrestre. Cuando dos placas colisionan una de ellas puede ser subducida por la otra o las dos pueden chocar y elevar las masas continentales en contacto formando grandes cadenas montañosas. Un ejemplo del caso de subducción es la zona de

44

Capítulo 2: El cambio climático y su impacto sobre los recursos hídricos

Cascadia que comenzando en la Columbia Británica del Canadá atraviesa Oregón y California en Estados Unidos, donde la subducción de las placas de Juan de Fuca, Gorda Y Explorer provoca cada pocos siglos terremotos y tsunamis devastadores, creando la cadena volcánica que da nombre a la región. La cadena montañosa del Himalaya se formo al chocar las Placas de la India con Asia hace entre 20 y 30 millones de años. Los tres principales procesos de formación de montañas son: 1. Subducción de una placa oceánica por debajo de otra placa oceánica. Este proceso creó las isla Aleutianas y otros arcos insulares montañosos. 2. Subducción de una placa oceánica por debajo de un continente. La colisión de arcos insulares trajo consigo este proceso que ayudó a formar los Andes. 3. Colisión doble de un continente. Es la vía por la que se formaron los Alpes y el Himalaya. Parece demostrado que la presencia de montañas en la Tierra influyen poderosamente en el clima y que por tanto la generación de montañas actúa como un mecanismo no radiativo del clima (Buchdahl, 1997). Las cadenas montañosas orientadas de Norte a Sur influyen en los patrones atmosféricos de circulación general, los cuales tienen una tendencia este- Oeste debido a la rotación de la Tierra. Algunos autores, como Kutzbach (Kutzbach, 1991), sugieren que la elevación de la meseta del Tibet, del Himalaya y Sierra Nevada en América han podido inducir un enfriamiento del clima global durante los últimos 40 millones de años, sugiriendo además que un mayor número de rocas fueron expuestas a su descomposición tanto física como química. Durante esta descomposición el dióxido de carbono es sustraído de la atmósfera reaccionando con los minerales descompuestos de las rocas formando los bicarbonatos. Estos bicarbonatos son solubles y pueden ser transportados por los ríos y depositados finalmente en los océanos como sedimentos. Como consecuencia se produce una disminución del dióxido de carbono de la atmósfera disminuyendo el efecto invernadero de la Tierra y aumentando su enfriamiento. Teniendo en cuenta esta retroal i mentación de efecto invernadero, la generación de montañas produce por un lado elementos no radiativos como es el cambio en los patrones de circulación atmosférica y elementos radiativos al variar la composición atmosférica. Otro efecto a tener en cuenta es el aumento del albedo al disponer de más zonas de montaña cubiertas de nieve, reduciéndose la cantidad de energía absorbida por la Tierra y un consiguiente enfriamiento (Umbgrove,1947). 2.2.5.3. Vulcanismo Las rocas fundidas brotan desde las profundidades del interior de la Tierra, enfriándose y endureciéndose en o cerca de su superficie, hasta crear rocas tales como lavas y granito. Las rocas ígneas o "ardientes" están compuestas

45

Capítulo 2: El cambio climático v su impacto sobre los recursos hídricos

por minerales que forman los materiales básicos de los que derivan todas las rocas corticales, formando fenómenos como láminas, domos o conos volcánicos. Los volcanes producen gases, líquidos y sólidos. Los gases volcánicos incluyen vapor de agua e hidrogeno y azufre combinado con dióxido de carbono. El vapor de agua que se condensa en el aire forma nubes que se precipitan como lluvia. Los gases que interactúan aumentan el calor en las lavas que erupcionan, y las erupciones explosivas producen nubes de gas ardiente provisto de residuos incandescentes. Grandes explosiones pueden ahogar áreas importantes en ceniza y arrojar grandes cantidades de polvo hacia la estratosfera, donde el dióxido de azufre se convierte rápidamente en aerosoles de ácido sulfúrico, enfriando climas a escala global y añadiendo estratos de sedimentos a las profundidades de los océanos (Lambert, 1998). En su mayor parte se encuentran ubicados allí' donde la litosfera esta fragmentada, es decir, en los li'mites entre placas, ya sean divergentes o convergentes. El invierno de 1783-1784 fue particularmente frío, lo que pudo ser consecuencia de una erupción volcánica en la fisura de Laki, Islandia, que expulsó cenizas y otros productos que pudieron bloquear en parte la luz solar que alcanza la superficie terrestre. Además la erupción de 1783 estuvo asociada a grandes emisiones de gases volcánicos. Gases sulfúricos cubrieron Islandia y casi todas las ovejas murieron de envenenamiento por flúor al comer hierba contaminada. Más del 10% de la población humana murió de inanición debido a la perdida de ganado. Los gases alcanzaron Europa lo que dio lugar a la "niebla seca" en verano y otoño de 1783. La erupción volcánica en abril de 1815 del Tambora, Indonesia, provocó 3 días de oscuridad absoluta en un radio de 480 km, y fue la causante de que 1816 fuera un año "sin verano" con largos crepúsculos y espectaculares puestas de sol causadas por el polvo de la estratosfera. Las consecuencias climáticas de las erupciones volcánicas para España fueron evaluadas por Inocencio Font (1988) en su libro sobre la historia del clima en España, donde señala la enorme influencia que las erupciones volcánicas tuvieron en el clima del periodo comprendido entre 1750 y 1850, indicando que el retraso en la recuperación térmica de los siglos XVI11 y XIX fue posiblemente debido a la enorme actividad volcánica desarrollada. Javier Martín-Vide (1997) analizó la incidencia de la actividad volcánica en las temperaturas medias mensuales de Barcelona (siglos XVlll-XX), al disponer de registros diarios de temperatura en Barcelona desde 1780. Martín-Vide relacionó el efecto que en el régimen térmico han tenido 7 erupciones volcánicas, entre ellas las del Laki (1783), Tambora (1815), Krakatoa (1883) y P¡natubo(1991). Sucesivas explosiones de un gran volcán en la isla griega de Ega de Santorín, cubrieron con lluvia de cenizas gran parte de la isla de Creta y pudo contribuir a

46

Capítulo 2: El cambio climático v su impacto sobre los recursos hídricos

la desaparición de la cultura minoica, produciéndose las dos ultimas en 1650 y en 1988. Tras !a erupción del volcán Pinatubo en Filipinas el 15 de junio del 991, toneladas de dióxido de azufre fueron expulsadas a la estratosfera, donde se transformaron en gotitas de ácido sulfúrico. Esta capa de aerosoles, que se extendió alrededor del planeta, dispersó luz solar al espacio exterior y calor de la Tierra, enfriando su superficie. 20 millones de toneladas de dióxido de azufre, enfriaron la superficie del planeta durante dos años, figura 2.5. Los datos del Pinatubo han ayudado a mejorar los modelos climáticos aclarando el papel de los sulfatos en aerosol, incluidos los producidos por la contaminación industrial, que enfrían zonas del hemisferio norte (NASA, 1992). Estudios de datos y modelos (Kelly, 1984), (Sear et al., 1987) sobre como han afectado al clima global las últimas erupciones volcánicas, sugiriendo que cada erupción individual puede ocasionar un enfriamiento a nivel global del orden de 0,3- C, con influencia durante uno a dos años. Trabajos como los de Hammer (1980) que correlacionan las actividades volcánicas y la temperatura global durante el último milenio han relacionado episodios de relativa actividad volcánica (1250 a 1500 y 1550 con 1700) que ocurrieran durante el periodo frío conocido como Pequeña Edad del Hielo, mientras que durante el periodo medieval cálido (1100 a 1250) puede ser asociado con un periodo de baja actividad volcánica. La actividad volcánica es susceptible de afectar al clima global en escalas de tiempo mayores, para periodos comprendidos entre el millón de años y los diez millones de años, como sugieren autores como Pikering y Owen (Pikering et al., 1994; Pampino et al., 1988) al tener en cuenta la cantidad de gases de efecto invernadero que son emitidos en los periodos de vulcanismo intenso, con el consecuente incremento potencia! del calentamiento global.

1660

1870

1BB0

1890

1900

1910

1920

1930

1940

1350

1960

1970

1980

1990

2000

A r « a d * l Í^NKÍ-

Figura 2.5. Temperatura después de la erupción volcánica del Pinatubo. Los aerosoles tienen una vida corta, de semanas si la fuente emisora se elimina, frente a los cien años del CO2. Además las emisiones industriales de

47

Capítulo 2: El cambio climático y su impacto sobre los recursos hídricos

aerosoles de sulfates no alcanzan la estratosfera, provocando efectos de carácter nnás local. Para que una erupción volcánica afecte al clima lian de darse una serie de condiciones: •Tal erupción volcánica debe generar grandes volúmenes de gases y cenizas capaces de bloquear la luz solar. •Las cenizas y los gases deben alcanzar la estratosfera (situada a más de 10 km. sobre la superficie terrestre, pues si se quedan a niveles inferiores son eliminados por la lluvia. •La inyección de gases y cenizas en la estratosfera debe darse en un momento y lugar que permita a los vientos dispersen el material volcánico alrededor del planeta. En este sentido las zonas cercanas al Ecuador parecen las idóneas. 2.2.5.4. Circulación oceánica Las corrientes marinas, tanto superficiales como profundas, forman lo que se denomina circulación oceánica. Las corrientes marinas son movimientos capaces de transportar grandes masas de agua de una región a otra. Estos movimientos son producidos por diversas causas: la acción del viento, influyendo sobre ella también la rotación de la tierra y la interferencia de los continentes, las diferencias de temperatura y salinidad. Las corrientes superficiales están principalmente influenciadas por la acción del viento y la deriva por la aceleración de Coriolis, debida a la rotación de la tierra, hacia la derecha en el hemisferio Norte y hacia la izquierda en el hemisferio Sur. Fenómeno perfectamente definido mediante el modelo de Ekmann (Diez, 2000) y que explica la corriente de deriva o movimiento de aguas superficiales bajo la acción de un campo de vientos persistentes. Los Alisios son el paradigma de la persistencia en los vientos y de ahí la existencia de la divergencia ecuatorial. Mientras que las corrientes de superficie son relativamente sencillas de controlar, los estudios de las profundidades marinas resultan mucho más problemáticos. Los oceanógrafos denominan colectivamente estas corrientes como "circulación termohalina". El calor y la sal cambian la densidad del agua. El agua más fría y salada se precipita sobre el fondo, mientras que el agua más caliente y menos salada se eleva. Las regiones oceánicas en las que predomina el agua salada se denominan "fosas", y las que están dominadas por agua cálida y menos salina reciben el nombre de "afloramientos". De acuerdo con Diez (2000) las derivas que apilan aguas en el mar de los Sargazos junto con las que en sentido contrario y desde latitudes más ecuatoriales, generan los arrastres de los vientos alisios, provocan el hundimiento de la columna de agua generada, que evacúa por su base

48

Capitulo 2: El cambio climático v su impacto sobre los recursos hídricos

conservando su momento angular, condición ésta fundamental para definir la topología de la Corriente del Golfo. Las fosas oceánicas más grandes de la Tierra se encuentran en el Atlántico norte: en los mares de Labrador y Groenlandia. Allí, el frío aire polar enfría la superficie del mar más allá del punto de congelación, elevando su densidad. Los hielos marinos crecen dejando la sal atrás, con lo que se aumenta aún más la salinidad del agua restante. El agua resultante, que es muy densa, se precipita a las profundidades, y recibe el dramático nombre de "océano abisal". A medida que el agua polar se va hundiendo, entra agua del sur para ocupar su lugar, con lo que se crea una corriente que recorre el Atlántico de Sur a Norte. Esta corriente, conocida como la Corriente del Golfo, añade aproximadamente un 20% más al calor procedente del sol de invierno del norte de Europa. Si nos fijamos sólo en la circulación oceánica superficial del Atlántico norte, veremos que las corrientes describen un enorme círculo que se mueve en dirección de las agujas del reloj, es decir, en sentido anticiclónico. ^ E l g r a n cinturón

^ ^ g .

•

|corn.„,e

Mttárí UNEP SHMC xnx-noKT muñía •ri5. rp3^3nn?™"!=i>erwjTlnieídra«{íwi)»:!Brtfc**iiWíni^(ttoo^ Sdwr BnjKJNr. r«-('«>!ilty, iSffi.

Figura 2.6. El gran cinturón oceánico. Dentro de este gran giro anticiclónico la Corriente del Golfo sube paralela a la costa de Norte América y después se va separando para cruzar el Atlántico en dirección hacia Europa, hasta aproximadamente los 40° W donde recibe el nombre de Corriente del Atlántico Norte. Se trata de una corriente bastante rápida, originada por los vientos predominantes, que transportan las aguas cálidas de la zona de Florida hacia el noreste.

49

Capítulo 2: El cambio climático y su impacto sobre los recursos hídricos

Esta corriente no es sólo importante para los navegantes, que la tienen en cuenta para hacer más corta la travesía hacia Europa, sino que también es importante por su influencia en el régimen climático de nuestro continente y del planeta. La Corriente del Golfo transporta agua cálida que a medida que se aproxima hacia latitudes más altas, hacia el norte, se encontrará con un aire más frío. Estas diferencias de temperatura entre el mar y la capa inferior de la atmósfera será una de las causas principales de las altas o bajas presiones que determinan el clima. Como ejemplo, cuando en los mares polares del norte se produce un verano relativamente más cálido que lo normal, se desprenden gran cantidad de icebergs y growlers que serán transportados hacia el sur. Esto provocará un descenso general de la temperatura del Atlántico Norte, lo cual llevará a que las aguas cálidas de la Corriente del Golfo circulen desplazadas más al sur, por tanto las bajas presiones se desplazarán también más al sur y la Europa más cercana al Atlántico pasará un invierno más frió. Mientras tanto, las frías y densas aguas atrapadas en las profundidades del océano fluyen sobre el lecho del Atlántico de Sur a Norte, equilibrando la corriente de la superficie. Llegan hasta la Antártida, donde se unen a la "pista oceánica del sur", que es un complejo de corrientes que rodea el polo sur, agrupando los océanos Atlántico, Pacífico e índico. Los océanos Pacífico e índico también desempeñan su papel en la circulación termosalina. Tienen poca o ninguna formación de hielo, y por lo tanto carecen de fuente de aguas abisales, pero las diferencias de precipitaciones y temperatura provocan grandes corrientes de entrada y salida de sus cuencas a través del océano sur. La inmensa caída de aguas densas en el norte y en torno a la Antártida debería equilibrarse mediante un afloramiento. Pero no se ha encontrado ningún afloramiento grande del tamaño de las fosas del Atlántico norte. Por el contrario, las aguas abisales deben volver a las capas de la superficie mediante una mezcla y turbulencia graduales. Sin embargo, al igual que los sistemas climáticos, los cuerpos de agua que se van moviendo y pasando junto a otros mantienen su identidad, incluso cuando las diferencias de temperatura y salinidad entre ellos sean minúsculas. Para combinarse precisan una gran cantidad de energía. 2.2.6. La escala temporal en el cambio climático Es importante considerar diferentes escalas de tiempo cuando se investiga los cambios climáticos. El clima varía para todas las escalas de tiempo, en respuesta a gentes aleatorios y periódicos. Desde unos pocos años a cientos de millones de años hay una respuesta de fondo debida a variaciones aleatorias del clima, causadas por procesos internos y por mecanismos de retroalimentación, a menudo referidos como mecanismos estocásticos o

50

Capítulo 2: El cambio climático v su impacto sobre los recursos hídricos

aleatorios (Goodess et al., 1992). Esta aleatoriedad justifica muchas de las variaciones climáticas, y debe su existencia al complejo y caótico comportamiento del sistema climático en respuesta a los agentes actuantes (Lorenz,1991; Nicolis, 1984; Palmer, 1989). Un corolario esencial debido a la existencia de procesos aleatorios es que una gran proporción de las variaciones climáticas no pueden predecirse, por la complejidad del problema. De mucha mayor relevancia son los agentes de actuación periódica, ya que entendiendo sus mecanismos y el impacto que tienen en el clima global, es posible predecir los cambios climáticos futuros. Pero cómo responde el sistema climático a los agentes periódicos a menudo no esta claro. Si se asume que el sistema climático responde linealmente a los agentes periódicos, las variaciones en el clima tendrán una periodicidad similar. Pero sin embargo, si la respuesta del sistema climático es fuertemente no lineal, la periodicidad en la respuesta no será necesariamente idéntica a la periodicidad de los agentes actuantes. Frecuentemente la respuesta climática esta en una posición intermedia entre las dos últimas. Hay un amplio abanico de agentes actuantes y diferentes ritmos de evolución. La mayor, de 200 a 500 millones de años, implica el paso de nuestro sistema solar por la galaxia, y la variación del polvo galáctico (Williams, 1975a). Otras variaciones de escala de tiempos grandes (millones a cientos de millones de años) son los debidos a mecanismos no radiactivos como la deriva continental, la creación de montañas, y la creación de corteza terrestre en el fondo de los océanos por movimientos ascendentes de material que ocasionan variaciones en el nivel del mar (Raymo et al., 1992; Kubasch et al., 1991).

Figura 2.7. Mecanismos de cambio climático y escalas de tiempo (Martín, 1999).

51

Capítulo 2: El cambio climático v su impacto sobre los recursos hídricos

Los cambios externos en el computo total de la radiación solar y la órbita de la tierra alrededor del sol y las variaciones internas de la actividad volcánica, la circulación oceánica, ocurren todos sobre la escala temporal que va desde un año a 100.000 años. Adicionalmente, existen numerosos mecanismos internos de retroalimentación los cuales contribuyen también al cambio climático global. El estado real del clima en cualquier instante de tiempo representa una respuesta agregada a todos los ciclos de variación superpuestos sobre un ruido de fondo. La respuesta del sistema climático a esta combinación de agentes actuantes depende del diferente tiempo de respuesta de los distintos componentes del sistema. Por lo tanto toda la repuesta climática vendrá determinada por las interacciones entre sus componentes. La atmósfera, las superficies de nieve y hielo, y la vegetación superficial responden a los agentes climáticos en periodos que van desde horas a días. La superficie oceánica tiene una respuesta temporal medida en años, mientras que las profundidades oceánicas y los glaciares de montaña varían solo en periodos de cientos de años (Henderson-Sellers et al., 1987). Las grandes capas de hielo avanzan y retroceden a lo largo de miles de años mientras que partes de la geosfera responden a los agentes actuantes en periodos que van de cientos de miles a millones de años. Esta respuesta del sistema climático a los episodios de los diferentes agentes puede ser visualizada como un tipo de resonancia. Cuando el periodo temporal del agente concuerda mejor con el tiempo de respuesta de una componente particular del sistema, la respuesta climática será mayor con aquella componente. Los mecanismos de Milankovitch, por ejemplo, con periodos de decenas de miles de años serán puestos de manifiesto en la respuesta dada por las grandes capas de hielo, y la respuesta total del sistema climático estará dominada por cambios relacionados con la criósfera. Además, largos tiempos de respuesta de ciertos componentes del sistema climático modulan, a través de los procesos de retroalimentación, los términos de respuestas a corto plazo. La respuesta de las aguas profundas del fondo del océano a los agentes con términos cortos (por ejemplo incremento del efecto invernadero, las variaciones solares), por ejemplo, tenderán a atenuar o suavizar la respuesta de la atmósfera. 2.2.7. Los cambios climáticos en el Cuaternario Si bien la edad de la Tierra se estima en 4.600 millones de años, la vida animal no aparece en la misma hasta 4.000 millones de años después. El Homo sapiens aparece en el último período geológico a mediados del Cuaternario, es decir hace tan sólo un millón de años. El Cuaternario comprende los últimos 2 Millones de años de la historia de la Tierra y se divide en dos épocas, el Pleistoceno (desde hace 2 Millones de años hasta hace 10.000 años) y el Holeoceno (hace 10.000 años hasta el presente).

52

Capítulo 2: El cambio climático y su impacto sobre los recursos hídricos

En el Pleistoceno se sitúa la denominada Edad de Piedra o Paleolítico, en cuyo comienzo la estructura geográfica de la Tierra tal como hoy la conocemos estaba establecida y donde las fluctuaciones del nivel del mar fueron las encargadas de marcar la diferencia con el mapa mundial actual, y con las modificaciones remanentes ocasionadas por terremotos y erupciones volcánicas debidas a las convulsiones geológicas de hace 50 millones de años habían generado los Alpes, el Himalaya, las Rocosas y los Andes. Durante el cuaternario se puede decir que si bien se ha mantenido cierta estabilidad en los factores geológico y geográfico, no se ha mantenido constante el factor climático. Durante el Pleistoceno el clima ha estado afectado por periodos de intenso frío, donde la masa helada llego a cubrir la tercera parte de la superficie terrestre. Durante al menos los últimos 10 millones de años, y probablemente durante más tiempo, la Tierra ha estado dentro de una edad del hielo de larga duración. Esta edad del hielo ha continuado durante el Cuaternario, y es evidente hoy día, ya que capas de hielo se mantienen en ambos polos. Aún así, durante el Cuaternario, el clima global ha fluctuado entre tiempos relativamente cálidos (secos o húmedos) denominados interglaciaciones o períodos interglaciales y períodos fríos (secos o húmedos) llamados glaciaciones. Los elementos para la reconstrucción del clima del Cuaternario son considerablemente más abundantes y disponibles que los existentes para periodos anteriores. Se revisa a continuación las evidencias de estas fluctuaciones, y se discute sus probables mecanismos causales. 2.2.7.1. El Pleistoceno Las variaciones de la temperatura durante este periodo han sido identificadas por el estudio de los sedimentos en el fondo de los océanos, y especialmente mediante el uso de las técnicas de análisis de los isótopos del oxigeno. El análisis del d(018) indica dos estados básicos del clima, uno glacial y otro interglacial. Evidencias de estas fluctuaciones son los resultados obtenidos del análisis isotópico del oxigeno de muchos núcleos de hielo. Los registros revelan claramente que el último gran periodo interglacial ocurrió hace 120.000 años. Para los últimos 600.000 años (desde el final del paleolítico inferior) se han obtenido datos cuantitativos que permiten establecer que durante este periodo de tiempo se desarrollaron cuatro intensas glaciaciones, denominadas Günz, Mindel, Ris y Würm (nombres asignados al continente Europeo), o sus correspondientes nominaciones norteamericanas (Illinois, Kansas, Nebraska y Wisconsin). Se estima que estas glaciaciones se han producido con un periodo aproximado de 100.000 años, desarrollando máximos y mínimos de intensidad variable, por

53

Capítulo 2: El cambio climático y su impacto sobre los recursos hídricos

otro lado se estima que la duración media de los periodos interglaciares es de 25.000 años. Actualmente nos encontramos en el desarrollo de una interglaciación (iniciando su finalización), Hoy día es generalmente aceptado que las transiciones entre los periodos glaciares e interglaciares en el pleistoceno fueron ocasionadas por variaciones en la órbita de la tierra alrededor del Sol. En este sentido Cándido Rodríguez (1999), fundamentándose en la teoría de Milankovitch investiga si es posible que pequeñas oscilaciones de la insolación solar, provocadas por las variaciones de los elementos orbitales terrestres, puedan originar estas enormes variaciones en el clima de la Tierra. Para ello determina una ecuación matemática que expresa una "composición" de los valores de los parámetros orbitales de la Tierra (excentricidad, inclinación del eje y precesión), cuyos valores resultantes reflejan la variación térmica media de la superficie terrestre y consecuentemente el desarrollo de los ciclos climáticos. Para ello se basa inicialmente en los siguientes principios: •

Un incremento térmico positivo de la superficie terrestre esta originado por: • • •

•

Un aumento de la excentricidad Un incremento de la inclinación del eje Un menor desplazamiento de la longitud del perihelio (desviación negativa de la precesión)

Un mayor enfriamiento de la Tierra se debería a una variación inversa de los incrementos antes indicados: • • •

Disminución de la excentricidad de la órbita: valores próximos a la órbita circular. Disminución de la inclinación del eje: valores próximos a los 22°. Mayor desplazamiento de la longitud del perihelio o precesión (% desviación positiva): perihelio en diciembre y afelio en junio.

Rodríguez (1999) establece una formula matemática (Intensidad) que tiene una total correlación con la curva térmica media de la Tierra. I =k

^ / - 2 2 ^ (e- A ^ e ^ {Ec.2.1.) - e +0.05775 0.06 2.5 V 12

La curva intensidad (I) dibujada en el mismo gráfico junto con la temperatura media terrestre, desde hace 150.000 años presenta una práctica coincidencia de ambas curvas. Las conclusiones a las que llega Rodríguez (1999), son las siguientes: 54

Capítulo 2: El cambio climático y su impacto sobre los recursos hi'dricos

Los grandes cambios climáticos, glaciaciones e interglaciaciones, tienen su origen inicial en las variaciones cíclicas de los elementos orbitales terrestres, aunque mecanismos posteriores amplifican dichos efectos. Se obtiene una función matemática a partir de los elementos orbitales terrestres -excentricidad, oblicuidad y precesión- denominada intensidad, que nos determina la variabilidad climática de la tierra para grandes periodos de tiempo. La función intensidad no corresponde exactamente con la insolación superficial, aunque sí sus tendencias globales. Actualmente nos encontramos ante un descenso térmico global de una interglaciación, aunque seguiremos notando sus efectos cálidos hasta dentro de 20.000 años, en que se iniciará una nueva glaciación. Sin embargo ésta será de muy corto periodo y de baja intensidad, ya que se observa la formación de un ciclo térmico cálido intermedio unos 20.000 años después.

400 000

350 000

300 000

250 Oí»

200 OdO

150 OÚO

100 ÍMX)

5OO0O

A partir de GRID AilENDAL

400000

350DQO

303 000

250000

200000

15O000

100000

3000D

•jiyi'-w.'nnfc.'f i j " t i ; V j . t A i : i Snrccr J-R F>eiriJ. J^uiel. en ül. Clte«>«(•••• • • • ' 9•

t ' « V•«•

« •

l

•••••*

••*•••

«• >

4*•••«•

• ••r» •• ••• «•• « •• • • • • 4 • • • • « •• • • • • • • • • « • • • '-- !••» • • • •

•

•• • *««M

•••#•• -

• • ' ••••'••

• * •••• -••• •• Apartirdcniíllí-ARKNniM

fiisuiíii ÍS^ A r c D d a I UN y ; SoJicút C i r i l o chuiigD 194i.T>e suircu urdiraladmn^cCfllrtauiCnaf'MdúiggKM)! MiliA u=aMaiSuS!in3Y:e|Kriallhii)inl)if|cMmniinial^(iialondBmiS{Mrig«.UN£P j r ^ jiir.Buiíii'. -líJE: HjiroiKi.'WandigacSlrtBlHiriEfciiiairaiiiiIerMftfCiK^Mí.VnsaaiBl l í E b a n d í s a i n o o t i . , rSíí^

C^-MiíJ9u pioK

Figura 2.11. Cambios en la precipitación anual en el periodo 1900 a 1994. Aunque existe bastante incertidumbre sobre si estas tendencias observadas son producto de una variación natural del clima, similar a las existentes en el pasado, o si debiera atribuirse, en su mayor parte, al aumento de GEl atmosféricos durante los últimos 200 años, la mayoría de estudios llevados a cabo reflejan que el origen de la tendencia que muestra el calentamiento observado es poco probable que sea completamente natural (MIMAM, 1998). 60

Capítulo 2: El cambio climático y su impacto sobre los recursos hídricos

2.3. CAUSAS ANTRÓPICAS DEL CAMBIO CLIMÁTICO 2.3.1. Modificaciones de la composición atmosférica La variación de la composición de la atmósfera, Incluyendo su contenido de gases de efecto Invernadero y los aerosoles, es uno de los principales mecanismos del cambio climático. Los gases de efecto invernadero, como ya se ha mencionado, juegan un papel Importante en la regulación del clima global, por lo tanto cambios en la concentración de estos gases en la atmósfera modificarán los resultados del efecto invernadero natural, afectando consecuentemente al clima global. Las actividades fiumanas, como el quemado de combustibles de origen fósil y los cambios en la utilización de las tierras y en la cubierta terrestre, están haciendo aumentar la concentración en la atmósfera de gases de efecto invernadero, que alteran los balances radiativos y tienden a calentar la atmósfera, y, en algunas regiones, los aerosoles producen el efecto contrario sobre los balances radiativos y tienden a enfriar la atmósfera. En la actualidad, en algunos lugares, principalmente del hemisferio Norte, el efecto de enfriamiento de los aerosoles puede ser suficientemente acentuado como para compensar sobradamente el calentamiento debido a los gases de efecto invernadero. Dado que los aerosoles no permanecen en la atmósfera .durante largos períodos y que, según las proyecciones, el volumen de emisiones de sus precursores no aumentará sustancialmente a nivel mundial, los aerosoles no compensarán el efecto mundial a largo plazo de los gases de efecto invernadero, cuyo período de vida es largo. Los aerosoles pueden repercutir de manera Importante en las pautas del cambio climático a escala continental (IPCC,1997). Cambios en el contenido de gases en la atmósfera pueden ocurrir tanto debido a causas naturales como a factores antropogénicos. La acción del ser humano a través de la quema de combustibles fósiles, la desaparición de bosques y otros procesos industriales, ha aumentado la cantidad de dióxido de carbono y otros gases desde el siglo XVIII, de tal forma que la concentración de CO2 a pasado de 290 ppmv en 1870 a 370 ppmv en el año 2000, figura 2.12. Los cambios naturales en la concentración de los gases de efecto invernadero pueden ocurrir de múltiples maneras, la mayoría de ellas en repuesta a otros mecanismos de primer orden, asociándose, por ejemplo, las modificaciones en las concentraciones del dióxido de carbono y del metano de la atmósfera con los periodos de transición entre glaciaciones e interglaciaciones, como han revelado los análisis de testigos de hielo, figura 2.8 (página 56). Los contenidos atmosféricos de aerosoles, naturales o artificiales pueden actuar como mecanismos climáticos, conocidos como mecanismos de retroalimentación o de segundo orden.

61

Capítulo 2: El cambio climático y su impacto sobre los recursos hídricos

Concentración atmosférica de C02 Partes por millón (ppm) •30

'

r

1870

" " i"

j

"

I — t

1

I

1880 1890 1900 1910 1920 1930 1940" 19S0 1960 1970

1980 1990 2000

.Ireadai UNE? ^ouicea: T?v*TO!Í Scrf[¡p6. t/sixa usa Cl^er/atoiy,HafAsJi. insutuUQn ctocEsnogrspA^-(SlO). inverslty otCslltomíaLa^t^ia. CsjUcnipa, Uníídü Slatee. IÍ£69

Figura 2.12. Evolución de la concentración de CO2 desde 187G.

2.3.2. Modificaciones del paisaje y de los usos del suelo Los cambios en la utilización de la tierra asociados a las diferentes gestiones y manejos de las actividades productivas humanas, conocidos como cambios de uso del suelo, son unos de los elementos modificadores de la cobertura del suelo más activos en los últimos años. En los últimos siglos como señala el Informe especial del grupo III del IPCC: Usos de la tierra, Cambio de uso de la tierra y silvicultura (IPCC,2000), se han liberado en la última parte del siglo XX cantidades sustanciales de carbono como consecuencia de la tala de bosques en latitudes altas y medias, y en los trópicos. Las modificaciones en la cubierta vegetal, provocan cambios en la fracción de la radiacción solar reflejada por la superficie terrestre, cambios en el balance dentro del ciclo del agua, al modificar los ratios de evapotranspiración así como la humedad retenida por la vegetación, cambios en la distribución y las características de las denominadas fuentes y sumideros de gases de efecto invernadero, con efectos tanto a escala local como global. Los cambios en el uso del suelo, entre los que la deforestación es considerado el de mayor peso, han representado, en el periodo que va desde 1750 a 1999,1a era industrial, un forzamiento radiativo negativo de -0.2±0.2 Wm"^, frente a los 1.46 Wm'^ debidos al CO2 según el Informe especial del grupo I del IPCC: The scientific Basic (IPCC,2001).

62

Capítulo 2: El cambio climático v su impacto sobre los recursos hídricos

Walt per m^ 3n

Stratospheríc , 020fW

•1 -

ozona

A partir de CiRlD ARHNDAL

-2-

Indlrect greenhouse

GHM>HIC£>£SIQN

Troposphefic aerosols

Arendftl

:PH\UPPE.fíE*ACemCZ

UKE?

Source; Climató changa "996, Tía scienca of climate change, canlribuljon of worsing group 1 lo Ihe sacond assessmeni r^jort ol tfie inteigovgrnmental rar-Bi on climate clianqe, IJNEP and v;MO, Cambridge university press, 1996.

Figura 2.13. Influencia de los distintos forzamientos radiativos.

Las evaluaciones con modelos climáticos ponen de manifiesto que el efecto directo del aumento de CO2, en la fisiología de las plantas podría ocasionar una reducción de la evapotranspiración sobre las zonas tropicales, introduciendo importantes efectos de retroalimentación asociados al cambio climático antropogénico. Los cambios en la cobertura vegetal pueden afectar al clima global de muchas maneras, aunque parece que la deforestación a gran escala en los trópicos húmedos parece ser el de mayor peso dentro de los procesos de cambio de usos de la tierra, debido a que reduce la evapotranspiración y aumenta la temperatura del suelo. No obstante aunque los efectos sobre el ciclo hidrológico son bien conocidos cualitativamente, no han sido hoy día cuantificados de una forma satisfactoria, debido a incertidumbres en su funcionamiento todavía no bien modeladas.

2.4. MECANISMOS DE RETROALIMENTACIÓN Aunque el sistema climático se encuentra en equilibrio, éste es un equilibrio dinámico, siempre cambiante. El sistema está constantemente ajustándose a las perturbaciones introducidas, y por tanto alterando el clima. Un cambio en cualquier parte del sistema climático tendrá unas consecuencias más amplias que las del efecto más inmediato a través de los componentes climáticos acoplados al primero. Así cada vez que el efecto es transferido desde un subcomponente del sistema a otro, se modificará en carácter y en escala. En algunos casos el efecto será amplificado (retroalimentación positiva), en otros, puede ser disminuido (retroalimentación negativa) (Cess et al., 1988).

63

Capítulo 2: El cambio climático y su impacto sobre los recursos hídricos

Es fácil comprender el concepto de retroalimentaclón mediante un ejemplo, como la interacción hielo-albedo. En latitudes altas, el hielo del mar es un gran modulador del intercambio energético entre el océano y la atmósfera. El hielo es una superficie que actúa tanto como aislante como elemento que refleja la radiación solar. En el Ártico, hay una buena parte de la superficie que se mantiene helada todo el año. En invierno, la superficie helada controla el intercambio de calor entre el océano relativamente cálido y la atmósfera fría. Durante el invierno tan sólo entre un 1% y un 2% de la superficie está libre de hielo, mientras que durante el verano esta fracción aumenta. Las observaciones experimentales y los modelos indican que los flujos de calor sensible son una o dos órdenes de magnitud superiores desde la superficie de agua libre que desde la superficie de hielo. Por tanto, modelar este punto todavía es uno de los aspectos importantes de la simulación climática que aún no está totalmente resuelto ya que la predicción de la distribución de las zonas de agua libre y de las características del hielo es compleja. Los efectos físicos de la expansión de la capa de hielo sobre la superficie terrestre han sido una explicación habitual de cómo se han mantenido las condiciones de las glaciaciones. Uno de los efectos clave de la cubierta de hielo y de nieve es el importante papel que tiene sobre el albedo planetario. Típicamente, el albedo del mar en latitudes elevadas es del 10%, mientras que el albedo típico del mar con hielo en las mismas latitudes es del 60%. Al enfriarse el clima en los albores de una glaciación, la superficie cubierta por los hielos crece y aumenta la radiación solar reflejada al espacio exterior. La consiguiente reducción de la energía solar absorbida produce un enfriamiento adicional, conformando una retroalimentación positiva. El análisis de este mecanismo se ha realizado especialmente mediante modelos de balance de energía, en los cuales, la cobertura de hielo depende, al igual que la temperatura, de la latitud. Los resultados que estos modelos aportan, son que una reducción de la constante solar (1367 Wm"^) de un 1.6% conduce a que el planeta quede totalmente bajo el hielo (Llebot,1998). Este resultado es interesante en la medida que indica que pequeños cambios en el balance energético de la superficie terrestre pueden producir transiciones entre períodos glaciares e interglaciares del clima. Hay que comentar que actualmente los modelos incorporan la cubierta de hielo de forma simple, como un bloque, sin tener en cuenta heterogeneidad en la reflectividad del hielo ni en la distribución aleatoria del agua en los mares de hielo. Los modelos de circulación general evalúan la sensibilidad de este mecanismo por el parámetro X, sensibilidad climática, que se define técnicamente como la respuesta del clima a una perturbación, representa los grados de temperatura que varía el clima por Wm'^de perturbación, A-=0.32 K (Wm"^)"^ en las regiones polares. Otros mecanismos importantes de retroalimentación son los debidos a la emisión de onda larga y a la evaporación de los océanos, a la retroalimentación de las nubes y las retroalimentaciones bioquímicas .

64

Capítulo 2: El cambio climático y su impacto sobre los recursos hídricos

2.5. IMPACTOS DEL CAMBIO CLIMÁTICO 2.5.1. Vulnerabilidad global En 1898 años el premio Nobel de química, Svante Arrhenius dedicó un año de su vida a realizar el cálculo de la temperatura media global que alcanzaría la Tierra para una concentración doble de CO2, obtuvo un aumento de 5 grados centígrados. Las etapas geológicas de altas concentraciones de CO2 y de metano coinciden en los registros con las etapas de altas temperaturas. Los modelos de circulación atmosférica acoplados con los modelos oceánicos y del hielo dan una orquilla de subida de temperatura de entre 2 y 6 grados para una duplicación de la concentración de CO2. Parece por tanto admisible como hipótesis verosímil que el cambio climático a escala global realmente se está produciendo, y razonable la necesidad de determinar cuales son las consecuencias inmediatas sobre la vida en la Tierra, en qué grado son vulnerables las condiciones humanas y el medio ambiente natural a los efectos potenciales del cambio climático y la capacidad de adaptación a estos cambios por el medio. En esta línea el Informe Especial del IPCC "Impactos regionales del cambio climático: evaluación de la vulnerabilidad", correspondiente al grupo de trabajo II, de noviembre de 1997 (IPCC, 1997) estableció diez evaluaciones de vulnerabilidad: Ecosistemas, Hidrología y Recursos hídricos, Producción de alimentos y de fibras, Sistemas costeros, Asentamientos humanos, Industria, Transporte, Infraestructuras, Turismo y Salud humana, correspondientes a las diez regiones en las que se ha dividido la superficie terrestre y las zonas costeras adyacentes, zonas mantenidas en el último informe de 2001 (IPPC,2001). El informe sobre impactos del IPCC (1997) analiza los impactos a escala de análisis continental o subcontinental. Este tipo de planteamiento regional revela una gran variación en cuanto a la vulnerabilidad de las diferentes poblaciones y sistemas medioambientales. Dicha variación responde, entre otros factores, a las diferencias en cuanto a las condiciones medioambientales locales y en cuanto a las condiciones económicas, sociales y políticas, y al grado en que se dependa de los recursos sensibles al clima. Los cambios del clima previstos interactuarán con otros cambios, como pueden ser cambios en el medio ambiente (pérdida de diversidad biológica, degradación de las tierras, agotamiento del ozono de la estratosfera o degradación de los recursos hídricos) y tendencias de la sociedad (crecimiento demográfico, desarrollo económico o progreso tecnológico). La evaluación indica que es también necesaria una mayor investigación de los vínculos existentes entre las distintas cuestiones que afectan al medio ambiente. En el texto (IPCC,1997) se indica, no obstante, que es necesario investigar y analizar mucho más todavía las opciones de adaptación y los procesos de ajuste si el sector privado y las entidades gubernamentales quieren que los sectores sensibles al clima sean más resistentes a la variabilidad de éste y que

65

Capítulo 2: El cambio climático y su impacto sobre los recursos hídricos

se contengan los daños causados por los posibles cambios del clima a largo plazo, o incluso que se saque beneficio de dichos cambios. En general, los cambios en los gases de efecto invernadero y en los aerosoles conducirán, según las proyecciones, a cambios regionales y mundiales de la temperatura, de la precipitación y de otras variables climáticas, dando así origen a cambios de la humedad del suelo a escala mundial, a un aumento del nivel medio mundial del mar, y a la perspectiva de unos valores más extremos de altas temperaturas, de crecidas y, en algunos lugares de sequías. Basándose en la distinta sensibilidad del clima al cambio de las concentraciones de gases de efecto invernadero en la atmósfera (IPCC, 1996) y en los posibles cambios en las emisiones de gases de efecto invernadero y aerosoles ,escenarios IS92, basados en una supuesta ausencia de políticas sobre el clima (IPCC, 1992), las proyecciones de los modelos climáticos predicen un aumento de la temperatura media anual en la superficie del planeta de 1 a 3.5- C para el año 2100, un incremento medio mundial del nivel del mar de entre 15 y 95 cm, y un cambio en las pautas espacial y temporal de las precipitaciones. Los estudios científicos muestran que la salud humana, los ecosistemas, y los sectores socioeconómicos, todos los cuales son vitales para un desarrollo sostenible, son sensibles a los cambios del clima y en particular a la magnitud y rapidez del cambio climático- y a los cambios de variabilidad climática. El cambio climático puede suponer un importante factor adicional de desgaste de los sistemas ya afectados por una creciente demanda de recursos, por unas prácticas de gestión insostenibles y por la contaminación, que en muchos casos pueden ser de magnitud igual o mayor que el impacto debido al cambio climático. En Europa los efectos del cambio climático implicarán tanto pérdidas como ganancias en los recursos naturales. Estos variarán según la región, según el sector y dentro de los mismos sectores. La significación de estos efectos dependerá en gran medida de los factores ambientales no climáticos, del desarrollo socioeconómico y de la evolución de las políticas dentro de Europa. En términos muy generales, el informe ACACIA (1999) asume para Europa que: •

Los extremos meteorológicos actuales influyen en los sistemas naturales, sociales y económicos de manera que revelan una sensibilidad y una vulnerabilidad al cambio climático. En muchos casos, el cambio climático agravará tales efectos.

•

Las presiones actuales y futuras sobre los recursos hídricos y su gestión en Europa se verán exacerbadas por el cambio climático (en parte porque el efecto del cambio es incierto). Probablemente aumentará el riesgo de inundaciones, y se prevé un incremento en la escasez de agua, especialmente en el sur de Europa. Es probable que el cambio

66

Capítulo 2: El cambio climático v su impacto sobre los recursos hídricos

climático exagerará las diferencias en los recursos hídricos entre el norte y el sur de Europa. •

En los escenarios de climas más calientes y más secos, la calidad del suelo se verá deteriorada en la mayoría de las regiones tanto del norte como del sur de Europa, y esto tendrá un efecto negativo sobre las funciones del suelo en los ecosistemas y en la sociedad. La magnitud de este efecto variará claramente entre regiones geográficas, y podría verse atenuada por un aumento de la precipitación, excepto en los casos en que cambios en la precipitación exacerben los procesos de degradación del suelo.

•

El aumento de la temperatura y CO2 se espera que de lugar a cambios en los ecosistemas naturales, con un incremento de árboles y arbustos en la Tundra Septentrional, de árboles de hoja ancha en los bosques de coniferas del norte de Europa, y la posibilidad de un incremento de la frecuencia de incendios en zonas mediterráneas. La productividad neta de los ecosistemas probablemente aumentará (la deposición de nitrógeno y el incremento de dióxido de carbono ayudarían a este aumento), aunque puede que no lo haga el almacenamiento de carbono. La diversidad de la vegetación en algunas reservas naturales está bajo amenaza por la rapidez del cambio. La pérdida de algunos hábitats críticos (humedales, tundra) sería una amenaza para algunas especies (por ejemplo, aves migratorias).

•

Habrá aumentos de la productividad en los bosques comerciales del norte de Europa, pero probablemente se reducirá en las regiones mediterráneas y en la Europa continental, con un mayor riesgo de sequías e incendios.

•

El aumento de CO2 atmosférico incrementará la productividad de la mayor parte de las cosechas. Esto sería contrarrestado por el riesgo de escasez de agua en el sur y este de Europa y por una menor duración del periodo de crecimiento de muchas cosechas de grano debido al incremento de la temperatura. Probablemente habrá efectos positivos en el norte de Europa, mientras algunos sistemas de producción agrícola en el sur de Europa pueden verse amenazados.

•

El cambio climático probablemente resultará en cambios que afectarán a la fauna acuática tanto marina como de agua dulce y a la biodiversidad de moluscos. Los cambios en la industria piscícola y pesquera serán agravados por unos niveles de explotación insostenibles y por los cambios ambientales.

•

El sector de los seguros se enfrenta a unos posibles impactos costosos por el cambio climático como resultado de daños a la propiedad, pero existen grandes posibilidades en cuanto a medidas de adaptación sí se toman las iniciativas necesarias a tiempo.

67

Capítulo 2: El cambio climático y su impacto sobre los recursos hídricos

•

Los transportes, la producción de energía y otras industrias se tendrán que enfrentar a cambios en la demanda y oportunidades de mercado, pero habrá impactos adversos relacionados con el aumento del nivel del mar y cambios en la incidencia de eventos meteorológicos extremos.

•

Las mayores temperaturas causarán, probablemente, cambios en las preferencias relativas del ocio, estimulando el turismo y las actividades recreativas al aire libre en el norte de Europa, pero las olas de calor veraniegas probablemente modificarán la demanda tradicional en la temporada alta de verano en los lugares de veraneo mediterráneos, mientras las condiciones menos favorables de la nieve podrían tener un impacto adverso sobre las estaciones de montaña. Habrá una serie de riesgos para la salud humana a causa del aumento de los episodios de exposición al calor, de la contaminación del aire, de las enfermedades trasmitidas por vectores (por ejemplo, leismaniosis, encefalitis contagiada por garrapatas) y por inundaciones en costas y ríos.

•

En las zonas de litoral, el riesgo de inundaciones, erosión y pérdida de humedales experimentará un aumento sustancial con implicaciones para la colonización humana, la industria, el turismo, la agricultura y los hábitats naturales costeros. El sur de Europa parece ser más vulnerable a estos cambios, aunque el norte de Europa ya sufre un alto riesgo de inundaciones costeras.

•

En las regiones montañosas, las temperaturas más altas darán lugar a que la frontera entre las zonas bióticas y criosféricas ascienda en altura, perturbando el ciclo hidrológico. Habrá una redistribución de especies con riesgo de extinción en algunos casos.

2.5.2. La hidrología y los recursos hídricos El ciclo hidrológico está gobernado por el clima, de tal manera que un cambio en este último provoca cambios en los distintos elementos del ciclo del agua, así, cambios en las precipitaciones determinaran cambios en las características de la escorrentía y en los eventos extremos de la misma modificando su intensidad y la frecuencia de estos. Los cambios en la temperatura modificaran los balances de evapotranspiración, humedad en el suelo e infiltración a capas más profundas. Naturalmente no sólo los aspectos cuantitativos del agua son afectados por un cambio en el clima, los aspectos relacionados con la disminución de la calidad de la misma pueden verse acentuados si se produce un descenso en cantidad del recurso. Un menor volumen de agua disponible, como señalaba el Programa Nacional del Clima (MOPTMA,1995), provocaría el empeoramiento de la calidad de las aguas y el descenso generalizado de los niveles piezométricos que, en zonas costeras, facilitaría la intrusión marina hecho favorecido además por el aumento del nivel del mar.

68

Capítulo 2: El cambio climático y su impacto sobre los recursos hídricos

La demanda de agua para los usos agrícolas, de abastecimiento a poblaciones y energéticos se verá modificada. El sector agrario modificará su demanda en el mismo sentido en el que se modifique el déficit hídrico del suelo. Los aprovechamientos eléctricos pueden ser afectados por una pérdida parcial del potencial hidroeléctrico bruto y la concentración de la producción en periodos de tiempo más cortos. Las prioridades entre los distintos usos también pueden verse afectadas, al ser distinto el volumen de agua disponible. Los cambios en la cubierta vegetal inducidos por los cambios en el balance hídrico, serán generadores de modificaciones en otros procesos, en concreto la erosión ocasionada por el agua modificará los valores de sus parámetros, tanto los asociados a la energi'a disgregadora del suelo, como los relativos a los elementos protectores del suelo. El borrador del Programa Nacional sobre el Clima (MOPTMA, 1995) planteaba en marzo de 1995 la necesidad de establecer diez líneas de acción, para mejorar los conocimientos sobre los posibles efectos del cambio climático sobre la cantidad y la calidad de los recursos hídricos, sobre las necesidades hídricas de las diferentes actividades humanas y sobre la disponibilidad del recurso: Analizar la incidencia de los escenarios climáticos previsibles sobre el régimen hidrológico de las aguas continentales españolas. Estudiar los efectos del cambio climático sobre la calidad de las aguas y sus usos. Evaluar las consecuencias que tendrían las alteraciones en el ciclo hídrico sobre el medio natural. Evaluar los efectos de las políticas de reforestación en la disponibilidad de recursos hídricos. Estudiar la incidencia del cambio climático en las medidas de defensa de zonas inundables. Estudiar la vulnerabilidad de las aguas superficiales y subterráneas ante la contaminación por nutrientes y plaguicidas derivadas de prácticas agrícolas. Analizar la incidencia de los diferentes escenarios climáticos sobre las distintas demandas hídricas sectoriales. Evaluar la flexibilidad y vulnerabilidad de los sistemas actuales de suministro hídrico. Elaborar escenarios de disponibilidad de los recursos hídricos con el cambio climático. Determinar las superficies expuestas a elevados riesgos de erosión y desertización. El cambio climático presentara aspectos positivos y negativos, desde el aumento en la cantidad de recurso disponible a exacerbar la escasez periódica y crónica de agua, particularmente en las áreas áridas y semiáridas del globo. La mayoría de los países en desarrollo son muy vulnerables al cambio climático, ya que muchos de ellos están situados en regiones áridas y semiáridas y en su mayoría, obtienen sus recursos hídricos de puntos de abastecimiento únicos, como por ejemplo, perforaciones o embalses aislados.

69

Capítulo 2: El cambio climático v su impacto sobre los recursos hídricos

Estos sistemas de suministro son, por naturaleza, vulnerables, ya que carecen de reservas alternativas en caso de necesidad. Además, dada la escasez de recursos técnicos, financieros y de gestión en los países en desarrollo, acomodarse a las situaciones de escasez e implementar medidas de adaptación representará una pesada carga para sus economías. De acuerdo con el Informe Especial del Grupo de Trabajo II del IPCC: Impactos Regionales del Cambio Climático: Evaluación de la Vulnerabidad {IPCC, 1977): "La disponibilidad de agua es uno de los componentes esenciales del bienestar. En la actualidad, 1300 millones de personas no pueden abastecerse adecuadamente de agua potable, y 2.000 millones no tienen acceso a una higiene adecuada. Aunque estas personas están dispersas por todo el mundo reflejando variaciones a nivel subnacional en la disponibilidad y calidad del agua -, unos 19 países (principalmente de Oriente Medio y del norte y sur de África) sufren tales deficiencias que han sido calificados como escasos en agua o hídricamente afectados, se espera que esta cifra se multiplique por dos en el 2025 en gran parte por el aumento de la demanda a que dará lugar el crecimiento económico y de población. Muchos responsables de políticas, por ejemplo, han entendido ya que la sequía es un elemento recurrente del clima de África. No obstante, el cambio climático intensificará aún más la frecuencia y magnitud de las sequías en algunos lugares". Por otro lado, hay indicios de que el problema de las inundaciones va a aumentar en muclnas regiones templadas y húmedas, lo que obligará a adaptarse no sólo a las sequías y a la escasez crónica de agua, sino también a las inundaciones y a los daños causados por estás, creando preocupación por el posible fallo de las presas. Los impactos del cambio climático dependerán del estado comparativo del sistema de abastecimiento de agua, y de la capacidad de los gestores de recursos hídricos para responder no sólo al cambio climático sino también al incremento de población y a los cambios de la demanda, en las tecnologías y en las condiciones económicas, sociales y legislativas. En lo relativo a Europa, en el curso del siglo XX, la mayor parte ha experimentado aumentos de temperatura superiores al promedio mundial, una mayor precipitación en la mitad norte, y una disminución de ésta en la mitad sur de la región. Las proyecciones del clima futuro indican, excluyendo el efecto de los aerosoles, que la precipitación podría aumentar en las latitudes altas de Europa, con resultados diversos en el resto. Las incertidumbres actuales respecto de la precipitación futura aumentarán en general si se incluyen los aerosoles. Una modificación de la temperatura o de la precipitación repercutiría sobre los recursos hídricos de un territorio, pues, a largo plazo, su escorrentía es igual a la diferencia entre la precipitación y la evapotranspiración. Según los informes de evaluación científica realizados por el IPCC, un incremento de temperatura de uno a dos grados centígrados, unido a una disminución del 10% en las precipitaciones, podría producir en zonas semiáridas una reducción del 40% al 70% en la escorrentía anual (IPCC, 1992).

70

Capítulo 2: El cambio climático y su impacto sobre los recursos hídricos

El suministro de agua podría resultar afectado si aumentan las crecidas en el norte y noroeste de Europa, y las sequías en el sur del continente. Muchas llanuras de inundación de la Europa occidental tienen una densidad de población elevada, dificultando las mejoras en las protecciones contra las crecidas. Llanuras de inundación como la del río Júcar en España pueden ver mermado su coeficiente de seguridad si el cambio climático amplifica los fenómenos torrenciales habituales y recurrentes en la zona. La contaminación es un problema importante en muchos ríos; un clima más templado podría empeorar la calidad del agua, particularmente si se produce también una disminución de la escorrentía. Unos veranos más cálidos harían aumentar la demanda de agua, si bien la mayor demanda de agua de riego quedaría compensada, en parte al menos, para muchos cultivos, por una mayor eficacia en la utilización del agua asociada al aumento de CO2. Los cambios previstos en relación con la nieve y el hielo tendrán un fuerte impacto en las corrientes y ríos de Europa. Hasta un 95% de la masa glaciar alpina podría desaparecer de aquí a 2100, lo cual influiría en el régimen de flujo hi'drico, afectando, por ejemplo, al abastecimiento de agua en los veranos, a la navegación y a la energía hidroeléctrica. En España, como ya se señalo, de los 36 pequeños glaciares existentes en los Pirineos hace dos décadas quedan en activo 24 glaciares, con una extensión de un 10% menor. En algunas áreas, también el turismo de invierno podri'a resultar afectado negativamente. La gestión del agua está determinada en parte por la legislación y cooperación entre entidades estatales, en el ámbito de cada país o entre países. Un cambio de suministro y en la demanda de agua obligaría a reconsiderar las disposiciones actualmente existentes, tanto en materia jurídica como de cooperación.

2.6. MODELIZACION DEL IMPACTO DEL CAMBIO CLIMÁTICO SOBRE LOS RECURSOS HÍDRICOS Durante los últimos años la preocupación sobre la disponibilidad de recurso hídrico en distintos países, debida a la incertidumbre climática futura, ha dado lugar a que se hayan desarrollado diferentes simulaciones hidrológicas con objeto de calibrar la vulnerabilidad de los sistemas existentes. Entre estas simulaciones se pueden citar los trabajos desarrollados en el centro de Grecia (Mimikou et.al, 1991a), para cuatro cuencas situadas en una zona montañosa. Mimikou y otros estimaron a escala regional las consecuencias del calentamiento debido al efecto invernadero en los recursos hídricos, mediante el uso de un modelo conceptual y de escenarios plausibles de cambio en la temperatura y la precipitación, obteniendo unos coeficientes de sensibilidad de las aportaciones con respecto al cambio climático. Las zonas montañosas, cubiertas de nieve estacional, mostraron una importante reducción en la aportación media anual, con descensos más

71

Capítulo 2: El cambio climático y su impacto sobre los recursos hídricos

acusados en los meses de verano y aumentos en el Inviemo. Para las demás zonas y en general, las disminuciones de recurso fueron mayores que los aumentos, principalmente debido al aumento en la evaporación. Las cuencas más húmedas mostraron una menor sensibilidad a los aumentos de la temperatura. En general, el cambio de la precipitación tuvo un efecto amplificado sobre la escorrentía . La aportación anual se mostró poco influenciada por el aumento de la temperatura. La característica estacional de la aportación en las cuencas mediterráneas se vieron polarizadas en aquellas cuencas más sensibles a cambios en la temperatura. Mimikou y otros (1991b) evaluaron también los impactos producidos por el cambio climático en los trabajos de gestión de los recursos en la zona, teniendo en cuenta las características de aridez y morfológicas de la misma. En este segundo trabajo analizaron la vulnerabilidad de algunos gestiones criticas del agua como puede ser la resen/a de agua en embalses, la producción hidroeléctrica y las repercusiones en la garantía anua! de suministro de agua y energía, mediante el uso de un abanico de posibles escenarios climáticos para representar tanto el calentamiento por efecto invernadero como los cambios en las precipitaciones llevando a cabo su estudio en la variación de los caudales que llegan a cuatro embalses multi-propósito conectados entre sí. La garantía de suministro y la producción anual de energía disminuyo considerablemente al aplicar los escenarios climáticos futuros. Los embalses se mostraron muy influenciados por el descenso en las precipitaciones, pareciendo marginal el efecto del aumento de temperatura con respecto al cambio en la precipitación. Finalmente Mimikou y otros, planteaban la necesidad de elevar considerablemente la capacidad de los embalses para mantener las mismas garantías. Otros autores se han centrado más en los datos de entrada a los modelos hidrológicos, como Wilby (1994) que desarrolló una técnica para modelar la ocurrencia de precipitación diaria y su cantidad como función del patrón del tiempo dominante, revisando para ello las clasificaciones de patrones de tiempo desarrolladas por Lamb (1972). La clasificación de Lamb está especialmente desarrollada para las Islas Británicas, naturalmente asociados a patrones de circulación globales y con similitudes con otras clasificaciones. Los tipos de tiempo de Lamb, LWT (Lamb Weather Type) comprenden a siete categorías principales: Oeste, W, Noroeste, NW, Norte, N, Este, E, Sur, S, Ciclónico, C, y Anticiclónico (A); diecinueve combinaciones como tiempo Ciclónico del Suroeste, CSW y un grupo sin clasificar.

72

Capítulo 2: El cambio climático y su impacto sobre los recursos hídricos

Wilby empleó un modelo basado en la teoría de Markov para generar secuencias sintéticas de patrones de tiempo LWT diarias, donde la transición desde un tipo de tiempo al siguiente depende de la distribución de probabilidad del tipo de tiempo precedente. Utiliza la probabilidad condicionada para estudiar la relación entre secuencias de ocurrencia de precipitación diaria para un periodo de 20 años en las Islas Británicas y los patrones de tiempo de Lamb. Generando series temporales de patrones de circulación y lluvia utilizando las matrices probabilísticas de transición de representación de Markov entre tipos de tiempo atmosférico. Relacionar los patrones de tiempo con las precipitaciones facilitaría el problema de transformar los resultados de los modelos climáticos de circulación general, MCG, en campos de precipitación adecuados para la modelización hidrológica, sin la necesidad de un anidamiento mediante modelos regionales de clima (Wilby et.al, 1994). Si bien los resultados obtenidos por Wilby, con respecto a los datos de precipitación registrados fueron buenos o aceptables, encontró algunas deficiencias: • •

• •

Los resultados fueron evaluados sólo en dos lugares en el Reino Unido. Los modelos de precipitación con base en clasificaciones subjetivas del tiempo atmosférico son eminentemente locales, haciendo necesaria una clasificación más genérica aplicable a los MCG. La simulación óptima de la precipitación para diferentes escalas temporales no es factible. Los modelos calibrados no pueden ser usados para extrapolar los patrones de precipitación futuros a partir de las salidas de los MCG, sin el conocimiento de la relación no estacionaria que existe entre la secuencia histórica de los patrones de circulación y sus correspondientes regímenes de lluvia.

Otro tema estudiado ha consistido en determinar las similitudes y diferencias entre los modelos climáticos y los hidrológicos. Los objetivos son establecer cual es la combinación óptima y si pueden establecerse modelos que engloban tanto a las variables climáticas como a las hidrológicas, como hicieron Chiew, Ritman y Mcmahon (Chiew et.al,1996). Estos investigadores estudiaron las similitudes y diferencias entre los modelos conceptuales precipitaciónaportación desarrollados por los hidrólogos y los esquemas de parametrización de la superficie terrestre desarrollada para incorporar en los modelos de circulación atmosférica. Las simulaciones mostraron que la aportación de agua superficial y la cantidad de energía estimada por el modelo hidrológico conceptual precipitaciónaportación seleccionado, MODHYDROLOG, y los resultados de un esquema de parmetrización de la relación atmósfera-superficie, esquema BEST, desarrollada para incorporar a un MCG, y aplicados en una cuenca tropical húmeda y en una cuenca con caudales efímeros fueron razonablemente similares.

73

Capítulo 2: El cambio climático y su impacto sobre los recursos hídricos

Los resultados mostraron que la parmetrización de la relación atmósferasuperficie, esquema BEST, desarrollada para incorporar a un MCG puede simular la aportación superficial satisfactoriamente para zonas húmedas, pero que es excesivamente simple para modelar la escorrentía superficial en cuencas con régimen efímero. Las simulaciones sugirieron también que los algoritmos simples que utilizan los modelos hidrológicos conceptuales pueden ser adoptados para los impactos de cambio climático y para ser usados con los modelos atmosféricos de circulación general. Esta comparación entre modelos hace notar la limitación de los resultados obtenidos al ser la escorrentía superficial la única información disponible para validar las simulaciones de los modelos y la dificultad por tanto de obtener conclusiones firmes acerca de las estimaciones que los modelos obtienen de otras variables. La idoneidad de determinados modelos hidrológicos es abordada por Ewen y Parkin al revisar diferentes modelos de cuenca con objeto de determinar su fiabilidad en su aplicación en la gestión de recursos hídricos en condiciones de cambios en el uso del suelo y cambios climáticos (Ewen et.al, 1996a). En contra de lo que otros autores argumentan, Ewen Parkin admiten que la posibilidad de utilizar modelos hidrológicos no físicamente basado en "predicciones ciegas", ya que el modelo no podrá ser validado con periodos futuros, bajo ciertas circunstancias. Estos investigadores plantean este nuevo método en los procesos de validación, denominado "predicción ciega", en el sentido de que las evaluaciones se van ha realizar en una hipotética cuenca que existirá solamente después de que hipotéticos cambios en la cubierta vegetal y en el clima tengan lugar, cambios que no tienen que ocurrir de verdad. En este sentido las evaluaciones en la cuenca presente deben realizarse como si está fuese una hipótesis más sin posibilidad de ser contrastados los resultados. Los modeladores por tanto no podrán ver los datos de la cuenca donde se realizará el test (predicción ciega) y no podrán calibrar el modelo para la cuenca que sirve de test. Naturalmente los parámetros de los modelos podrán ser calibrados para otras cuencas distintas de la utilizada para el test "ciego". De est forma los modelos no son juzgados por su naturaleza, sino por sus resultados. Ewen junto a Bathurst, O'connell y Lavabre (Ewen et.al, 1996b) aplicaron la metodología descrita en una pequeña cuenca mediterránea del sur de Francia en los ríos Real Collobrier y Rimbaud (1,4 km^). Para ello aplicaron el modelo SHETRAN, modelo distribuido físicamente basado (basado en el Modelo Hidrológico Europeo, SHE, Abbott et al., 1986) y determinaron la incertidumbre de cuatro respuestas de las cuencas: hidrogramas, caudales máximos, aportación mensual y aportación total en tres años. A escala de país cabe señalar los trabajos de Arnell y Reynard (1996), llevados a cabo en 21 cuencas en Gran Bretaña relativas al cambio potencial en la aportación de los ríos. Utilizaron un modelo de simulación precipitación

74

Capítulo 2: El cambio climático y su impacto sobre los recursos hídricos

aportación diaria de acuerdo con escenarios climáticos tanto estacionarios como transitorios. La aportación anual fue simulada para el año 2050 obteniéndose aumentos del 20% en los escenarios más húmedos y descensos del 20% en los escenarios más secos, con respuestas diferentes en cuencas distintas para el mismo escenario. Los porcentajes de variación mensuales de las aportaciones fueron mayores que las variaciones anuales, y para todos los escenarios propuestos siempre se han obtenido una mayor concentración de las aportaciones en invierno. La nieve y por tanto su fusión desaparecerían casi por completo. El progresivo cambio en la aportación de los ríos para las próximas décadas sería pequeño comparado con la variabilidad anual de la aportación histórica, pero sería perceptible en un estudio década a década. En estudios sobre cuencas grandes se pueden citar los realizados en la cuenca del río Sacramento en California por Risbey y Entekhabi (1996), donde los modelos más sencillos de regresión aplicados en la cuenca del Sacramento para el periodo comprendido entre 1920 y 1990, muestran una dependencia fuerte de la aportación frente de la temperatura, mientras que los datos observados de la aportación media anual frente a la precipitación y la temperatura indican que la aportación en la cuenca es muy sensible a la precipitación y prácticamente insensible a la temperatura media estacional. Estos últimos resultados están en consonancia con los estudios de la sensibilidad climática de la aportación media frente a los cambios en la climatología de la precipitación media y de la temperatura media simulados por modelos hidrológicos conceptuales aplicados en la cuenca. La variabilidad interanual de la aportación en la cuenca del río Sacramento como respuesta a la precipitación muestra una sustancial no linealidad debido a que la participación de la precipitación en la escorrentía depende del volumen precipitado. Durante los años muy húmedos en la cuenca, la respuesta de la aportación a la precipitación muestra un cambio proporcionalmente mayor (aumento) que durante los años normales o secos. Para los años más secos en la cuenca la respuesta de la aportación a la precipitación es prácticamente lineal. Sin embargo, en los años finales de los periodos de sequías la respuesta de la aportación a la precipitación relativa a otros años secos es menor. Esto implica que un cambio a un clima más seco o más propenso a las sequías produciría una reducción sustancialmente mayor en la aportación que la que debe esperarse en el presente debido a la respuesta de los datos observados de las aportaciones en zonas soleadas en años secos. Esta conclusión asume que no hay cambios en las características que controlan la retención de agua en la cuenca, lo cual es un tema importante a añadir en los estudios de cambio climático en cuencas. Risbey concluye diciendo que para pequeños cambios climáticos en la cuenca, la aportación total depende de la precipitación y es insensible a la temperatura estacional media, y que para las futuras evaluaciones relativas a cambio climático será necesario conocer la variabilidad histórica de la respuesta hidrológica de la cuenca para validar los modelos, debida a la no linealidad precipitación-aportación en los años húmedos, y que al final de los años secos

75

Capítulo 2: El cambio climático y su impacto sobre los recursos hídricos

la respuesta de la aportación a la precipitación es menor, y dependiente de los años precedentes. En lo que se refiere a España, además de los estudios desarrollados por el Centro de Estudios Hidrográficos del CEDEX para el Ministerio de Medio Ambiente (MIMAM, 1998) y que servirán como referencia en la presenta Tesis, deben citarse los trabajos de Ayala- Carcedo e Iglesias (1996), que hacen una evaluación hidrológica teniendo como base los resultados del modelo climático del Hadley Center de 1990 en la forma expuesta por el Instituto Nacional de Meteorología en 1995. Estos autores estiman que el cambio climático produciría una reducción global de los recursos hídricos (superficiales y subterráneos) del 17% junto a un aumento de la variabilidad interanual de las mismos, para el 2060 (horizonte de proyecto medio de las grandes actuaciones hidráulicas), considerando un 8% de reducción de la precipitación media y un aumento de la temperatura media anual en 2,5- C en la España Peninsular. Estos serán mayores en la mitad Sur de España. En Portugal se ha simulado el impacto de un escenario de disminución de un 10 a un 15 % de la precipitación media en verano y un aumento de la temperatura media anual en los territorios al Sur del río Tajo. Bajo este escenario se producirían disminuciones en los caudales medios anuales de los ríos entre los años 1990 y 2050: entre O a 5 % en el Miño, del 5 al 10 % en el Centro, entre 10 al 20 % al Sur del Tajo y entre un 20 y un 100 % en el Guadiana y el Algarve (EEA, 1996 a). Al igual que en el caso de España, las mayores disminuciones en los recursos y consiguientemente los mayores impactos negativos se producirían en las regiones más áridas que ya sufren problemas de escasez de agua" (MIMAM, 2000). En Inglaterra y Gales Sefton y Boorman (1997) estimaron los posibles impactos debidos al cambio climático en los regímenes de los ríos de treinta y nueve (39) cuencas. Representan el proceso de transformación de lluvia a escorrentía mediante un modelo basado en el hidrograma unitario que fue calibrado usando datos históricos en esas cuencas. La variación de la temperatura y la precipitación se obtuvo de acuerdo a escenarios de equilibrio de cambio climático. Finalmente interpolando espacialmente los resultados cuantificaron mediante porcentaje de cambio bajo, medio o extremo, en las aportaciones, para obtener una imagen regional de la respuesta hidrológica (Sefton et.al 1997), figura 2.14. Para la evaluación del impacto ocasionado por el cambio climático en algunas gestiones criticas del agua como puede ser la reserva de agua en embalses y la producción hidroeléctrica, Mimikou y Baltas desarrollaron una aplicación en dos escenarios de equilibrio (UK Metreological Office High Resolution Model, UKHI, y el Canadian Centre Model, CCC) para los años 2020, 2050 y 2100 y un escanario transitorio (UK High Resolution Transient, UKTR) relativo a los años 2032 y 2080 para representar el efecto de calentamiento debido al efecto invernadero y los cambios inducidos en la precipitación, la temperatura y en la evapotranspiración potencial.

76

Capítulo 2: El cambio climático y su impacto sobre los recursos hídricos

Utilizando estos escenarios, estos autores evaluaron el riesgo de fallo asociado con la producción anual de energía eléctrica en el embalse de Polyfyto, aguas arriba de Tesalónica, con servicio a diferentes usos en condiciones de cambio en las aportaciones en el norte de Grecia (Baltas et.al, 1997). El área de estudio vertiente al embalse de Polyfyto es de 5847km^, con una elevación media de 876 m, una longitud del río principal de 193 km y una aportación específica media anual de 366 mm. El embalse tiene una capacidad de 1160 millones de metros cúbicos. tC.E.M. Seflon, D.B. Boarmn/Jaimal of Hydmlogy 195 ¡1997) 26-44

C.E.M. SiJioii.D.B. Soommiloumi

of H¡dro¡ogy 195 (1997) 26-44

Figura 2.14. Cambios en el caudal medio anual, Q95 (caudal igualado o superado el 95% del tiempo) y el MAF (media anual del caudal máximo diario).

Se comprobó que la producción de energía eléctrica mediante el diseño para las condiciones del clima actual se vería afectada de cumplirse los escenarios

77

Capítulo 2: El cambio climático v su impacto sobre los recursos hídricos

climáticos propuestos. El aumento del riesgo de reducción de la producción anual de energía era especialmente señalado en los escenarios UKHI Y UKTR. Para el escenarlo UKHI, sería necesario aumentar la capacidad del embalse en un 12% y un 38% para mantener los actuales niveles de riesgo en la producción mínima y media anual de energía respectivamente. Para el escenario UKTR, estos autores estimaron que serían necesarios aumentos del 25% y del 50% en la capacidad de los embalses respectivamente. En España, Garrote y otros {1999) calculan el incremento de la capacidad de embalses que sería necesario, para mantener los sistemas de explotación en el mismo nivel de disponibilidad actual (1999), asumiendo escenarios con reducción en las serles de aportaciones debidas al cambio climático. Para la aportación de cálculo estos autores emplearon la evaluación desarrollada en el Libro Blanco del Agua, mediante la simulación del recurso en régimen natural por el sistema integrado de modelización precipitación aportación SIMPA en el periodo de 1940 a 1996. El análisis de la capacidad de regulación en España la realizaron mediante la construcción de un modelo de optimización de cada una de las cuencas de los ámbitos de planificación del territorio peninsular utilizando el programa OPTIGES, desarrollado por la Universidad de Valencia (Andreu, et al, 1997). El modelo se empleo para estimar la máxima demanda que se puede atender en cada nudo cumpliendo el criterio de garantía establecido por el U.S. Bureau of Reclamation, según el cual se considera fallo cuando se cumple una de las tres condiciones siguientes: • • •

Déficit anual superior al 50% de la demanda anual. Déficit en dos años consecutivos superior al 75% de la demanda anual. Déficit en 10 años consecutivos superior al 100% de la demanda anual.

Para la evaluación del impacto del cambio climático sobre la disponibilidad del recurso Garrote y otros (1997), emplearon los dos escenarios climáticos empleados en el Libro Blanco del Agua (MIMAM, 1998): •

Un aumento de temperatura media anual que oscilaría entre 1 -C y 4 -C .

•

Descensos generales de los valores de la precipitación media anual comprendidos entre el 5% y el 15%.

En el escenario de cambio climático moderado, la reducción de las aportaciones en la España peninsular es de un 5%, que supone una reducción del 4% del recurso disponible. Por ámbitos la mayor reducción de aportaciones la experimenta el Guadiana, con una reducción del 11%, aunque la mayor reducción del recurso disponible la experimenta el Segura, con una disminución del 9%. En el escenario de cambio más severo, la reducción conjunta de las aportaciones es del 14%, con una reducción del recurso disponible del 11%. Por ámbitos, Guadiana I experimenta la mayor disminución de las

78

Capítulo 2: El cambio climático y su impacto sobre los recursos hídricos

aportaciones, con un 24%. La mayor disminución de recursos la sufre el Segura, con un 18% para una reducción de aportaciones del 22%. También en España Ayala-Carcedo e Iglesias (2001) evalúan el impacto económico que supondría el cambio climático sobre los recursos hídricos, de cumplirse los escenarios previstos en cuanto a precipitación y temperatura medios anuales por el Instituto Nacional de Meteorología en 1995, basados en el modelo del Hadley Center (UK) de 1990, donde en el horizonte del 2060 la temperatura media anual subiría 2,5- C y la precipitación media anual descendería un 8%. Estos autores estiman la disminución media anual del recurso para el cionjunto de España en un 17%, al aplicar un modelo hidrológico conceptual agregado, utilizando como periodo base el período 1940-85. Las pérdidas económicas por el cambio climático hasta el 2060, asociadas a I os aspectos cuantitativos del agua, fueron estimadas en 7064,58 millones de euros, necesarios para reponer la pérdida de regulación que se produciría, 5745,41 millones de euros, necesarios para la regulación suplementaria para la regulación de los regadíos actuales, 747,77 millones de euros, debidos al sobredimensionamiento de embalses y 4512,79 millones de euros, invertidos en trasvases inviables (Ayala-Carcedo et.al, 2001).

2.7. EL CAMBIO CLIMÁTICO Y LA PLANIFICACIÓN HIDROLÓGICA EN ESPAÑA La evaluación del impacto que el cambio climático podría producir en los recursos de agua en España ha seguido dos líneas de trabajo diferentes tanto en la escala temporal de simulación hidrológica como en el origen de los campos climáticos futuros utilizados. En primer lugar tenemos aquellos estudios que parten de los escenarios climáticos previstos por la Comisión Nacional del Clima (CNC) a escala anual y que suponen una ligera disminución de las precipitaciones medias anuales y un aumento de las temperaturas. Estos estudios realizan por tanto una evaluación de los recursos hídricos a escala media anual. En esta línea tenemos los trabajos de Ayala e Iglesias (Ayala-Carcedo et.al, 2001), que consideran: "los cambios previstos en cuanto a precipitación y temperatura medios anuales por el Instituto Nacional de Meteorología en 1995, basados en el modelo del Hadley Center (UK) de 1990", donde en el horizonte del 2060 la temperatura media anual subiría 2,5- C y la precipitación media anual descendería para el territorio peninsular español en un 8%, la tabla 2.4., con respecto al período que va desde 1940 al 985. Estos autores estiman la disminución media anual del recurso para el conjunto de España en un 17%, al aplicar un modelo hidrológico conceptual agregado, utilizando como periodo base el período 1940-85.

79

Capítulo 2: El cambio climático y su impacto sobre los recursos hídricos

El Libro Blanco del Agua para abordar el problema hidrológico, adopta la opción de partir de las hipótesis de escenarios previsibles de cambio climático para España. Utiliza los campos climáticos expuestos en el documento Programa Nacional sobre el Clima. (MOPTMA, 1995c), elaborado por la Comisión Nacional del Clima, donde se analizan los resultados que proporcionan distintas composiciones de modelos climáticos.

Precipitación Temperatura (Ao-A1)/Ao Reducción % Aumento -C % -2 Galicia costa 2.5 -10 -2 Norte 1 2.5 -13 -2 -14 Norte II 2.5 -2 -11 2.5 Norte III -7 -22 2.5 Duero Tajo -8 -17 2.5 Guadiana -9 2.5 -23 Guadalquivir -15 -34 2.5 Sur -17 2.5 -31 -10 2.5 -28 Segura Júcar -10 2.5 -22 -7 Ebro 2.5 -16 C.l. Cataluña -6 2.5 -6 España peninsular -17 -8 2.5 Tabla 2.4. Resultados del estudio de Ayala-Carcedo e Iglesias López. ÁMBITO

Con estas composiciones se evalúa el efecto que tendría una duplicación de C02 mediante distintos tipos de análisis: de respuesta en estado de equilibrio, de respuesta en transición hasta alcanzar ese nuevo valor de C02, y como respuesta dependiente del tiempo. Se prevé que esa duplicación de C02 podría tener lugar aproximadamente en el año 2030. Sin perjuicio de las cautelas e ¡ncertidumbres asociadas al problema, la evolución más probable del clima peninsular español, como resultado de esos análisis, se sintetiza en los siguientes escenarios de temperatura y precipitación: •

Se estima, en general, que una duplicación de C02 podría producir un aumento de temperatura media anual que oscilaría entre 1-C (análisis de respuesta en transición) y 4-C (mejor estimación del análisis de respuesta en equilibrio), aunque siendo ligeramente mayores esos aumentos en verano.

•

Se estima que podrían producirse descensos generales de los valores de la precipitación media anual comprendidos entre el 5% y el 15%, siendo más probables en la mitad sur de la península. Se apunta una tendencia hacia una concentración temporal de la precipitación, así como a una mayor variabilidad anual e interanual. Esta tendencia implicaría un aumento de los

80

Capítulo 2: El cambio climático y su impacto sobre los recursos hídricos

períodos secos y una mayor torrencialidad de las precipitaciones. Los MCGA-OA no proporcionan todavía respuestas que cuantifiquen estos efectos. En el Libro Blanco del Agua, se estudia cómo pueden repercutir esas variaciones climáticas en la escorrentía media anual en régimen natural en los distintos ámbitos territoriales de la planificación hidrológica, con la intención de utilizar la estimación de este impacto para adoptar supuestos razonables sobre las series de aportaciones naturales o recursos hídricos totales de los ríos, y obtener así unas series de diseño que, introducidas en los modelos de los sistemas de explotación, permitirían evaluar el impacto del cambio climático supuesto sobre nuestros sistemas hídricos. Para estimar espacialmente el impacto sobre la escorrentía media anual derivado de distintos escenarios climáticos, se ha utilizado una ley regional, la de Budyko (1961), que relaciona la escorrentía (A) con la precipitación (P) y la evapotranspiración potencial (ETP). Esta ley ya fue utilizada en un análisis experimental realizado en cuencas españolas de distintas características climáticas e hidrológicas (Estrela et al., 1995). Aquí también se ha contrastado con los puntos de control en régimen natural seleccionados para calibrar el modelo de simulación de aportaciones mensuales. Como se observa en la figura adjunta, el ajuste es aceptable y justifica la utilización de esta sencilla ley regional.

• 2-

Registros históricos

1

^

%

^ ^ ^ L e y de Budyko

% ^r •

^m " >

1-


i

:wo

:iTO

Fuente: IPCC. 2000. ?m¡jjío.'íjS;:e/ianoi\ tíbrtí/i^ Group III. Cambridge.

Figura 3.3. Escenarios de emisiones. IPCC 2000. CUADRO : RESUMEN DE LAS HIPÓTESIS DE LOS SEIS ESCENARIOS ALTERNATIVOS DRL IPCC 1992 Escenario

Población

Crecimiento económica

Abastecimiento energético

IS92a,b

Banco Mundial 1991 11,300 millooBs para 2100

1990-2025:2.9% 1990-2100:2,3%

12.000 El combustible convencional 13.000 El de ga^ natural El costo de la energía solar desciende a S0,075/kWti 191 EJ anua) de biocombustibles a S70 el barril*

IS92e

Caso medio-bajo NU 6.400 miltones para 2100

1990-2025; 2,0% 1990-2100: 1.2%

8.000 El combustible convencional 7 300 El de gas natural. El costo de la energía nuclear desciende en un 0,4% anual

IS92d

Caso medio-bajo NU 6.400 millonf» para 2100

1990-2025:2,7% 1990-2100: 2,0%

Petróleo y gas lo mismo que IS92c El costo de la energía solar desciende a SO.Oes/kWh 272 El de biocombustibles a S50 el barril

ISS2«

Banco Mundial 1991 11.300 miHooes para 2100

1990-2025: 3.5% 1990-2100: 3,0%

1 a.400 El combustible conver>CH>nal El gas lo mismo que IS92a,ti. EliinmacKm progresiva de la energía nuclear para ?075

lS92r

Caso medio-alto NU 17.600 millones para 2100

1990-2025:2,9% 1990-2100: 2,3%

Petróleo y gas lo mismo que lS92e El costo de la energía solar desciende a SO.0e3/kWh El costo de la energía njclear aumenta a tO,09/kWh

'FaUoc úti cünver^iúr apraiimado: 1 Daml - 6 Gl. Fuenie- IPCC. 992 Climaia Change '992 The iupp»irmi¡my Report ¡o ihe IPCC Sciamnc Aiwswnmi SecUon A3. píeparado el Grupo de üataio i •

-^

' 1 _¡

•

.

.

* -"• •

•

•

• •

.

.

• •

«

^

,

.

.

_

•^*-»V-V

.'V/ •

•

•

••

•, •

>

• „l

•5-* •, >: 9^-'.-y

.

..'^

K---' ^

-

^

• ,-•

•.

. ,-•-•'

•

x^--.

t?

2xC02-lxC02

Figura 3.12.Diferencia 2XCO2-IXCO2 de la temperatura media anual PROMES. Nota: las figuras 3.13 a 3.36 han sido obtenidas del trabajo realizado por el Centro de Estudios Hidrográficos para el MIMAM (1998).

126

Capítulo 3 : Generación de campos climáticos

( l,l\ÍAl()[.()(ilA

Itniurn

PRtíMf-S IvC'O.^

Invierno íB

MKUMIS

l\í..O.

PRONirS

i\CÓr Variabilidad

•

bl

— -

HIÍV

FigurLi 3.14. PrccipLlación mm/día en invitímo a) Mwlia de la simulación I x CO; PROMHS li¡ Desviación csiándar .iimulaciói! I xCOnPRtlMHS

Figura í. 13. Preci])i[ai;ióii mm/día en iiivioinu a)Clmialologiii CliU h) Simulación 1 x CO; l'ROMKS

PROMt;S 2 x C a

\k-d!:i

Mcdi;t

CLI\LATOLÜ(iÍA Primavera

ai

PRÓMHS I >.C'í».

hi

J »o PROMI^S 2 \ t ; 0 .

VanahilKl;ul

bi

Pniiiaveis

18 i» ^ ^ ^ K ^

^KL

1

H

^^H ! fr

^^^^H

^^^•t^ ^^H^^^^^^^^^^^^^l Figura ,1,15, Precipitación nmi/día en invierno a) Media de la simulación 2 x CO; PROMHS h) Desviación esiándar siniulación 2 x C(); PkOMHS

I

Figura 3.16. Precipitación mni/d¡¡i en pnmavera a| Climalülijgía CRIJ li) Simulación 1 xCO, PRílMüS

127

Capitulo 3: GencmcJón de campos climáticos

I'KUMI-.S \\(X¡

ML-ÜIU

[AROMES

VítriiibilidüJ

l\fO:

hi

i*Rt>Vlt.S 2xt.i>. Variahilidail

Pigura.1.17. Precipiíación mm/díaun primaveni ,i| MixlJa di: la íimuladón I x COj PROMH.S h| DesviüuJón ablandar simulación 1 x CO-v PlíOMHS

Rgura 3.18. Precipitación mm/día cu primavera a) Media de la simulación 2 x COn PROMF.S h) Desviación csiándav simulación 2 x CC). PlíOMHS

CLIMATOf.OülA Vcraim

í*Rt)MfcS

IxCO-

PKUMLS IxCa

PROMES

l\(i^

Vcraiii

Figura 3.19. Precipitacióu mm/día en verano a)ClimalologíaClíU b) Simulación 1 \ CO; flíOMKS

Media

ViiriahiliJad

bl

-igura 3.20. Prceipilación mni/dia oii vtrano a) Media de la simulación 1 •.< CO; PROMRS l>) Desviación estándar simulación I x C(>. PROMHS

128

Capítulo 3: Generación de campos climáticos

CLIMATOKKHA l Itnñ^»

PROMHS 2\CO- VanabilidikJ

hi

^jj

FiguR 3.21. Hrcdpilaciúii miii/ilL;i en varano a) Medía de la flimulación 2 x C(). PliOMH.S b) Desviación estándar üimulación 2 x CO^ PIÍOMKS

PKuMhs Ixt.íJ:

PROMtS IxCa

Otoño

Ui

Hjgura 3.22, Precipitación mm/día en DIOIÍO a) Climaiología CIÍU b) Simulación I \ CO. PiíOMlíS

Media

PRtniFS IxCO; Variahilidaii

bi

Pigura 3.23. Precipitación mni/ilia en otoño ;i] Media de la .simulación 1 xCOnPRíJMKS l>| desviación estándar .simulación 1 xCO^PRüMHS

Figura 3,24, Prectpiiación mni/día en oicflo a) Malia de la ,siniulacLÓn 2 x CO, PROMhiS li) Desviación estándar simulación 2 \ CO-, PROMHS

29

Capítulo 3: Generación de campos climáticos t i IMAM *\ ( H i l A

linn;fTt»>

PROMFS 1 \CO,

Invierno

b)

m a ^^Kt ^

'

^

^

^

^ %^^^í^^

,30 \Z7 •14 r:i

Media

PKOMHS l\iXh

VaruibilidaJ

KlO

l-'kDMl-S

l\CO, V;irubilidad

bh

-n Kisura ,3,2(S, Tempcnilura media diaria a 2 m en invjemo II) Media de la simulación 1 n C(X PROMKS h) Desviación estándar simulación I xCD- I'RIIMHS

CLIMATOLOülA

bi

MüJia

iltj :i o

biguní 3,25, Tcmpcnvlura media diaria a 2 m LMI invierno a) Climatología CliU b) Simulación 1 xCOnPROMFS

PROMHS : \ t i ) .

PKuMf-S

2.ñ

Prirtiísvera

PRí.íMLS KCU. Priniiiv*;ia

1.0

0.5

higura 3,27, Temperatura media diaria a 2 m en ¡nviemo a) Media de la simulación 2 x. CO^. PROMFS h) Desviación estándar simulación 2 x CO: PROMFS

Figura 3,2K, "V media diaria a 2 m en primavera a) Climatología CRU h) Simulación 1 xCO-. PROMFS

130

2.5

Capítulo 3: Generación de campos climáticos

?ROMl,S

\\L\h

Mcdu

I^ROMHS IxfO. V-uiabilidíul

'KuMI'.S 1\\. O, Media

hi

PROMHS IxCOi

Fjguní ,1,29. T Miwliu diiina ;i 2 m oii primiivcia Lil Media de la simulación 1 xCO^PlUJMRS i)) Desviación cslSiulai'simulación I x Cl>i PROMRS

CI.I\L\rOLORO\lL'S 2\C(">: McJia

CROMES IxCO; V^ruibilitlad

ht

Figura 3.35, T* media diaria a 2 m en oloño ii) Media de la simulación I x CO; PROMHS b) Desviación esiándar sirnulación 1 x CO; PROMES

b)

Kigura 3.36. T media diaria a 2 m en otoiío a) Media de ia simulación 2 x COj PROMES h) tJc.sviacLÓn eslándar simulación 2 \ COj PROMF.S

132

2.5

Capítulo 4:Metodología propuesta para la modelización del impacto del cambio climático sobre los recursos hídricos

4. METODOLOGÍA PROPUESTA PARA LA MODELIZACIÓN DEL IMPACTO DEL CAMBIO CLIMÁTICO SOBRE LOS RECURSOS HÍDRICOS 4.1. INTRODUCCIÓN La evaluación de los recursos hídricos futuros en una zona, plantea entre otros, dos inconvenientes, el de desconocer las entradas climáticas futuras al área de estudio, y el transformar estas entradas en escorrentía y almacenamiento en los diferentes sistemas naturales de la cuenca. La evaluación de recursos hídricos ha solventado el problema de desconocer las precipitaciones futuras, aceptando la hipótesis de que esta estimación se realiza sobre un clima estacionario, y que por lo tanto una serie suficientemente amplia, 30 años, es suficiente para caracterizar climáticamente una zona. En esta tesis no se acepta como totalmente representativos del clima futuro el determinado por los registros disponibles en las estaciones climáticas, debido esencialmente al cambio climático que se esta produciendo. Para evaluar los recursos hídricos futuros se hace necesario, por tanto, añadir a los datos registrados en las estaciones de medida, la información relativa a campos climáticos asociados a escenarios futuros de desarrollo. La transformación de la precipitación en escorrentía es una tarea ampliamente estudiada aunque quizás no totalmente resuelta pero si bien acotada mediante una variedad importante de diferentes modelos hidrológicos. Estos modelos simulan el proceso de generación de la escorrentía a partir de información meteorológica y de las características de las cuencas, y han jugado un importante papel en los procesos de planificación hidrológica y de gestión de cuencas (Chairat et al., 1993). Gracias a las facilidades dadas por el manejo de la información territorial por los sistemas de información geográfica, hoy se tiende a desarrollar modelos distribuidos que permiten considerar la variabilidad espacial tanto de los datos como de los parámetros hidrológicos, así como modelos que formulan las ecuaciones diferenciales que rigen los distintos procesos hidrológicos, planteadas bajo bases teóricas, si bien en el pasado ha sido habitual la utilización de modelos agregados, como el STANDFORD IV o el SACRAMENTO, Para evaluar el impacto sobre los recursos hídricos asociado a un cambio climático, parece lógico comenzar con cuencas donde el régimen hidrológico no este alterado, y donde además el resultado de emplear los modelos hidrológicos pueda ser directamente comparable con los datos registrados en las estaciones de medida de caudales, de forma y manera que una vez calibrado y validado el modelo, seamos capaces obtener los caudales aportados por la zona de estudio, a partir de los datos de entrada al modelo, como pueden ser los mapas climáticos de lluvia y temperatura, y las características hidrológicas de la zona de estudio como el tipo de cobertura del suelo y su distribución, y los tipos de suelo. Conocidos los campos climáticos y las características hidrológicas futuras en la zona a evaluar, podríamos estimar los recursos hídricos en ese horizonte

133

Capítulo 4:Metodoloqía propuesta para la modelización del impacto del cambio climático sobre los recursos hídricos

temporal, al aplicar el modelo hidrológico utilizado anteriormente para evaluar los recursos, y de esta forma cuantificar las modificaciones en la disponibilidad de agua futura con respecto al presente. En esta tesis se ha utilizado como entrada climática futura al modelo hidrológico seleccionado, horizonte 2050, los resultados obtenidos por el modelo climático PROMES, descrito en el capítulo 3, modificando los valores mensuales de precipitación y temperatura registrados en el periodo comprendido entre 1945 y 1995 con la diferencia entre las simulaciones climáticas 1xC02y2xC02. Las características hidrológicas de la zona de estudio se ha admitido que permanecen sin cambios, ya que aunque son datos importantes para la evaluación hidrológica, introducirían una variable de difícil y muy subjetivo pronóstico. En el capítulo 3 se describieron los modelos y los campos climáticos a emplear, y en este se describe a continuación el modelo hidrológico a aplicar, tanto al clima actual como al clima futuro. 4.2. EL MODELO HIDROLÓGICO DISTRIBUIDO SIMPA El modulo mensual del modelo hidrológico, conceptual y distribuido, SIMPA, simula caudales medios mensuales en régimen natural en cualquier punto de la red hidrográfica de una cuenca y compara los datos simulados con los históricos de las estaciones de aforo de control. Reproduce los procesos esenciales de transporte de agua que tienen lugar en las diferentes fases del ciclo hidrológico, figura 4.1.

EVAPOTRANSPIRACION

ÍMPERATURA PRECIPITACIÓN EVAPOTRANSPIRACION POTENCIAL

CELDA

ESCORRENm SUPERFICIAL

> ESCORRENTIA TOTAL

Figura 4.1. Diagrama de flujo del modelo SIMPA. (Estrela et al.,1996). En cada una de las celdas en que se divide el territorio plantea el principio de continuidad y leyes de reparto y transferencia entre los distintos almacenamientos. La resolución temporal que utiliza es el mes, por lo que 134

Capítulo 4:Metodoloqía propuesta para la modelización del impacto del cambio climático sobre los recursos hídricos

puede obviarse la simulación de un gran número de almacenamientos intermedios y la propagación del flujo en la cuenca (Estrela et al.,1996). El modelo seleccionado SIMPA Integra un tratamiento de información espacial, de tipo vectorial y ráster, y temporal, series temporales de variables hidrometeorológicas, en una única aplicación utilizando una Interfaz Gráfica de Usuario (IGU) desarrollada con XGEN (Buehier, 1991). Este sistema se ha implementado en una estación de trabajo bajo el sistema operativo UNIX y entorno OSF/MOTIF (Open Software Foundation, 1991), el cual combina las ventajas de los sistemas multiusuarios y multitarea con una red de área local. Este modelo fue desarrollado en el Centro de Estudios Hidrográficos del CEDEX (Ruiz et al., 1994, 1998) y (Estrela et al.,1996). Se estableció una comunicación con archivos del SIG ARC/INFO (ESRI, 1991), el cual se destina, preferentemente, al almacenamiento de datos vectoriales y sus atributos en una base de datos y soluciona los problemas topológicos que tienen las capas vectoriales para ser usadas dentro de SIMPA (cuencas, ríos, acuíferos, usos de suelo, etc). Por otra parte, las capas de información tipo ráster son gestionadas con el SIG GRASS (U.S. Army Corps, 1991), el cual está integrado dentro del sistema. Igualmente se estableció comunicación a través de archivos ASCII con series temporales procedentes de la base de datos HIDRO del CEDEX (Quintas et al., 1991), la cual almacena datos hidrometeorológicos a escala nacional. Esta base de datos también incorpora una descripción de los datos relacionados con los ríos, cuencas, estaciones de aforo, etc., por lo que no sólo aporta los atributos de las capas vectoriales de ARC/INFO, sino también datos geográficos (p.e. coordenadas de las estaciones de aforo). La información de partida del modelo está constituida por los datos de precipitaciones y temperaturas medias mensuales en las estaciones meteorológicas y los datos de caudales históricos en los puntos de contraste. Toda esta información se gestiona en la base de datos HIDRO (Quintas, 1996) del Centro de Estudios Hidrográficos del CEDEX. Los modelos hidrológicos distribuidos de simulación continua de la cuenca deben superar el grave problema de obtener los numerosos parámetros hidrológicos que utilizan en sus cálculos. Para ello el modelo conecta con un módulo de análisis paramétrico, que incorpora diferentes herramientas para facilitar el establecimiento de relaciones entre parámetros hidrológicos y características de las cuencas (Estrela et al., 1996b). Algunas de estas herramientas son el editor de mapas paramétricos, el cálculo de valores areales en recintos, la combinación lineal o tabular de mapas, etc. Los mapas de parámetros que se utilizan en el proceso de modelización se obtienen a partir de información sobre las características físicas de las cuencas y acuíferos, tales como usos del suelo, litología y unidades hidrogeológicas. Los resultados son los mapas de los distintos almacenamientos, humedad en el suelo y volumen de acuífero, y de las variables de salida del ciclo hidrológico.

135

Capítulo 4:Metodoloaía propuesta para la modelización del impacto del cambio climático sobre los recursos hídricos

evapotranspiración real y escorrentía total, obtenida esta última como suma de la escorrentía superficial y la subterránea. Los caudales mensuales, en cada intervalo de tiempo, se obtienen integrando la escorrentía total en las cuencas vertientes a los puntos de simulación. Los caudales simulados se contrastan con los datos históricos, si estos existen. 4.2.1. Formulación conceptual del modelo hidrológico mensual El modelo para el cálculo de aportaciones específicas es un modelo hidrológico distribuido que aplica el principio de conservación de masa en cada una de las celdas del dominio del trabajo, regulando los almacenamientos y transferencias de agua entre las distintas fases del ciclo hidrológico. La formulación del modulo mensual de SIMPA utiliza las ecuaciones del modelo TÉMEZ (Témez, 1977) en cada una de las celdas en las que se ha dividido la cuenca o cuencas de estudio. Este modelo, plantea dos zonas de almacenamiento del agua, y cuatro procesos de transferencia. Las dos zonas de almacenamiento son el suelo, zona no saturada desde donde se produce la evapotranspiración y el acuífero, zona saturada con descarga a la red fluvial. Los cuatro procesos de transferencia son la evapotranspiración, la generación de excedente, el reparto entre infiltración y la aportación superficial y la descarga subterránea.

Los datos de entrada al modelo son : • • • •

Precipitación Evapotranspiración potencial Humedad inicial del suelo y Almacenamiento inicial en el acuífero

Las salidas del modelo son: • • • •

Aportación superficial y subterránea Evapotranspiración real Humedad del suelo y Almacenamiento en el acuífero

Los parámetros del modelo son: • • • •

Capacidad máxima de almacenamiento del suelo, Hmáx. Parámetro de excedente, C. Capacidad máxima de infiltración al acuífero, Imáx. Coeficiente de descarga del acuífero, a.

136

Capítulo 4:Metodología propuesta para la modelización del impacto del cambio climático sobre los recursos hídricos

El parámetro de humedad máxima, Hmáx, define la máxima liumedad evapotranspirable en la zona no saturada y depende de la textura, la porosidad, la pendiente y el uso de suelo. Desde un punto de vista teórico sería igual a la diferencia entre la capacidad de campo y el punto de marchitez. Sin embargo en la práctica es necesario calibrar su valor. Son valores habituales de este parámetro los comprendidos entre los 50 y los 400 mm. El parámetro de excedente, C, adimensional, es el parámetro de ajuste del excedente para controlar la generación de escorrentía, en general se suele considerar constante, dado la poca influencia que su variación tiene en los resultados finales de la simulación (Ruiz, 1998), oscilando sus valores entre 0,2 y 0,5. Ruiz señala también que el parámetro Hmáx y C pueden estar fuertemente correlacionados. La capacidad máxima de infiltración al acuífero, Imáx, expresa la máxima Infiltración que se podría producir en el intervalo temporal de simulación, el mes, en cada celda. El coeficiente de descarga del acuífero, a, o constante de proporcionalidad entre el volumen almacenado y el caudal de transferencia al río, describe el comportamiento de la rama de descarga del acuífero hacía la red de drenaje superficial, al aceptar como hipótesis que el acuífero se comporta como un modelo unicelular. a) Definición de la ley de excedente: Parte de agua que precipita sobre una celda, P¡, en un tiempo t es almacenada en la zona superior del suelo, H¡, y la restante, denominada excedente T¡, se distribuye entre la aportación de origen superficial, ASUPÍ, y la infiltración hacia el acuífero, l¡, o recarga R¡. Teniendo en cuenta la ley de conservación de masa (Ec. 4.1.) y la Ley experimental Soil Conservation Service (Ec.4.2.) de los Estados Unidos, la ley de excedentes en cada celda sobre la que cae precipitación adopta la expresión recogida en la ecuación 4.3 (Témez, 1977).

P: = p„,.+a+z {Ec.4.1.)

T, P.-Poi

D:=P-P„,-T I

^P>>Pc

'

I

OÍ

A

(Ec.4.2.)

H^,.-H,-:+ETP:-Poi

I

(P-Pj P,+H^,.-H,_,+ETP,-2-P,,

137

(p-pj P^+S,-2-K,

^"•^•'^•^

Capítulo 4:Metodoloqía propuesta para la modelización del impacto del cambio climático sobre los recursos hidricos

donde, Poi=C-{H^,,-H,_,) d,-H^^^-H,+EP,

(Ec.4.4.) (Ec.4.5.)

Si la precipitación en una celda durante un mes supera el umbral de escorrentía, Po,, se producirá un excedente, T¡ según la ecuación 4.4. que cuanto mayor sea la humedad precedente en una celda del suelo, menor será el umbral PQÍ, es decir menor capacidad tendrá el suelo en retener agua y mayor en producir excedentes. La curva que expresa los excedentes no es lineal para lluvias bajas mayores que el umbral y tiende hacia una línea recta para lluvias altas, de tal forma que a partir de una determinada precipitación el valor 6¡, (ecuación 4.4.) se mantiene prácticamente constante para cualquier lluvia, figura 4.2. (Ruiz, 1998).

..•*

EPi

H

/'^Ley de Excedentes

.••* o

w ,••'

y'

45°

S ^ ^ P^T

'

=

•1-|-MPF.KATUIÍ,\

P:+^-'^K bTPi

H,^Ma^i).H,_,+l]-l]-lL!]) EP,=min[H^,.,+¡]-l].FA]\ •SCOKKIiNTIA .SUBTRRlíANIÍAAsiiii ÍLSC'OKKILNTÍA rarAi.AT,

7: + /,

íl=ccK A,,,>, = l - ¡ ,

f2-(2_,.c'-'"+«/í,-/"^

'W^-K.-K^K'

AjQj j - Af^¡.j, j + 4s7/s_,

Figura 4.4. Diagrama de calculo de la de simulación hidrológica mensual.

4.3. CALCULO DE LOS MAPAS DE PRECIPITACIÓN EVAPOTRANSPIRACIÓN A PARTIR DE CAMPOS CLIMÁTICOS

Y

Las entradas al modelo son, como ya se ha mencionado, los datos de precipitaciones y temperaturas mensuales en las estaciones meteorológicas y los datos de caudales históricos observados en los puntos de simulación o de calibración. El modelo no importa directamente los datos de precipitación y temperatura de las estaciones climáticas de medida, el sistema utiliza los valores interpolados en cada celda a partir de los datos mensuales registrados en las estaciones meteorológicas. La interpolación de las variables climáticas se realiza mediante el método del inverso de distancia al cuadrado. Para el cálculo de la evapotranspiración potencial utiliza una combinación de los métodos de Thornthwaite y Penman-Monteith, e introduce un coeficiente reductor por la vegetación, figura 4.5.

142

Capítulo 4:Metodoloaía propuesta para la modelizacíón del impacto del cambio climático sobre los recursos hídricos

I ^ ^.

. V

'

FacU)r de corrección mensuíil PaimanMímteith,

Thornthwaite ETP

Penman Monteith ETP

Agosto 1986 Figura 4.5. Metodología de ajuste entre el método de Thornthwaite y el de Penman Monteith (CEDEX). Otra información que precisa el modelo es los datos sobre la geometría de las subcuencas consideradas. Estas fueron digitalizadas en su día por el Centro de Estudios Hidrográficos del CEDEX, a partir de los planos del Servicio Geográfico del Ejército a escala 1:50.000, información que ha sido utilizada para obtener las pequeñas cuencas utilizadas en esta tesis.

4.4. MAPAS DE PARÁMETROS HIDROLÓGICOS La distribución espacial de los parámetros del modelo se representa mediante sus correspondientes mapas ráster: • • • •

Mapa de capacidad máxima de almacenamiento del suelo, Hmáx Mapa del parámetro de excedente, C Mapa de la capacidad máxima de infiltración al acuifero, Imáx Mapa del coeficiente de descarga del acuifero, a

El mapa del parámetro de capacidad máxima de almacenamiento de humedad en el suelo empleado fue obtenido del estimado, a partir de información sobre usos del suelo, por el Centro de Estudios Hidrográficos del CEDEX, conforme al criterio de la tabla 4.1, figura 4.6.

143

Capítulo 4:Metodología propuesta para la modelización del impacto del cambio climático sobre los recursos hídricos

Capacidad máxima de humedad del suelo (mm) Superficies artificiales 40 Espacios con poca vegetación 100 Tierras de labor en secano 155 Tierras de labor en regadío 215 Praderas y pastizales naturales 150 Sistemas agrícolas heterogéneos 195 Cultivos permanentes 210 Vegetación arbustiva 135 Bosque mixto 220 Bosques de frondosas y coniferas 230 300 Zonas húmedas, superficies de agua y artificiales Tabla 4.1. Regionalización de la capacidad máxima de humedad del suelo a partir de los usos del suelo (CEDEX). Uso del suelo

250

Figura 4.6. Mapa de capacidad máxima de almacenamiento de agua en el suelo (mm) (CEDEX).

144

Capitulo 4:Metodología propuesta para la modelización del impacto del cambio climático sobre los recursos hídricos

Infiltración máxima (mm) Litología Material aluvial de origen indiferenciado 400 Calizas y dolomías 1000 Margas 85 Margas yesíferas 75 Yesos 64 Materiales arenosos 450 Materiales gravo-arenosos 500 Calcarenitas (Macigno) 250 Arcosas 150 Rañas 95 Granitos 65 Rocas metamórficas 20 Gneiss 55 Pizarras 40 Rocas volcánicas 275 Tabla 4.2. Regionalización de la capacidad máxima de infiltración a partir de la litología (CEH).

^ ' r t^?KC y^"^-"^''^y L A V y * íw_í-3Í35¿2|p*V/ \ ^ Y 'l^

• • 201 - 300 ^ 1 3 0 1 - 400 ^ 1 4 0 1 - 500

^

J Figura 4.7. Mapa de capacidad máxima de infiltración (mm/mes) (CEDEX). El mapa del parámetro de capacidad de infiltración máxima, figura 4.7, fue regionalizado por el Centro de Estudios Hidrográficos del CEDEX en función de la litología, tal y como se muestra en la tabla siguiente. Inicialmente, a las clases litológicas del mapa digital de suelos de EUROSTAT se les asoció un valor de capacidad de infiltración máxima a partir de los estimaciones de

145

Capítulo 4:MetodoloQía propuesta para la modelización del impacto del cambio climático sobre los recursos hfdricos

infiltración por grupos litológicos recogidas en Sanz Pérez (Sanz, 1995). Estos valores de referencia fueron ajustados con posterioridad durante el proceso de calibración del modelo para los trabajos del Libro Blanco del Agua por el Centro de Estudios Hidrográficos del CEDEX. Finalmente, en la figura 4.8 se muestra el mapa de coeficientes de recesión de los acuíferos procedente de la base de datos del Centro de Estudios Hidrográficos del CEDEX. El modelo estima la recarga a los acuíferos de forma distribuida, y obtiene un valor areal sobre la unidad hidrogeológica para cada mes. El intercambio de agua entre cada unidad hidrogeológica y la red fluvial se realiza mediante un modelo unicelular (López-Camacho, 1981), aplicado de forma agregada a toda la unidad, y cuyo parámetro es el coeficiente de recesión o descarga. Este mapa se fue estimado (MIMAN, 2000) introduciendo en cada unidad hidrogeológica unos valores iniciales en función de la extensión de los acuíferos y de sus características litológicas, y ajusfándolos posteriormente en el proceso de calibración del modelo a partir de los hidrogramas de agotamiento registrados en las estaciones de aforo.

Figura 4.8. Mapa de coeficientes de recesión (días x100.000) (CEDEX) La calibración del modelo para los trabajos del 2000) consistido en obtener los mapas de los buen ajuste entre los valores observados y entendiendo por tal la reproducción, en la

146

Libro Blanco del Agua (MIMAM, parámetros que conducen a un los simulados por el modelo, medida de lo posible, de las

Capítulo 4:Metodología propuesta para la modelización del impacto del cambio climático sobre los recursos hídricos

aportaciones medias mensuales, anuales e interanuales, y de otras propiedades de las series, como la varianza o la persistencia de los caudales. La mayoría de los datos de calibración correspondieron a estaciones de aforo donde se miden caudales en régimen natural. También se utilizaron, como elemento de contraste, series restituidas a régimen natural procedentes de los Planes Hidrológicos de cuenca, fundamentalmente en zonas con una escasa cobertura espacial de las estaciones anteriores, y en las desembocaduras de los principales ríos lo que asegura el encaje global de las cuencas. Para lograr el ajuste del modelo, en los trabajos desarrollados por el Centro de estudios Hidrográficos del CEDEX para el Libro Blanco no se calibraron de forma matemática los parámetros de las cuencas aforadas sino que se regionalizaron sus valores para todo el territorio a partir de las características físicas de las cuencas (usos de suelo y litología). Aunque de esta manera es más difícil conseguir errores próximos a cero, se tiene la ventaja de que los parámetros estimados en las cuencas no aforadas, que cubren un gran porcentaje del territorio, son consistentes con sus características y pueden estimarse con mayor fiabilidad., además de permitir su utilización para otras evaluaciones, como es el caso. Estos mapas de parámetros han sido los utilizados para la simulación en las cuencas de la presente tesis.

4.5. SALIDAS DEL MODELO HIDROLÓGICO Los resultados de la simulación son los mapas de los distintos almacenamientos, humedad en el suelo y volumen de acuífero (drenable por gravedad conforme al modelo unicelular), y de las variables de salida del ciclo hidrológico, evapotranspiración real y escorrentía total, obtenida esta última como suma de escorrentía superficial y subterránea. La figura 4.9. muestra un ejemplo de simulación de escorrentías en milímetros en un mes determinado, para el que se generan los mapas de precipitación (sup. izq), evapotranspi ración (sup.der.), escorrentía subterránea (inf. izq.), y escorrentía total (inf. der.). Los caudales mensuales, en cada intervalo de tiempo, se obtienen integrando la escorrentía total en las cuencas vertientes a los puntos de simulación. Los caudales simulados se contrastan con los datos históricos, si estos existen.

147

Capitulo 4:Metodoloaía propuesta para la modelización del impacto del cambio climático sobre los recursos hídricos

Figura 4.9. Ejemplo de mapas generados en la simulación de escorrentías en un intervalo de tiempo (febrero de 1970) (CEH). Además del modulo mensual del modelo SIMPA, se ha empleado para algunas de las hipótesis de contraste para esta tesis, capítulo 6, el modulo anual del modelo según la formulación de Budyko (Sheriber et al., 1978). En su formulación sólo intervienen la evapotranspiración potencial y la precipitación media interanual:

-liTP

A=P e

(Ec. 4.15.)

Donde todas las unidades están dadas en milímetros, siendo A la aportación específica, P la precipitación y ETP la evapotranspiración potencial. El sistema integrado en SIMPA, extrae la información de precipitaciones y temperaturas de la base de datos HIDRO, realiza el cálculo de las medias interanuales, interpola los valores en las cuencas y calcula la aportación en cada celda operando entre los mapas de precipitaciones y de evapotranspiraciones distribuidos, según la ecuación de Budyko descrita.

148

Capítulo 5: Descripción de las zonas de estudio

5. DESCRIPCIÓN DE LAS ZONAS DE ESTUDIO

5.1. SELECCIÓN DE LAS CUENCAS DE ESTUDIO El conjunto de las diecinueve cuencas seleccionadas para evaluar el impacto del cambio climático sobre los recursos hídricos, componen un grupo heterogéneo de pequeñas cuencas situadas en las cabeceras los ríos peninsulares. Estas cuencas tienen una superficie media de unos 200 km^, oscilando sus valores entre los 500 km^ y los 35 km^, los valores de la precipitación, para el periodo 1945 a 1995, oscilan desde los 2200 mm anuales en la cuenca del río Oyarzún a los 450 mm anuales del río Coreóles. Los valores medios anuales de la temperatura están comprendidos entre los 10-C y los 17-0, para el mismo periodo. Las características hidrológicas de las cuencas, reflejadas por los cuatro parámetros hidrológicos presentan en general valores menos dispersos en cuanto a los parámetros de capacidad de almacenamiento máximo y de excedente, siendo mayores las discrepancias entre los parámetros relativos a la infiltración máxima y a la constante de proporcionalidad de la rama de descarga de los acuíferos. Las zonas han sido seleccionadas con el criterio de presentar registros hidrológicos fiables, no alterados por la actividad humana, con objeto de no tener que restituir a condiciones naturales los datos de las estaciones de aforo, ya que este proceso agregaría incertidumbres adicionales en la evaluación del recurso y que cubriesen en lo posible el periodo hidrológico 1945/46 y 1995/96. Se partió de las cuencas utilizadas por Quintas y otros (1995) al seleccionar las cuencas de estudio españolas de la base de datos FRIEND-AMHY, que cumplen criterios similares a los buscados. Las cuencas pertenecientes a la base FRIEND-AMHY fueron seleccionadas por Quintas y otros (1995) de entre aquellas estaciones de aforo con cuencas menores de 500 km , criterio cumplido por algo menos de 500 estaciones, de estas sólo 50 disponían de datos durante el periodo comprendido entre 1940 y 1978. Quintasy otros (1995) siguieron dos criterios de calidad en la selección de las citadas cuencas, en primer lugar observó la aportación anual de cada estación con objeto de detectar alguna anomalía que hiciese pensar en una alteración del régimen hidrológico, como podía ser la existencia de presas o desvíos de caudales. El segundo criterio de calidad seguido en la selección de las cuencas FRIENDAMHY fue el de estudiar las curvas de gasto altura-caudal utilizadas para determinar los datos de caudales. Descartando aquellas en las que se presentasen discrepancias entre los datos de caudal registrados y los

149

Capítulo 5: Descripción de las zonas de estudio

hipotéticos caudales debidos a las curvas de gasto existentes. Criterio cumplido por 22 estaciones, tabla 5.1. Dentro de estas 22 cuencas determinaron las que disponían de estaciones meteorológicas representativas, y por tanto ser susceptibles de aplicar un modelo hidrológico para estimar los caudales a partir de los datos meteorológicos, en este caso se aplicó el modulo anual del modelo SIMPA, según la formulación de Budyko (Sheriber et al., 1978), descrito en el capítulo 3, para el periodo comprendido entre 1960 y 1990, con una resolución espacial de 1 km X Ikm.

ESTACIÓN

RÍO

NOMBRE

LONG.

LAT.

SUP. (KM2)

ALT. (M)

ALT. MAX.

07042 08028 08087 09006 09058 10008 10009 10028 04101 04160 04206 04251 06005 06011 06015 01295 01520 01765 02009 02049 02051 03001

PEREA ALFAMBRA MARMOTA EGA I JALÓN FODÍ LLEMANA FRANCOU AZUER AROCHETE CORCOLES RUECAS UJÜAR TURÓN ALCAUCIN SELLA DUBRA CABE

MULA VILLALBA ALTA BELMONTEJO MARAÑON JUBERA FOK GINESTA MONTBLANC VALLEHERMOSO AROCHE CASTELLONES, LOS CAÑAMERO TOSQUILLAS, LAS ÁRDALES VrÑUELA, LA CANGAS DE ONIS PORTOMOURO RIVAS ALTAS RL^ZA GABANES DE ESGUEVA ESPINAR, EL PERALEJO DE LAS TRUCHAS

1-29-32 W 0-58-02 W 2-20-42 W 2-26-51 W 2-20-12 W 1-38-09 E 2-43-30 E 1-10-30 E 3-08-54 W 6-56-48 W 2-34-53 W 5-22-39 W 3-02-30 W 4-50-52 W 4-08-37 W 5-07-51 W 8-38-58 W 7-29-36 W 3-28-09 W 3-47-18 W 4-09-28 W 1-56-30 W

38-04-35 N 40-37-04 N 39-49-10 N 42-37-44 N 41-11-54 N 41-15-59 N 42-01-07 N 41-22-24 N 38-51-02 N 37-58-48 N 39-06-18 N 39-22-52 N 36-56-10 N 36-53-18 N 36-51-47 N 43-21-09 N 42-57-54 N 42-33-17 N 41-16-59 N 41-49-49 N 40-44-64 N 40-36-04 N

43 478 187 87 196 279 79 338 470 48 92 42 120 211 67 486 91 353 36 271 35 410

390 1060 830 630 895 148 125 310 730 280 790 550 420 346 150 58 162 305 1040 872 1250 1140

1121 2024 1062 2886 1309 995 870 1201 1087 764 1102 1601 2781 1919 2065 2596 569 1186 2036 1412 2139 1920

mAZA ESGUEVA MOROS TAJO

Tabla 5.1. Cuencas seleccionadas para la base de datos FRIEND-AMHY. Los resultados obtenidos se recogen en la tabla 5.2. donde Qh hace referencia a los valores de los caudales observados y Qs a los simulados, así como su error porcentual Er. Las principales divergencias entre los valores observados y simulados se debieron, según los autores, a la falta de estaciones de lluvia en las áreas de montaña, así como a procesos más complejos de simular, seleccionándose finalmente 17 cuencas y sus estaciones meteorológicas representativas, tabla 5..3.

150

Capítulo 5: Descripción de las zonas de estudio

ESTATION

ÁREA (Km2)

01295 01765 01520 02009 02049 02051 03001 04101 04160 04206 04251 06005 06011 06015 07042 08028 08087 09006 09058 10008 10009 10028

447. 359. 92. 34. 259. 38. 385. 500. 48. 100. 46. 120. 228. 64. 50. 501. 187. 74. 209. 282. 78. 350.

P (mm) 1506. 1286. 1576. 676. 568. 771. 834. 504. 912. 520. 989. 533. 748. 798. 317. 487. 574. 876. 548. 608. 907. 526.

ETP (mm)

Rh (mm)

Qh (m3/s)

839. 871. 890. 835. 829. 762. 757. 971. 1007. 952. 1031. 932. 1007. 1051. 1107. 808. 924. 870. 822. 801. 863. 805.

1411.0 588.6 1474.0 742.0 121.8 580.9 475.1 50.5 197.1 63.1 411.3 105.1 193.6 147.8

20.00 6.70 4.30 .80 1.00 .70 5.80 .80 .30 .20 .60 .40 1.40 .30

*

*

56.7 101.2 340.9 135.8 33.5 283.0 63.1

.90 .60 .80 .90 .30 .70 .70

ET (mm) 642. 627. 680. 479. 435. 482. 498. 430. 609. 436. 640. 438. 548. 580. 307. 394. 459. 551. 425. 445. 556. 411.

Rs (mm) 864.0 659.0 896.0 197.0 133.0 289.0 336.0 74.0 303.0 84.0 349.0 95.0 200.0 218.0 10.0 93.0 115.0 325.0 123.0 163.0 351.0 115.0

Qs (m3/s)

ANOS

Er: (qh-qs)/ qs*100

12.25 7.50 2.61 .21 1.09 .35 4.10 1.17 .46 .27 .51 .36 1.45 .44 .02 1.48 .68 .76 .81 1.46 .87 1.28

28 28 22 27 27 28 28 30 21 21 23 28 26 29 0 26 22 21 24 24 18 23

63.31 -10.69 64.50 277.36 -8.42 101.15 41.39 -31.80 -34.92 -24.81 17.88 10.80 -3.18 -32.13

* -39.07 -12.02 4.85 10.43 -79.42 -19.35 -45.14

Tabla 5.2.Resumen de la simulación hidrológica 1960 a 1990.

ESTACIÓN DE AFOROS

ESTACIÓN METEOROLÓGICA

CÓDIGO

CÓDIGO

01765

01670 01672 01677

PUEBLA DEL BROLLON - VENEIR ROQUES PUEBLA DEL BROLLON - VEIGA BÓVEDA

7-19-00 W 7-24-32 W 7-28-37 W

42-37-00 N 42-35-30 N 42-37-30 N

980 400 361

02049

02118 02304 02409-1

TUBELLA DEL LAGO SANTO DOMINGO DE SILOS ESPINOSA DE CERVERA

3-35-06 W 3-25-06 W 3-28-01 W

41-48-09 N 41-57-49 N 41-53-49 N

890 1003 1020

03001

08345 08346

GUADALAVIAR GRIEGOS

1-42-57 W 1-42-47 W

40-23-10 N 40-25-30 N

1519 1601

04101

04138 05189

VILLANUEVA DE LOS INFANTES VILLANUEVA DE LA FUENTE

3-00-42 W 2-41-42 W

38-44-16 N 38-41-30 N

875 1005

04160

04516 04524 04525

NAVA, LA - BATANES, LOS AROCHE AROCHE - LLANOS DE LA BELLEZA, LOS

6-44-12 W 6-57-17 W 6-57-45 W

37-57-05 N 37-56-43 N 37-58-43 N

417 421 310

04206

08144

LEZUZA

2-21-12 W

38-57-05 N

912

04251

03453 04245 04334

BERZOCANA GUADALUPE CAÑAMERO

5-27-42 W 5-19-40 W 5-23-25 W

39-26-15 N 39-27-07 N 39-22-45 N

728 640 600

06005

06279 06281 06282

BAYARCAL UGIIAR ALPUJARRA BOMBARON

2-59-47 W 3-03-17 W 3-09-22 W

37-01-45 N 36-57-55 N 36-58-50 N

1260 559 1200

06011

06116 06118 06121

PARAUTA - TARAMAL, EL BURGO, EL - CASE ALORA - CHORRO, EL

5-01-37 W 4-56-47 W 4-45-37 W

36-42-35 N 36-47-20 N 36-54-30 N

1190 580 225

06015

06181

ALCAUCIN - MONJAS ALHAMA DE GRANADA

4-09-32 W

36-51-45 N

220

NOMBRE

DE

LA

SIERRA

151

LONG.

- IV MECINA

VENTAS DE

LAT.

ALT. (m)

Capítulo 5: Descripción de las zonas de estudio ESTACIÓN DE AFOROS CÓDIGO

ESTACIÓN METEOROLÓGICA

CÓDIGO

NOMBRE

LONG.

LAT.

ALT, (m)

06377

ZAFARRAYA

4-07-17 W

36-57-25 N

910

07042

07127 07156 07168

BULLAS - CARRASCALEJO RICOTE - CALERA, LA MULA - CIERVA, LA

1-42-32 W 1-22-58 W 1-29-17 W

38-03-48 N 38-08-46 N 38-03-40 N

604 480 395

08028

08358 08359 08365

GUDAR ABABUJ ESCORIHUELA - CASTELFRIO

0-43-17 W 0-47-47 W 0-55-12 W

40-26-30 N 40-33-00 N 40-30-04 N

1587 1368 1492

08087

08120 08124

VILLAREJO-PERIESTEBAN BELMONTEJO

2-26-17 W 2-20-37 W

39-52-20 N 39-49-30 N

913 878

09006

09175

LAGRAN - VILLA VERDE

2-35-08 W

42-37-30 N

756

10008

10067 10180

CASTELLVI DE LA MARCA SAN QUINTÍN DE MEDIONA

1-37-08 E 1-40-00 E

41-19-32 N 41-28-00 N

190 332

10009

10356 10384 10395

VILANOVA DE SAU - TORTADES, EL JAFRE CASTELLFOLLIT DE LA ROCA

2-26-13 E 3-00-00 E 2-33-00 E

41-54-00 N 42-04-00 N 42-13-00 N

850 44 296

10028

10019 10025

VIMBODI - RIUDAVELLA SARRAL

1-02-28 E 1-15-00 E

41-22-20 N 41-27-00 N

590 400

Tabla 5.3. Cuencas representativas en el proyecto FRIEND-AMHY.

En la presente tesis se han seleccionado diecinueve (19) pequeñas cuencas, tabla 5.4. Dieciséis (16) procedentes de la base de datos FRIEND-AMHY, se descarto la estación 7042 por no disponer de datos suficientes y tres (3) estaciones más que se añadieron para completar la distribución espacial de estas cuencas sobre el territorio nacional (1107, 9063 y 9058).

ESTACIÓN

RÍO

NOMBRE

LONG./X

LAT.A'

SUP. (KM2)

ALT. (M)

ALT. MAX.

08028 08087 09006 09058 09063 10009 10028 04101 04160 04206 04251 06005 06011 06015 01295 01107 01765 02049

ALFAMBRA MARMOTA EGA I JALÓN ESCA LLEMANA FRANCOLI A2UER AROCHETE CORCOLES RUECAS UJUAR TURÓN ALCAUCIN SELLA OYARZUN CABE ESGUEVA

0-58-02 W 2-20-42 W 2-26-51 W 2-20-12 W 662760 E 2-43-30 E 1-10-30 E 3-08-54W 6-56-48 W 2-34-53 W 5-22-39 W 3-02-30 W 4-50-52 W 4-08-37 W 5-07-51 W 590997 E 7-29-36 W 3-47-18W

40-37-04 N 39-49-10 N 42-37-44 N 41-11-54 N 4722760 N 42-01-07 N 41-22-24 N 38-51-02 N 37-58-48 N 39-06-18 N 39-22-52 N 36-56-10 N 36-53-18 N 36-51-47 N 43-21-09 N 4795001N 42-33-17 N 41-49-49 N

478 187 87 196 506 79 338 470 48 92 42 120 211 67 486 38 353 271

1060 830 630 895 562 125 310 730 280 790 550 420 346 150 58 41 305 872

2024 1062 2886 1309 2400 870 1201 1087 764 1102 1601 2781 1919 2065 2596 840 1186 1412

03001

TAJO

VILLALBA ALTA BELMONTEJO MARANON JUBERA SIGUES GINESTA MONTBLANC VALLEHERMOSO AROCHE CASTELLONES, LOS CAÑAMERO TOSQUILLAS, LAS ÁRDALES VINUELA,LA CANGAS DE ONIS OYARZUN RTVAS ALTAS GABANES DE ESGUEVA PERALEJO DE LAS TRUCHAS

1-56-30 W

40-36-04 N

410

1140

1920

Tabla 5.4. Cuencas seleccionadas para la presente tesis.

152

Capítulo 5: Descripción de las zonas de estudio

^

Figura 5.1. Cuencas seleccionadas para la presente tesis 5.2. C A R A C T E R Í S T I C A S DE LAS CUENCAS El relieve del terreno y la red hidrográfica de cada cuenca han sido obtenidos a partir del modelo digital de 100 m x 100 m del Servicio Geográfico del Ejercito (figuras 5.2 a 5.20), la breve descripción geológica de las distintas cuencas, está realizada de acuerdo con el mapa geológico a escala 1:200.000 de España del Instituto Tecnológico y Geominero, y los usos del suelo proceden de la cobertura temática del proyecto Land Cover del programa CORINE. Los datos climáticos y de caudales se han obtenido de la base de datos HIDRO del Centro de Estudios Hidrográficos del CEDEX. Los valores de ios parámetros hidrológicos (Hmax, Imax, a y O) relativos al modelo empleado, descritos en el capítulo 4, proceden de las coberturas espaciales que de los mismos se obtuvieron para los trabajos del Libro Blanco del Agua (MIMAN, 2000). 5.2.1. Cuenca del río Oyarzun 5.2.1.1. Situación La cuenca del río Oyarzun se encuentra en la provincia de Guipúzcoa, y se localiza en las hojas topográficas del ejercito números 6-2 y 7-2 a escala 1:200.000.

153

Capítulo 5: Descripción de las zonas de estudio

5.2.1.2. Geomorfología, climatología, aforos y parámetros hidrológicos

GEOMORFOLOGÍA E1107 OYARZUN NOMBRE SUPERFICIE 35 km^ PERÍMETRO 36 km PENDIENTE MEDIA DE LA CUENCA 23% PENDIENTE MEDIA DEL RECORRIDO PRINCIPAL 6% 11 km LONGITUD DEL RECORRIDO PRINCIPAL LONGITUD DE LA RED DE DRENAJE 60km COTA MÁXIMA 840 m COTA MÍNIMA 41 m CLIMATOLOGÍA Y AFOROS 1945-1995 PERIODO TEMPERATURA MEDIA ANUAL 13,5 ^C PRECIPITACIÓN MEDIA ANUAL 2147mm AFOROS APORTACIÓN MEDIA ANUAL 1570 mm PARÁMETROS HIDROLÓGICOS Hmax medio 205 C medio 0,35 * Imax medio * a

Tabla 5.5. Geomorfología, climatología, aforos y parámetros hidrológicos.

Figura 5.2. Red hidrográfica y relieve. Cuenca del río Oyarzun.

154

Capítulo 5: Descripción de las zonas de estudio

5.2.1.3.Geología, litología y suelos Los materiales más antiguos son paleozoicos de edad carbonífero, encontrándose esquistos, grauvacas, dolomías, mármoles, areniscas, cuarcitas y granitos. También se encuentran materiales permotriásicos de tipo conglomerados, cuarcitas, areniscas y basaltos, los materiales triásicos son de la facies Keuper, arcillas, yesos, sal y ofitas; los materiales jurásicos están representados por calizas, dolomías y margas, y por último también se encuentran arenas, areniscas, conglomerados y arcillas cretácicas. La estructura de la zona vasco-cantábrica, responde, en su mayor parte, a una tectónica de revestimiento, siendo los plegamientos más activos de edad pirenaica. La cuenca de estudio se encuentra en la zona más occidental del IVIacizo de Cinco Villas que forma un anticlinal. Los terrenos aflorantes pertenecen a la gran Cuenca Cantábrica, que ha tenido caracteres marinos o de transición marino-continental, al menos durante todo el IVIesozoico y a lo largo del Terciario Inferior. Posteriormente, la regresión marina, que se inicia en el Cretácico, y la emersión de la cuenca, ambas provocadas por la orogenia alpina, determinan el cambio total en las condiciones de sedimentación, y el medio pasa a poseer características netamente continentales. 5.2.1.4. Usos del suelo Terrenos principalmente agrícolas con importantes espacios vegetales, pináceas, caducifolios y rebolledos, landas y matorrales templado-oceánicos, bosque mixto y otros pastizales (CORINE hojas 24 y 25).

5.2.2. Cuenca del río Esca 5.2.2.1. Situación La cuenca del río Esca se encuentra en la provincias de Huesca, Zaragoza, y Navarra, en las sierras de Arrigorieta, San Miguel y Alta Odieta, se localiza en las hojas topográficas del ejercito números 7-2 y 7-3 a escala 1:200.000. 5.2.2.2. Geomorfología, climatología, aforos y parámetros hidrológicos GEOIVIORFOLOGI'A NOMBRE SUPERFICIE PERÍMETRO PENDIENTE MEDIA DE LA CUENCA PENDIENTE MEDIA DEL RECORRIDO PRINCIPAL LONGITUD DEL RECORRIDO PRINCIPAL LONGITUD DE LA RED DE DRENAJE COTA MÁXIMA

155

E9063 ESCA 500 km' 182 km 27 % 3% 52 km 685 km 2400 m

Capítulo 5: Descripción de las zonas de estudio

562 m

COTA M Í N I M A

CLIMATOLOGÍA Y AFOROS PERIODO TEMPERATURA MEDIA ANUAL PRECIPITACIÓN MEDIA ANUAL AFOROS APORTACIÓN MEDIA ANUAL PARÁMETROS HIDROLÓGICOS Hmax medio C medio Imax medio

1945-1995 10 ^C 1156 mm 722 mm 203 mm 0,35 320 mm

a 381x10'^ días" Tabla 5.6. Geomoríología, climatología, aforos y parámetros hidrológicos.

Figura 5.3. Red hidrográfica y relieve. Cuenca del río Esca. 5.2.2.3.Geología, litología y suelos Los materiales de la cuenca de estudio están datados entre Cretácico y Cuaternario. Concretamente aparecen calizas, arenas, areniscas, margas, esquistos margosos y calcoesqutstos cretácicos, calizas y margas paleógenas y gravas, conglomerados y arcillas cuaternarias. La cuenca se caracteriza por la transición de materiales de origen marino a continental que tuvo lugar en la zona debido a la regresión provocada por los esfuerzos tectónicos que se produjeron durante la orogenia alpina.

156

Capítulo 5: Descripción de las zonas de estudio

5.2.2.4. Usos del suelo Predominan el bosque mixto, pináceas, perennifolios esclerófilos y quejigales, caducifolios y rebolledo, tierra de labor en secano, terreno principalmente agrícola con importantes espacios vegetales, espacios orófilos altitudinales con vegetación escasa y pastizales supraflorales (CORINE hojas 39 y 55).

5.2.3. Cuenca del río Cabe 5.2.3.1. Situación La cuenca del río Cabe se encuentra en la provincia de Lugo en la sierra de la Peña Redonda, se localiza en las hojas topográficas del ejercito números 2-2 y 3-3 a escala 1:200.000. 5.2.3.2. Geomorfología, climatología, aforos y parámetros hidrológicos

GEOMORFOLOGI'A NOIVIBRE SUPERFICIE PERÍMETRO PENDIENTE MEDIA DE LA CUENCA PENDIENTE MEDIA DEL RECORRIDO PRINCIPAL LONGITUD DEL RECORRIDO PRINCIPAL LONGITUD DE LA RED DE DRENAJE COTA MÁXIMA COTA MÍNIMA CLIMATOLOGÍA Y AFOROS PERIODO TEMPERATURA MEDIA ANUAL PRECIPITACIÓN MEDIA ANUAL AFOROS APORTACIÓN MEDIA ANUAL PARÁMETROS HIDROLÓGICOS Hmax medio C medio Imax medio

a

E1765 CABE 650 km^ 124 km 13% 2% 25 km 552 km 1300 m 308 m 1945-1995 11 ^C 1189 mm 530 mm 182 mm 0,35 40 mm 1000x10"^ días"''

Tabla 5.7. Geomorfología, climatología, aforos y parámetros hidrológicos.

157

Capítulo 5: Descripción de las zonas de estudio

Figura 5.4. Red hidrográfica y relieve. Cuenca del río Cabe.

5.2.3.3.Geología, litología y suelos Los materiales que se encuentran en la cuenca de estudio son exclusivamente paleozoicos y prepaleozoicos, exceptuando la banda de materiales neógenos. Los más antiguos son precámbricos y están constituidos por lutitas pelíticas, areniscas y metagrauvacas pelíticas, los materiales cámbricos son de origen carbonatado y la serie ordovícica está representada por pelitas, areniscas y pizarras, también aparecen cuarcitas silúricas, pizarras, grauvacas carboníferas, margocalizas y yesos neógenos. La zona NO de la Península Ibérica, en la que está englobada nuestra cuenca de estudio, fue afectada de manera importante por la orogenia hercínica, generando plegamientos. La orogenia tuvo lugar entre el Precámbrico y el Carbonífero, por lo que afectó prácticamente a la totalidad de materiales representados en la cuenca. 5.2.3.4. Usos del suelo Predominan landas y matorrales templado-oceánicos, matorral boscoso de transición y terrenos principalmente agrícolas con importantes espacios vegetales (COPINE hojas 29 y 45).

158

Capítulo 5: Descripción de las zonas de estudio

5.2.4. Cuenca delríoEga 5.2.4.1. Situación La cuenca del río Ega se encuentra en las provincias de Álava y la de Navarra en la Sierra de Cantabria, se localiza en las hojas topográficas del ejercito números 6-2 y 6-3 a escala 1:200.000. 5.2.4.2. Geomorfología, climatología, aforos y parámetros hidrológicos

GEOMORFOLOGI'A NOIVIBRE SUPERFICIE PERÍMETRO PENDIENTE MEDIA DE LA CUENCA PENDIENTE MEDIA DEL RECORRIDO PRINCIPAL LONGITUD DEL RECORRIDO PRINCIPAL LONGITUD DE LA RED DE DRENAJE COTA MÁXIMA COTA M Í N I M A

CLIMATOLOGÍA Y AFOROS PERIODO TEMPERATURA MEDIA ANUAL PRECIPITACIÓN MEDIA ANUAL AFOROS APORTACIÓN MEDÍA ANUAL PARÁMETROS HIDROLÓGICOS Hmax medio C medio Imax medio

a

E9006 EGA 88 km^ 52 km 16% 2% 16 km 100 km 1430 m 622 m 1945-1995 11 ^C 816 mm 274 mm 199 mm 0,35 623 mm 1000x10'^ días''

Tabla 5.8. Geonnorfología, climatología, aforos y parámetros hidrológicos. 5.2.4.3.Geología, litología y suelos Los materiales de la cuenca de estudio son arenas, calizas, calizas margosas y arcillosas y arcillas cretácicas y calizas, areniscas, margas y evaporitas paleógenas. La dirección predominante de los elementos tectónicos de la cuenca tiene orientación E-0. El sistema de pliegues de la Sierra de Cantabria está en conjunto cabalgante hacia el sur. De acuerdo con la estratigrafía regional, debe presumirse que durante el Cretácico el área del actual Valle del Ebro actuó como un umbral sobre el cual no se depositó el Cretácico Inferior y tan sólo un poco del Cretácico Superior. Los depósitos cretácicos pasaron de ser marinos a continentales por levantamiento del bloque norte en el Paleógeno Superior.

159

Capítulo 5: Descripción de las zonas de estudio

Figura 5.5. Red hidrográfica y relieve. Cuenca del río Ega. 5.2.4.4. Usos del suelo Predominan perennifoüos esclerófilos y quejigales, caducifolios y rebolledo, tierra de labor en secano, terrenos principalmente agrícolas con importantes espacios vegetales y material boscoso de transición (CORINE hojas 36, 52 y 53). 5.2.5. Cuenca del río Llemena 5.2.5.1. Situación La cuenca del río Llemena se encuentra en la provincia de Gerona, se localiza en las hoja topográfica del ejercito número 10-3 a escala 1:200.000. 5.2.5.2. Geomorfología, climatología, aforos y parámetros hidrológicos

GEOMORFOLOGÍA NOMBRE SUPERFICIE PERÍMETRO PENDIENTE MEDIA DE LA CUENCA PENDIENTE MEDIA DEL RECORRIDO PRINCIPAL LONGITUD DEL RECORRIDO PRINCIPAL LONGITUD DE LA RED DE DRENAJE COTA MÁXIMA COTA MÍNIMA

160

E10009 LLEMENA 81 km^ 62 km 20% 3% 23 km 93 km 1012 m 168 m

Capítulo 5: Descripción de las zonas de estudio

CLIMATOLOGÍA Y AFOROS PERIODO TEMPERATURA MEDIA ANUAL PRECIPITACIÓN MEDIA ANUAL AFOROS APORTACIÓN MEDIA ANUAL PARÁMETROS HIDROLÓGICOS Hmax medio C medio Imax medio

a

1945-1995 13,5^C 966 mm 252 mm 212 mm 0,35 367 2953x10"'días"'

Tabla 5.9. Geomorfología, climatoiogía, aforos y parámetros hidrológicos.

Figura 5.6. Red fiidrográfica y relieve. Cuenca del río Llemena.

5.2.5.3.Geología, litología y suelos La cuenca de estudio incluye un pequeño afloramiento de esquistos paleozoicos y materiales paleógenos que incluyen margas, calizas, conglomerados y limolitas además de material indiferenciado cuaternario. La zona en la que se encuentra englobada la cuenca de estudio presenta estructuras que responden a dos orogenias distintas, la liercínica y la alpina. Los estratos paleozoicos se presentan intensamente plegados y los terrenos posteriores son netamente discordantes. Durante la orogenia hercínica se produjeron fenómenos de metamorfismo asociados al plegamiento principal. La orogenia alpina actúa sobre los materiales precedentes y superpone a éstos estructuras de tipo germánico.

161

Capítulo 5: Descripción de las zonas de estudio

En cuanto a la historia geológica podemos distinguir un ciclo herciniano con su fase sedimentaria, seguida de las sucesivas fases orogénicas y magmáticas a las cuales se debe la formación del zócalo paleozoico y un ciclo alpino que comprende la sedimentación y plegamiento de la cobertena mesozoica y paleógena. 5.2.5.4. Usos dei suelo Predominan perennifolios esclerófllos y quejigales y tierra de labor en secano (CORINE hoja 79).

5.2.6. Cuenca del río Esgueva 5.2.6.1. Situación La cuenca del río Esgueva se encuentra en la provincia de Burgos, se localiza en las hoja topográfica del ejercito número 5-4 a escala 1 -.200.000. 5.2.6.2. Geomorfología, climatología, aforos y parámetros hidrológicos

GEOIVIORFOLOGÍA NOMBRE SUPERFICIE PERÍMETRO PENDIENTE MEDIA DE LA CUENCA PENDIENTE MEDIA DEL RECORRIDO PRINCIPAL LONGITUD DEL RECORRIDO PRINCIPAL LONGITUD DE LA RED DE DRENAJE COTA MÁXIMA COTA MÍNIMA CLIMATOLOGÍA Y AFOROS PERIODO TEMPERATURA MEDIA ANUAL PRECIPITACIÓN MEDIA ANUAL AFOROS APORTACIÓN MEDIA ANUAL PARÁMETROS HIDROLÓGICOS Hmax medio C medio Imax medio

E2049 ESGUEVA 268 km^ 111 km 4% 1% 41 km 317 km 1400 m 900 m 1945-1995 10,52c 568 mm 130 mm 171 mm 0,35 192 mm

a 2056x10"^ días"' Tabla 5.10. Geomorfología, climatología, aforos y parámetros hidrológicos.

162

Capítulo 5: Descripción de las zonas de estudio

Figura 5. 7. Red hidrográfica y relieve. Cuenca del río Esgueva. 5.2.6.3.Geología, litología y suelos La cuenca de estudio incluye materiales con edades comprendidas entre Jurásico y Cuaternario. Los materiales jurásicos son calizas, cuarzoarenitas, conglomerados, limonitas, arenas y areniscas, también afloran calizas cretácicas y los materiales más abundantes de la cuenca, margas, calizas y arcillas neógenas, junto con los materiales aluviales cuaternarios aportados por el río Esguera. La cuenca del río Esguera está englobada en la zona SE de la Cuenca del Duero, y se caracteriza por ser poco activa tectónicamente. Sólo ha existido un único plegamiento que ha afectado a los materiales jurásicos y cretácicos, pero no a los miocenos, que cubren de manera discordante los terrenos más antiguos anteriormente citados.

5.2.6.4. Usos del suelo Predominan perennifolios esclerófilos y quejigales, tierra de labor en secano y cultivos herbáceos en regadío (CORINE hoja 89).

163

Capítulo 5: Descripción de las zonas de estudio

5.2.7. Cuenca del río Francolí 5.2.7.1. Situación La cuenca del río Francoli se encuentra entre la provincia de Lérida y Tarragona, en la Sierra de Roquerole, se localiza en las hojas topográficas del ejercito números 9-4 y 9-5 a escala 1:200.000. 5.2.7.2. Geomorfología, climatología, aforos y parámetros hidrológicos

GEOMORFOLOGÍA NOiVIBRE SUPERFICIE PERÍMETRO PENDIENTE MEDIA DE LA CUENCA P E N D I E N T E MEDIA DEL RECORRIDO PRINCIPAL LONGITUD DEL RECORRIDO PRINCIPAL LONGITUD DE LA RED DE DRENAJE COTA MÁXIMA COTA M Í N I M A

CLIMATOLOGÍA Y AFOROS PERIODO TEMPERATURA MEDIA ANUAL PRECIPITACIÓN MEDIA ANUAL AFOROS APORTACIÓN MEDIA ANUAL PARÁMETROS HIDROLÓGICOS Hmax medio C medio Imax medio

E10028 FRANCOLÍ 343 km^ 133 km 9% 2% 23 km 813 km 1200 m 311 m 1945-1995 14,5^0 529 mm 55 mm 191 mm 0,35 5

a 40 Tabla 5.11. Geomorfología, climatología, aforos y parámetros hidrológicos. 5.2.7.3.Geología, lltología y suelos Los materiales que se encuentran en la zona de estudio son, por un lado, dioritas y granitos asociados a las pizarras, calcoesquistos, areniscas y conglomerados carboníferos, areniscas, conglomerados, calizas, yesos y dolomías triásicas, y por otro, arcillas, areniscas, calizas, conglomerados dispersos y conglomerados masivos del Paleógeno. La cuenca se ha visto afectada por las orogenias hercínica y alpina. El zócalo paleozoico aflora en algunos sectores y a él se asocian granitos y dioritas que indican importantes procesos metamórficos. Además del zócalo paleozoico, en la estructura interviene el Triásico formando la mayor parte de la cobertera mesozoica. También aparecen como materiales más abundantes en la cuenca los terciarios de la Depresión del Ebro.

164

Capítulo 5: Descripción de las zonas de estudio

Figura 5.8. Red hidrográfica y relieve. Cuenca del río Francolí.

En cuanto a la historia geológica podemos distinguir un ciclo herciniano con su fase sedimentaria, seguida de las sucesivas fases orogénicas y magmáticas a las cuales se debe la formación del zócalo paleozoico y un ciclo alpino que comprende la sedimentación y plegamiento de la cobertena mesozoica y paleógena. 5.2.7.4. Usos del suelo Predominan el viñedo, mosaico de cultivos anuales con cultivos permanentes y matorral boscoso de transición (COPINE hojas 110 y 125).

5.2.8. Cuenca del río Jalón 5.2.8.1. Situación La cuenca del río Jalón se encuentra entre la provincia de Soria y Guadalajara, en la Sierra de Maestra, se localiza en la hoja topográfica del ejercito número 65 a escala 1:200.000.

165

Capítulo 5: Descripción de las zonas de estudio

5.2.8.2. Geomorfología, climatología, aforos y parámetros hidrológicos

GEOMORFOLOGÍA E9058 JALÓN NOMBRE SUPERFICIE 176 km^ PERÍMETRO 101 km PENDIENTE MEDIA DE LA CUENCA 7% PENDIENTE MEDIA DEL RECORRIDO PRINCIPAL 1% LONGITUD DEL RECORRIDO PRINCIPAL 26 km LONGITUD DE LA RED DE DRENAJE 266 km 1274 m COTA MÁXIMA COTA MÍNIMA 900 m CLIMATOLOGÍA Y AFOROS PERIODO 1945-1995 TEMPERATURA MEDIA ANUAL 10,5 ^C PRECIPITACIÓN MEDIA ANUAL 505 mm AFOROS APORTACIÓN MEDIA ANUAL 136 mm PARÁMETROS HIDROLÓGICOS Hmax medio 148 mm 0,35 C medio Imax medio 104 mm a 32x10''días'

Tabla 5.12. Geomorfología, climatología, aforos y parámetros hidrológicos.

Figura 5.9. Red hidrográfica y relieve. Cuenca del río Jalón.

166

Capítulo 5: Descripción de las zonas de estudio

5.2.8.3.Geología, litología y suelos Los materiales de la cuenca de estudio son areniscas, conglomerados, calizas dolomíticas, margas y yesos triásicos y calizas, dolomías, areniscas, margas, camiolas y yesos jurásicos. La cuenca está situada en un área tectónicamente poco activa y se caracteriza por presentar la serie completa triásica, con la sedimentación fluvial costera de las areniscas rojas del Buntsandstein, la transgresión a mar epicontinental con la sedimentación calcárea del Muschelkalk y la facies lagunar regresiva del Keuper formada por margas abigarradas ricas en yeso y sal. Posteriormente en el Jurásico comienza una transgresión marina, que permite la entrada de un mar epicontinental y la sedimentación de las facies marinas calcárea y dolomítica. 5.2.8.4. Usos del suelo Predominan la tierra de labor en secano, matorral subarbustivo o arbustivo muy poco denso, matorral boscoso de transición, otros pastizales, perennifolios esclerófilos y quegigales (COPINE hojas 119 y 120).

5.2.9. Cuenca del río Alfambra

5.2.9.1. Situación La cuenca del río Alfambra se encuentra en la provincia de Teruel, en la Sierra de Gúdar, se localiza en la hojas topográficas del ejercito números 7-5 y 7-6 a escala 1:200.000.

5.2.9.2. Geomoffología, climatología, aforos y parámetros hidrológicos

GEOMORFOLOGÍA E8028 NOMBRE ALFAMBRA SUPERFICIE 480 km^ 175 km PERÍMETRO PENDIENTE MEDIA DE LA CUENCA 9% PENDIENTE MEDIA DEL RECORRIDO PRINCIPAL 1% 60 km LONGITUD DEL RECORRIDO PRINCIPAL LONGITUD DE LA RED DE DRENAJE 603 km 2006 m COTA MÁXIMA COTA MÍNIMA 1091 m CLIMATOLOGÍA Y AFOROS 1945-1995 PERIODO TEMPERATURA MEDÍA ANUAL 10,5^0 PRECIPITACIÓN MEDIA ANUAL 475 mm 62 mm AFOROS APORTACIÓN MEDIA ANUAL

167

Capítulo 5: Descripción de las zonas de estudio

PARAIVIETROS HIDROLÓGICOS Hmax medio C medio Imax medio

a

159 mm 0,35 337 mm 403x10"^ d i W

Tabla 5.13. Geomorfología, climatología, aforos y parámetros hidrológicos.

Figura 5.10. Red hidrográfica y relieve. Cuenca del río Alfambra.

5.2.9.3.Geología, litología y suelos Los materiales de la cuenca son de origen sedimentario con edades comprendidas entre Triásico y Cuaternario. Aparecen areniscas, arcosas, calizas margosas, dolomías, arcillas y yesos triásicos, calizas, margas, dolomías y carniolas jurásicas, arcillas, areniscas, arenas, calizas y margas cretácicas, calizas, margas y conglomerados terciarios y conglomerados, arcillas yesíferas, calizas, materiales aluviales y fanglomeráticos cuaternarios. La cuenca de estudio se encuentra situada en la Cordillera Ibérica que ha sufrido un proceso de superposición de estructuras o pisos tectónicos en las orogenias hercínica y alpina. los materiales de la cuenca de estudio son de origen marino o de transición marino-continental, al menos durante el mesozoico, ya que a partir de la regresión marina que tuvo lugar al final del Cretácico, apareció un cambio en las condiciones de sedimentación pasando a ser netamente continentales.

168

Capítulo 5: Descripción de las zonas de estudio

5.2.9.4. Usos del suelo Predominan la tierra de labor en secano, terrenos principalmente agrícolas con importantes espacios vegetales, mosaico de cultivos anuales con praderas y/o pastizales, otros pastizales, matorral boscoso de transición, matorral subarbustivo o arbustivo muy poco denso y pináceas (CORINE hojas 136 y 150).

5.2.10. Cuenca del río Tajo 5.2.10.1. Situación La cuenca del río Tajo se encuentra entre las provincias de Cuenca, Guadalajara y Teruel, en la Sierra de Albarracín, se localiza en la hojas topográficas del ejercito números 6-6 y 7-6 a escala 1:200.000. 5.2.10.2. Geomorfoíogía, climatología, aforos y parámetros hidrológicos

GEOlVlORFOLOGj'A E3001 NOIVIBRE TAJO SUPERFICIE 354 km^ 167 km PERÍMETRO PENDIENTE MEDIA DE LA CUENCA 12% P E N D I E N T E MEDIA DEL RECORRIDO PRINCIPAL 1% LONGITUD DEL RECORRIDO PRINCIPAL 44 km LONGITUD DE LA RED DE DRENAJE 423 km COTA MÁXIMA 1922 m COTA MÍNIMA 1228 m CLIMATOLOGÍA Y AFOROS PERIODO 1945-1995 TEMPERATURA MEDIA ANUAL 10,52c PRECIPITACIÓN MEDIA ANUAL 850 mm AFOROS APORTACIÓN MEDIA ANUAL 463 mm PARÁMETROS HIDROLÓGICOS Hmax medio 189 mm C medio 0,35 Imax medio 719 mm a 492x10"^ días'''

Tabla 5.14. Geomorfoíogía, climatología, aforos y parámetros hidrológicos. 5.2.10.S.Geología, litología y suelos La cuenca de estudio está formada por materiales con edades comprendidas entre Silúrico y Cuaternario. Los más antiguos son pizarras, areniscas y cuarcitas silúricas, arcillas yesosas, calizas margosas y dolomías triásicas, también aparecen calizas, dolomías y margas jurásicas, conglomerados.

169

Capítulo 5: Descripción de las zonas de estudio

areniscas, calizas, arcillas, margas, y lignito cretácicos, margas, arcillas, conglomerados y areniscas paleógenos junto con depósitos cuaternarios.

Figura 5.11. Red hidrográfica y relieve. Cuenca del río Tajo. La cuenca de estudio está situada en las cercanías de la Sierra de Albarracín junto a los Montes Universales, y se caracteriza por su importante actividad tectónica, siendo afectada por las orogenias hercínica y alpina. La incidencia de ambas orogenias ha generado estructuras como plegamientos y cabalgamientos que aparecen en nuestra área de estudio en forma de sinclinal. La historia geológica de la cuenca comienza con un periodo de sedimentación detrítica en el Silúrico, posteriormente en el Triásico y hasta finales del Cretácico se produjo un periodo transgresivo que fue generando, progresivamente, depósitos de origen cada vez más marino hasta que se inicia el periodo regresivo en el Cretácico Superior, que termina con la facies continental detrítica que se prolonga sin interrupción con los conglomerados, areniscas, margas y calizas lacustres del Paleógeno. 5.2.10.4. Usos del suelo Predominan pináceas, grandes formaciones de material denso o medianamente denso, matorral boscoso de transición y mosaico de cultivos anuales con praderas y/o pastizales (COPINE hojas 148, 149 y 161).

170

Capítulo 5: Descripción de las zonas de estudio

5.2.11. Cuenca del río Marimota 5,2.11.1. Situación La cuenca del río Marimota se encuentra en la provincia de Cuenca, , en Sierra de Negra, se localiza en la hoja topográfica del ejercito número 6-7 a escala 1:200.000. 5.2.11.2. Geomorfología, climatología, aforos y parámetros hidrológicos

GEOlVlORFOLOGi'A NOIVIBRE SUPERFICIE PERÍMETRO PENDIENTE MEDIA DE LA CUENCA PENDIENTE MEDIA DEL RECORRIDO PRINCIPAL LONGITUD DEL RECORRIDO PRINCIPAL LONGITUD DE LA RED DE DRENAJE COTA MÁXIMA COTA M Í N I M A

CLIMATOLOGÍA Y AFOROS PERIODO TEMPERATURA MEDIA ANUAL PRECIPITACIÓN MEDIA ANUAL AFOROS APORTACIÓN MEDIA ANUAL PARÁMETROS HIDROLÓGICOS Hmax medio C medio Imax medio a

E8087 MARIMOTA 184km^ 81 km 4% 1% 21 km 255 km 1062 m 840 m 1945-1995 11 ^C 536 mm 96 mm 165 mm 0,35 154 mm 307x10'^ días"''

Tabla 5.15. Geomorfología, climatología, aforos y parámetros hidrológicos. 5.2.11.3.Geología, litología y suelos Los materiales de la cuenca son relativamente recientes al ser de edad Terciaria. Se observan conglomerados, areniscas, margas, calizas y yesos tanto paleógenos como neógenos. La cuenca de estudio se caracteriza por situarse en un sinclinorio de orientación NNO-SSE sobre el cual se extienden los depósitos terciarios generalmente postectónicos. El basamento de la zona es paleozoico y sobre él se depositan los materiales mesozoicos que no afloran en la cuenca, ya que todos los materiales aflorantes son terciarios de origen continental.

171

Capítulo 5: Descripción de las zonas de estudio

Figura 5.12. Red hidrográfica y relieve. Cuenca del río Marimota. 5.2.11.4. Usos del suelo Predominan tierra de labor en secano, terrenos principalmente agrícolas, matorral subarbustivo o arbustivo muy poco denso, matorral boscoso de transición y pináceas (CORINE hoja 172). 5.2.12. Cuenca del río Ruecas 5.2.12.1. Situación La cuenca del río Ruecas se encuentra en la provincia de Cáceres, en la Sierra de Guadalupe, se localiza en la hoja topográfica del ejercito número 4-7 a escala 1:200.000. 5.2.12.2. Geomorfología, climatología, aforos y parámetros hidrológicos

GEOMORFOLOGÍA NOMBRE SUPERFICIE PERÍMETRO PENDIENTE MEDIA DE LA CUENCA PENDIENTE MEDIA DEL RECORRIDO PRINCIPAL LONGITUD DEL RECORRIDO PRINCIPAL LONGITUD DE LA RED DE DRENAJE COTA MÁXIMA COTA M Í N I M A

172

E4251 RUECAS 44 km^ 45 km 25% 6% 12 km 62 km 1528m 599 m

Capítulo 5: Descripción de las zonas de estudio

CLIMATOLOGÍA Y AFOROS PERIODO TEMPERATURA MEDIA ANUAL PRECIPITACIÓN MEDIA ANUAL AFOROS APORTACIÓN MEDIA ANUAL PARÁMETROS HIDROLÓGICOS Hmax medio C medio Imax medio

1945-1995 15,5 ^C 977 mm 528 mm 182 mm 0,35 * *

a Tabla 5.16. Geomorfología, climatología, aforos y parámetros hidrológicos.

Figura 5.13. Red hidrográfica y relieve. Cuenca del río Ruecas.

5.2.12.3.Geología, litoiogía y suelos Los materiales de la cuenca de estudio son muy antiguos, concretamente paleozoicos, apareciendo pizarras, grauvacas, areniscas y conglomerados precámbricos, conglomerados, cuarcitas, areniscas, pizarras y calizas cámbricas y cuarcitas, areniscas y pizarras ordovícicas. La cuenca se engloba en un conjunto paleozoico con una importante actividad tectónica. En el macizo se observa un plegamiento precámbrico, seguido de un nuevo plegamiento en el hercínico de mayor intensidad, al que se asocia un sistema de fracturas de descompresión que provocaron la compartimentación en bloques del macizo.

173

Capítulo 5: Descripción de las zonas de estudio

La historia geológica comienza comienza con los procesos de sedimentación sobre el basamento plegado en el Precámbrico. La sedimentacón tuvo una serie de periodos transgresivos continuados hasta producirse una regresión al final del Ordovícico. Durante el Silúrico y Devónico continuaron los procesos sedimentarios hasta producirse en la orogenia hercínica el plegamiento principal en la zona. 5.2.12.4. Usos del suelo Predominan grandes formaciones de matorrales medianamente densos, roquedo, caducifolios y rebolledo, pináceas y mosaico de cultivos permanentes (COPINE hoja 179).

5.2.13. Cuenca del río Corceles

5.2.13.1. Situación La cuenca del río Coreóles se encuentra en la provincia de Albacete, se localiza en la hoja topográfica del ejercito número 6-8 a escala 1:200.000. 5.2.13.2. Geomorfología, climatología, aforos y parámetros hidrológicos

GEOIVIORFOLOGÍA E4206 NOMBRE CÓRCOLES SUPERFICIE 95 km^ PERÍMETRO 70 km PENDIENTE MEDIA DE LA CUENCA 3% PENDIENTE MEDIA DEL RECORRIDO PRINCIPAL 1% LONGITUD DEL RECORRIDO PRINCIPAL 22 km LONGITUD DE LA RED DE DRENAJE 133 km COTA MÁXIMA 1100 m COTA MÍNIMA 803 m CLIMATOLOGÍA Y AFOROS PERIODO 1945-1995 TEMPERATURA MEDIA ANUAL 13,5^0 PRECIPITACIÓN MEDIA ANUAL 450 mm AFOROS APORTACIÓN MEDIA ANUAL 71 mm PARÁMETROS HIDROLÓGICOS Hmax medio 370 mm C medio 0,12 141 mm Imax medio a 9703x10"^ días''

Tabla 5.17. Geomorfología, climatología, aforos y parámetros hidrológicos.

174

Capítulo 5: Descripción de las zonas de estudio

Figura 5.14. Red hidrográfica y relieve. Cuenca del río Coreóles.

5.2.13.3.Geología, litología y suelos Los materiales de la cuenca de estudio son exclusivamente jurásicos y cuaternarios. Concretamente, los jurásicos son calizas margas y calizas margosas y los cuaternarios rañas, gravas, arenas y limos. El área de estudio no ha sufrido importantes efectos tectónicos, ya que se sitúa en una zona de plataforma con deformaciones débiles y cuyas formaciones se presentan horizontales o poco inclinadas. La historia geológica de esta región no contiene episodios de gran importancia, limitándose a la evolución de una región de plataforma de escaso relieve. 5.2.13.4. Usos del suelo Predominan tierras de labor en secano, mosaico de cultivos permanentes y de cultivos anuales con cultivos permanentes, viñedos, cultivos herbáceos en regadío, matorral boscoso de transición, perennifolios esclerófilos y quejigales (COPINE hojas 194, 195 y 206).

175

Capítulo 5: Descripción de las zonas de estudio

5.2.14. Cuenca del río Azuer 5.2.14.1. Situación La cuenca del río Azuer se encuentra entre las provincias de Ciudad Real y Albacete, se localiza en la hoja topográfica del ejercito número 6-8 a escala 1:200.000. 5.2.14.2. Geomorfología, climatología, aforos y parámetros hidrológicos

GEOiVIORFOLOGÍA E4101 AZUER NOMBRE SUPERFICIE 498 km^ 147 km PERÍMETRO PENDIENTE MEDIA DE LA CUENCA 2% PENDIENTE MEDIA DEL RECORRIDO PRINCIPAL 1% 53 km LONGITUD DEL RECORRIDO PRINCIPAL LONGITUD DE LA RED DE DRENAJE 987 km COTA MÁXIMA 1037 m COTA MÍNIMA 750 m CLIMATOLOGÍA Y AFOROS PERIODO 1945-1995 TEMPERATURA MEDIA ANUAL 13,52c PRECIPITACIÓN MEDIA ANUAL 475 mm AFOROS APORTACIÓN MEDIA ANUAL 66 mm PARÁMETROS HIDROLÓGICOS Hmax medio 228 mm C medio 0,25 Imax medio 404 mm a 416x10'^ días"^

Tabla 5.18. Geomorfología, climatología, aforos y parámetros hidrológicos.

5.2.14.3.Geología, iitología y suelos Los materiales más antiguos que se encuentran en la cuenca de estudio son cuarcitas ordovícicas, además aparecen areniscas, margas, arcillas y yesos triásicos, dolomías, calizas dolomitizadas y cuarcitas jurásicas, calizas margas y arenas miocenas y cantos, arenas, gravas y limos cuaternarios. El área de estudio no ha sufrido importantes efectos tectónicos, ya que se sitúa en una zona de plataforma con deformaciones débiles y cuyas formaciones se presentan horizontales o poco inclinadas. La historia geológica de esta región no contiene episodios de gran importancia, limitándose a la evolución de una región de plataforma de escaso relieve.

176

Capítulo S: Descripción de las zonas de estudio

Figura 5.15. Red hidrográfica y relieve. Cuenca del río Azuer. 5.2.14.4. Usos del suelo Predominan viñedos, tierra de labor en secano, mosaico de cultivos anuales con cultivos permanentes, cultivos lierbáceos en regadío, terrenos principalmente agrícolas con importantes espacios vegetales, otros pastizales y matorral boscoso de transición (COPINE hoja 205). 5.2.15. Cuenca del río Arochete 5.2.15.1. Situación La cuenca del río Arochete se encuentra en ia provincia de Huelva, se localiza en la hojas topográficas del ejercito números 3-9 y 3-10 a escala 1:200.000. 5.2.15.2. Geomorfología, climatología, aforos y parámetros hidrológicos

GEOMORFOLOGIA NOMBRE SUPERFICIE PERÍMETRO PENDIENTE MEDIA DE LA CUENCA PENDIENTE MEDIA DEL RECORRIDO PRINCIPAL LONGITUD DEL RECORRIDO PRINCIPAL LONGITUD DE LA RED DE DRENAJE COTA MÁXIMA COTA MÍNIMA

177

E4160 AROCHETE 45 km^ 42 km 8% 3% 12 km 74 km 770 m 299 m

Capítulo S: Descripción de las zonas de estudio

CLIMATOLOGÍA Y AFOROS PERIODO TEMPERATURA MEDIA ANUAL PRECIPITACIÓN MEDIA ANUAL AFOROS APORTACIÓN MEDIA ANUAL PARÁMETROS HIDROLÓGICOS Hmax medio C medio Imax medio a

1945-1995 15,5 ^C 845 mm 235 mm 192 mm 0,66 * *

Tabla 5.19. Geomorfología, climatología, aforos y parámetros hidrológicos.

•/y / -

Figura 5.16. Red hidrográfica y relieve. Cuenca del río Arochete.

5.2.15.3.Geología, ütología y suelos Los materiales que se encuentran en la cuenca de estudio se caracterizan por su antigüedad ya que son en su mayoria de edad Cámbrica y Devónica; concretamente los materiales cámbricos son esquistos y rocas volcánicas de tipo ácido (granitos, dioritas, sienitas y gabros) y los devónicos son pizarras y lavas volcánicas. La Orogenia Hercínica causó los movimientos tectónicos que afectaron a las formaciones estudiadas a nivel regional generando anticlinales y sinclinales de orientación SE-NO.

178

Capítulo 5: Descripción de las zonas de estudio

La historia geológica en la cuenca comienza en el Cámbrico donde se depositaron sedimentos marinos, movimientos preorogénicos posteriores generaron una cierta inestabilidad que favoreció la aparición de un vulcanismo de tipo básico. El periodo Devónico se caracterizó por una serie de movimientos ascensionales que provocaron la emersión de terrenos cámbricos y silúricos que constituyeron la base de los materiales de aporte a las cuencas sedimentarias en el Devónico; la emisión de rocas volcánicas a finales del Devónico indica una intensa debilidad cortical en este periodo. 5.2.15.4. Usos del suelo Predominan grandes formaciones de matorral denso o medianamente denso, caducifolios y rebolledo, perennifolios esclerófilos, quejigales y otras frondosas de plantación (CORINE hojas 223 y 224).

5.2.16. Cuenca del río Ujijar 5.2.16.1. Situación La cuenca del río Ujijar se encuentra en la provincia de Granada, en Sierra Nevada, se localiza en la hoja topográfica del ejercito número 6-11 a escala 1:200.000. 5.2.16.2. Geomorfología, climatología, aforos y parámetros hidrológicos

GEOIVIORFOLOGÍA E6005 NOMBRE UJIJAR SUPERFICIE 122 km^ 66 km PERÍMETRO PENDIENTE MEDIA DE LA CUENCA 21 % PENDIENTE MEDIA DEL RECORRIDO PRINCIPAL 9% LONGITUD DEL RECORRIDO PRINCIPAL 21 km LONGITUD DE LA RED DE DRENAJE 199 km 2719 m COTA MÁXIMA 499 m COTA MÍNIMA CLIMATOLOGÍA Y AFOROS PERIODO 1945-1995 13^0 TEMPERATURA MEDIA ANUAL 536 mm PRECIPITACIÓN MEDIA ANUAL AFOROS APORTACIÓN MEDIA ANUAL 96 mm PARÁMETROS HIDROLÓGICOS 178 mm Hmax medio 0,94 C medio 26 Imax medio a 57x10"^ días''

Tabla 5.20. Geomorfología, climatología, aforos y parámetros hidrológicos.

179

Capítulo 5: Descripción de las zonas de estudio

Figura 5.17. Red hidrográfica y relieve. Cuenca del río Ujijar.

5.2.16.3.Geología, litología y suelos La cuenca de estudio se encuentra en la zona bética. Los materiales pertenecen al Complejo Nevado-Filábride y al Complejo Alpujárride, ambos de edad paleozoica-triásica y que están afectados en mayor o menor grado por un metamorfismo regional de edad alpina. Aparecen también materiales neógenos y cuaternarios que son posteriores a las principales etapas tectónicas de compresión. Los materiales del Complejo Nevado-Filábride que aparecen en la cuenca son anfibolitas, mármoles, gnétses y micaesquistos, mientras que los del Complejo Alpujárride son micaesquistos, filitas y cuarcitas. Los materiales neógenos son areniscas, margas, conglomerados, arenas y limos y los cuaternarios son de tipo aluvial. La cuenca de estudio se encuentra en una zona muy activa donde existió una tectónica de corrimiento que provocó la formación de diversos mantos y un importante proceso de plegamiento en la orogenia alpina que originó grandes pliegues como Sierra Nevada. 5.2.16.4. Usos del suelo Predominan matorral subarbustivo o arbustivo muy poco denso, frutales en secano, cárcavas y/o zona en proceso de erosión, cultivos herbáceos y pináceas (CORINE hojas 262 y 270 ).

180

Capítulo S: Descripción de las zonas de estudio

5.2.17. Cuenca del río Turón 5.2.17.1. Situación La cuenca del río Turón se encuentra en la provincia de Málaga, en la Serranía de Ronda, se localiza en la hoja topográfica del ejercito número 4-11 a escala 1:200.000. 5.2.17.2. Geomorfología, climatología, aforos y parámetros hidrológicos

GEOMORFOLOGÍA NOiVlBRE SUPERFICIE PERIIVIETRO PENDIENTE MEDIA DE LA CUENCA PENDIENTE MEDIA DEL RECORRIDO PRINCIPAL LONGITUD DEL RECORRIDO PRINCIPAL LONGITUD DE LA RED DE DRENAJE COTA MÁXIMA COTA MÍNIMA CLIMATOLOGÍA Y AFOROS PERIODO TEMPERATURA MEDÍA ANUAL PRECIPITACIÓN MEDIA ANUAL AFOROS APORTACIÓN MEDIA ANUAL PARÁMETROS HIDROLÓGICOS Hmax medio C medio Imax medio

E6011 TURÓN 218 l