Rutas hidrológicas : recordando a un colega por los senderos de la hidrología

T. G ÓMEZ -Z AVALA . P ROYECCIONES DE CAMBIO EN LOS CLIMAS DE C HILE C ONTINENTAL R UTAS H IDROLÓGICAS 135 Tipo IA Hiper árido < 0,05 Árido [0,05 - 0,2) Semi árido [0,2 - 0,5) Sub húmedo seco [0,5 - 0,65) Húmedo ≥ 0,65 Frío ETP ≤ 400 mm La aplicación de estas ecuaciones, a un nivel nacional, requiere una base de datos de información meteorológica de las variables de precipitación, temperaturas máxima y mínima y radiación. En el caso de las precipitaciones y las temperaturas extremas se utiliza el producto denominado CR2MET (Boisier, 2018) como insumo para los cálculos. Dicho producto corresponde a un escalamiento estadístico de datos del reanálisis ERA5 (Hersbach, 2016), el cual fue desarrollado relacionando registros de dichas variables con lo estimado por el reanálisis, incorporando información no solo la variable a corregir, sino también de otras variables de gran escala relevantes, asociadas a una mejora en la precisión. El producto CR2MET incorpora, en el caso de las temperaturas extremas, otros productos de percepción remota, en particular, imágenes MODIS de temperatura superficial del suelo (Wan, 2006). El procesamiento de la información base de ERA5 complementada con estas otras fuentes de información entrega un producto con valor agregado que representa una mejora con respecto a utilizar el producto original por sí solo. Este producto entrega información a una resolución espacial de 0,05°x0,05° (aproximadamente 5x5km), abarcando todo el territorio nacional. Considera una resolución temporal diaria, para el periodo 1979-2018. Dicho producto ha sido utilizado exitosamente en estudios previos que abarcan zonas de estudios de carácter cuasi-nacional, destacando en particular la actualización del Balance Hídrico Nacional, en sus diversas etapas (DGA, 2018; DGA, 2019; DGA, 2020). Los valores de radiación diaria fueron calculados por medio de la ecuación de irradiación solar, ajustada por latitud y día del año (Wallace & Hobbs, 2006). Se calculó una serie de irradiación directa para cada uno de los pixeles definidos en el producto CR2MET, de forma de obtener una base de datos consecuente. La utilización de esta información permite obtener cálculos de la situación de línea base. Para estimar valores para periodos futuros, es necesario recurrir a las proyecciones realizadas por GCM, modelos que realizan proyecciones del sistema climático en base a distintos potenciales escenarios de emisiones de gases de efecto invernadero y de la composición atmosférica. En este estudio, se utilizaron 34 simulaciones futuras del escenario de Cambio Climático RCP8.5, obtenidas desde 27 modelos distintos, desarrollados por distintos centros de investigación, los cuales se detallan en la Tabla 2. Desafortunadamente, la baja resolución espacial de estos modelos hace que no sea factible su utilización directa en estudios de impacto regional. Para ser utilizados a esta escala, la información provista por dichos modelos debe ser sometida a procesos de escalamiento que les permita ser representativos de la realidad local. Dicho escalamiento puede ser realizado con métodos dinámicos o estadísticos. En este artículo, debido a la gran cantidad de simulaciones a utilizar, se opta por realizar un escalamiento de tipo estadístico. Existen distintas técnicas de escalamiento estadístico descritas en la literatura. En este artículo en particular, se utilizarán metodologías diferenciadas según el tipo de variable: en el caso de las temperaturas extremas, la metodología de mapeo de diferencias por cuantiles (QDM, por sus siglas en inglés) según lo descrito por Cannon et al, 2015 y, en el caso de las precipitaciones, mapeo por distribución escalada (SDM, por sus siglas en inglés), según lo propuesto por Switanek et al, 2017. Sin entrar en mayores detalles (se refiere al lector a las publicaciones originales para el seguimiento de las metodologías), resulta necesario destacar que se utilizan técnicas diferentes para distintas variables, debido al tipo de registros que se tienen en cada una. Por un lado, los valores de temperaturas corresponden a un continuo temporal, puesto que en cualquier espacio y tiempo del dominio se tendrá un valor real medido, y obedecen en general una distribución estadística normal o cuasi normal, la cual bajo un escenario de cambio climático modifica sus parámetros. Por otro lado, las precipitaciones tienen un aspecto bidimensional, que debe ser representado en un escenario de cambio climático, donde no solo se debe estudiar el cambio en la magnitud de la variable, sino que también en su frecuencia de ocurrencia. A diferencia de la temperatura, existen días en los cuales puede o no llover, lo que condiciona los conceptos expuestos anteriormente. Este aspecto es considerado en la metodología SDM, la cual fue desarrollada para abordar de forma explícita esta característica particular de la precipitación. La información de irradiación solar incidente se supondrá invariante, debido a que en su planteamiento no se consideraron variables atmosféricas, sino que solo geográficas. Sin embargo, ambas metodologías requieren de información de referencia sobre la cual operar. En este caso, dicha información será la base de datos CR2MET, por lo cual se obtendrán como resultado del proceso de escalamiento 34 bases de datos de la misma resolución espacial y temporal, abarcando un periodo común desde 1980 hasta 2060. Esta información se utilizará para comparar las diferencias de categoría climática entre los periodos definido como línea base (1981-2010) y futuro (2031-2060), a través del cálculo del Índice de Aridez. Tabla 1. Clasificación climática en función de valores del IA y la ETP.