29
La actual Mega-Sequía en Chile Central: Llegó el futuro? René D. Garreaud + grupo de Sequía CR2 Department of Geophysics, Universidad de Chile Center for Climate and Resilience Research, CR2 IV Congreso Nacional de Oceanografía Fìsica y Meteorología PUCV 1u-Noviembre-2015

La actual Mega-Sequía en Chile Central: Llegó el futuro? · René D. Garreaud + grupo de Sequía CR2 Department of Geophysics, Universidad de Chile Center for Climate and ... PUCV

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Page 1: La actual Mega-Sequía en Chile Central: Llegó el futuro? · René D. Garreaud + grupo de Sequía CR2 Department of Geophysics, Universidad de Chile Center for Climate and ... PUCV

La actual Mega-Sequía en Chile Central: Llegó el futuro?

René D. Garreaud + grupo de Sequía CR2Department of Geophysics, Universidad de ChileCenter for Climate and Resilience Research, CR2

IV Congreso Nacional de Oceanografía Fìsica y MeteorologíaPUCV 1u-Noviembre-2015

Page 2: La actual Mega-Sequía en Chile Central: Llegó el futuro? · René D. Garreaud + grupo de Sequía CR2 Department of Geophysics, Universidad de Chile Center for Climate and ... PUCV

La megasequía 2010-2015

• Moderada (20-40% déficit anual)• Larga (5-6 años) e ininterrumpida• Extensa (30-40°S)• Cálida (+0.5 – 1°C)• Alta demanda hídrica

Recurrencia en el siglo XX• 2-3 casos similares en centro-norte• 2-3 casos similares en centro-norte• <1 caso en centro-sur• También es inusual en reconstrucción Paleo

Impactos:• Hidrología sfc y subterranea• Vegetación natural• Regimen de incendios• Sociales y economicos

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La Megasequía 2010-2015

% con respectoa climatología

+40%

+20%

0

Norte Chico Centro Centro-sur

Período de retorno del año más seco durante la MS (años)

7 15 >30

Recurrencia de eventos secos (>30%) de 4 o mas años

4-6 2-3 1?

-20%

-40%

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1967-1970 2010-2014

Valparaiso

La Serena% con respectoa climatología

Grandes sequías contemporáneas

+40%

+20%

Concepción

Valdivia

0

-20%

-40%

Page 5: La actual Mega-Sequía en Chile Central: Llegó el futuro? · René D. Garreaud + grupo de Sequía CR2 Department of Geophysics, Universidad de Chile Center for Climate and ... PUCV

Una mirada al pasado

Reconstrucción dendroclimática (1000-2000 años d.C.) de la precipitación en Chile central

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Sequía y calor

Promedio anual de la temperatura máxima en Santiago (DMC)

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Impactos en Hidrología

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(a) Promedio (b) Anomalía MS

Copiapo

La Serena

Desierto

Índice de Vegetación Mejorada (EVI)Julio-Agosto-Septiembre

(b) Anomalía Megaseqia

0 – 55 – 1010 – 1515 – 3030 – 50

La Serena

Talca

Santiago

Salamanca

Nieve

Veg

etac

ión

+50

- 5Seq

ued

adFuente de datos: NASA (producto MODIS MOD13A3)

Mapas producidos por David Lopez, CEAZA

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DéficitPluviométrico(2010-2014)

DéficitPluviométrico(2010-2014)

La Megasequía 2010-2015

Gastos en Camiones Aljibes

(Mill$)

Gastos en Camiones Aljibes

(Mill$)

Seq

ued

ad

Apariciones en prensa escrita

(2014)

Apariciones en prensa escrita

(2014)

Seq

ued

ad

Deterioro vegetación

Agosto 2010-2015

Deterioro vegetación

Agosto 2010-2015

Incendios forestales de

magnitud

Incendios forestales de

magnitud

Transportede sedimentos

en invierno

Transportede sedimentos

en invierno

2008

2013

©GdG

No

dat

a

Page 10: La actual Mega-Sequía en Chile Central: Llegó el futuro? · René D. Garreaud + grupo de Sequía CR2 Department of Geophysics, Universidad de Chile Center for Climate and ... PUCV

La Megasequía 2010-2015:Una lección para el futuro

www.cr2.cl/megasequia

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Next Decade

100%

90%

80%

0%

10%

20%

Rai

nfa

ll an

om

aly

wrt

19

70

-20

00 R

ainfall d

eficit wrt

19

70????

Precipitación en Chile CentralEl desafío de la próxima década

1995 2005 2015 2025 2080

Far Future

RCP8.5

Mega

Drought

Recent

Past

80%

70%

20%

30%

Mid Future

RCP8.5

Rai

nfa

ll an

om

aly

19

70

-20

00

????

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100%

90%

80%

0%

10%

20%

Rai

nfa

ll an

om

aly

wrt

19

70

-20

00 R

ainfall d

eficit wrt

19

70

Next Decade

Precipitación en Chile CentralEl desafío de la próxima década

1995 2005 2015 2025 2080

Far Future

RCP8.5

Mega

Drought

Recent

Past

80%

70%

20%

30%

Mid Future

RCP8.5

Rai

nfa

ll an

om

aly

19

70

-20

00

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Rainfall (GCPC) Z500 (NNR) SST (NCEP-OI)

Drought Composite

Large-scale context for central Chile droughts

Cold

1967,68,64,73,76,85,96,87,03,07

-50 0 +50 m -1 0 +1°C-60 0 +60 mm/month

ColdHigh

Warm

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Large-scale context for central Chile droughts

Cen

tral

Chi

le w

inte

r ra

infa

ll an

omal

y

La Niña El Niño

r ≈ 0.6

MJJAS Niño3.4 index [°C]

Cen

tral

Chi

le w

inte

r ra

infa

ll an

omal

y

Page 15: La actual Mega-Sequía en Chile Central: Llegó el futuro? · René D. Garreaud + grupo de Sequía CR2 Department of Geophysics, Universidad de Chile Center for Climate and ... PUCV

Large-scale context for central Chile droughts

Cen

tral

Ch

ile R

ain

fall

An

om

aly

r ≈ -0.6

Cen

tral

Ch

ile R

ain

fall

An

om

aly

Z500 difference

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Drought compositeMean Z500 anomalies (contours)

Std Z500 anomalies (colors)

Large-scale context for central Chile droughts

Reduced variability downstream of anomalous ridge

Enhaned variability downstream of anomalous trough

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Rainfall Z500 SST

DroughtComposite

The 2010-2015 drought in Central Chile

ColdHigh

Warm

1967,68,64,73,76,85,96,87,03,07

2010-2014Average

-50 0 +50 m -1 0 +1°C-60 0 +60 mm/month

High

Warm

Page 18: La actual Mega-Sequía en Chile Central: Llegó el futuro? · René D. Garreaud + grupo de Sequía CR2 Department of Geophysics, Universidad de Chile Center for Climate and ... PUCV

Cen

tral

Chi

le w

inte

r ra

infa

ll an

omal

y

La Niña El Niño

The 2010-2015 drought in Central Chile

2010

2014

2013

2012

2011

2009

MJJAS Niño3.4 index [°C]

Cen

tral

Chi

le w

inte

r ra

infa

ll an

omal

y

+

2015????

Monte Carlo Experiment:5000 samples of 4 randomly chosen ENSO-neutral years

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Central Chile Rainfall Anomaly

The 2

01

0-2

01

5 d

rou

ght in

Cen

tral Ch

ile

r≈

0.6

Central Chile Rainfall Anomaly

Z50

0 d

ifference

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5800

5750

5700

5650

Subtropical box

NNRMMM

(hist+RC85)

Geo

po

ten

tial

hei

ght

[m]

The 2010-2015 drought in Central Chile

5300

5250

5200

5150

5000

5600

Midlatitude Box

MMM(hist+RC85)

NNR

Geo

po

ten

tial

hei

ght

[m]

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Evidence for anthropogenic forcing

Climate simulation family

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Attribution of the 2010-2015 mega drought

AMIP simulations: Global Circulation Model (GCM) forced by

• Observed SST

• Observed Sea Ice Distribution

• Observed or past Radiative Forcing (CO2, aerosols, O3,…)

Ensemble AMIP simulationsEnsemble AMIP simulations

• 10-30 “runs” of several decades long with slightly different initial conditions

• Ensemble mean reveals the SST forced response

• Ensemble spread reveals impact of internal variability (weather)

SST forcing includes natural variability (e.g., ENSO) but also anthropogenic impact

Ensemble mean with past radiative forcing excludes direct anthropogenic impact

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Rainfall deficit

CAM4 (20) ECHAM5 (30)

May-September, 2010-2014

-50 0 +50 %

GPCP

Observations AMIP (Obs .SST, Obs. Rad.Forc.)

Z500 anomaly

-50 0 +50 m

NNR

SST variability + Obs. Rad. Forcing during 2010-2014 accounts about half of theobserved Z and P anomalies. Remaining anomaly can due to “bad luck”

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(a) Nat-Hist forcing / Obs SST (b) Obs. Rad. Forcing / Obs. SST

Winter (MJJAS) rainfall anomaly 2010-2014LBNL CAM 5.1 AMIP simulations (50 runs)

-300 0 300 mm/year

-10% -20%

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Obs RF / Obs SST (AMIP)

Rai

nfal

l ano

mal

y [%

]

2010-2014 Winter rainfall anomaly in Central Chile

Past RF Obs SST(AMIP) Obs RF / Coupled ocean

ECHAM5 (30)CAM4 (20)

CAM5 (50)

Rai

nfal

l ano

mal

y [%

]

CMIP5 (20 models)

CAM5 (50)

Observations@ 35S, 71W

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The Next Decade Challenge

Next Decade

100%

90%

80%

0%

10%

20%

Rai

nfa

ll an

om

aly

wrt

19

70

-20

00 R

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eficit wrt

19

70????

1995 2005 2015 2025 2080

Far Future

RCP8.5

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Drought

Recent

Past

80%

70%

20%

30%

Mid Future

RCP8.5

Rai

nfa

ll an

om

aly

19

70

-20

00

????

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The Next Decade Challenge

100%

90%

80%

0%

10%

20%

*

**

Rai

nfa

ll an

om

aly

wrt

19

70

-20

00 R

ainfall d

eficit wrt

19

70

Next Decade

Unlikely

Unlikely

Likely

1995 2005 2015 2025 2080

Far Future

RCP8.5

Mega

Drought

Recent

Past

80%

70%

20%

30%

Mid Future

RCP8.5

MD Forcing

(*) Anthropogenic

(**) Natural (ENSO, PDO, Internal)

Rai

nfa

ll an

om

aly

19

70

-20

00

Very unlikely

Unlikely

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Conclusions

• Current multi-year drought (MD) in central Chile is a very infrequent event in the historical record (100 years) and paleo-record (1000 years). It occurs during the warmest decade on record and much increased water demands.

• The uninterrupted sequence of 5 (6) dry years occurred during mostly ENSO-neutral conditions, a very unlikely situation.mostly ENSO-neutral conditions, a very unlikely situation.

• Roughly speaking, half of the current MD rainfall deficit can be attributed to concurrent SST state (cold-phase of PDO).

• Thus, anthropogenic climate change, mediated by circulation anomalies, is already influencing central Chile hydro-climate.

• So, we are not fully into the “future”, but this is how it will be…warm and dry.

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Mea

n Q

N A

nn

ual

Pre

cip

itat

ion

[mm

/yea

r]

1900-10

1915-22

1926-42

1977-90

1991-2003

The error bars indicate the dispersion in the mean values when the initial or final year of each period is changed ±1 year

Warm PDO periodsCold PDO periods

The grey circles are 10-year synthetic PDO cold or warm periods

The blue circles are the composites using tree-rings reconstructions.

The 2010-2015 drought in Central Chile

Mean PDO Index

Mea

n Q

N A

nn

ual

Pre

cip

itat

ion

[mm

/yea

r]

1900-10

1942-57

1961-75

2007-2014

Long term mean

PDO Index

Year