Variabilidad y Cambio Climáticos en el Sector Agropecuario: … · 2014-09-08 · Walter E. Baethgen 2014 Al aumentar las emisiones de Gases con Efecto Invernadero, se incrementa

Walter E. Baethgen 2014

Variabilidad y Cambio Climáticos

en el Sector Agropecuario:

Desafíos y Oportunidades

Walter E. BaethgenHead, Regional and Sectorial Research Program

International Research Institute for Climate and SocietyThe Earth Institute

Columbia University, New York


50% se Absorbe y

Calienta la Tierra

Una parte se

refleja en la

Tierra y la

Atmosfera

El Efecto Invernadero:

Parte de los Infrarrojos atraviesanla atmosfera, pero otra partees absorbida por los Gases deEfecto Invernadero y se re-emitenen todas direcciones.

Esto permite calentar la Tierra ylas capas inferiores de la atmosfera


Al aumentar las emisiones de Gases con Efecto Invernadero,se incrementa el Efecto Invernadero “Natural”

(Es como si el vidrio del Invernadero se hiciera más grueso: “atrapa mas calor”)

El calentamiento afecta la circulación atmosférica, intensifica el ciclo hidrológico,y eso afecta el clima de todo el planeta


Cambio Climático

Cuánto se debe a la acción del hombre?Cuánto es “Natural”?

Certeza:

La acción del hombre es parte del problema


Diagrama de Flujo de Emisiones Globales

Sector Agropecuario

Cambios Uso del Suelo

CO2

CH4

N2O


Diagrama de Flujo de Emisiones Globales14%

18%

6

2%

Sector Agropecuario

Deforestación

Energia


Diagrama de Flujo de Emisiones Globales14%

18%

6

2%

Deforestación

x 25

x 300Sector Agropecuario

Suelos 6%

Ganad. 5%

65%

CH4

N2O


Acciones en Cambio Climático

La Fundamental: ir a las causas

Mitigación: Reducir Emsiones Netas

1. Reduciendo Emisiones de GEI

2. Removiendo GEI de la atmósfera (secuestro)


Mitigación del Cambio Climático

Reducir Emisiones de GEI:

Fuentes de Energía Renovable (vs combustibles fósiles)Eficiencia en el TransporteReducción de emsiones de metano y oxidos de N

Remover GEI de la Atmósfera:

Secuestro de Carbono en los Suelos (aumento de la MOS)Aforestación


Dos Comentarios en Mitigación

1. Huellas de Carbono (CO2 / kg de carne, Lt leche, etc.)

Posibles barreras no arancelarias

Medir la huella en Uruguay (y medirla bien)(Trabajo de V. Picasso et al., 2014, CIRVCC)

2. Efectos en el Cambio de Uso de los Suelos

Necesidad de cuantificar y modelar cambios en el C suelo


Uruguay: Crop Rotation Experiment (1963 - present)Observed data and Century model

1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005

So

il C

arb

on

(g

/m2)

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

CC(-F) CenturyCC(+F) CenturyCP(+F) CenturyCC(-F) ObsCC(+F) ObsCP(+F) Obs

Modelo CENTURY

Carb

on

o e

n e

l su

elo

(g

/ m

2)

Cultivos + Pasturas

Cultivos +Fertil.

Cultivos - Fertil.

IFDCContenido de Carbono en el Suelo

(Efecto de las Rotaciones de Cultivos y PasturasEjemplo: Experimento de Estanzuela (1965) (Con Laboreo)

(Baethgen y Morón, 2000)


1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

CC(-F) CenturyCC(+F) CenturyCP(+F) Century

Erosion No Erosion

So

il O

rgan

ic C

arb

on

(g

/m2)

(Baethgen y Morón, 2000)

Contenido de Carbono en el SueloEfecto de las Rotaciones de Cultivos y Pasturas

Efecto de la Siembra Directa

Evaluar los sistemas de producción de hoy (SNIA)


Lo Fundamental es la Mitigación

Pero debido a la inercia de emisiones pasadas y presentes:

Efectos en el Clima por 40-50 años

Por lo tanto: Necesidad de Adaptarse


Adaptarse a qué?Qué podemos Esperar?

Informar Planificación Toma de Decisiones

Políticas Públicas

Se Necesitan

Escenarios de Clima del Futuro


Como va a ser el Clima del Futuro?Escenarios de Cambio Climático: Uso de Modelos (GCMs)

Modelos complejos que simulan los procesos físicos en atmósfera, océanos, y tierra


La Resolución Espacialde los Modelos Climáticosen los Informes del IPCC(tamaño de grillas)ha mejorado mucho

10

1

30

30

Capas Verticales

FAR AR4


Todavía hay mucho para entender y mejorarModelos Climáticos: Ejemplo en SE South América DJF

Anom

alía

s (m

m/m

es)

Modelos IPCC Rango y Promedio

IPCC, 2014


Todavía hay mucho para entender y mejorarModelos Climáticos: Ejemplo en SE South América DJF

Modelos IPCC Rango y Promedio

Anom

alía

s (m

m/m

es)

Observado


Como va a ser el Clima del Futuro?Escenarios de Cambio Climático: Uso de Modelos (GCMs)

2. Un Input clave:Emisiones de GEI

Suposiciones en:(e.g., in 2080-2100)

Tecnologías?Población? Fuentes de Energía? Tasas de Deforestación?

Incertidumbre

(Escenarios IPCC)

1. Mucho para Avanzar enModelos: Investigación


300

400

500

600

700

800

900

1000

1980 2000 2020 2040 2060 2080 2100

CO

2 p

pm

A1B

A1F

A2

B1

B2

CO2 en la atmósfera Para diferentes

Opciones de Desarrollo

Fuente: IPCC, 2007

Clima y Escenarios Socioeconómicos

En AR5: Valores de Forzameinto Radiativo(suposiciones similares)


RCP (Trayectorias de Concentración Representativas):Trayectorias de cuatro concentraciones de gases (no emisiones) adoptadas por el IPCC para su Quinto Informe (AR5)

(Values are radiative forcing values in the year 2100 relative to pre-industrial values (+2.6, +4.5, +6.0, and +8.5 W/m2


Se conectan los RCPs con Modelos Climáticos: Escenarios IPCC

Walter E. Baethgen 2014Fuente: IPCC, 2007

Proyecciones (Escenarios) para 2090-2099

Para las Lluvias, la incertidumbre es aun mucho mayor.

Lluvia de Diciembre-Enero-Febrero

Walter E. Baethgen 2014 Giannini et al., 2007

A Nivel Regional los Escenarios Climáticos son más Inciertos(Corridas de modelos individuales y medias)

Este de Africa

Esto es para grandes “Ventanas”La Incertidumbre es mucho mayor a Nivel Local


SIN EMBARGO: Se publican Resultados como:Cambios en Rendimientos de Cultivos 2020, 2050, 2080

Incertidumbre?

2020

2050

2080

Conclusión: Los escenarios de Cambio Climático son InciertosIPCC no publicó los escenarios para predecir el clima local

PROBLEMA:

Esto es fácilmente entendible

Puede ser “erróneamente” creible

Cambios esperados en rendimientos de cultivos Para el escenario HadCM2de cambio climático


Downscaling: Aumento de la Resolución Espacial

Dinámico o Estadístico

(mejor detalle)

Bueno para PronósticosEstacionales (3 meses)

Pero en Cambio Climático

las incertidumbres son

Iguales o aún más grandes


Cambio Climático y Tomadores de Decisiones

Tomadores de Decisiones (incluyendo Políticas Públicas): Presión para actuar en el plazo inmediato a corto

Comunidad Científica: Escenarios para 2080, 2100Muy bueno para toma de conciencia, bueno para Mitigaciónpero CC “problema FUTURO”

Escenarios de CC: Incertidumbre a escala local es enorme

Resultado: “Parálisis”

Difícil integrar CC en las agendas políticas, planificaciónDesconectado de programas de desarrollo

Se puede incorporar en Toma de Decisiones? Políticas?

Walter E. Baethgen 2014 Walter E. Baethgen 2014

Sahel: Annual Precipitation

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

1900 1920 1940 1960 1980 2000

Rain

fall (

mm

)

Observed

Necesitamos Nuevos Enfoques

Existen Diferentes Escalas de Variabilidad Climática

Ejemplo: Lluvia Annual en el Sahel

Variabilidad Decadal250mm en 20 años

“Cambio Climático”180mm en 100 años

Variabilidad Interanual290mm de un año a otro


Importancia Relativa de la Variación del Clima a Diferentes Escalas:

• Lineal (CC),• Decádica • Interanual

Linear

(18% Variance)

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

Lineal(18% de la Variación)

Decadal (removing Linear

(27% Variance)

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

Decádica(27% de la Variación)

Interannual (removing Linear and Decadal)

(55% Variance)

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

Interanual (de un año a otro) (55% de la Variación)

Sahel, W África:


Existe Variabilidad Climática a Diferentes Escalas Temporales:

•Interanual (de un año a otro)•Decadal o decádica (en períodos de 10 o más años)•De más largo plazo (“Cambio Climático”)

La importancia relativa de cada una varía en diferentes regiones

Ejemplo: Importancia Relativa en todo el mundo

(Herramienta del IRI [Greene et al, 2011] en Data Library http://iridl.ldeo.columbia.edu/


Importancia de las diferentes escalas de variación del clima en el mundo

Tendencias en lluvia (“Cambio Climático”): % varianzaObservaciones del siglo XX - Medias Anuales

http://iridl.ldeo.columbia.edu/maproom/.Global/.Time_Scales/

Greene et al, 2010


Variabilidad Decadal en Lluvia: % de la Varianza Observaciones siglo XX – Media Anual

http://iridl.ldeo.columbia.edu/maproom/.Global/.Time_Scales/

Greene et al, 2010


Variabilidad Interanual en Lluvia: % de la Varianza Observaciones siglo XX – Media Anual

Típicamente 60-90% de la varianza


Cambio entre 1930-1960 y 1970-2000 (%)(JFM = Verano)

+30-50%Aumento deLluvias

Cambios en PRECIPITACIONES (% cambio)Entre 1930 - 2000

(Giménez y Baethgen, 2008)

Enero – Febrero - Marzo

Cambio Climático? Variabilidad Decádica? Ambas?

NuevasÁreas deCultivos Argentina


Comentarios Iniciales

Los escenarios basados exclusivamente en Modelos son Inciertos(peor para Lluvias, peor para escala de Región, mucho peor para Local)

Los escenarios focalizados solo en las “tendencias” (CC) no consideranInformación Importante (Interanual, Decádica, Eventos Extremos)

Los Modelos Climáticos de hoy no simulan bien la Variabilidad Decádica(Y esa variabilidad puede ser importante en algunas regiones)

La mayor parte de la Variabilidad Climática (observada y esperada)es la de escala Interanual –de un año a otro (60-80%)


Paradigma Presente: Arca de Noé

(Rafael Terra, 2014, in prep)

Tenemos información perfecta sobre el clima del futuro: se viene un Cataclismo

Acción: construimos Infraestructura y salvamos la Biodiversidad

Pero: No tenemos (no vamos a tener) información perfecta sobre el clima

Se necesita un Nuevo Paradigma


Ginkgo biloba(la especie tiene 2,000,000 años)

Approx 1,000m del epicentrode Hiroshima

2 millones de años de Evolución

Adaptado a amplio rango de condiciones

Evento muy extremo (bomba A)

6 Ginkgos Sobrevivieron

Paradigma: Adaptar con “flexibilidad”

• No vamos a tener información “perfecta”• Adaptarse a un rango de posibles condiciones• Empezar por adaptarse al clima de hoy

Paradigma 2: Ginkgo biloba

(Rafael Terra, 2014, in prep)


Enfoque Complementario al “Tradicional” de Cambio Climático:Gestión de Riesgos Climáticos

Futuro: Trabajar en Cambio Climático “Cercano” (i.e., 10-30 años)Considerando un AMPLIO RANGO DE CONDICIONES POSIBLESExiste Demanda de Usuarios: Infraestructura, Represas de Agua,Costas, Glaciares, Planes de negocios de largo plazo, Programas de Desarrollo

Algunos de los peores impactos esperados del Cambio Climático están relacionados con la Variabilidad Climática (sequías, inundaciones, etc.)

Cambio Climático es un problema del PRESENTE(y no un problema del FUTURO)

Mejorando la Adaptación al Clima de Hoy se tienen Sociedades menos Vulnerables, mejor preparadas para posibles Cambios en el ClimaHAY MUCHO PARA HACER HOY (y el resultado se puede evaluar HOY)


Ciencia/Tecnología informando Decisiones/Políticas Públicas:

El avance en las Ciencias requiere especialización cada vez mayor (enfoque “reduccionista”) (“islas de conocimiento en un mar de ignorancia”)

Meinke et al, 2007

Desafío: Avances en Ciencia no son Proporcionales a sus Aplicaciones

Tomadores de decisiones: enfoque “holístico, integrado e intuitivo”

Hace falta Integrar conocimiento (conectar las “Islas”)


Cómo integrar información:•Científica•Tecnológica•Económica•Climática

De una forma que sea ENTENDIBLE y UTILIZABLE

Es necesario conectar Avances de la Ciencia y Tecnología con Necesidades de la Sociedad (se deben entender suficientemente bien las dos cosas).

Cadenas/Redes de Información / Espacios Interdisciplinarios

Se necesitan “enfoques de trabajo” que aseguren el enfoque “Integrado”, Holístico para informar decisiones/políticas Contextualizadas

Se necesitan Herramientas que permitan Integrar esa Información


E

Sistemas de

Información y

Soporte para la

Toma de

Información para Gestión de Riesgos Climáticos: Enfoque de Sistemas

DecisionesEjemplo SNIA en Uruguay


Aprovechar Herramientas Modernas paraIntegrar Información y “Traducirla”

(Ejemplo del SNIA en Uruguay)

MODELOSSIMULACION

SENSORAM.REMOTO

BASES DATOSEXISTENTES

SIG

ESCENARIOSCLIMATICOS

Estado del Arte de la Ciencia Productos ÚtilesInformación “Accionable”

“Coloresde Semáforo”

ESCENARIOSECONOMICOS

• Alertas tempranas

• Respuestas tempranas

• Pronósticos de Cultivos

• Seguros de Índices

• Factibilidad de Inversiones

• Evaluación de Tecnologías

• Impacto Ambiental


ADAPTACIÓN al Cambio Climático (HOY a 10-30 años)

•Implementar medidas para mejorar Adaptación al clima de HOY•Tecnológicas, Arreglos Institucionales que Reducen Vulnerabilidad•Futuro: amplio rango y para 10-30 años (no para el 2080 – 2100)

Comentarios Finales

Informar Decisiones, Planes

•Entender las cadenas / redes existentes•Crear espacios Interdisciplinarios•Necesidad de profesionales “Integradores”•Enfoque “SISTD”: Herramientas modernas que integren conocimiento•Información “accionable” (vs solamente interesante)

Lo Fundamental es avanzar en MITIGACIÓN

•Fuentes de energía, reducción de emisiones, secuestro de Carbono•La incertidumbre de los escenarios no debe ser barrera


Walter E. Baethgen

Director, Investigación Sectorial y Regional

Líder Programa Regional para América Latina y el Caribe

Columbia University, New York

email: [email protected]

Internet: http://iri.columbia.edu/

Muchas Gracias

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Variabilidad y Cambio Climáticos en el Sector Agropecuario: … · 2014-09-08 · Walter E. Baethgen 2014 Al aumentar las emisiones de Gases con Efecto Invernadero, se incrementa