Métodos

1. Análisis Climático

Para evaluar los impactos del cambio climático en las cuencas del Magdalena y del Combeima, se analizó el clima histórico y el futuro. La temperatura se utilizó para calcular la referencia de la evapotranspiración, que es la demanda actual de agua. 

Para el clima histórico, la precipitación y la evaporación se obtuvieron de observaciones satelitales. La precipitación histórica se basó en la Misión Tropical de Medidas de Lluvia (TRMM por sus siglas en Inglés), la cual entrega precipitación diaria a una resolución espacial de 0.25° (aproximadamente 25km). La temperatura histórica se basó en el re-análisis de superficies de flujo de NCEP / NCAR. Estos datos están disponibles a resolución temporal diaria con una resolución espacial de 1.9°. Tanto a la precipitación como a la temperatura se les aplicó un método dos pasos para hacer reducción de escala espacial a una resolución espacial de 90m. Como alternativa, la evapotranspiración de referencia también se calculó utilizando la ecuación de Hargreaves (Hargreaves and Samani, 1985). 

El clima futuro generalmente es evaluado utilizando Modelos de Circulación Global (GCM). Los GCM son afectados por escenarios de emisión de gases invernadero (GHG). El Panel Intergubernamental en Cambio Climático (IPCC) utiliza cuatro familias de escenarios de emisiones, llamadas A1, A2, B1 y B2 (SRES 2000). Para las cuencas del Magdalena y el Combeima los escenarios de emisiones A1BGHG es utilizado porque según el IPCC es el más probable. Este escenario asume un crecimiento económico rápido, una población global que es pico hacia la mitad del siglo y una rápida introducción de nuevas y más eficientes tecnologías. Los GCMs se basan en diferentes metodologías físicas. Por tal motivo, para obtener un rango de posibles futuros climáticos, se propone el uso de las salidas de cuatro GCMs para las cuencas del Magdalena y el Combeima. Las escalas de los datos de clima futuro (precipitación y temperatura) fueron disminuidas utilizando interpolación avanzada en conjunto con datos históricos de clima.


2. Análisis histórico utilizando datos de radar y satélite

La extensión de inundaciones y de humedales, y la frecuencia y otras estadísticas de inundación son derivadas de datos densos de radar en el caso de estudio. Se utilizaron dos tipos de resolución (30m y 100m). Se realizó también un análisis a las series de datos de cobertura del suelo para los últimos diez años para la región, para tratar de entender diversos procesos tales como uso de la tierra, deforestación y regeneración. Este análisis de las series de datos se realizó también a dos resoluciones, de 250m y 30m. Mapas asociados a la biomasa fueron generados utilizando una combinación de radar y datos ópticos. El cambio histórico de esta biomasa se utilizó en combinación con los datos de cobertura del suelo para realizar análisis de uso del suelo. Todos los mapas se explicaron en reportes técnicos.


3. Impactos del clima en las inundaciones

Se esquematizó un modelo hidrológico de la cuenca del río Magdalena y del río Combeima, utilizando plataformas libres de sistemas de información geográfica en PCRaster (Schellekens et al., 2011; Van Beek et al., 2011). El modelo se optimizó utilizando 1) mediciones históricas de descarga, y 2) mapas de extensión de inundaciones derivados de datos de satélite. 

Para el análisis histórico del modelo, se utilizaron las entradas provenientes del TRMM y de NCEP/NCAR. Para evaluar los cambios futuros en las descargas extremas, los conjuntos de datos de escala espacial reducida se utilizaron en los modelos hidrológicos. Las series de tiempo de descarga fueron analizadas con respecto a cambios en la frecuencia de ocurrencia y en cambios de cantidad. Con base en este análisis, los volúmenes de inundación fueron evaluados, así como también fueron generados los mapas de extensión de la inundación de las áreas bajo estudio. Estos mapas se generaron utilizando una rutina de reducción de escala espacial desarrollado por Deltares (Winsemius et al. 2012). Los resultados del modelo hidrológico se utilizaron como entrada a los modelos de demanda utilizados en las actividades subsiguientes. Del anterior análisis, y en combinación con las actividades previas, se determinaron los puntos críticos de adaptación para descargas del río. Esto es, la cantidad de descarga a la cual la inundación ocurre. A partir de allí, se construyó una trayectoria de tiempo con las ocurrencias y cruces de puntos críticos, los cuales fueron entrada de la actividad siguiente.


4. Impacto del clima en la disponibilidad de agua para agricultura

Los impactos del clima en la disponibilidad de agua y agricultura se evaluaron mediante la modelación del cambio climático. Primero, analizamos las salidas del modelo hidrológico generado en la actividad correspondiente, para luego evaluar la disponibilidad del agua bajo el escenario de clima actual y futuro. Segundo, en combinación con las demandas de agua sectoriales, los resultados de los análisis de disponibilidad de agua del paso anterior alimentaron un modelo de distribución de agua desarrollado en WEAP. Este modelo fue utilizado para evaluar la demanda mensual de agua. El modelo de distribución de agua incluye aguas subterráneas, agua superficial y reservorios como posibles fuentes de agua que suplen la demanda de diferentes sectores. El modelo de distribución de agua une suministro y demanda para cada subcuenca, sector y fuente de abastecimiento. A partir de los resultados del modelo, fue posible identificar los límites críticos del sistema (puntos críticos de adaptación climática). Finalmente, el modelo de distribución de agua se utilizó para evaluar los efectos de diferentes opciones de demanda y suministro, como parte de trayectorias de adaptación.

5. Traducción de escasez de agua a efectos

La estimación de los efectos de la disminución del agua disponible en varios sectores, incluyendo agricultura, agua doméstica e industria, se realizó utilizando la metodología de transformación de escasez de agua. La metodología utilizada es la propuesta por Jeuken y te Linde (2011), que consiste en cinco pasos para realizar un análisis de puntos críticos para adaptación. Estos pasos se siguieron en los casos de las cuencas del Magdalena y Combeima. 

1. Determinación del alcance del análisis
En este paso se realiza un inventario de todos los posibles temas sensibles al clima, sectores, funciones, así como de los posibles efectos. El resultado de este análisis permite un alcance más amplio que el que ofrece la modelación por sí sola.

2. Determinación de indicadores principales y límites críticos
En este paso los indicadores y límites obtenidos en el punto anterior son analizados en detalle y se da respuesta a la pregunta: ¿es posible extraer información acerca de límites críticos, indicadores, estándares de protección, etc., a partir de políticas y documentos de gestión? Para dar respuesta a esta pregunta, se realizó un taller con actores en donde se discutieron los niveles aceptables de cambio. Las estadísticas de los eventos pasados y los resultados de los modelos se utilizaron como insumo en estas discusiones.

3. Determinación de puntos críticos de adaptación. 
En este paso se determinan los límites críticos y se traducen en parámetros climáticos por medio de las herramientas de modelación para inundación y para sequías.

4. Determinación de los tiempos de ocurrencia de los puntos críticos. 
En este paso se determinan los tiempos de ocurrencia de los puntos críticos mediante el uso de escenarios de inundación y sequía.

5. Estructuración preliminar de posibles trayectorias de adaptación. 
En este paso se incluyó un segundo taller para comentar los resultados del análisis de puntos críticos a los diferentes actores, junto con varias opciones de adaptación. Otras actividades incluyeron la priorización de acciones de adaptación y acciones necesarias para el análisis consecutivo para la definición de un programa de innovación.

6. Promoción de los resultados del proyecto

La promoción de los resultados del proyecto se ha realizado a través de un sitio web, el cual incluye todos los reportes producidos así como también la visualización de los mapas producidos. Otros métodos de diseminación incluye la organización de un evento, a manera de simposio, el cual será organizado para presentar los resultados a diferentes actores. Las redes existentes entre Colombia y Holanda por parte de SarVision, Deltares y UNESCO-IHE facilitarán este proceso. 

7. Entrenamiento

La experiencia de UNESCO-IHE en el fortalecimiento de capacidad y entrenamiento se utilizó en este proyecto para organizar un curso en modelos hidrológicos y modelos de inundación. Durante estos entrenamientos, especial atención se centró en la necesidad de fortalecimiento de la capacidad para diferentes actores y a diferentes niveles, desde el personal hasta el organizacional, el cual redundará en la iniciativa del centro nacional de modelación y el Centro de Investigación de Cormagdalena.



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