La hidrología superficial de la cuenca del Plata y su representación a través de simulaciones climáticas : identificación de errores y mecanismos físicos asociados

• Autores: Saurral, Ramiro Ignacio
• Año de publicación: 2011
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Camilloni, Inés Ángela; Ambrizzi, Tércio
• Materia: CUENCA DEL PLATA; HIDROLOGIA SUPERFICIAL; MODELOS CLIMATICOS GLOBALES; ERRORES; PLATA BASIN; SURFACE HYDROLOGY; GLOBAL CLIMATE MODELS; ERRORS
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

La cuenca del Plata es la quinta más grande del mundo y mediante su régimen hídrico provee de agua potable a cientos de millones de personas a través de cinco países en Sudamérica. Trabajos previos han mostrado la alta sensibilidad de la cuenca tanto a las condiciones climáticas medias como a su variabilidad, por lo que posibles cambios futuros en estas condiciones podrían determinar variaciones significativas en las condiciones de disponibilidad hídrica. En este trabajo de tesis se calibró el modelo hidrológico distribuido VIC sobre la región de la cuenca del Plata y se lo forzó con datos meteorológicos obtenidos de las simulaciones de algunos Modelos Climáticos Globales (MCG) contenidos en el conjunto de datos del WCRP/CMIP3 para el clima presente. Las simulaciones hidrológicas forzadas con las salidas de los MCG muestran grandes apartamientos respecto de los caudales observados. Estas diferencias se deben a los errores que los mismos tienen para representar varios aspectos del clima global y del de Sudamérica en particular. En términos generales, se encuentra que la gran mayoría de los MCG simula menos precipitación que la observada a nivel anual sobre el sudeste de la cuenca, en tanto que representan condiciones más cálidas. Estos errores determinan diferencias marcadas respecto de los caudales observados y esto implica una limitación para efectuar posibles inferencias del clima futuro de la cuenca. Por tal motivo, se utilizó el modelo climático CAM (la versión atmosférica del CCSM, desarrollado en NCAR) para analizar los mecanismos físicos y/o dinámicos que explican el patrón de subestimación de la precipitación sobre el sudeste de Sudamérica en los modelos. Se llevaron a cabo experimentos de sensibilidad a cambios en la orografía de Sudamérica, condiciones de borde, variaciones en la resolución horizontal y en el esquema convectivo. Los resultados muestran la máxima sensibilidad a la elección del esquema de convección. Esto sugiere que la magnitud de los errores en las simulaciones climáticas globales puede disminuirse al mejorar la representación de la convección, a la vez que el incremento en la resolución espacial representa un factor de mejora de segundo orden, por detrás de las parametrizaciones físicas.
The Plata basin is the fifth largest in the world and its rivers provide fresh water to hundreds of thousands of people across five different countries in South America. Previous works have shown the high sensitivity of the basin to both the mean climate conditions and to climate variability, and for this reason future changes in these conditions could lead to significant variations in water availability. In this thesis the VIC distributed hydrologic model was calibrated in the Plata basin region and it was afterwards forced with meteorological inputs obtained from Global Climate Models (GCM) simulations from the WCRP/CMIP3 for the present climate. These hydrologic simulations show large discrepancies with respect to the observed streamflows. These differences are explained by the large errors that GCM have in representing various aspects of the observed climate worldwide and in particular over South America. In general it is found that many of the GCM tend to represent less rainfall than observed annually over the southeastern part of the region, while simulated conditions also tend to be warmer than observed. All these errors determine differences when comparing the derived streamflows with those observed. For this reason, in this study the CAM climatic model (the atmospheric part of the CCSM GCM, developed at NCAR) was used to analyze the physical and/or dynamical mechanisms responsible for the pattern of underestimation of precipitation over southeastern South America in the GCM. Sensitivity experiments were performed to analyze the impact of changes in the topography of South America, the boundary conditions (changes in sea surface temperatures over the Pacific and Atlantic oceans), variations in the horizontal resolution and in the convective scheme on the simulated climate. Results show that the largest sensitivity appears when modifying the convective scheme, surpassing in fact the effect given by an increase in horizontal resolution. This suggests that the magnitude of the errors in GCM simulations can diminish when improving the representation of convection, while increasing the horizontal resolution is a second-order improvement factor, behind the physical parameterizations.
Fil: Saurral, Ramiro Ignacio. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.