Amazon variability and Atlantic - Amazon - Andes connection

Amazon variability and Atlantic - Amazon - Andes connection

Jhan Carlo Espinoza, PhD. Instituto Geofísico del Perú (IGP)

Josyane Ronchail; Jean-Loup Guyot; Waldo Lavado & William Santini

2

300mm

6 000

3 000

La distribución espacial de la lluvia total anual al este de los Andes

Lluvia total anual Reventador

Quincemil, San Gaván

Espinoza et al., 2009, IJC

Hace falta entender mejor las precipitaciones al este de los Andes Fuente de humedad del Altiplano, los glaciares, etc

750 estaciones in-situ

Humedad desde el Atlántico

3

300mm

6 000

3 000

La distribución espacial de la lluvia total anual al este de los Andes

Estaciones Andinas

Lluvia total anual Reventador

Quincemil, San Gaván

Espinoza et al., 2009, IJC

Hace falta entender mejor las precipitaciones al este de los Andes Fuente de humedad del Altiplano, los glaciares, etc

750 estaciones in-situ

390 estaciones Andinas

300mm

6 000

3 000

6000 4000 2000 0

La distribución espacial de la lluvia total anual al este de los Andes

Información de TRMM 3B42 v.7 (1998-2012)

300mm

6 000

3 000

6000 4000 2000 0

La distribución espacial de la lluvia total anual al este de los Andes

Información de TRMM 3B42 v.7 (1998-2012)

La interacción entre la orografía andina, la humedad proveniente de la cuenca amazónica y mecanismos de la circulación atmosférica originan en esta región núcleos de precipitación : los hotspots.

20 10 5 1 mm/day

San Gabán Quincemil

Paucartambo

Chipiriri

Cristal Mayu

Rurrenabaque

Información pluviométrica observada en los hotspots sur tropicales

-95 estaciones (Perú y Bolivia)

-1975-2005 (en general)

-Entre 200 a 5000 msnm

mm/día

Espinoza et al., en prep.

20 10 5 1 mm/day

San Gabán Quincemil

Paucartambo

Chipiriri

Cristal Mayu

Rurrenabaque

Información pluviométrica observada en los hotspots sur tropicales

-95 estaciones (Perú y Bolivia)

-1975-2005 (en general)

-Entre 200 a 5000 msnm

mm/día

Espinoza et al., en prep.

Chipiriri (13.30) Cristal Mayu (11.25)

Locotal (7.34)

Colomi (1.72)

Corani (6.94)

La Tomborada (1.33)

Un ejemplo del perfil transversal en los hotspots msnm

Chipiriri

Cristal Mayu

Locotal

Corani Colomi

La Tomborada

Hotspot en Chaparé (Bolivia)

Línea Roja: Perfil topográfico Barras: Lluvia anual

Espinoza et al., en prep.

Chipiriri (13.30) Cristal Mayu (11.25)

Locotal (7.34)

Colomi (1.72)

Corani (6.94)

La Tomborada (1.33)

Un ejemplo del perfil transversal en los hotspots msnm

Chipiriri

Cristal Mayu

Locotal

Corani Colomi

La Tomborada

Hotspot en Chaparé (Bolivia)

Vientos húmedos dominantes

Línea Roja: Perfil topográfico Barras: Lluvia anual

5 veces menos lluvia en 10 km !

Espinoza et al., en prep.

Rurrenabaque

Titicaca

3500 m

200 km

Rurrenabaque: Cabecera del Río Beni (Bolivia)

Q medio: 2000 m3/s Cuenca 100% en la región Andina

Cuenca del Lago Titicaca vs Río Beni (Rurrenabaque):

Dos sistemas hidrológicos independientes

Variabilidad Interanual en la región Andino-Amazónica

Rurrenabaque

Titicaca Valores estandarizados de incrementos del nivel del lago Titicaca* y caudales

máximos en Rurrenabaque (Beni)

* Diferencias del nivel entre Abril (valor máximo del año n) y diciembre (mínimo del año n-1)

Líneas gruesas: media móvil 3años

Variabilidad Interanual en la región Andino-Amazónica

Tamshiyacu

Titicaca

Variabilidad Interanual en la región Andino-Amazónica

Rurre

35 000 m3/s (15% del caudal del amazonas en el estuario)

Tamshiyacu (río Amazonas): 750 000 km2, 50% en la región andina

Tamshiyacu:

i)  Sintetiza la variabilidad hidrológica del Este de los Andes incluyendo la Amazonía de Perú y Ecuador

ii)  Datos desde 1970

Correlation between mean rainfall and runoff r=0.91

Lluvia anual

Espinoza et al., 2011

Estiajes extremos: Escorrentía media mensual inferior al percentil 10 (~500 mm ó ~12000 m3/s): 1995; 1998; 2005 y 2010.

Caudal de estiaje (Ago–Oct)

Tamshiyacu

Sequías en la región Andino-Amazónica

Titicaca

Rurre

Correlation between mean rainfall and runoff r=0.91

Lluvia anual

Espinoza et al., 2011

Estiajes extremos: Escorrentía media mensual inferior al percentil 10 (~500 mm ó ~12000 m3/s): 1995; 1998; 2005 y 2010.

Caudal de estiaje (Ago–Oct)

Disminución significativa de lluvias y caudales de estiajes (Espinoza et al., J. of Hydrology, 2009)

Tamshiyacu

Sequías en la región Andino-Amazónica

Titicaca

Rurre

Correlation between mean rainfall and runoff r=0.91

Lluvia anual

Espinoza et al., 2011

Estiajes extremos: Escorrentía media mensual inferior al percentil 10 (~500 mm ó ~12000 m3/s): 1995; 1998; 2005 y 2010.

Caudal de estiaje (Ago–Oct)

Disminución significativa de lluvias y caudales de estiajes (Espinoza et al., J. of Hydrology, 2009)

Tamshiyacu

Sequías en la región Andino-Amazónica

Titicaca

Rurre

Sequías en la región Andino-Amazónica Datos océano atmosféricos :

En el mar:

Temperaturas de la superficie del mar - SST [Reynolds and Smith, 1994]

En la atmósfera:

Vientos, presiones y humedad NCEP–NCAR reanalysis [Kalnay et al., 1996]

Periodo de análisis Abril-Agosto

C

SST anomaly

Apr-Aug 2010

Apr-Aug 1995

Apr-Aug 2005

Toward an explanation of extreme low-flow discharge

Datos océano atmosféricos :

En el mar:

Temperaturas de la superficie del mar - SST [Reynolds and Smith, 1994]

En la atmósfera:

Vientos, presiones y humedad NCEP–NCAR reanalysis [Kalnay et al., 1996]

Temperaturas más altas de lo normal en el Atlántico tropical norte

Conexión: Atlántico – Amazonas-Andes

C

SST anomalías

Apr-Aug 2010

Apr-Aug 1995

Apr-Aug 2005

Transporte de vapor de agua (anomalía)

Deficit del flujo de vapor de agua:

2010 = -56% 2005 = -29% 1998 = -14% 1995 = -20%

Reducido transporte de humedad hacia la cuenca amazónica peruana

Temperaturas más altas de lo normal en el Atlántico tropical norte

Conexión: Atlántico – Amazonas-Andes

Case 2: características comunes en el océano y en la atmósfera durante las sequías de 1995, 2005 y 2010

Anomalías de precipitación durante episodios cálidos en el Atlántico tropical norte

JJA

From http://iridl.ldeo.columbia.edu/

Green: Positive rainfall anomaly

Brown: Negative rainfall anomaly

Yoon and Zeng, 2010

Circulación zonal

Conexión: Atlántico – Amazonas-Andes

Lavado et al., 2012

Lluvias en las cuencas de Ucayali y Huallaga vs TSM en el Atlántico tropical norte

Menos lluvia en la región Andina de la cuenca amazónica cuando el Atlántico

tropical norte está más caliente

Menos humedad llegando a la región Andina

Conexión: Atlántico – Amazonas-Andes

Triángulos azules: correlaciones negativas (significativas) entre lluvias y TSM en Atlántico

tropical Norte

Evolución de la TSM en la región 20-60W y 30°N-0° (Abr-Ago, 1970-2010) La frecuencia de estiajes podría estar relacionada con la tendecia positiva

°C ¿Por qué los estiajes severos son más frecuentes?

Conexión: Atlántico – Amazonas-Andes

Evolución de la TSM en la región 20-60W y 30°N-0° (Abr-Ago, 1970-2010) La frecuencia de estiajes podría estar relacionada con la tendecia positiva

°C ¿Por qué los estiajes severos son más frecuentes?

Conexión: Atlántico – Amazonas-Andes

Región Andina y Oeste Amazónico: Conexión natural de variabilidad hidroclimática

Sequías en la región Andino-Amazónica: Condiciones cálidas del Atlántico tropical norte (ATN).

Sequías más frecuentes: Calentamiento del ATN desde 1970.

Conclusiones

¿Cuál es el rol de la variabilidad del Océano Atlántico en las regiones de alta montaña? ¿Qué mecanismos?

Región Andina y Oeste Amazónico: Conexión natural de variabilidad hidroclimática

Sequías en la región Andino-Amazónica: Condiciones cálidas del Atlántico tropical norte (ATN).

Sequías más frecuentes: Calentamiento del ATN desde 1970.

Conclusiones

El Niño/ La Niña no explican toda la variabilidad hidrológica

Takahashi et al. (Presentación)

Junquas et al. (Póster)

Chávez et al. (Póster)

Gracias

jhan-carlo.espinoza@igp.gob.pe

http://www.met.igp.gob.pe/personal/jcespinoza/

www.igp.gob.pe