¿Cómo el clima controla los glaciares tropicales?

¿Cómo el clima controla los glaciares tropicales?

Jean Emmanuel SicartIRD, LTHE, UMSA-IHH-IGEMA

LMI GREATICE, ORE GLACIOCLIM

[email protected]

Climat - Glaciers

- Fricción (viento)- Evaporación- transferencia de calor- emisión de contaminanteetc…

Capa limite (100-1000m):Parte baja de la atmósfera que esta directamente influenciada por la superficie terrestre

Capa limite de la atmósfera

Radiación solar incidente

Radiación solar reflejada

Radiación térmica incidente

(atmósfera, nubes)

Radiación térmica emitida

por el glaciar

viento

Flujos turbulentos de calor sensible

y de calor latente

Fusión cuando la superficie alcanza 0°C

Balance de energía: relación clima - glaciar

ClimaFusión

AcumulaciónBalance de masa

Flujos de energía

Precipitaciones

Albedo nieve / hielo

Dinámica del viento en montaña

Viento del vale

‘anabatico’

Viento ‘catabatico’

0 4 8 12 16 20 0heure locale

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

m.s

-1

dirección Velocidad del viento

VERANO

anual

0 4 8 12 16 20 0heure locale

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

m.s

-1

INVIERNO

anual

1999-2000

Régimen de viento, Zongo, Bolivia, circulación térmica local (glaciar tropical)

VERANO

INVIERNO

catabatico

anabatico

Venezuela

0°

10 °S

20 °S

30 °S

40 °S

10 °N

80 °W 60 °W 70 °W

S.N. de Cocuy

Santa Isabel

Antizana 15 & 12

Carihuayrazo - Cotopaxi

Artezonraju Yanamarey Sullcón

Zongo (Chacaltaya)

Charquini Sur

Echaurren

Pilotos

Martial

Glaciares monitoreados en la Cordillera de los Andes en 2005

IRD IHH-IGEMA (UMSA)

SENAMHI-ANA (UGRH)

INAMHI-EPN (DICA)

IRD investigaciones en los glaciares

tropicales andinos (desde 1992)

LMI GREATICE, ORE GLACIOCLIM

‘Clima local’, Antizana (Ecuador, 0°28°S) / Zongo (Bolivia, 16°S)

Favier et al., 2004

BOLIVIA

ECUADOR

• Radiación neta de onda corta S

• Radiación neta de onda larga L

• Flujo turbulento de calor sensible H

• Flujo turbulento de calor latente LE

Flujos de energía en la superficie de glaciares

Antizana (Ecuador, 0°28°S) / Zongo (Bolivia, 16°S)

Ecuación del BE: R + H + LE + G + P = QM

[Favier et al., 2004; Sicart et al., 2005]

ECUADOR

BOLIVIA

Huayna Potosi (16 15’S), Bolivia

Zongo Glacier

6000-4900 m asl, 2 km2

Clima similar a Peru

09 10 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08month

-4

-2

0

2

4

6

T (

°C)

0

20

40

60

80

100

RH

(%

)

40

30

20

10

0

pre

c. (m

m d

ay

-1)

09 10 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08

0

100

200

300

400

S(

W m

-2)

160

200

240

280

320

L

(W

m-2)

0

0.2

0.4

0.6

dis

ch

arg

e (

m3

s-1

)

Sextra

Época húmeda (verano):

Precipitaciones y fusión

Época seca (invierno):

Poca fusión

Bajas variaciones térmicas

Simulación de los flujos de energía y de la fusión en toda la superficie del glaciar

Modelo ‘físico’: herramienta para entender los procesos de fusión

Modelo de Hock and Homlgren [2005]:

- Cálculos en la estación climática

- Extrapolación espacial de los flujos

Resolución: hora / 20 m

modificado para los glaciares tropicales:

- Albedo: caídas de nieve en época de fusión

- Radiación infrarroja: grandes variaciones causadas por los nubes

Objectivos:

entender los cambios anuales y

mensuales del balance de masa

Sicart et al., 2011

Energy fluxes in wet season (maximum melting): averages over the entire glacier

• Ice melting by solar radiation during cloudless periods

• Snow melting by long-wave radiation during cloudy periods

24

-No

v

29

-No

v

04

-De

c

09

-De

c

14

-De

c

19

-De

c

24

-De

c

29

-De

c

03

-Ja

n

08

-Ja

n

13

-Ja

n

18

-Ja

n

23

-Ja

n

28

-Ja

n

02

-Fe

b

-100

0

100

200

300

400

en

erg

y f

lux (

W m

-2)

-100

0

100

200

300

Jo

ule

s 1

06

S

H+LE

SUM

L

S: net short-wave radiation

L: net long-wave radiation

H+LE: turbulent fluxes

Nubes / Nieve

Cielo claro

Energy fluxes in dry season: averages over the entire glacier

Low melting rates:

• energy loss in long-wave radiation

• energy loss by sublimation

12

-Fe

b

22

-Fe

b

03

-Ma

r

13

-Ma

r

23

-Ma

r

02

-Ap

r

12

-Ap

r

22

-Ap

r

02

-Ma

y

12

-Ma

y

22

-Ma

y

01

-Ju

n

11

-Ju

n

21

-Ju

n

01

-Ju

l

11

-Ju

l

21

-Ju

l

31

-Ju

l

-150

-50

50

150

250

350

en

erg

y f

lux (

W m

-2)

-800

-600

-400

-200

0

200

400

600

Jo

ule

s 1

06

S

H+LE

SUML

S: net short-wave radiation

L: net long-wave radiation

H+LE: turbulent fluxes

09 10 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08month

0

2

4

6

8

10

run

off

(m

m)

0

2

4

6

pre

cip

ita

tio

ns (

mm

)

0

100

200

300

400

500

su

m p

recip

ita

tio

ns (

mm

)

Balance de masa depende de las precipitaciones:

intensidad, frecuencia, distribución en el año …

Caudal (fusión)

precipitaciones

Precipitaciones acumuladas

Retrazo de la época de lluvia (El Niño 97/98): - acumulación de nieve, ++ fusión (albedo)

Definir tres estaciones? (C. Ramallo, doctorado IRD, 2009-2013)

Balance de energía: útil para interpretar los cambios glaciares (año, mes, hora …)

Los procesos de fusión y acumulación son interrelacionados en los glaciares

tropicales

La temperatura es relacionada con el balance de masa a través de los procesos de

ablación (fusión) y de acumulación (precipitaciones)

Temperatura del aire: resultado de los flujos de energía (como la fusión glaciar)

Pero el aire no aporta mucha energía al glaciar

Nubes (radiación) y precipitaciones (albedo): importante para la fusión

Cambios glaciares pasado y futuros: pueden ser relacionados con cambios de

estacionalidad de nubes y precipitaciones

monzón , frentes fríos del sur con caídas de nieve (surazos) …

GRACIAS