Sensibilidad climática de la evolución del manto nival y su impacto en la hidrología a escala de cuenca

Abstract

En cuencas donde el derretimiento de nieve estacional es la principal fuente de agua dulce en el periodo de estiaje, el estudio de los procesos del manto nival y su sensibilidad al clima resulta fundamental para comprender los efectos del cambio climático sobre la disponibilidad del recurso hídrico. El presente trabajo busca comprender la dependencia climática del manto nival en cuencas de alta montaña ubicadas en Chile central. Para ello, se implementó el modelo hidrológico semidistribuido de base física CRHM a escala temporal horaria en dos cuencas controladas. Las cuales corresponden a Río Tinguiririca en Bajo Los Briones (BNA 6028001) y Río Teno después de junta con río Claro (BNA 7104002). La modelación consideró el periodo histórico 2000-2020, con un subperiodo de calibración (2005-2015) y dos de verificación (2000-2005 y 2015-2020). La calibración realizada a partir del algoritmo de optimización DDS, entregó valores de KGE iguales a 0,66 y 0,48 para las series escorrentía media diaria, en Río Tinguiririca y Río Teno, respectivamente. En términos de correlación temporal las variables nivales, fSCA y SWE, presentan valores superiores a 0,9. Así, la evaluación del periodo 2000-2020 muestra que, durante los años más secos y cálidos existe una reducción en el almacenamiento nival, lo cual se traduce en una disminución de la escorrentía. No obstante, dicha reducción, asociada a déficit de precipitaciones, se suaviza en la cuenca del Río Tinguiririca, donde existe una mayor contribución glacial (hasta 30%). Para comprender los impactos de cambios en el clima sobre el manto nival, se realizó un análisis de sensibilidad a partir de perturbaciones controladas de precipitación y temperatura. Posteriormente, se forzó el modelo con series de precipitación y temperatura derivadas de cuatro GCM, bajo un escenario de emisiones RCP8.5; los cuales corresponden a CCSM4, CSIRO-MK3-6-0, IPSL-CM5A-LR y MIROC-ESM. Como principales resultados se obtiene: i) las variables presentan una mayor dependencia con la precipitación, ii) se advierte un adelantamiento de la escorrentía, el cual no genera un cambio en el régimen hidrológico, iii) se observan variaciones máximas de 30% para las variables relacionadas con la nieve (e.g., SWE máximo y acumulado) y 20% para la escorrentía, iv) las tasas de acumulación y ablación presentan aumentos con la disminución en la temperatura o aumento de la precipitación. Respecto a las proyecciones de cambio climático, en el periodo 2040-2060 se proyecta una reducción de la escorrentía y las variables nivales, cercana al 20% respecto al periodo histórico. De estos resultados se desprende la necesidad de comprender y cuantificar los cambios en el manto nival producto de cambios en el clima, especialmente considerando un posible futuro más cálido y seco