Caracterización de eventos meteorológicos extremos en la parte alta del río Maipo, Chile: efecto de eventos de lluvia sobre nieve y proyeciones por cambio climático

Abstract

Los eventos de lluvia sobre nieve (ROS, por sus siglas en inglés) juegan un rol fundamental en la generación de crecidas en cuencas montañosas. A nivel mundial, han sido asociados a importantes inundaciones y avalanchas históricas, y se espera que, con las variaciones de precipitación y temperatura asociadas al cambio climático, la frecuencia e intensidad de los ROS en el futuro cambie. Sin embargo, existen pocos estudios sobre esta problemática en Chile. En este trabajo se busca estudiar el impacto del cambio climático en la ocurrencia de eventos extremos de precipitación y línea de nieves, que derivan en crecidas, incluyendo el efecto de eventos de lluvia sobre nieve. La zona de estudio corresponde a la cuenca del Río Colorado antes junta Río Olivares, en la zona cordillerana de la región Metropolitana, la cual tiene elevaciones entre los 1.500 y 6.600 m.s.n.m. Para la modelación se utiliza un modelo físico semi distribuido (Cold Regions Hydrological Model), especializado en regiones con climas fríos. En este modelo, la cuenca se subdivide en Unidades de Respuesta Hidrológica(URH), según elevación y orientación y se utilizan forzantes en escala tri-horaria. Además, se revisan algunas fórmulas empíricas de precipitación - escorrentía y se evalúa su desempeño, comparando los resultados con registros fluviométricos de los últimos 40 años. El método DGA-AC para crecidas pluviales muestra el mejor desempeño de los tres métodos, mientras que el método Verni-King modificado subestima hasta en un 50 % los caudales para periodos de retorno mayores a 10 años. El método DGA-AC para crecidas nivales entrega caudales lejanos a los observados, siendo subestimados en hasta tres órdenes de magnitud. Mostrando la necesidad de actualizar las fórmulas, de modo especial las estadísticas de la línea de nieves. El periodo futuro modelado abarca entre los años 2030 a 2060, utilizando el GCM CCSM4 bajo el escenario RCP 8.5. Los eventos de ROS simulados muestran un aumento en su frecuencia, de 2,5 a 4 eventos por año, en comparación al periodo histórico 1979 - 2005. Esto se compaña con un mayor número de eventos ocurriendo a elevaciones entre los 3.000 m.s.n.m. y 5.000 m.s.n.m., lo que se relaciona con el aumento en la elevación de la isoterma cero, para días lluviosos, en unos 700 m. Con respecto a la intensidad de las precipitaciones en los eventos de ROS, los resultados no muestran cambios entre ambos periodos de análisis. Finalmente, se encuentra que el derretimiento de nieve en estos eventos aporta en promedio un 7% del agua disponible para escorrentía en el periodo histórico, mientras que en el periodo futuro, esto disminuiría a un 5%. Sin embargo, en algunos eventos, el derretimiento de nieve podría proporcionar hasta el 46 % del agua disponible para escorrentía.