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El proyecto busca facilitar la incorporación del concepto de riesgo agroclimático en la definición de estrategias y políticas de adaptación al cambio climático a través de un sistema integrado compuesto de bases de datos climáticas con expresión espacial (1x1km), herramientas de evaluación de riesgo con base estadísticas, modelos de impactos productivos de los riesgos y sistemas de evaluación y selección de estrategias de acciones de adaptación al cambio climático que consideren los cambios en los niveles de riesgos en los eventos extremos. Todo lo anterior considerando la zona de principal producción agrícola de Chile, es decir, entre la región de Atacama y la región de Los Lagos.
En la primera etapa es necesario consolidar información climática disponible en el país de modo de contar con una detallada cartografía agroclimática que considere las singularidades locales como relieve, influencia marina, altitud, efectos Foehn y zonas de acumulación catabáticas. A partir de estas variables se hace necesario modelar numéricamente las variaciones espaciales del clima de modo de contar con una visión territorial detallada del clima local, así como contar con información que cubra la totalidad del territorio del área de estudio comprendida entre la Región de Atacama y Los Lagos. Considerando que en importantes extensiones del territorio no se cuenta con suficiente información climatológica histórica, el proceso de modelación climática se apoya en tecnologías satelitales que permiten una detallada visión de los gradientes térmicos inducidos por el relieve, la altitud y la distancia al litoral. El uso de este apoyo ha sido ampliamente usado en trabajos previos del grupo. La figura 1 muestra un esquema simplificado de los compontes para la construcción y actualización de la cartografía climática actual y futura.
Por otra parte, la variabilidad interanual del clima, se establecerá a partir de series de tiempo que proporcionan una dimensión de los rangos y frecuencia en que varían diferentes variables climáticas como temperatura, precipitación, humedad, viento, heladas y otras. Para dar cobertura geográfica al análisis de riesgo, es necesario el desarrollo de algoritmos numéricos que vinculen la variación temporal de eventos climáticos extremos, con la variación espacial del clima modelado con detalle territorial. Para este propósito se desarrollarán algoritmos estadísticos para la evaluación de la intensidad y frecuencia de extremos climáticos, aplicables a la evaluación de riesgos y a las emergentes amenazas asociadas al cambio climático. El grupo de trabajo posee bastante experiencia en el desarrollo de estas tecnologías.
Existen ciertos riesgos, especialmente los vinculados a la disponibilidad de agua, que no solo dependen de la variable climática asociada, sino además de las demandas de la agricultura por este recurso, por lo que se hace necesario considerar el concepto de riesgo desde ambas perspectivas: oferta y demanda. Para abordar esta complejidad, el proyecto trabajará el concepto de sequía tomando en cuenta ambas dimensiones, siendo necesario sistematizar la información bajo el concepto territorial de cuenca hidrográfica. Se usará para esto un modelo de cuenca, el que ha sido desarrollado y aplicado en la cuenca del Choapa, a través de una cooperación internacional con Canadá, Argentina, Brasil y Colombia. El modelo hace un barrido del uso del suelo existente en cada unidad climática de la cuenca, calcula los balances hídricos, las necesidades de riego totales para el uso de suelo existente, para luego integrar estas necesidades en una curva de demanda por unidad territorial (unidad climática, distrito, comuna, canal, cuenca).
Los riesgos agroclimáticos serán evaluados para un escenario climático actual (1980-2010) y para escenarios futuros (2030 y 2050). Por otra parte se evaluarán los impactos asociados a estos riesgos sobre la productividad agrícola a través de la aplicación de un modelo de cultivos (SIMPROC), similar al modelo CERES recomendado por FAO, pero con un gran respaldo experimental desarrollado en Chile. Este modelo está igualmente siendo aplicado en Colombia, Brasil, Argentina y Canadá. Previamente ha sido calibrado en Panamá y El Salvador a través de tesis de postgrado.
Las coberturas climáticas de riesgos e impactos asociados a estos riesgos sobre la productividad agrícola se integrarán en un sistema integrado que permita a cualquier usuario evaluar sintéticamente los niveles de riesgo (intensidad y frecuencia) en cualquier punto de la zona agrícola del país, para lo que se dividirá el país en zonas homogéneas de riesgo (metodología probada con éxito en las regiones de O’Higgins y Maule). La figura 2 muestra un esquema de los principales componentes de la etapa de riesgos agroclimáticos.
Adicionalmente el sistema será dotado de un software consistente en una matriz de evaluación de opciones de adaptación del sector agrícola al cambio climático basado en un sistema multicriterio que considera variables productivas, económicas, sociales, tecnológicas etc. Las iniciativas se originaran en procesos participativos donde los usuarios finales propondrán las acciones con mayor probabilidad de éxito las cuales serán evaluadas a través del sistema en función de sus requerimientos tecnológicos financieros económicos junto con su potencial de impacto como medida de mitigación de los riesgos agroclimáticos. El sistema estará diseñado para asignar jerarquías de acciones en función de escalas de evaluación que integren los conceptos anteriormente descritos. La figura 3 muestra un esquema de los principales componentes de la evaluación de las opciones de adaptación al cambio climático considerando los principales riesgos climáticos para la agricultura.
Figura 1. Generación de escenarios climáticos de alta resolución espacial.
T = temperaturas, pp=precipitación. HR=Humedad relativa, RS= Radiación Solar, VV=velocidad del viento.
Figura 2. Principales componentes para la determinación de riesgos agroclimáticos
Figura 3. Evaluación de las opciones de adaptación al cambio climático considerando los principales riesgos climáticos para la agricultura.
Este proyecto representa una síntesis y puesta en operación al servicio de la elaboración de políticas públicas de metodologías generadas a través de varios proyectos anteriores en los últimos 10 años. En un proyecto anterior, relacionado con la evaluación de la evapotranspiración de referencia (INNOVA, 2012-2014), se abordó el problema de la modelación topoclimática con altos niveles de resolución espacial. No obstante esto, en dicho proyecto se modeló solo las variables primarias que determinan la evapotranspiración, no cubriendo importantes aspectos del riesgo agroclimático como la variabilidad del viento, la precipitación, las heladas y otros. En esta etapa se propone mejorar y actualizar esta información, además de incorporar más variables climáticas, relevantes en materia de riesgo como frecuencia de altas temperaturas, heladas con distintas intensidades, precipitaciones intensas, viento, sequías de distinta intensidad y duración.
El análisis de como las variaciones pluviométricas podrían influir en los desajustes de la demanda y oferta de agua en cada cuenca hidrográfica, fue abordado en este mismo proyecto (INNOVA, 2012-2014), mediante el desarrollo de un sistema que integra las demandas de agua a nivel de partes o de la totalidad de la cuenca, a partir del uso del suelo, del clima local y de parámetros de la tecnología de riego. Esto se tradujo en un software que fue aplicado en 3 cuencas del país. En este nuevo proyecto se propone ampliar este software, dejarlo disponible en la institución mandante ODEPA, y aplicarlo en 12 cuencas entre las Regiones de Atacama y Biobío, de modo de calcular las variaciones temporales de la oferta y demanda en respuesta a las variaciones de los caudales de los ríos.
Con un proyecto anterior (FPA-MMA, 2012-2013), se desarrollaron técnicas de modelación espacial numérica de variables agroclimáticas como temperaturas y precipitación. Con estos modelos se realizó una cartografía detallada en la región de climas áridos y semiáridos de Chile. Para esto se desarrolló una tecnología llamada “microscaling” que permite dar mayor resolución espacial a los downscaling que proporcionan los modelos regionales de cambio climático. Esta cartografía se vinculó con los resultados de los modelos Regionales de cambio climático, de modo de proyectar las variaciones que estas cartas podrían sufrir en las próximas décadas.
A principios de los años 2000 se hizo un ejercicio para el Seguro Agrícola (ex COMSA), en el que se evaluaron riesgos de heladas, sequías y lluvias intensas, lo que se hizo a nivel comunal como unidad de análisis espacial. Es evidente que esta escala es insuficiente para aplicaciones más precisas como la ejecución de proyectos agrícolas específicos. Tampoco se incluyeron en este análisis otros riesgos como ondas de calor, de frío, viento u otros. En el Centro AGRIMED se desarrolló una tesis de doctorado en el análisis de la variabilidad de ciertos riesgos como heladas y estrés térmico. En dicho trabajo se abordó la integración de las variables físicas (climáticas) y biológicas (ecofisiológicas) que determinan el impacto productivo que tendrían los eventos climáticos extremos. En la figura 4 se muestra un resumen de los resultados de proyectos anteriores que se ampliarán y pondrán en operación en este proyecto.
Figura 4. Resumen de resultados de proyectos anteriores y propuesta de proyecto actual.
El proyecto hará un significativo aporte al conocimiento de la climatología chilena, con niveles de detalle no abordados en estudios anteriores. Significativos aportes se espera generar en el conocimiento de la variabilidad de ciertas variables climáticas que generan riesgos agrícolas. Esta variabilidad ha mostrado tener importantes cambios en distancia relativamente reducidas (Costa, valle, precordillera) según análisis recientemente hechos (tesis de doctorado de Viviana Tudela). El concepto de la evaluación cuantitativa de importantes riesgos agroclimáticos no ha sido abordado sistemáticamente en Chile a pesar de existir información histórica que permite establecer análisis frecuencial de variables relacionadas con la temperatura, precipitación y viento. Por otra parte, en Chile no existen iniciativas previas en las cuales se haya propuesto integrar en una sola plataforma el concepto de riesgo e impacto productivo tanto en la evaluación de políticas públicas como en el diseño de estrategias de adaptación al cambio climático. El proyecto aportará un compendio de referencia sobre los riesgos agroclimáticos actuales y futuros, entre Atacama y Los Lagos, además de herramientas interactivas y actualizables, para la evaluación de potenciales impactos sobre especies agrícolas y para la evaluación de estrategias de adaptación y mitigación de riesgos. Con esto, se capacitará al Estado chileno para incorporar el concepto de riesgo en las políticas públicas de adaptación al cambio climático, una necesidad muy sentida en diversas esferas, desde la administración del Estado, donde se creó una Unidad de Gestión de Riesgos (UNEA), hasta los agricultores que reclaman más apoyo para enfrentar los crecientes riesgos que están gravando fuertemente sus ingresos.
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