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OCEANOGRAFIA:
AZIONI PREVENTIVE CONTRO
LE CATASTROFI NATURALI POLITICHE DI FORMAZIONE
IN SCIENZE DEL MARE
Quaderni dell’IILA
Nuova Serie Tecnico-Scientifica n. 6
1
2
ISTITUTO ITALO-LATINO AMERICANO
OCEANOGRAFIA: AZIONI PREVENTIVE CONTRO LE
CATASTROFI NATURALI
POLITICHE DI FORMAZIONE IN SCIENZE DEL MARE
Con il finanziamento della
Direzione Generale per la Cooperazione allo Sviluppo
del Ministero degli Affari Esteri d’Italia
Cartagena de Indias (Colombia)
luglio 2010
3
© IILA, 2011
Secretaría Técnico-Científica
4
INDICE
INTRODUCCIÓN
INTRODUZIONE
Pag.
8
9
10
14
PRESENTACIÓN
PRESENTAZIONE
PONENCIAS:
LA OCEANOGRAFÍA EN EL ECUADOR AL 2010: DESARROLLO Y
PERSPECTIVAS
Jonathan Cedeño Oviedo (CDM-INOCAR, Ecuador)
21
ACTIVIDADES DEL ISPRA CONCERNIENTES AL MAR
Ermanno Caruso (ISPRA-Italia)
37
PRESENCIA DEL FENÓMENO EL NIÑO EN ALGUNAS VARIABLES
HIDROMETEOROLÓGICAS DEL PACÍFICO COLOMBIANO
Nancy Liliana Villegas Bolaños (Universidad Nacional de Colombia)
41
ANÁLISIS OCEANOGRÁFICO Y ESTIMACIÓN DE LA
VULNERABILIDAD PARA LA GESTIÓN DE RIESGO A DESASTRES
Y ADAPTACIÓN AL CAMBIO CLIMÁTICO EN EL PACÍFICO
ORIENTAL”.
Rodney Martínez Güingla (CIIFEN- Ecuador)
51
DESAFÍOS ACADÉMICOS EN UN PAÍS, DE GRAN COMPLEJIDAD
TERRITORIAL, VULNERABILIDAD A DESASTRES NATURALES Y
AL CAMBIO CLIMÁTICO
Oscar Orlando Parra Barrientos (Universidad de Concepción - EULA,
Chile)
59
VULNERABILIDAD Y ADAPTABILIDAD ANTE UN EVENTUAL
ASCENSO EN EL NIVEL DEL MAR EN LAS ZONAS COSTERAS
COLOMBIANAS
Paula Cristina Sierra Correa (INVEMAR - Colombia)
77
RETI DI MONITORAGGIO MARINO
Ermanno Caruso (ISPRA-Italia)
107
5
DINAMICA DELLE ONDE ED EROSIONE COSTIERA MARITTIMA
Gabriele Nardone (ISPRA-Italia)
117
UNA STRATEGIA PER LA GESTIONE DEI MARI – AZIONI PROPOSTE
Giuseppe Manzella (COI-Italia)
131
MODELOS BIOGEOQUÍMICOS Y ECOLÓGICOS EN EL CAMPO
MARINO, PRESENTE Y FUTURO
Alessandro Crise (OGS-Italia)
137
ESPERIENZA IN ENEA SULLO STUDIO DEI CAMBIAMENTI
CLIMATICI A SCALA GLOBALE E REGIONALE
Vincenzo Artale (ENEA -Italia)
1159
MODELAMIENTO NUMÉRICO DE TSUNAMIS: ESCENARIOS,
APLICACIONES Y PERSPECTIVAS FUTURAS
Juan González Carrasco (SHOA-Chile)
169
CREACIÓN DE CAPACIDADES DE REACCIÓN ANTE RIESGOS DE
TSUNAMI. CASO COLOMBIANO
Julián Augusto Reyna Moreno (CCO-Colombia)
181
ROL DEL INSTITUTO GEOFÍSICO DEL PERÚ EN EL SNAT Y EL
TSUNAMI DE PISCO DE 2007
Sheila Alodia Yauri Condo (IGP-Perú)
189
EXPOSICIÓN TSUNAMI
Jorge Manuel Paz Acosta (DHN-Perú)
203
VULNERABILIDAD Y RIESGOS DE INUNDACIÓN POR EFECTOS
DEL NIVEL DEL MAR EN LA ZONA COSTERA DE CARTAGENA DE
INDIAS
Dalia Moreno (Universidad de Cartagena - Colombia)
209
L’ESPERIENZA INTERNAZIONALE NELLA RICERCA E L’ALTA
FORMAZIONE DELL’UNIVERSITÀ DELLA CALABRIA
Galileo Violini (Università della Calabria – Italia)
227
GRUPO DE TRABAJO CIENTÍFICO
231
6
7
Introducción
Embajador Giorgio Malfatti di Monte Tretto
Secretario General
Instituto Ítalo Latino Americano
Gracias a la financiación del Ministerio de Asuntos Exteriores – Dirección
General para la Cooperación al Desarrollo y a la colaboración del Ministerio del
Interior y Justicia – Dirección de Gestión del Riesgo, de la República de Colombia,
pudo llevarse a cabo esta iniciativa dirigida a algunos países de la región suramericana.
El encuentro, promovido por el Gobierno de la República de Colombia a raíz de
los alentadores resultados de una iniciativa análoga realizada en el 2007 en
Concepción (Chile), se dirigió a los países latinoamericanos (Colombia, Chile,
Ecuador y Perú) cuyas costas están entre las más expuestas a la erosión y a los fenómenos naturales de extraordinaria intensidad. A través de este proyecto el IILA se
propuso subrayar los recursos, los componentes científicos y los aspectos metodológicos aptos para preservar los océanos y las costas frente a eventuales catástrofes
naturales.
Latinoamérica se caracteriza por su notable experiencia en el campo oceanográfico, lo que convirtiò esta actividad conjunta en una valiosa oportunidad de intercambio entre las partes y de recíproco apoyo al desarrollo científico.
La competencia de las instituciones de investigación científica en este sector
representó un elemento determinante para el desarrollo de un debate constructivo
entre los participantes. Se analizaron con especial atención las respectivas metodologías de estudio, los enfoques frente a las problemáticas de la investigación oceanográfica y la prevención de los riesgos naturales, haciendo hincapié en la formación
profesional y en la necesidad de una cooperación más estrecha entre universidades
italianas y latinoamericanas con el fin de facilitar un intercambio más intenso entre
estudiantes y expertos.
Este volumen, que incluye las ponencias presentadas en el curso del seminario,
representa un documento que más allà de ilustrar la actividad realizada, evidencia los
logros de este proyecto y su relevancia.
8
Introduzione
Ambasciatore Giorgio Malfatti di Monte Tretto
Segretario Generale
Istituto Italo Latino Americano
Grazie al contributo del Ministero degli Affari Esteri – Direzione Generale per
la Cooperazione allo Sviluppo e alla collaborazione con il Ministerio del Interior y
Justicia - Dirección de Gestión del Riesgo, della Repubblica di Colombia, si è potuta realizzare questa iniziativa rivolta ad alcuni paesi della regione sudamericana.
L’incontro, promosso dal Governo della Repubblica di Colombia a seguito degli
incoraggianti risultati ottenuti da un’analoga iniziativa realizzata nel 2007 a
Concepción (Cile), è stato rivolto a quei paesi latinoamericani (Colombia, Cile,
Ecuador e Perù) le cui coste sono tra le più esposte all’erosione e a fenomeni naturali di eccezionale intensità. Attraverso questo progetto l’IILA ha inteso mettere in
risalto le risorse, le componenti scientifiche e gli aspetti metodologici volti a salvaguardare gli oceani e le coste da eventuali catastrofi naturali.
L’America Latina si caratterizza per la notevole esperienza maturata in campo
oceanografico, grazie alla quale, un’attività congiunta potrebbe essere occasione per
entrambe le parti di una significativa opportunità di scambio e di un reciproco contributo allo sviluppo scientifico.
La competenza delle istituzioni partecipanti impegnate nella ricerca scientifica
in questo settore, ha rappresentato un elemento determinante per lo sviluppo di un
dibattito costruttivo tra le parti. Particolare attenzione è stata dedicata all’analisi delle
rispettive metodologie di studio e di approccio delle problematiche connesse alla
ricerca oceanografica e alla prevenzione dei rischi naturali, con particolare riguardo
alla formazione professionale e alla necessità di una più stretta cooperazione tra atenei italiani e latinoamericani al fine di favorire un più intenso scambio di studenti ed
esperti.
La presente pubblicazione, che include gli interventi che si sono succeduti
durante il seminario, rappresenta un documento che oltre a descrivere l’attività realizzata, testimonia i risultati di questo progetto e la sua validità.
9
Presentación
Las finalidades de esta iniciativa se centraron, por una parte, en el estudio del
estado actual de la investigación oceanográfica en los países involucrados y, por otra,
en la evaluación de las perspectivas de cooperación entre los países de la región e
Italia.
En el evento fueron tratados entre otros los siguientes temas:
– evaluación, en cada país participante, del estado actual y de las perspectivas
relativas a la prevención de los desastres naturales, en particular de los fenómenos de origen marino (tsunamis);
– examen del estado actual de la cooperación regional en ámbito oceanográfico y
las perspectivas de su consolidación;
– ilustración de algunas experiencias italianas teniendo en cuenta eventuales
oportunidades de cooperación entre los países latinoamericanos participantes e
Italia;
– análisis de los problemas relacionados con la formación, tanto a nivel académico como operativo, dentro de los organismos especializados;
– evaluación de las oportunidades de desarrollo que los organismos internacionales pueden brindar a iniciativas en este ámbito.
Socios institucionales italianos y latinoamericanos
Los expertos que forman parte del grupo de trabajo científico, dos por cada país,
se eligieron con base en las calidades profesionales de cada uno de ellos.
En la elección de los expertos italianos se consideró, entre otros elementos, la
disposición de las entidades de procedencia a promover futuras oportunidades de
cooperación. Atendieron la invitación representantes de organismos como el Istituto
Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA), la Agenzia Nazionale
per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile (ENEA), el
Istituto Nazionale di Oceanografia e Geofisica Sperimentale (OGS), la Commissione
Oceanografica Italiana (COI) ed il Centro Internazionale di Fisica Teorica (ICTP) y
la Università della Calabria.
Colombia contó con la delegación más numerosa, formada por entidades institucionales y organismos que actúan en el campo de la investigación marina. Las entidades gubernamentales locales fueron: la Dirección General Marítima (DIMAR), la
Comisión Colombiana del Océano (CCO), el Instituto de Investigaciones Marinas y
10
Costeras de Colombia (INVEMAR), el Centro de Investigaciones Oceanográficas e
Hidrográficas (CIOH), el Departamento Administrativo de Ciencia Tecnología e
Inovación (COLCIENCIAS, el homólogo colombiano del CNR italiano). Las instituciones universitarias fueron la Universidad Nacional de Bogotá y la Universidad de
Cartagena de Indias.
Chile, Ecuador y Perú estuvieron representados por las respectivas instituciones
que operan en sus sectores oceanográfico e hidrográfico (Servicio Hidrográfico y
Oceanográfico - SHOA (Chile), Instituto Oceanográfico de la Armada - INOCAR
(Ecuador) y Dirección de Hidrografía y Navegación de la Marina de Guerra del
Perú), así como por la Universidad de Concepción (Chile), el Centro Internacional
para la Investigación del Fenómeno del Niño - CIIFEN (Ecuador) y el Instituto
Geofísico del Perú (IGP).
A los mencionados organismos nacionales se vincularon tres entidades pertenecientes al sistema de las Naciones Unidas, el Centro Internacional de Física Teórica
de Trieste (ICTP), el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD) y
la Comisión Oceanográfica Intergubernamental (COI).
Consideraciones generales
Durante las jornadas de trabajo se dedicó amplio espacio a la investigación en
el campo oceanográfico, a los cambios climáticos y a los efectos del fenómeno “El
Niño”. Las ponencias se centraron en las redes de monitoreo del mar, tema de particular interés debido a su idoneidad para ilustrar a los países participantes acerca de
las oportunidades de desarrollo puestas a disposición gracias a la experiencia técnico-científica italiana. En particular, se profundizaron los temas relacionados con la
erosión marina, la salvaguardia del medio ambiente y de las infraestructuras. A su
vez, estos temas introdujeron el análisis tanto de los modelos bio-químicos y ecológicos, así como de los posibles escenarios determinados por los cambios climáticos.
En este ámbito, se observó con especial interés la experiencia italiana señalada por
los expertos de ENEA, OGS y COI.
La temática de la modelación ambiental introdujo el de la modelación de los tsunamis y, posteriormente, el relativo a los sistemas de alerta y al peligro de los fenómenos, temas que fueron abordados a través de la presentación de dos casos: uno ocurrido en Colombia (tsunami de Tumaco, 12 de diciembre de 1979), el otro en el Perú
(Tsunami de Pisco, 15 de septiembre de 2007).
El debate abarcó también el tema de la exposición de Cartagena de Indias al
riesgo de inundaciones marinas. En dicho marco se presentaron dos proyectos de la
Organización de Naciones Unidas, incluidos en los programas de la UNESCO y del
PNUD.
11
Al finalizar los trabajos, se realizó una mesa redonda con todos los participantes, dedicada a las políticas de formación y al posible apoyo que podrían brindar las
instituciones presentes. A los asistentes se les solicitaron propuestas acerca de la posibilidad de darle seguimiento a dicha iniciativa, las cuales fueron nuevamente propuestas en el curso de una reunión que tuvo lugar en la sede de ICTP en Trieste,
durante la cual el director del Centro, el Dr. Fernando Quevedo, expresó su disposición para impulsar eventuales iniciativas de colaboración futura.
Desarrollo del proyecto
Varias fueron las propuestas formuladas por los representantes de las instituciones suramericanas; un tema al que se le otorgó especial atención fue de la formación.
Se subrayó la exigencia de aprovechar las oportunidades de cooperación que las universidades italianas ofrecen en el campo oceanográfico a través de pregrados y doctorados. En relación con dichos estudios se mencionó la necesidad de contar con un
sistema de becas de estudio financiadas en su totalidad. A estas propuestas se añadieron otras, relacionadas con la investigación que se podría llevar a lo largo de las costas colombianas del Pacífico, con objeto de estudiar el origen de las posibles causas
del surgimiento de los huracanes y de las posibilidades de producir energía limpia de
los gradientes térmicos y salinos.
Más allá de los elementos de carácter académico del taller de Cartagena de
Indias, se analizaron los elementos más íntimamente ligados con la aplicación de los
conocimientos científicos en la solución de problemas concretos, así como la promoción de la cooperación regional entre los países participantes y entre estos e Italia.
En el marco de las actividades que podrían emprenderse en la región, se propuso estructurar una red regional con el objeto de transferir tecnología y experiencia
europea, especialmente italiana en el campo del monitoreo marino y de las aplicaciones de los modelos meteorológicos y oceanográficos. Se trata de propuestas que pueden ofrecer al IILA y a los gobiernos que lo integran sugerencias interesantes sobre
programas a través de los cuales dar seguimiento a dicha iniciativa.
Consideraciones finales
Durante la reunión que tuvo lugar en Trieste, el Instituto Internacional de Física
Teórica confirmó su disposición para colaborar en el seguimiento del proyecto.
Análoga disponibilidad fue expresada por el Istituto Nazionale di Oceanografia e
Geofisica (OGS), el ENEA, la Commissione Oceanografica Italiana (COI) y el
Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA).
Hubo consenso general en reconocer la relevancia del papel del IILA en el desarrollo de tales iniciativas y en subrayar que la eventual continuación de este proyec12
to no podía considerarse independientemente del encuentro análogo llevado a cabo
en Chile en 2007. Asimismo se resaltó que en el futuro esta iniciativa podría involucrar países que no hubieran participado en los dos talleres anteriores.
Los logros de las actividades realizadas representan la culminación de un intenso trabajo, desarrollado con la activa participación de todos los asistentes.
13
Presentazione
Le finalità di tale iniziativa si sono concentrate, da un lato, sull’analisi dell’attuale stato della ricerca in campo oceanografico nei paesi interessati e, dall’altro,
sulla valutazione delle prospettive di cooperazione tra i paesi della regione e l’Italia.
Nel corso dell’incontro sono stati trattati temi quali:
– valutazione, all’interno di ogni paese partecipante, dello stato attuale e delle
prospettive relative alla prevenzione delle catastrofi naturali, in particolari ai
fenomeni di origine marina (tsunami);
– verifica dello stato attuale della cooperazione regionale in campo oceanografico e prospettive di un suo rafforzamento;
– illustrazione di alcune esperienze italiane in vista di eventuali future opportunità di cooperazione tra i paesi latinoamericani interessati e l’Italia;
– analisi dei problemi legati alla formazione, tanto a livello accademico, quanto a
livello operativo all’interno delle istituzioni specializzate;
– valutazione delle opportunità di sviluppo che gli organismi internazionali possono offrire a iniziative in questo campo.
I partner istituzionali italiani e latinoamericani
Gli esperti integranti il gruppo di lavoro scientifico sono stati individuati sulla
base delle peculiarità professionali di ciascuno di essi ed in ragione di due invitati per
ogni paese.
Gli esperti italiani sono stati selezionati anche in considerazione della disponibilità delle istituzioni di provenienza a promuovere future opportunità di cooperazione. Sono intervenuti i rappresentanti di istituzioni quali l’Istituto Superiore per la
Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA), l’Agenzia Nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile (ENEA), l’Istituto Nazionale
di Oceanografia e Geofisica Sperimentale (OGS), la Commissione Oceanografica
Italiana (COI) ed il Centro Internazionale di Fisica Teorica (ICTP). E l’Università
della Calabria.
La Colombia ha goduto di una rappresentanza più ampia, formata da entità istituzionali e da organismi attivi nel campo della ricerca marina. Le istituzioni governative locali partecipanti sono state: la Dirección General Marítima (DIMAR), la
Comisión Colombiana del Océano (CCO), l’Instituto de Investigaciones Marinas y
14
Costeras de Colombia (INVEMAR), il Centro de Investigaciones Oceanográficas e
Hidrográficas (CIOH), il Departamento Administrativo de Ciencia Tecnología e
Inovación (COLCIENCIAS, omologo colombiano del CNR italiano). Gli atenei rappresentati sono stati la Universidad Nacional de Bogotá e la Universidad de
Cartagena de Indias.
Cile, Ecuador e Perù sono stati rappresentati dalle rispettive istituzioni attive nel
campo oceanografico e idrografico (Servicio Hidrográfico y Oceanográfico - SHOA
(Cile), Instituto Oceanográfico de la Armada - INOCAR (Ecuador) e Dirección de
Hidrografía y Navegación de la Marina de Guerra del Perú) nonché
dall’Universidad de Concepción (Cile), dal Centro Internacional para la
Investigación del Fenómeno del Niño - CIIFEN (Ecuador) e dall’Instituto Geofísico
del Perú (IGP).
A queste istituzioni nazionali si sono aggiunti tre organismi appartenenti al
sistema delle Nazioni Unite, e precisamente il Centro Internazionale di Fisica Teorica
di Trieste (ICTP), il Programa de las Naciones Unidas para el Dessarrollo (PNUD)
e la Comisión Oceanográfica Intergubernamental (COI).
Considerazioni generali
Nel corso delle giornate di lavoro è stato dedicato ampio spazio alla ricerca in
campo oceanografico, ai cambiamenti climatici e agli effetti del fenomeno “El Niño”.
Gli interventi si sono concentrati sulle reti di monitoraggio del mare, tematica che ha
rivestito un particolare interesse data la sua attitudine ad illustrare ai paesi interessati le potenzialità di sviluppo messe a disposizione dall’esperienza tecnico-scientifica
italiana. Sono stati approfonditi in particolare temi legati all’erosione marina e alla
salvaguardia dell’ambiente e delle infrastrutture, temi che a loro volta hanno introdotto l’analisi tanto dei modelli bio-geochimici ed ecologici quanto dei possibili scenari determinati dal cambiamento del clima. In questo ambito è stata seguita con particolare interesse l’esperienza italiana illustrata dai rappresentanti dell’ENEA,
dell’OGS e della COI.
Il tema della modellazione ambientale ha introdotto quello della modellazione
degli tsunami e, successivamente, quello relativo ai sistemi di allerta e alla pericolosità dei fenomeni, argomenti sviluppati attraverso la presentazione di due casi, uno
verificatosi in Colombia (lo tsunami di Tumaco del 12 dicembre 1979), l’altro in Perù
(lo tsunami di Pisco del 15 settembre 2007).
Inoltre è stato anche affrontato il tema dell’esposizione della città di Cartagena
de Indias al rischio di inondazioni marine. In tale ambito sono stati descritti due progetti delle Nazioni Unite, inclusi nei programmi dell’UNESCO e del PNUD.
A conclusione dei lavori ha avuto luogo una tavola rotonda, animata dal contri15
buto di tutti i partecipanti, dedicata alle politiche di formazione e al possibile contributo che potrebbero fornire le varie istituzioni presenti. Gli intervenuti sono stati
invitati a formulare proposte inerenti possibili sviluppi di tale iniziativa che sono state
poi riproposte nel corso di una riunione tenutasi presso l’ICTP di Trieste, durante la
quale il direttore del Centro, Dr. Fernando Quevedo, si è mostrato disponibile per una
eventuale collaborazione futura.
Sviluppo del progetto
Varie sono state le proposte avanzate dai rappresentanti delle istituzioni sudamericane partecipanti; un tema al quale viene rivolta particolare attenzione è la formazione, è stata sottolineata l’esigenza di sfruttare le opportunità di cooperazione
concesse in campo oceanografico dagli atenei italiani, attraverso i dottorati e le lauree magistrali. In relazione a tali studi, è stata segnalata la necessità di poter contare
su un sistema di borse di studio interamente finanziate. Alle summenzionate proposte se ne sono aggiunte altre, incentrate, in particolare, sulla ricerca da condurre al
largo delle coste colombiane del Pacifico, il cui oggetto è lo studio delle possibili
cause dell’insorgere degli uragani e delle possibilità di ottenere energia pulita dai gradienti termici e salini.
Oltre agli spunti di carattere accademico offerti dal workshop di Cartagena de
Indias, sono stati analizzati gli aspetti più intimamente legati all’applicazione delle
conoscenze scientifiche alla soluzione di problemi concreti, nonché alla promozione
della cooperazione regionale tra i paesi interessati e tra questi e l’Italia.
Nell’ambito delle azioni che possono essere intraprese all’interno della regione,
è stata suggerita la strutturazione di una rete regionale, con l’obiettivo rivolto al trasferimento delle tecnologie e dell’esperienza europea, in particolare italiana nel
campo del monitoraggio marino e delle applicazioni dei modelli meteorologici e
oceanografici. Si tratta di proposte che possono offrire all’IILA ed ai governi che lo
compongono interessanti suggerimenti circa azioni con le quali dar seguito all’iniziativa descritta.
Considerazioni finali
Nella riunione tenutasi a Trieste l’Istituto Internazionale di Fisica Teorica ha
confermato la disponibilità a collaborare al follow up del progetto, analoga disponibilità è stata espressa dall’Istituto Nazionale di Oceanografia e Geofisica (OGS),
dall’ENEA, dalla Commissione Oceanografica Italiana (COI) e dall’Istituto
Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA).
Un consenso generale è stato manifestato circa l’importanza del ruolo che ricopre l’IILA in tali iniziative; si è sottolineato che una eventuale continuazione di que16
sto progetto non può essere vista separatamente da quello analogo realizzato in Cile
nel 2007 e che in futuro tale iniziativa potrebbe coinvolgere anche paesi che non
hanno partecipato ai due workshop precedenti. L’esito positivo delle attività realizzate è il coronamento di un lavoro intenso, svolto con attiva partecipazione degli
esperti.
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PONENCIAS
19
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LA OCEANOGRAFíA EN EL ECUADOR AL 2010:
DESARROLLO y PERSPECTIVAS
Jonathan Cedeño Oviedo
División de Modelamiento Numérico, Departamento de Ciencias del Mar.
Instituto Oceanográfico de la Armada INOCAR.
Ave. 25 de julio vía Puerto Marítimo, Base Naval Sur. P.O. Box 5940. Guayaquil, Ecuador.
Introducción
La oceanografía es una ciencia de reciente consolidación en el Ecuador. El escaso conocimiento de la riqueza de nuestros mares, así como de los fenómenos océanoatmosféricos que en él se desarrollaban, además de las implicaciones económicosociales de dichos eventos en la sociedad ecuatoriana, llevó irremediablemente al
establecimiento de esta rama de las ciencias de la tierra en nuestro país. Para este
afianzamiento, han sido claves tres instituciones nacionales: el Instituto
Oceanográfico de la Armada (INOCAR), la Escuela Superior Politécnica del Litoral
(ESPOL), y el Instituto Nacional de Pesca (INP).
El INOCAR comenzó sus actividades en el año de 1932 (INHIMA, 2010), cuando se fundó el Servicio Hidrográfico de la Armada. En ese entonces, gran parte de las
investigaciones en materia de oceanografía eran en soporte a las tareas de levantamiento batimétrico (cartas náuticas), situación que progresivamente fue evolucionando hasta el establecimiento del departamento de oceanografía en el año de 1968. Para
ese entonces, la Armada se dotó de su primer buque de investigaciones, el Orión (ex
USS Mulberry, nave de la reserva naval estadounidense del tipo AN-27), siendo
reemplazado luego por el buque de guerra BAE Esmeraldas, y en el año de 1981 por
el nuevo BAE Orión, navío de investigación científica construido en el Japón (Figura
1). En 1972, el entonces Servicio Hidrográfico fue elevado a la categoría de “Instituto
Oceanográfico”, contando en sus inicios con el soporte de cooperantes de UNESCO
para formar el personal de investigadores del departamento de Ciencias del Mar, siendo varios de ellos recién egresados o graduados de la escuela de biología de la
Universidad de Guayaquil y de la escuela de oceanografía de la ESPOL. El INOCAR,
además, lideró los esfuerzos técnicos-científicos desde el año de 1987 (Ribadeneira,
1988) para la adhesión del Ecuador al Tratado Antártico, y para la presencia ecuatoriana en la Antártida, estableciendo la estación científica “Pedro Vicente Maldonado”
en 1989, y con la ejecución de 14 expediciones (INAE, 2011) al continente blanco,
trabajo que recientemente el Estado ecuatoriano ha encomendado al Instituto
Antártico Ecuatoriano (INAE), fundado en el 2004. En materia de investigación, el
21
INOCAR cuenta con una importante experiencia en el ámbito de las ciencias del mar,
procurando siempre el monitoreo de las condiciones oceanográficas y atmosféricas
que permitan dar una alerta ante cualquier eventualidad anómala (e.g., evento El
Niño), lo cual es realizado regularmente a través de los boletines del comité ERFEN
(Estudio Regional del Fenómeno de El Niño), del cual el INOCAR preside de manera permanente.
Figura 1. Buque de Investigaciones BAE Orión, de la Armada del Ecuador. Construido por el astillero japonés Ishikawajima-Harima en 1981, este buque tiene una eslora de 70 metros, y posee equipos que le permiten ejecutar investigaciones geofísicas, oceanográficas, de monitoreo ambiental, y de mantenimiento y despliegue de boyas oceánicas (izquierda). A bordo del Orión se realizan los cruceros oceanográficos del INOCAR, para lo cual se cuenta con una roseta multimuestreadora General Oceanics de 24 botellas, entre otros
equipos (derecha). Créditos: F. Arreaga, 2010.
La Escuela Superior Politécnica del Litoral (ESPOL) ha sido el alma máter a
nivel nacional de esta especialidad, con el establecimiento en el año de 1972 del
departamento de Marítima, y luego en 1973 con la fundación de la carrera de
Oceanografía a nivel de pregrado (FIMCM-ESPOL, 1988). En sus inicios, como
muchas otras carreras de la ESPOL, ésta contó con cooperantes de la UNESCO y del
gobierno estadounidense (agencia US-Aid) en su cuerpo de docentes para formación
de los jóvenes elementos, hasta que la propia universidad fuese capaz de absorber a
estudiantes en su planta de profesores, muchos de los cuales se beneficiaron del programa de becas LASPAU de la Organización de Estados Americanos (OEA) para sus
estudios en las diferentes escuelas de oceanografía del continente americano.
Hacia finales de los años ochentas, todo el esfuerzo inicial estaba comenzando
a dar sus frutos con el inicio de varias iniciativas en investigación en ciencias del mar,
como fueron la ejecución de varios proyectos en oceanografía con el CONUEP
(Consejo de Universidades y Escuelas Politécnicas, ahora extinto), la fundación del
Centro Nacional de Acuacultura y de Investigaciones Marinas CENAIM (1990) en
San Pedro de Manglaralto, y en 1999 la creación del Proyecto VLIR-ESPOL con la
cooperación del gobierno del Reino de Bélgica, trabajo en el cual fue importantísima
la visión impuesta por varios profesores de la ESPOL, entre ellos los de oceanogra22
fía, lo que permitió su buen desarrollo hasta su culminación en el año de 2009. Los
retos de la carrera ahora se debaten en un mar de cambios a partir de las nuevas realidades del sector educativo ecuatoriano, y de los cambios producidos por las reformas estatales a las leyes de educación superior. Actualmente, la carrera oferta el programa de “Ingeniería Oceánica”, que conservaría la misma tradición y vocación de
formación de la carrera de pregrado de Oceanografía (Figura 2).
Figura 2. Vista aérea de la Facultad de Ingeniería Marítima y Ciencias del Mar (FIMCM) de la ESPOL, en
su campus universitario “Gustavo Galindo V.” de Guayaquil (izquierda). Parte del aprendizaje de los jóvenes valores se da fuera del campus, en salidas de campo, en donde se aprenderá las diferentes técnicas de
toma de datos, como perfiles taquimétricos para observar la pendiente de playa (centro). El Derivador
Monitoreado por Radio (DMR) fue fruto de un proyecto multidisciplinario entre facultades, a la cual se
sumaron el Centro de Robótica (CVR) y el Centro de Agua y Desarrollo Sustentable (CADS). Créditos: H.
Ayón, V. Ruiz y J. Cedeño (2009).
A través del proceso de graduación de oceanógrafos en ESPOL, que consiste
en Tesis de Grado, se afianza el conocimiento y la práctica del método científico
para refutar hipótesis planteadas al inicio de dichos estudios. Muchas veces se llega
a establecer reales proyectos de investigación con más de una componente, permitiendo formar un equipo inter-disciplinario para la resolución de los problemas
planteados, como es el caso del proyecto “Desarrollo de un prototipo de derivador
lagrangiano basado en GPS monitoreado por radio para aplicaciones en oceanografía” (Figura 2), ejecutado en conjunto con las Facultades de Ingeniería Eléctrica y
de Marítima y Ciencias del Mar (Hernández y Chacón, 2008; Cedeño y Abata,
2011).
El Instituto Nacional de Pesca (INP) fue fundado en el año de 1960 (INP, 2010)
gracias a una iniciativa de la Organización Mundial de Alimentos (FAO), de la cual
se hizo eco el Gobierno Ecuatoriano de ese entonces, para crear una institución rectora en las áreas de investigación pesquera y acuícola. La oceanografía, en el INP,
siempre dio soporte a los trabajos de investigación de diferentes recursos pesqueros,
a través del Departamento de Pesca y Oceanografía, y luego de la División de
23
Investigaciones Básicas, a donde pertenecen ahora los laboratorios de Oceanografía
Física, Química y Plancton.
Figura 3. Buque de Investigaciones B/I Tohallí, del Instituto Nacional de Pesca. Construido en Noruega por
el astillero Aukra Bruk A.S. en 1977, este buque tiene una eslora de 33 metros, y se encuentra equipado para
hacer investigación oceanográfica y pesquera (izquierda). A la derecha, despliegue de una red de muestreo
de ictioplancton durante un muestreo en la estación 10 millas costa afuera de Esmeraldas / Punta Galera.
Créditos: T. De la Cuadra, 2007.
En adición, la observación y monitoreo del mar ecuatoriano a través de los programas de variabilidad climática y de cruceros oceanográficos del INP (Figura 3) han
sido de gran utilidad para el seguimiento del clima, siendo parte activa en las discusiones sobre el evento de El Niño-Oscilación del Sur (ENSO) como parte del comité
ERFEN, grupo al que también pertenece el INP.
A estas instituciones, se suma el trabajo de organismos inter-gubernamentales,
como es el caso del CIIFEN (Centro Internacional de Investigación de El Fenómeno
de El Niño), así como de la CPPS (Comisión Permanente del Pacífico Sur), ambas
con sede en Guayaquil, Ecuador. La primera de ellas se ha convertido por derecho
propio en un centro especializado en aplicaciones científicas orientadas a crear y
mejorar los sistemas de alerta temprana existentes ante efectos adversos de índole climática y meteorológica, mejorando la gestión de riesgos asociados y ayudando al
desarrollo sostenible de los países de la región (Martínez et al., 2009).
La CPPS es, en cambio, un organismo regional marítimo apropiado para la
coordinación de las políticas marítimas de sus Estados Miembros: Chile, Colombia,
Ecuador y Perú. Esta, a través de su secretaría de asuntos científicos, tiene una activa agenda en investigación que incluye la coordinación de los programas nacionales
ERFEN de cada país, el Boletín de Alerta Climático (BAC) de frecuencia mensual,
productos operacionales de la alianza GRASP, y la iniciativa de Crucero
Oceanográfico Regional, llevada a cabo en octubre de cada año.
24
¿Por qué monitorear el clima?
Aparte de la relevancia científica obvia del estudio del clima y su variabilidad
(meteorología y oceanografía), es necesario destacar que el clima tiene también
varias implicaciones en el desarrollo de la sociedad ecuatoriana, que van desde la
toma de decisiones para iniciar o retrasar los ciclos de cosecha o siembra, hasta
impactos socio-económicos mayores debido a la ocurrencia de inundaciones y deslaves por efectos de lluvias. Cornejo (1999) y Silva (1990) estudiaron la variabilidad
climática en la zona costera ecuatoriana, encontrando que hay dos modos dominantes: la variabilidad debido al ciclo anual y la variabilidad interanual, relacionada principalmente al ENSO. Cornejo (2003), a través del análisis de los términos de balance de calor para el período de 1979-1993, confirmó este postulado, encontrando además que debido al mayor grado de magnitud de poder espectral en el ciclo anual, éste
sería dominante con respecto al interanual (Figura 4). Esto es consistente con la percepción local común en la zona costera ecuatoriana que los cambios en el ciclo anual
son más importantes que los impactos del ENSO.
Figura 4. Logaritmo del espectro de flujo de calor neto (Qnet) para las bandas interanuales (panel izquierdo) y anuales (panel derecho). Adaptado de Cornejo (2003).
El ciclo anual está íntimamente relacionado con las variaciones estacionales en
la temperatura superficial del mar adyacente, lo que determina una estación lluviosa
entre diciembre-mayo, y una estación seca entre junio-noviembre. La amplitud de
esta variabilidad es menor en el Norte (Esmeraldas), debido a la influencia de la
corriente cálida de El Niño (Cucalón, 1987), ramal de la contra corriente norecuatorial; y más variable y con un rango mucho mayor al sur (zona del Golfo de
Guayaquil), donde el influjo de la corriente fría del Perú es evidente. Entre ambos sistemas de corrientes se encuentra el frente ecuatorial, área donde existe un fuerte gra25
diente térmico y que sirve de frontera entre las masas de agua fría y cálida correspondientes a las masas de agua descritas. Éste se muestra paralelo a la costa durante la
estación seca, y perpendicular a la costa en la estación lluviosa.
La variabilidad interanual, mayormente representado por El Niño-Oscilación
del Sur (ENSO). El Niño es un calentamiento del Pacífico Tropical que ocurre
aproximadamente cada tres a siete años, con una duración de al menos 12-18
meses (McPhaden, 2001). Está conectado dinámicamente a la Oscilación del Sur,
el cual es un mecanismo espejo de la presión atmosférica superficial entre la
región Asiática-Este y Australia, y la región del Pacífico Tropical Este. Durante el
Niño, los vientos alisios se debilitan a lo largo del Ecuador, así como la presión
atmosférica se fortalece en el Pacífico Oeste, y decaen en el Pacífico Este. Los
vientos alisios decaídos permiten que el agua superficial cálida, normalmente confinada en la cuenca del Pacífico Oeste, migre hacia el Este. Los afloramientos
manejados por vientos, un proceso que trae agua fría a la superficie a lo largo del
Ecuador y a lo largo de la costa Oeste de Norte y Suramérica, también es reducida drásticamente, causando un incremento considerable de temperatura, lo que
afecta directamente al ecosistema y pesquerías dependientes de la provisión de
aguas ricas en nutrientes.
El incremento de la temperatura superficial del mar en todo el Pacífico
Ecuatorial Este, así como la perturbación de la circulación atmosférica (cuyo rasgo
principal es el marcado descenso de la Zona de Convergencia Inter-Tropical), tiene
por efecto un incremento en la precipitación en la zona de “influencia” de El Niño,
región que abarca hasta el pie de cordillera occidental de los Andes (Rossel et al.,
1998). Se ha observado que, dependiendo de la fecha de inicio del evento ENSO,
existen dos picos de precipitación: uno al inicio del evento, y otro pico correspondiente al ciclo anual incrementado. La magnitud de la precipitación en eventos de la
fase cálida de El Niño se encuentra por encima de una desviación estándar (Marcos
y Cornejo, 2005), aunque en sitios donde la precipitación es muy baja (península de
Santa Elena y, en menor medida, la provincia de El Oro), el efecto de la precipitación
aumentada supera inclusive dos desviaciones estándar. Otro tipo de implicaciones tienen que ver con el aumento del nivel del mar, el cual llega hasta los 47 cm más alto
que lo normal (El Niño 1982-83; Moreano et al., 1986), implicando que las zonas
bajas se vean expuestas más fácilmente a inundaciones, así como que la zona costera sea erosionada por efectos de que las olas romperían más arriba que durante épocas normales (ESPOL, 2000).
El desarrollo de la estación lluviosa (también llamada informalmente en el país
invierno) trae consigo un riesgo inherente de inundaciones y deslaves, así como afectaciones en los ciclos de producción de diversos alimentos. En estaciones de lluvias
promedios, las afectaciones no son muy altas en ambos, aunque casi todos los años
26
se presentan casos de inundaciones, debido principalmente a la falta de ordenamiento territorial en estas zonas. En años de lluvias extremas (las cuales casi siempre se
relacionan con el evento El Niño), el principal sector afectado es el productivo, seguido del de transporte/infraestructura. CAF (2000) cuantificó las pérdidas en su estudio
“Las lecciones aprendidas de El Niño 1998” en base a estimaciones de la CEPAL
(Comisión Económica Para América Latina y El Caribe), y encontraron que para este
evento los daños totales originados por este fenómeno sumaron 2,882 millones de
dólares. Los sectores anteriormente mencionados (productivos y transporte) acumularon pérdidas por 1,561 y 795 millones de dólares, respectivamente.
Figura 5. Régimen de precipitación en las estaciones costeras INAMHI de Boyacá, Chone, Machala y
Milagro; durante tres años Niño (1982-83, 19886-87 y 1997-98), y tres años Niña (1974-75, 1984-85 y
1988-89). Tomado de Cedeño et al. (2006).
27
En el otro extremo, las condiciones de lluvia bajo lo normal o sequías han sido
comúnmente asociadas a eventos de la fase fría del ENSO (La Niña). Sin embargo,
Cedeño et al. (2006) estableció que la precipitación es muy cercana al ciclo anual en
forma general (Figura 5), en años considerados como Niña por la Administración
Nacional de los Océanos y la Atmósfera de los Estados Unidos de América (NOAA).
Las principales afectaciones de la fase cálida de El Niño son: variaciones en los
ciclos de siembra y cosecha de diversos productos alimenticios; baja productividad
en el sector pesquero, con el decrecimiento de la captura sardinas y otros peces pelágicos pequeños. Sin embargo, otras pesquerías son afectadas positivamente, como es
el caso de la industria del camarón (Cornejo, 2001). Con respecto a 1996, esta pesquería incrementó sus exportaciones totales en un 40% para el año de 1997.
Investigación Oceanográfica y Climática en el Ecuador
Buena parte de la investigación en el país en materia de variabilidad climática
se ha centrado siempre en el estudio de El Niño, debido a lo catastrófico de sus efectos. El Instituto Oceanográfico de la Armada (INOCAR) tiene desde hace muchos
años atrás un muy bien establecido programa de monitoreo del fenómeno de El Niño,
que en la actualidad se compone de una red de estaciones meteorológicas (muchas de
ellas transmitiendo en tiempo real a través del satélite GOES), además del programa
de “estaciones costeras”, compuesto por dos estaciones oceanográficas costa-afuera
a 10 millas náuticas de distancia, cuyo muestreo se da mensualmente. Esto se ve complementado con la ejecución de dos cruceros oceanográficos anuales a bordo del
B.A.E. Orión. Este programa ha dado luz a interesantes estudios que han podido establecer claramente las variaciones anuales e inter-anuales de la estructura termo-halina, así como la influencia de las ondas Kelvin en nuestra costa (Garcés-Vargas et al.,
2005); determinar el inicio y fin de las estaciones lluviosas a través de los años de
registro de las estaciones meteorológicas costeras del INOCAR (Hernández y
Zambrano, 2007), así como una amplia descripción de los fenómenos de El Niño con
repercusión en Ecuador en las últimas cuatro décadas.
El Instituto Nacional de Pesca (INP) también mantiene un programa de investigación en torno a la variabilidad climática (“Seguimiento Espacio - Temporal de
Procesos Oceanográficos y Eventos Extremos Asociados con las Principales
Pesquerías Ecuatorianas”), con el interés de caracterizar el ambiente en donde las
pesquerías se desarrollan. Para ello, disponen de un monitoreo mensual de las variables físicas, químicas y biológicas en tres estaciones 10 millas náuticas costa-afuera,
frente a las costas de Esmeraldas, Puerto López y Salinas (De la Cuadra, 2007).
Además, también ejecuta dos cruceros oceanográficos anuales, a bordo del B/I
Tohallí, concentrando sus esfuerzos en la plataforma costera, hasta el meridiano
82°W. Fruto de estos esfuerzos, encontramos trabajos recientes que relacionan la
28
variabilidad climática o cambios en la distribución de la TSM con el comportamiento de ciertas pesquerías (De la Cuadra, 2010a), o en la biología productiva del recurso pinchagua (De la Cuadra, 2010b).
Toda esta información es útil para efectos de emitir una alerta climática a través
de los boletines ERFEN, los cuales se emiten mensualmente para proveer de un diagnóstico y perspectivas del clima ecuatoriano. El ERFEN es un esfuerzo que se gestó
en el seno de la CPPS, en donde cada país aglutina un comité ERFEN dedicado al
seguimiento de las condiciones climáticas con miras a determinar la formación de un
evento ENOS en cada uno de los países. Las instituciones que conforman el ERFEN
en Ecuador son: INOCAR, INAMHI, INP, ESPOL, Universidad de Guayaquil, y la
Dirección General de Aviación Civil.
De la experiencia ERFEN se puede afirmar que institucionalizar el tema del
monitoreo del clima a través del seguimiento de El Niño ha permitido consolidar una
imagen de responsabilidad y esfuerzo mancomunado entre las instituciones que
monitorean el clima, además del establecimiento de programas de monitoreo e investigación permanente con fondos estatales. Pese a su relativo éxito, se puede mejorar
aún la socialización y proyección del boletín ERFEN entre sus principales usuarios y
entre la sociedad en general; y establecer iniciativas de investigación mayores en el
Fenómeno de El Niño y el clima, a través de la formulación de proyectos y formación de investigadores en oceanografía y ciencias afines a nivel de postgrado
(Cornejo, com. pers., 2006). Además, se requiere aún establecer la definición operacional de cuando un evento El Niño puede ser declarado como tal para Ecuador, además de determinar la influencia de la variabilidad climática decadal sobre los efectos
de El Niño en el país, temas en los cuales el ERFEN podría trabajar y coordinar si se
lo propusiera (Martínez, com. pers. 2009).
Otros proyectos y estudios que se están llevando a cabo relacionado a la oceanografía son la Caracterización hidro-oceanográfica y ambiental del margen costero
(SENACYT). INOCAR, con fondos del SENACYT ejecuta este estudio, que tiene
por propósito principal levantar información hidrográfica, oceanográfica y ambiental
que permitan determinar valores característicos de estas variables. Los productos
obtenidos del procesamiento de la información recopilada y validada servirán de
herramientas útiles para la toma de decisiones en la determinación, delimitación y
manejo de áreas protegidas, áreas de reserva, áreas sensibles y áreas de desarrollo
turístico.
Bajo este mismo proyecto, se ha adquirido una estación receptora de imágenes
satelitales de banda X/L (órbita polar) Seaspace Terascan, que permitirá contar al país
con un monitoreo en tiempo real y en alta resolución, de variables importantes como
temperatura superficial del mar y clorofila, para estudios de evolución de la distribución térmica y productividad primaria superficial con el tiempo (Figura 6). Un espe29
cial énfasis se pondrá en el estudio del afloramiento de Cromwell, al Oeste de las islas
Galápagos. Además, se ha previsto la compra de un Vehículo Autónomo Submarino
(iRobot Seaglider), con lo que se monitoreará en tiempo cuasi-real la estructura
termo-halina y de clorofila sub-superficial. Su uso ha sido planeando en primera instancia, en la ruta comprendida entre la costa continental ecuatoriana y Galápagos
(Figura 6).
Figura 6. Estación receptora de imágenes satelitales en banda X Terascan en proceso de instalación
(izquierda). En conjunto con el procesador de imágenes MODIS REPS, este sistema es capaz de generar
varios productos, como temperatura superficial del mar, concentración de sólidos suspendidos, y diversos
productos derivados de clorofila. Otra adición por parte del proyecto SENACYT-INOCAR es el Vehículo
Autónomo Submarino “Seaglider”. Sus aplicaciones se concentrarán en el continuo monitoreo del mar
ecuatoriano a través de perfiles CTD y de clorofila. Los datos colectados serán transmitidos en tiempo real,
vía un enlace satelital Iridium. Créditos: Rutgers University y iRobot (2010).
Con el Instituto Nacional de Preinversión, el INOCAR se encuentra trabajando
en el proyecto “Estudio de la Energía de Olas, Corrientes y Energía Cinética de Ríos
en el Ecuador para Generación Eléctrica”, que en una primera fase permitirá la caracterización de olas, de ríos, análisis de las corrientes marinas y determinación del estado del arte de la tecnología disponible para generación de energía eléctrica, a partir
del levantamiento de información existente, adquisición de información internacional de las características de olas y corrientes marinas de instituciones especializadas.
El objetivo final es establecer si es viable la implementación de proyectos de generación eléctrica con base en corrientes y olas en el Ecuador.
En adición, instituciones como el CIIFEN y el INOCAR comenzaron a disponer de productos operativos en sus páginas web, como los productos de temperatura
y de anomalía de temperatura superficial del mar, usando datos del sensor AVHRR a
bordo del satélite NOAA-15. Complementario a éstos, CIIFEN emite el denominado
“Boletín CIIFEN” (www.ciifen-int.org), en el que se hace un análisis de las condicio30
nes océano-atmosféricas de la región del Pacífico Tropical Este, para luego establecer un pronóstico estacional del clima regional. El INOCAR, por su parte, cuenta con
un producto denominado “UKMO-INOCAR” de Temperatura Superficial del Mar
(TSM) y Anomalía de TSM de alta resolución (4 km), con datos del proyecto OSTIAGHRSST (Stark et al., 2007). Estas cartas son de frecuencia semanal, en los dominios del Pacífico Ecuatorial Este y Pacífico Sureste. Otro producto en fase de implementación es el “KNMI-INOCAR” de viento marino superficial, con datos provenientes del escaterómetro ASCAT (OSI/SAF-EUMETSAT, 2010) a bordo del satélite de órbita polar Met-Op. Se planea que estas cartas tengan una frecuencia diaria,
con imágenes animadas de siete días, todas estas dispuestas en el portal web del INOCAR (www.inocar.mil.ec, Figura 7).
Figura 7. Carta de viento marino superficial para el área del Pacífico Ecuatorial Este, con datos del sensor
ASCAT. Los datos, procesados y mantenidos por un grupo de trabajo de la OSI-SAF y del Servicio
Meteorológico Real de los Países Bajos (KNMI), están disponibles en dos resoluciones: 12.5 y 25 km.
Créditos: INOCAR (2010).
El Modelamiento Numérico en el área del clima se ha limitado a algunas iniciativas aisladas, como es el caso de la implementación de los modelos MM5 (Modelo
de Meso-Escala de Quinta Generación) y del WRF (Pronóstico e Investigación del
Clima) en el INAMHI, en sus oficinas regionales de Quito y Guayaquil, con el apoyo
del CIIFEN (Muñoz et al., 2010). Sendos estudios de validación se están llevando a
cabo para comprobar la validez de los pronósticos del tiempo, los cuales aún están en
31
etapa experimental. En el área de hidrodinámica, el INOCAR cuenta con un modelo
hidrodinámico en tres dimensiones (MH3D - Lonin, 2000) implementado para el
estuario del río Guayas, el cual por diversos motivos se encuentra desactivado al
momento. Sin embargo, la institución se encuentra retomando el tema de modelación,
teniendo como meta inicial la reactivación de este modelo. Es objetivo de INOCAR
también implementar a corto plazo modelos océano-atmosféricos, como el WRF y el
ROMS (Sistema de Modelaje Oceánico Regional).
En materia de tsunamis, el Instituto Oceanográfico mantiene el Centro de Alerta
de Tsunamis, que es el encargado de monitorear la red del PTWC (Centro de Alerta
de Tsunamis del Pacífico), compuesta por mareógrafos en toda la cuenca del Pacífico,
además de algunos arreglos de boyas DART, información que es transmitida en tiempo real. Recientemente, con la Secretaría Nacional de Gestión de Riesgos (SNGR)
del Ecuador se ha puesto en marcha un proyecto de fortalecimiento de la red ecuatoriana de monitoreo de tsunamis, proyectando la compra de equipos mareógrafos con
transmisores en tiempo real, además de una boya DART a ser ubicada en un área que
ha sido identificada como la de mayor sismicidad: Esmeraldas / Zona de Fractura de
Yaquina (Arreaga, 2004 y Collot et al., 2009).
Sumario
–
En el Ecuador existen instituciones bien establecidas que realizan investigación
oceanográfica; sin embargo hace falta un enfoque más amplio de la ciencia para
estudiar y determinar ciertos comportamientos recientes, como los cambios en
el inicio de la estación lluviosa, variabilidad de la intensidad de la precipitación,
cambios en la manifestación del Fenómeno de El Niño en nuestro país (e.g.,
Niño Modoki), y evidencia de cambio climático.
–
Para efectos de contar con un sistema efectivo de soporte a la toma de decisiones por amenazas climáticas, falta aún que la información esté totalmente integrada y disponible en tiempo cuasi-real, además del estudio de la variabilidad
climática reciente.
–
La mejor inversión para la ciencia es capacitar adecuadamente a su recurso
humano, lo que incluye pasar por un programa de postgrado para su especialización. El Ecuador recientemente ha fortalecido este tema, con el lanzamiento
de programas anuales de becas con fondos estatales, con el auspicio del
SENACYT.
–
Debido a la considerable inversión en el área de ciencia (SENACYT), así como
de infraestructura del sector público, las perspectivas de realización de proyectos a nivel nacional se muestran interesantes.
–
En Ecuador, existe una problemática en torno a la carrera de oceanografía y el
32
número de sus egresados, que en este momento resulta insuficiente para el volumen de trabajo existente en ésta área de la ciencia.
–
Como consecuencia de lo anterior, es cada vez más necesario incluir profesionales de otras ramas afines para lidiar con nuevos esfuerzos en investigación en
oceanografía, atmósfera y clima.
–
Han habido experiencias alentadoras al respecto de incluir profesionales no-tradicionales en los institutos de investigaciones afines (matemáticos y físicos en
modelaje, INAMHI Quito; ingenieros ambientales en climatología y modelaje,
INAMHI Guayaquil).
–
El establecimiento de la Secretaría Nacional de Gestión de Riesgos con rango
ministerial en años recientes ha resultado en una mejora de los planes y políticas en torno a amenazas climáticas, soportado a su vez por los institutos de ciencia del país. Sin embargo, se debe de fortalecer aún más el desarrollo de planes
ordenados de crecimiento poblacional, de ordenamiento territorial, y de contingencia frente a desastres naturales.
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35
36
ACTIVIDADES DEL ISPRA CONCERNIENTES AL MAR
Ing. Ermanno Caruso
Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale – ISPRA
L’ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale), per le
attività riguardanti il mare, nasce dall’accorpamento dell’APAT e dell’ICRAM:
Con la attuale struttura è uno dei principali enti pubblici italiani con funzioni di
monitoraggio e ricerca sul mare, promuove metodologie per la programmazione, la
progettazione e l’attuazione di interventi in materia di protezione delle coste dai fenomeni erosivi, portualità e i rischi naturali, inoltre gestisce le reti di rilevamento
mareografico, ondametrico e dello stato del mare, per il monitoraggio delle caratteristiche fisiche dei mari italiani. Con l’ausilio di modelli, esegue anche applicazioni per
la caratterizzazione e la previsione dello stato dei mari italiani e del bacino del
Mediterraneo a largo e a costa.
37
Le attività svolte in tale contesto sono:
• gestione di reti di misura per la raccolta di dati meteomarini: Rete Mareografica
Nazionale (RMN) e Rete Ondametrica Nazionale (RON) e Rete Stato del Mare
Nazionale (RSMN);
• gestione del Sistema Idro-Meteo-Mare (SIMM) per la previsione dei parametri
meteorologici e meteomarini nel bacino del Mediterraneo e del livello del mare
nell’Adriatico e nella laguna di Venezia;
• raccolta di dati relativi alla evoluzione delle spiagge a scala nazionale e al monitoraggio degli interventi di protezione già realizzati;
• elaborazione di dati dello stato del mare e modellistica costiera ai fini della stabilità dei litorali;
• cura di cartografìa informatizzata relativa all’evoluzione ed allo stato delle coste
e alla efficienza degli interventi di protezione.
Nell’ambito della raccolta di dati, di grande rilievo sono le informazioni provenienti dalle tre reti di misura gestite.
La Rete Mareografica Nazionale (RMN) è composta di 33 stazioni di misura
uniformemente distribuite sul territorio nazionale ed ubicate prevalentemente all’interno delle strutture portuali. Queste stazioni sono composte da due strumenti di
misura della marea, un sensore anemometrico, di un sensore barometrico, di un sensore di temperatura dell’aria e di un sensore di temperatura dell’acqua. Undici stazioni sono state dotate di una sonda multiparametrica per la valutazione della qualità dell’acqua e per il monitoraggio ambientale. La RMN è inoltre costituita da 52 stazioni
di misura (di cui 25 funzionanti in tempo reale) collocate nella Laguna di Venezia per
il controllo e la previsione dell’acqua alta.
La Rete Ondametrica Nazionale (RON) è composta da 15 boe direzionali. Le
boe forniscono i seguenti parametri sintetici descrittivi dello stato del mare: Hs (altezza d’onda significativa spettrale in metri), Tp (periodo di picco in secondi), Tm
(periodo medio in secondi), Dm (direzione media di propagazione in gradi N). Inoltre
vengono anche registrati i seguenti parametri spettrali: densità di energia, direzione
media di propagazione, dispersione direzionale (spread), asimmetria (skewness), curtosi. Due stazioni sono state dotate di una sonda multiparametrica per la valutazione
della qualità dell’acqua e per il monitoraggio ambientale.
La Rete Stato del Mare Nazionale (RSMN) è di recente avvio e in fase di sperimentazione. Questa, pur ancora nella fase embrionale, rileva dati ambientali sensibili attraverso una sensoristica sia “appoggiata” alle boe ondametriche, sia ai mareografi, sia alloggiata su mezzi propri (boe ambientali).
I dati sono resi disponibili, al momento, nelle pagine web delle 2 reti storiche,
ma è previsto, nel futuro, la creazione di una banca dati autonoma, cui confluiscono
le rilevazioni provenienti dalle 3 tipologie di sorgenti.
38
Dello stesso Dipartimento fanno parte anche il Servizio Tutela delle Risorse, il
Servizio per la Laguna di Venezia e il Servizio Difesa delle coste.
L’accorpamento con l’ICRAM le attività sul mare si sono incrementate con i
seguenti Dipartimenti elencati con le principali tematiche trattate:
DIPARTIMENTO I (ex ICRAM):
Monitoraggio della qualita’ ambientale distrofie degli ambienti marini costieri
Monitoraggio della qualita’ ambientale valutazioni degli impatti potenziali a
seguito delle attivita’ di off-shore
Monitoraggio della qualita’ ambientale progetti di ricerca e pilota per il monitoraggio e la classificazione degli ambienti marini costieri, anche finalizzati al recepimento e all’applicazione di normative nazionali e sopranazionali
DIPARTIMENTO II (ex ICRAM)
Prevenzione, valutazione e mitigazione degli impatti
DIPARTIMENTO III (ex ICRAM)
Tutela degli habitat e della biodiversita’
DIPARTIMENTO IV (ex ICRAM)
Uso sostenibile delle risorse
Supporto istituzionale
Bioacustica e Ingegneria Oceanografica
Prevenzione, valutazione e mitigazione degli impatti
L’ISPRA, per le proprie ricerche sul mare, si avvale di mezzi nautici, navi, ROV
e ha in organico un numero di ricercatori subacquei.
39
L’apporto dell’ISPRA nelle tematiche del mare, come meglio evidenziato dalle
relazioni dei suoi funzionari Ingg. Caruso e Nardone,per le reti di monitoraggio, si
caratterizza dalla esperienza pluriennale.
In particolare, nel campo della progettazione, manutenzione e gestione delle
reti, può essere di supporto ai paesi del centro-sud america, soprattutto per il disegno
delle reti, nell’individuazione delle modalità di trasmissione e per la scelta e manutenzione delle apparecchiature “a mare”.
Grazie infatti alla propria pluriennale esperienza manutentivo-gestionale, è stata
di prezioso aiuto alle aziende produttrici (soprattutto estere) per il miglioramento
delle apparecchiature e delle installazioni. Parallelamente ha contribuito alla nascita
e allo sviluppo di apparecchiature italiane, confrontandone risultati in parallelo con
altri prodotti consolidati sul mercato.
In chiusura l’ISPRA ha messo a disposizione dei paesi del Centro-Sud America
intervenuti, un parco di n.3 boe Triaxys, per una eventuale installazione negli stessi
paesi.
ISPRA
Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale
www.isprambiente.it
40
PRESENCIA DEL FENÓMENO EL NIÑO EN ALGUNAS VARIABLES
HIDROMETEOROLÓGICAS DEL PACíFICO COLOMBIANO
Nancy Liliana Villegas Bolaños
Posgrado de Meteorología, Departamento de Geociencias, Facultad de Ciencias,
Universidad Nacional de Colombia, Calle 30 – Bogotá, Colombia,
[email protected]
RESUMEN
Se da a conocer el procedimiento y análisis realizado a las series de tiempo de las
anomalías de la Temperatura Superficial del Mar (TSM), Nivel Medio del Mar
(NMM), Temperatura del Aire (Ta), Humedad Relativa (Hr), Velocidad Vertical de
Surgencia (Vz) y Estabilidad Helsselberg Sverdrup (E) del Pacífico Colombiano
(CPC), para la determinación de las periodicidades que caracterizan al proceso de
calentamiento y enfriamiento extremo de las aguas en la región conocido como El
Niño. Las periodicidades encontradas fueron comparadas con las de la anomalía de la
TSM de las regiones de El Niño y el Índice de Oscilación del Sur (IOS) realizando
además un análisis de correlación con rezagos en el tiempo, a fin de encontrar similitudes y respuestas entre ellas. Por medio del análisis co-espectral se concluyó que
existen relaciones entre las series analizadas con periodicidades comunes de casi 15,
7, 5 y 3 años. La importancia del aporte de estas periodicidades en las oscilaciones de
las series estudiadas cambia dependiendo de su posición dentro del área de investigación. A través del análisis de correlación con rezagos se encontró que hay una mayor
correlación entre las series con desplazamientos temporales hasta de 3 meses que
podrían servir en calidad de predictores físicos locales del fenómeno El Niño, más
acorde a las condiciones reales del Pacífico Colombiano, pudiendo así obtener una
mejor herramienta para la mitigación del impacto de este fenómeno en la región.
Palabras clave: Cuenca del Pacífico Colombiano, Variables Hidrometeorlógicas, El Niño Oscilación del Sur, Análisis Espectral, Regresión Múltiple.
INTRODUCCIÓN
Sobre El Niño Oscilación del Sur (ENOS), Montealegre y Zea (1994) describen
durante eventos Niño generalidades del Océano Pacífico y mencionan sus efectos en
el territorio colombiano. Pabón (2003) analizó anomalías de Temperatura Superficial
del Mar (TSM) de 1980 y 2002 en las estaciones costeras del pacífico colombiano,
Tumaco y Buenaventura, describiendo sus efectos en el nivel medio del mar (NMM),
precipitación (Pr) y temperatura del aire (Ta). El Instituto de Hidrología,
41
Meteorología y Estudios Ambientales de Colombia (IDEAM, 2002) menciona efectos de El Niño 1997-1998 en las dos estaciones costeras. Dada la escasa información
hidrometeorológica de la Cuenca del Pacífico colombiano (CPC), en los trabajos
mencionados sólo se utilizan datos de las dos estaciones. Entre los trabajos que analizan la parcial información existente de la CPC, se encuentra el de Suzunaga y
Gómez (1995), que describe características oceanográficas y meteorológicas obtenidas cerca de Tumaco por campañas oceanográficas de la Armada República de
Colombia (ARC) en enero-diciembre de 1993, y las relaciona con El Niño 19911992. En Málikov (1998), se determinan relaciones estadísticas entre capas de agua
y se identifican zonas homogéneas en ellas por temperatura (T) y salinidad (S). En
Málikov y Camacho (1998), con regresión polinomial se determina la climatología
de T y S caracterizando el comportamiento vertical. En Málikov (2000), se determinan zonas homogéneas superficiales con datos de cruceros de la ARC y se utilizan en
Málikov y Villegas (2005) para reconstrucción de series de TSM de 1972-2000.
Sobre el tema del presente estudio, se han realizado trabajos que llevaron a encontrar
la mejor metodología para la consecución de predictores. Debido a la parcial falta de
información de cruceros de la ARC tomada desde 1970 (Devis et al, 2002), no hay
datos suficientes para la investigación de la variabilidad interanual con fines de búsqueda de predictores de anomalías de TSM, por lo tanto, para estos estudios se han
utilizado datos simulados por el Modelo Termodinámico Tridimensional (MT3D) de
la CPC (Villegas y Neelov 2002 y Villegas y Karlin 2004), verificados por desviación
estándar entre valores modelados e información de algunas expediciones de la ARC
(Villegas y Málikov 2006 y Villegas y Málikov 2009). En Hernández et al. (2006),
con análisis espectral y correlación cruzada entre series ENOS y anomalías de TSM,
se identificó la coincidencia entre sus periodicidades y se determinaron patrones de
relaciones espacio-temporales. En Villegas et al. (2007), se identificaron relaciones
espacio-temporales entre ENOS y anomalías de TSM del litoral colombo-ecuatoriano concluyendo, como en Hernández et al. (2006) y Hernández (2007), que la correlación entre componentes filtradas es mayor que entre las series originales. En
Hernández et al. (2008) se identificó que las respuestas de las anomalías de Ta a las
señales de ENOS son lentas, pero de mejor correlación que las anomalías de TSM.
Lo anterior, sirve de base en la búsqueda de predictores de anomalías de TSM, considerando procesos de series y de sus componentes.
MATERIALES y MÉTODOS
La CPC ubicada entre 1º30’N-7º10’N y 77º40’W-84º00’W, presenta procesos
locales que la dividen en tres zonas (Málikov, 2000), representadas en este estudio
así: zona 1 (aguas costeras) por la estación de coordenadas 5º30’N y 77º45’W; zona
2 (mezcla de aguas costeras y oceánicas), por la estación 4ºN y 80º30’W y, zona 3
42
(aguas oceánicas) en las coordenadas 3ºN y 84ºW. Siendo ENOS un factor importante en la variabilidad de las anomalías de TSM, se incluyen en el estudio al Pacífico
Central (región Niño3.4), al Pacífico Oriental (Niño1+2) y al Índice de Oscilación del
Sur (IOS) estandarizado (Fig. 1). La información analizada para la CPC son series
mensuales de TSM (ºC), tomadas del modelo MT3D, Velocidad Vertical de Surgencia
(Vz) y Estabilidad Helsselberg Sverdrup (E) tomadas del modelo de Diagnóstico de
Surgencias con el software EVA V.1. (Villegas y Málikov, 2008), NMM (m), Ta (ºC),
Pa (hPa) y humedad relativa (Hr, %) sustraídas de NOAA-CIRES (2000). Los datos
de ENOS analizados son las anomalías mensuales de TSM (ºC) de las regiones
Niño3.4 y Niño1+2 y los valores del IOS tomados del Climate Prediction Center
(2006).
Figura 1. Área de estudio: 1 - zona 1 de la CPC; 2 - zona 2 de la CPC; 3 - zona 3 de la CPC
Fuente: Hernández et al, 2008
El período base utilizado para la climatología es 1971-2000 según Xue et al.
(2001). Se hallaron anomalías de las series, se aplicó análisis espectral a las mismas,
se realizó filtración con pasa banda de las periodicidades más significativas encontradas en cada serie y se analizaron sus relaciones espacio-temporales con correlación
cruzada. Se seleccionaron las series más apropiadas para construir modelos de regresión lineal simple teniendo en cuenta que la correlación cruzada tenga un valor absoluto mayor o igual a 0.50, y un rezago de cero o negativo. Los predictores para los
modelos de regresión lineal múltiple se escogieron analizando cada variable de los
modelos de regresión lineal simple y comparando a los modelos bajo los coeficientes y estadísticos (Canavos, 1988): 1- coeficiente de determinación múltiple R2, que
es el porcentaje de la variación explicada por el modelo; 2- valor-p en la distribución
F de la varianza, que es menor a 0.05 cuando la relación es significativa con una confianza del 95%; 3- error medio absoluto (EMA) de los residuos del modelo, el cual es
pequeño si el modelo es correcto; 4- estadístico de Durbin–Watson (DW), el cual,
fuera de los límites 1.7990 y 1.8553 con confiabilidad del 95% para series de 360
datos y de 5 variables independientes, indica autocorrelación en los residuos del
modelo; 5- valor-p en la distribución F para cada parámetro estimado, que muestra
43
la significancia de las variables independientes permitiendo simplificar al modelo al
mantener términos significativos con una confiabilidad del 90%. Se construyeron dos
tipos de modelos de regresión lineal múltiple. El primero, con series ante las cuales
las anomalías de TMS de la CPC responden con un retraso (rezago negativo), es un
modelo de pronóstico a un mes. El segundo, con series sin rezago y con rezago negativo, es un modelo de diagnóstico, útil para la reconstrucción de series en regiones
escasas de datos. La selección de las variables independientes (predictores) para cada
modelo se realizó construyendo un primer modelo con predictores apropiados según
el análisis de correlación cruzada y los criterios mencionados. Con el fin de generar
un modelo bien estimado, se simplificó el primer modelo manteniendo solo términos
significativos y, con coeficientes entre sí no mayores a 0.70, evitando la multicolinealidad. En los modelos construidos, cada variable independiente es un predictor, y
sus coeficientes, indican el número de unidades en que se modifican las anomalías de
TSM de la CPC, por efecto del cambio de la variable independiente.
RESULTADOS
La variabilidad de las anomalías de TSM, NMM, Vz, E, Ta, Pa y Hr de la CPC
es mayor en las zonas 3 y 2, y menor en la zona 1. Las periodicidades más importantes de las series de anomalías de estas variables encontradas en el análisis espectral
(5.0, 2.5 y 1.7 años), coinciden con las de las series del IOS y de anomalías de TSM
de las regiones Niño3.4 y Niño1+2, mostrando que los procesos físicos del ENOS
están presentes en la CPC. Las anomalías de la zona 1 tienen un mayor aporte de frecuencias altas que las anomalías de las zonas 2 y 3, atribuible a los procesos costeros
y continentales. El análisis de las relaciones espacio-temporales indicó que las señales de ENOS llegan primero a la zona 3 y por último a la zona 1, excepto por la variable Hr la cual presentó alta correlación con ENOS solamente para la zona 1. Con un
ajuste ligeramente mejor en los modelos de diagnóstico que en los de pronóstico, se
estimaron las anomalías de TSM en las tres zonas considerando predictores de tres
componentes filtradas (5.0, 2.5 y 1.7 años) y cuatro series originales (TSM, Ta, Pa y
Hr descartando las series NMM, Vz y E debido a que su comportamiento espectral
es muy similar a las cuatro escogidas). La simulación fue mejor para las series de
zonas oceánicas, que las de la costera (Tabla 1).
44
En el modelo de pronóstico de la zona 3, el coeficiente R2 muestra que existe
muy buena aproximación, ya que logra captar el 61.6% de la variable a modelar, así
mismo EMA es de un valor bajo (0.26ºC). En cuanto a D.W., es claro que los residuos
de este modelo aún están autocorrelacionados. Es importante tener en cuenta que
modelar una serie como ésta en su totalidad es una tarea complicada y dispendiosa,
debido a los múltiples procesos de interacción océano atmósfera que intervienen en
la variabilidad de las distintas series analizadas. Las anomalías de TSM no dependen
exclusivamente de las anomalías de Ta, Pa, Hr de la CPC y de las series que caracterizan al ENOS. Existen otros factores que hacen que las anomalías de TSM no constituyan una serie que depende únicamente de las series analizadas, por lo tanto, el
estadístico D.W. siempre mostrará un resultado no muy favorable, siendo una limitación propia de las variables climáticas y meteorológicas (von Storch y Zwiers 1999).
En general, se observa un alto grado de influencia de las anomalías de Ta y Pa locales, y el efecto regional se presenta en el predictor de componente 5 años del IOS. En
el modelo de diagnóstico se observa además el aporte del componente de 5 años de
las anomalías de Hr de la zona 1, y el de 2.5 años de la anomalía de TSM de la región
Niño3.4. En la figura 2 se comparan la serie original con las series ajustadas por los
dos modelos, observando que éstos captan las frecuencias bajas, evidente en los
ciclos interanuales de los Niño 1972-1973, 1982-1983 y 1997-1998. El desajuste está
dado por las frecuencias altas, debido a que se no se tienen en cuenta en los modelos.
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Una diferencia importante entre los modelos de la zona 3 y los de la zona 2 es
que aunque en el modelo de pronóstico de la zona 2 se tienen sólo cuatro predictores, éste tiene un R2 mayor. Otro punto importante es que los predictores de los Ta,
Hr y Niño3.4 se mantienen para el de pronóstico. En el modelo de diagnóstico para
la zona 2, aparecen las series iniciales de anomalías de TSM de las regiones Niño1+2
y Niño3.4 y la componente 2.5 años de esta última como predoctores importantes. De
los cuatro modelos ajustados, éste es el que presenta mayores predictores relacionados con ENOS. En la figura 3 se observa al igual que para la zona 3, que el ajuste es
muy bueno en la variabilidad interanual, y no se captan las oscilaciones con períodos
de un año o menos.
Los estadísticos de ajuste para los modelos de las anomalías de TSM de la zona
1 difieren de los de las zonas 2 y 3, debido al aporte de frecuencias altas. Se observa
en la figura 4, que las variaciones con períodos de un año o menos tienen una gran
amplitud, escondiendo u opacando a las variaciones con periodicidades más largas.
A pesar de esto, el ajuste de los modelos de la zona 1 muestra las variaciones interanuales en forma aceptable. El coeficiente R2 del modelo de diagnóstico es más alto
que el del modelo de pronóstico, el EMA es de 0.2ºC en los dos casos, mientras que
el D.W. nuevamente indica que los residuos presentan autocorrelación. Esto, como se
mencionó anteriormente, se debe a que las anomalías de TSM en la CPC también son
influenciadas por otros fenómenos como la migración de la Zona de Convergencia
Intertropical (ZCIT), la Oscilación Madden Julian (OMJ), la anclada de Panamá,
entre otras, que no se representan en las series analizadas. Los coeficientes de los
modelos muestran además la influencia sobre las anomalías de TSM de la zona 1 de
la serie de anomalías de TSM de la región Niño1+2 con un rezago de 5 meses. Este
rezago tan grande explica en parte por qué es difícil modelar un alto porcentaje de
esta serie, ya que una señal que demora cinco meses en llegar a la CPC, viene influenciada por otros procesos que no se están teniendo en cuenta. El siguiente término
importante es el de la componente 2.5 años de las anomalías de TSM de la región
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Niño3.4, seguido por la componente de 5.0 años de las anomalías de Hr. La componente 1.7 años de la Ta ha aparecido consistentemente en todos los modelos, indicando que es un buen predictor con alta frecuencia, confirmando que debe ser considerado para aumentar el grado de aproximación de los modelos.
En general, los modelos logran aproximar en forma adecuada a la variabilidad
de las anomalías de TSM de la CPC y, para el mejoramiento de los mismos, se plantea como una perspectiva su validación con los predictores encontrados para un período distinto a 1971-2000, y con información real de la CPC. La presente investigación logró por primera vez un estudio sobre la aproximación a la predicción de anomalías de TSM en la región, y se considera que el trabajo puede servir de base para
la continuación de estudios de la dinámica de las aguas de la CPC y de otras regiones del Pacífico Sudeste.
CONCLUSIONES
Los predictores de los modelos de regresión lineal múltiple encontrados simulan con un mes de anticipación o diagnostican en tiempo presente las anomalías de
TSM de las tres zonas de la CPC, aproximando bastante bien las variaciones de largo
período de las anomalías, más no las variaciones en escalas de tiempo cortas.
Los predictores determinados corresponden a tres componentes filtradas de las
series de anomalías de TSM de 5, 2.5 y 1.7 años y a cuatro series originales.
Los predictores encontrados logran mejores ajustes de las anomalías de TSM de
la CPC en la zona oceánica que en la costera, mostrando el aporte principal del ciclo
ENOS.
Se plantea como una perspectiva importante la validación de los modelos de
regresión múltiple con los predictores encontrados para un período distinto a 19712000, y con información real de la CPC.
El presente estudio realizado por primera vez para la aproximación de las anomalías de TSM de la CPC, puede servir como base de la continuación de investigaciones sobre modelamiento de características termohalinas de la región.
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48
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49
50
ANáLISIS OCEANOGRáFICO y ESTIMACIÓN DE
LA VULNERABILIDAD PARA LA GESTIÓN DE RIESGO A DESASTRES
y ADAPTACIÓN AL CAMBIO CLIMáTICO EN EL PACíFICO ORIENTAL
Rodney Martínez Güingla
Coordinador Científico CIIFEN
[email protected]
Variabilidad Oceanográfica en el Pacífico Oriental
La variabilidad oceanográfica en el Pacífico oriental está en buena parte representada por la variabilidad interanual asociada al ENSO. La influencia del ENSO en
el borde del Pacífico Oriental ha sido ampliamente documentada y muy especialmente luego del evento El Niño 1997-1998. Este hecho va de la mano con el mejoramiento de los sistemas de observación del océano tanto en superficie como bajo la superficie del mar por ej: el sistema ARGO.
Sin embargo, con el devenir de los años y la preocupación global respecto al
cambio climático, la atención del mundo se centra en cómo evolucionarán las temperaturas del planeta tanto a nivel continental como en los océanos.
El Cuarto Reporte de Evaluación del IPCC (2007), dedica varios capítulos para
explicar la detección de señales de cambio climático en el océano global y los impactos
en los ecosistemas así como en las costas. El análisis histórico basado en evidencias, es
bastante contundente y a escala global, queda muy poco espacio para la divergencia de
criterios en cuanto al hecho de que la temperatura global sigue incrementándose.
Los últimos años, han sido muy dinámicos a nivel internacional en relación al
cambio climático y rápidamente, la humanidad en diferentes estamentos, ha asimilado el hecho de que el planeta está en un proceso crítico de consecuencias inciertas.
Consecuentemente, la agenda global, paulatinamente, ha ido concentrando su atención en la gran amenaza y la otra arista del problema: ¿Qué hacer frente al calentamiento que no se detiene y que es una realidad aparentemente inexorable?
El mundo, rápidamente se ha volcado a la búsqueda de soluciones, esquemas o
aproximaciones que le permitan a los seres humanos hacer frente al cambio y el tema
de la “adaptación”, ha cobrado singular protagonismo.
Las consecuencias de esta rápida evolución de los temas, tienen repercusiones
desde el punto de vista científico, político, institucional que vale la pena tenerlas en
cuenta.
Por un lado hay una tendencia manifiesta a asociar todo lo que ocurre en el océano, la atmósfera y la sociedad con el cambio climático. Esto ha significado que en
51
muchos casos, aún cuando todavía no hayamos logrado comprender razonablemente
los factores y la física que gobierna la variabilidad climática a escala regional o local,
nos aventuramos a inferir el futuro a escala de décadas, perdiendo de vista, la incertidumbre inherente a todos los sistemas de predicción y modelos existentes. Aparece
otro factor agravante: En cuanto a temas de cambio climático, se puede proyectar lo
que se quiera, ya que dadas las escalas de tiempo a las que se trabaja (décadas adelante), se está exento de una verificación y rendición de cuentas sobre lo que se proyectó. Esta circunstancia no es la misma cuando se trata de la predicción climática
estacional (3 meses) del océano o la atmósfera. En poco tiempo, quienes la efectuaron y los usuarios sabrán que tan bueno o malo fue lo que se pronosticó y eso permite mejoramientos, ajustes y validaciones que son de beneficio para todos.
Volviendo al océano Pacífico Oriental, hay modos de variabilidad que no han sido
lo suficientemente explorados, que ciertamente no corresponden a la señal del cambio
climático, pero si coadyuvan en la definición del clima regional o local. Uno de ellos
es la variabilidad decadal, difícil de detectar y comprender por la escasa longitud de los
registros históricos, pero cada vez más cerca, en cambio, gracias a los datos generados
por los reanálisis. El efecto de la variabilidad decadal, si es visto en un período de tiempo limitado puede confundirse fácilmente, con una señal atribuible al cambio climático y devenir en conclusiones erróneas que luego se traduzcan en el diseño de medidas
de adaptación no adecuadas y el consiguiente dispendio de recursos.
Por otro lado, si bien es cierto el planeta está calentándose, la forma en cómo su
temperatura se incrementa varía de lugar a lugar. En la Fig. 1 se puede observar el
comportamiento de la temperatura superficial del mar en un mismo período de tiempo pero para dos estaciones distintas, la una en el océano Índico y la otra en el
Pacífico Ecuatorial.
Fig. 1 Anomalías de temperatura superficial del mar: Pacífico Ecuatorial Oriental (izquierda), Océano
Índico Ecuatorial (derecha). Cortesía: Gabriel Vecci (NOAA).
52
En el océano Pacífico es difícil poder detectar una tendencia a largo plazo que
sugiera una relación con el cambio climático. Se evidencia la predominancia de la
variabilidad climática natural sin que tampoco se note reducción o amplitud de la
varianza. En contraste, en el océano Índico, la variabilidad natural es poco significativa, y se hace evidente, una tendencia al ascenso de la temperatura a largo plazo consistente con el cambio climático.
ENSO y cambio Climático
La relación entre el ENSO y cambio climático también ha sido motivo de
mucha especulación e imprecisiones en muchos foros gubernamentales e internacionales.
Es importante destacar algunos trabajos científicos relevantes que nos ayuden a
aclarar los avances en esta materia. Vecchi y Wittemberg, 2010 explican en forma
detallada, las variaciones considerables que a lo largo de las décadas y los siglos ha
tenido la amplitud del ENSO, asociada a la variabilidad natural. De igual forma,
documentan el hecho de que aunque el ENSO depende del estado del sistema climático en el océano Pacífico Ecuatorial, y aunque se espera que sufra alteraciones por
el cambio climático, no hay consenso sobre la forma y la intensidad de la respuesta
del ENSO al incremento de los gases de efecto invernadero. De hecho destacan que
es un tema que sigue bajo intensa investigación en el mundo. Collins et al, 2010, a
nombre del Panel CLIVAR para el Pacífico, publicaron la más reciente revisión científica sobre el calentamiento global y el ENSO. En el documento se exponen los más
probables efectos sobre el estado medio del océano Pacífico Tropical tales como el
debilitamiento de los vientos alisios del este, el mayor calentamiento en la zona ecuatorial pero más lento en las zonas subtropicales, el ascenso de la termoclina, y al
intensificación del gradiente térmico dentro de la termoclina. Sin embargo, aunque
las características del ENSO podrían ser modificadas por el cambio climático, concurren en que no es posible establecer si la actividad del ENSO será más fuerte, más
débil o la frecuencia del ENSO cambiará.
Un estudio de caso: Las islas Galápagos
Una vez revisada brevemente la problemática de la variabilidad climática a
nivel global, surge un nuevo desafío relacionado a cómo aproximarnos a esta variabilidad a escala local. Por supuesto que en esta instancia surgen más complejidades.
Para poner en evidencia el desafío del cambio climático a escala global, se presentan a continuación, algunos resultados de una investigación oceanográfica hecha
en las Islas Galápagos (Martínez y Nieto, 2011).
En el área de las Islas Galápagos se efectuó un análisis retrospectivo de algunas
variables oceanográficas: temperatura del mar, salinidad, pH, nivel del mar, corrien53
tes superficiales entre otras. Los resultados fueron analizados y discutidos y permitieron obtener algunas experiencias que se exponen a continuación.
1) En un período mayor a 50 años, no se observa una tendencia clara en la temperatura superficial del mar, sin embargo si se nota una reducción gradual de la intensidad del afloramiento al oeste de las islas Galápagos.
2) La distribución espacial de las anomalías de la temperatura del mar alrededor
de las Islas Galápagos no presenta cambios en el período de estudio (Fig. 2)
Fig. 2 SST anomaly (°C) from Climatological sea surface temperature (blended from ship and buoy,
data (1950-1979))and observed SST from NODC data (from 1948 to 2003). Data interpolated at 0.25°.
(Martínez y Nieto, 2011)
3) La componente meridional de las corrientes muestran una fluctuación
importante, con anomalías positivas sostenidas en la última década (2000-2009)
muy distinta a las considerables anomalías negativas de la década anterior (19901999). Fig. 3.
54
Fig. 3 Series de tiempo de corrientes superficiales y anomalías (zonales y meridionales en el área
93ºW-83ºW , 1,5ºN-2,5ºS. Datos: NOAA-Oscar, Procesamiento CIIFEN, 2009.
Considerando tan solo estos tres aspectos encontrados, es muy complicado proyectar la evolución de la temperatura del mar en las islas en forma categórica. Pese a
que a nivel global, se evidencie la pérdida de intensidad en la celda de Walker con las
consiguientes repercusiones en la circulación ecuatorial (Vecci, 2006), la señal decadal juega también un papel importante que se puede manifestar más o menos en ciertas regiones como por ejemplo el archipiélago de las islas Galápagos. Esto es consistente con el hecho de que la variabilidad natural en el área del Pacífico Ecuatorial
Oriental al momento es predominante y este aspecto debe ser tomado en cuanto al
diseñar planes de adaptación.
Estimación de la Vulnerabilidad y adaptación al cambio climático en el Pacífico
Oriental.
Para decidir sobre cómo enfrentar el cambio climático, no bastan los avances
científicos que nos permitan inferir cómo podría evolucionar el sistema acoplado océano-atmósfera. Se necesita entender cómo ha evolucionado la compleja interacción
entre los ecosistemas y las comunidades que finalmente actúan sobre el territorio, en
este caso, la franja costera.
La estimación de la vulnerabilidad, debe incluir variables que puedan ser anali55
zadas en un contexto histórico y cuya influencia o peso sobre la vulnerabilidad total
sea debidamente documentada en base a información fiable. Las variables a considerar varían de sitio en sitio, a continuación un esquema usado en la estimación de la
vulnerabilidad en un estuario en el Golfo de Guayaquil, Ecuador (Fig. 4)
Fig. 4 Esquema para la estimación de la vulnerabilidad en un estuario con influencia urbana en el golfo
de Guayaquil, Ecuador. Fuente CIIFEN 2010.
Para el caso de la franja costera, hace mucho tiempo antes de que el cambio climático sea reconocido como una amenaza global, el manejo costero integrado fue
desarrollando conceptos y estrategias para el uso sostenible de la faja costera. Existen
innumerables esfuerzos de la Comisión Oceanográfica Intergubernamental de la
UNESCO y otras entidades que han provisto a los gobiernos de herramientas para la
gestión, monitoreo y mejoramiento del manejo costero integrado que incluye el uso
de suelo de la faja costera, problemas de erosión, contaminación, conflictos de uso,
patrones de desarrollo, actividades económicas, ordenamiento, coordinación entre
otras. Todos estos elementos que han sido ampliamente trabajados y documentados
en los países, son la base para sostener e implementar los esfuerzos de adaptación al
cambio climático.
56
El manejo costero integrado, propende a un cambio conductual del usuario de
los recursos costeros, genera a su vez lo que en gestión de riesgos se denomina resiliencia. En teoría, un perfil costero con un grado medianamente avanzado de manejo, está en mejores condiciones de hacer frente a eventos naturales y por supuesto a
los efectos del cambio climático a nivel local.
Eventualmente, el tema de cambio climático, aparece con tanta fuerza que nos
hace perder de vista temas fundamentales y que no deberían simplemente descartarse. Esto ocurre en los siguientes niveles:
1) Entendimiento de la amenaza natural: al enfocar los esfuerzos en el estado del
clima y el océano a futuro, cuándo hay temas no resueltos y preguntas sin responder en la variabilidad climática y oceanográfica del presente.
2) Entendimiento de la vulnerabilidad: al efectuar ingentes esfuerzos en proyectar
la situación futura de las comunidades, ecosistemas e infraestructura, cuando
existen significativos vacíos en la gestión de riesgos actuales, con soluciones
estructurales pendientes.
3) Planteando la adaptación: cuando queremos diseñar planes de adaptación al
cambio climático en el borde costero, sin haber culminado, implementado y perfeccionado el concepto del manejo costero integrado y por el cual se ha trabajado mucho por décadas.
Comentarios finales
El océano Pacífico Oriental es el escenario geográfico donde la complejidad de
la variabilidad natural se evidencia en mayor grado. Esto implica grandes desafíos
científicos que inexorablemente deben ser emprendidos por la comunidad oceanográfica de la región. El calentamiento del océano asociado al cambio climático no tiene
una manifestación lineal, las alteraciones que se produzcan de región a región deben
ser comprendidas a nivel regional y local para proveer mejores insumos a quienes tienen la responsabilidad de manejar los riesgos y problemas asociados. Antes que
emprender en medidas de adaptación al cambio climático en el Pacífico Oriental, se
deben activar o fortalecer los programas nacionales de manejo costero integrado que
incrementen la resiliencia de las comunidades e instituciones para hacer frente a las
amenazas naturales, entre ellas el cambio climático y plantear a partir de este esfuerzo las medidas de adaptación específicas que no hayan sido consideradas en esfuerzos anteriores. Esto implica esfuerzos científicos, técnicos y de coordinación entre las
instituciones que no pueden esperar más, frente a la cuenta regresiva que nos impone los retos actuales
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REFERENCIAS
Collins, M., Soon-Il An, Wenju Cai, Alexandre Ganachaud, Eric Guilyardi, Fei-Fei Jin, Markus
Jochum, Matthieu Lengaigne, Scott Power, Axel Timmermann, Vecchi & Andrew Wittenberg,
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391 - 397 (2010) doi:10.1038/ngeo868
Martínez, R., Nieto, J. and Zambrano E., (2011), Oceanographic and atmospheric observed trends in
the Galapagos Islands. In press.
Vecchi, G. A. et al. (2006), Weakening of tropical Pacific atmospheric circulation due to anthropogenic forcing. Nature 441, 73–76.
Vecchi, G. A. and Wittenberg, A. T. (2010), El Niño and our future climate: where do we stand?. Wiley
Interdisciplinary Reviews: Climate Change, 1: 260–270. doi: 10.1002/wcc.33.
58
DESAFíOS ACADÉMICOS EN UN PAíS DE GRAN COMPLEJIDAD
TERRITORIAL, VULNERABILIDAD A DESASTRES NATURALES
y AL CAMBIO CLIMáTICO
Oscar Parra
Unidad de Sistemas Acuáticos, Centro de Ciencias Ambientales, EULA-Chile, Universidad de
Concepción, Chile. [email protected]
RESUMEN
Chile con la compleja geografía de su territorio, sumado a la vulnerabilidad y
los riesgos permanentes que significan los desastres naturales (terremotos, tsunamis,
erupciones volcánicas y crecidas de sus torrentosos ríos), y al cambio climático
representa desafíos académicos importantes a la hora de definir programas de investigación y acciones preventivas y de mitigación contra esta realidad. Las consecuencias del cambio climático en Chile deben ser analizadas teniendo también presente
su compleja geografía, expresada en la gran heterogeneidad de su territorio, su historia de desastres naturales, tanto por su diversidad, frecuencia y grandes magnitudes. A lo anterior, se deben sumar las intervenciones por grandes proyectos de inversión (centrales hidroeléctricas, proyectos de riego, obras civiles en áreas de inundación de ríos y en el borde costero) y la explotación intensiva que se hacen sobre sus
recursos naturales (aguas, suelo y vegetación), todos elementos y factores que se
acoplan y conforman situaciones ambientalmente complejas, difíciles de comprender y manejar.
El evento sísmico del 27 de Febrero 2010 (terremoto de 8,8 grados de la escala
Richter y aprox. 600 Km de costa afectada por el tsunami derivado de este) con sus
impactos civiles y ambientales en el territorio interior y en el área costera, reveló la
gran vulnerabilidad y los riesgos a que está sometida la población en la Región del
Biobío. Como respuesta a esta situación, la Universidad de Concepción creó a través
de su Dirección de Investigación el Programa de Reconstrucción, para lo cual conformó grupos de trabajo de diversas especialidades, para el análisis de esta situación
y el desarrollo de propuestas para enfrentar la reconstrucción de la Región, y a su vez,
desarrollar e innovar en nuevos enfoques y herramientas para enfrentar esta realidad.
Lo anterior, representa oportunidades para la colaboración internacional, tanto a la
investigación científica y la formación de recursos humanos, como por ejemplo proyectos de investigación y programas de formación de post-grado como el Magister y
Doctorado en Gestión Ambiental, Cambio Climático y Sustentabilidad que se pretende abordar con países de la Unión Europea (España e Italia).
59
INTRODUCCIÓN
El cambio climático global representa uno de los problemas fundamentales que
afecta – y seguirá afectando - gravemente al planeta y sus diversas regiones, incluida Sudamérica. En efecto, el Panel Intergubernamental del Cambio Climático
(IPCC), sostiene en su Informe emitido en el 2007 que el calentamiento del planeta
Tierra es irreversible, debido a las emisiones de gases de efecto invernadero en la era
industrial, y como consecuencia de la acción humana, las temperaturas en este siglo
subirán entre 1,8 y 4 grados. Por otra parte, la discusión y acuerdos internacionales
sobre reducción de emisiones no logran aun frenar de manera significativa la acumulación progresiva y amenazante de gases de efecto invernadero, es así que los acuerdos de Kioto resultan insuficientes o no se están cumpliendo. Tampoco en la conferencia de Copenhague se avanzó, como se esperaba. Los grandes emisores, como
Estados Unidos y algunos países emergentes, no están dispuestos a cambiar sus políticas depredadoras. Para frenar en parte el avance del cambio climático resulta indispensable reducir la huella de carbono de los productos provenientes de la industria,
los servicios y la actividad humana, pero ello pasa por acuerdos internacionales que
sean realmente vinculantes para todos, especialmente para los grandes responsables
de las emisiones.
El calentamiento global es un fenómeno planetario, pero sus impactos son locales, impacta al mismo tiempo la naturaleza y la vida humana, partiendo de la base de
sus acoplamientos e interacciones. Por una parte, impacta las condiciones y capacidades productivas del suelo, la disponibilidad de recursos naturales, como el recurso
hídrico y el funcionamiento normal de los ecosistemas y subsecuentemente el desenvolvimiento normal de la vida productiva, urbana y social. El Cuarto Informe del
Panel Intergubernamental de Cambio Climático (IPCC) de 2007 señala que América
del Sur es altamente vulnerable a cambios climáticos. Al respecto, el Informe del IPCC
registra lluvias intensas en Venezuela (1999, 2005), inundaciones de la Pampa argentina (2000-2002), sequía en la Amazonía (2005), tempestades de granizo en Bolivia
(2002) y Buenos Aires (2006), y el huracán Catarina en el Atlántico Sur (2004) . Otro
problema grave que afecta a América del Sur es la reducción de los glaciares, que incide directamente en la disponibilidad y suministro de agua para el consumo humano y
la actividad agrícola. (PNUD, 2009). En los Andes de Chile, también se observa una
disminución importante de los glaciares, es así que mas del 80% de los glaciares están
en pleno retroceso (Urzúa 2007), los que contribuyen a abastecer de recursos hídricos
a la zona central del país, de gran concentración de población e intensidad de la actividad agrícola exportadora, particularmente frutícola y vitivinícola.
Para el caso de Chile, cualquier análisis respecto al Cambio Climático (CC),
debe también incluir la vulnerabilidad y riesgos naturales de su territorio y población,
el que se debe iniciar por el reconocimiento de las características particulares de su
60
geografía. El territorio chileno se caracteriza por su amplio rango en latitud ( 18 - 56°
Lat.S.), los 4.600 Km de longitud, condiciones extremas desérticas en el Norte y muy
húmedas en el SUR, una gran variabilidad climática, heterogeneidad geológica, una
topografía muy irregular, alta frecuencia de sismos y tsunamis, crecidas de ríos, volcanes muy activos, y la influencia de los fenómenos del Niño y la Niña (figura 1).
EL CAMBIO CLIMATICO EN CHILE: POLITICAS y ACCIONES PUBLICAS
Estudios nacionales proyectados al 2040 y al 2100 (IPCC 2007) indican vulnerabilidad de recursos y zonas geográficas. Se proyectan pérdidas económicas que
pueden ser significativas, sin embargo no se conocen en su real dimensión los impactos económicos que el cambio climático podría significar para el país. El IPCC indica que los países en desarrollo serán los más afectados y que los costos de la inacción
pueden ser mucho mayores. Por otra parte Chile ha asumido responsabilidades u obligaciones internacionales como parte de la Convención de Cambio Climático y el
Protocolo de Kyoto, a los cuales hay que agregar sus compromisos como miembro
de la OECD.
De acuerdo a la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio
Climático, Chile es un país vulnerable debido a que cumple con 7 de las 9 características de vulnerabilidad definidas en el artículo 4.8: 1) países insulares pequeños; 2)
países con zonas costeras bajas; 3) países con zonas áridas y semiáridas, zonas con
cobertura forestal y zonas expuestas al deterioro forestal; 4) países con zonas propensas a los desastres naturales; 5) países con zonas expuestas a la sequía y la desertificación; 6) países con zonas de alta contaminación atmosférica urbana; 7) países con
zonas de ecosistemas frágiles, incluidos los ecosistemas montañosos; 8) países cuyas
economías dependen en gran medida de los ingresos generados por la producción, el
procesamiento y la exportación de combustibles fósiles y productos asociados de
energía intensiva, o de su consumo; 9) países sin litoral y los países de tránsito
(CONAMA, 2008) (figura 2).
El Cuarto Informe del IPCC (2007) señala que en los últimos años se ha identificado una tendencia a la declinación en las precipitaciones en el sur de Chile, lo
que a su vez coincide con las tendencias climáticas observadas por el “Estudio de
Variabilidad Climática de Chile” para el siglo XXI. El Informe también indica disminuciones futuras en las cosechas de cultivos, como el maíz y el trigo, y en las
zonas más áridas, como en el norte y zona central, el cambio climático puede conducir a la salinización y desertificación de tierras agrícolas. También se espera una
alta vulnerabilidad de los recursos hídricos frente a eventos extremos. En particular,
se espera un fuerte impacto en la disponibilidad energética del país por anomalías
asociadas a los fenómenos de El Niño y La Niña, así como restricciones a la dispo61
nibilidad hídrica y demanda de riego en Chile Central, producida por estos fenómenos. El daño potencial en la disponibilidad de agua y servicios sanitarios puede
alcanzar también a las ciudades costeras. La intrusión salina podría contaminar acuíferos subterráneos. Este mismo Informe del IPCC, destaca una disminución dramática de los glaciares, especialmente en el sur del país. Respecto de la salud, se observa un aumento de brotes del síndrome pulmonar provocados por el “virus Hanta”
luego de sequias prolongadas: probablemente las intensas lluvias que siguen a las
sequias, aumentan las disponibilidad de alimentos para roedores domésticos. Por su
parte, el aumento del transporte incrementará la quema de de combustibles fósiles,
lo que a su vez aumentará la contaminación atmosférica en grandes centros urbanos
como Santiago, Valparaíso, Concepción y Témuco. El cambio climático potenciará
también los riesgos de incendios forestales, especialmente en el Chile Central
(CONAMA, 2008).
Los estudios realizados en Chile coinciden en señalar que el cambo climático se
manifiesta claramente en una disminución de los recursos hídricos e incremento de
las temperaturas hacia las zonas cordilleranas. También se señalan cambios significativos de las temperaturas en todo el territorio nacional. Así por ejemplo se diagnostica disminuciones bajo los 2°C en la zona norte (hasta la Cuarta Región), y al mismo
tiempo aumentos de las temperaturas cercanos a los 3°C en la zona central y la región
austral. Estos cambios en las temperaturas modificarían variables cruciales para la
actividad agrícola, tales como heladas, horas de frío y ocurrencia de días cálidos.
Climas mucho más cálidos, con desplazamientos de condiciones actuales desde el
norte hacia las zonas central y austral, influirían en los cultivos frutales y otros cultivos industriales. Podrían también mejorar el potencial ganadero de las regiones australes (CONAMA, 2008). Desde el punto de vista estacional, el calentamiento sería
mayor en verano, excediendo los 5°C en sectores altos de la Cordillera de los Andes.
Resulta importante considerar que, en el caso de la Región del Biobío, en los Altos
de la Cordillera de los Andes, habitan tradicionalmente, por siglos, pueblos indígenas, los Pehuenches, afectados, no sólo por condiciones precarias de vida, sino también por los impactos del cambio climático. En relación a las precipitaciones anuales, el estudio predijo disminuciones superiores al 30% en algunas áreas del país para
el año 2040. En la zona central habrá una significativa disminución, mientras que, por
el contrario, en el altiplano se incrementarán las precipitaciones. Desde Antofagasta
a Puerto Montt se producirá una disminución de 20-25 % de las precipitaciones,
aumentando nuevamente desde Chiloé al sur. Ello traería como consecuencia, un
aumento en la aridez en el norte y centro del país, alcanzando hasta la Región del
Bíobío (CONAMA, 2008) (figura 3).
El estudio avaluó también los impactos de los incrementos en el nivel del mar
en zonas costeras. Concluyó para la Región del Biobío, en el área del Golfo de
62
Arauco, que los asentamientos humanos habitados por pescadores artesanales (caletas), para ciudades y centros poblados cercanos al mar, incrementarán sus niveles de
vulnerabilidad como consecuencia de un aumento en el nivel del mar. Se esperan
alzas del nivel del mar entre 28 y 16 cm a fines del siglo XXI. Posibles inundaciones
en áreas costeras de Arica, Valdivia y Puerto Montt.
Los efectos que se proyectan de los estudios de variabilidad climática indican
que en el sector agrícola, por disminución de las precipitaciones en la zona centro y
centro sur del país, una disminución en la disponibilidad de aguas en cerca de un
40%, que corresponde a un escenario preocupante para los cultivos agrícolas. A lo
anterior hay que sumar la disminución del área andina que almacena nieve, provocará problemas de abastecimiento de agua (época estival), por disminución de glaciares. En el sector energético, la isoterma de 0ºC sufrirá un alza de altura por el calentamiento, aumentando las crecidas invernales de los ríos con cabecera andina, por
reducción de la reserva nival de agua. Esta pérdida de reserva nival será muy significativa en el centro y centro-sur del país, entre enero y abril, provocando escasez de
recursos hídricos para riego y problemas en la generación hidroeléctrica.
La Primera Comunicación Nacional recomendó, en el contexto de las medidas
de mitigación y adaptación al CC en Chile, las siguientes acciones:
• Definir e implementar un Plan de Acción Nacional para el CC.
• Establecer estrategias de mitigación, adaptación y el análisis de escenarios futuros.
• Establecer en el Plan, las políticas, las medidas, los costos e instituciones responsables.
• Crear programas de investigación científica nacional para el CC, programas de
desarrollo y trasferencia tecnológica para mitigar y adaptarse a efectos del CC.
• Explorar otras fuentes de energía renovables.
• Identificar y evaluar opciones de mitigación en el sector transporte.
• Efectuar estudios sobre reemplazo de variedades de cultivo, cambios en períodos de siembra y cosecha; posibilidades de reubicación o traslados.
• Profundizar conocimiento sobre impactos del CC en el avance de la desertificación y erosión en las zonas norte y central del país.
• Incluir en el Sistema Educativo Formal el estudio de los fenómenos relativos al
CCG.
Por otra parte en el plano de los estudios y la investigación, en gran parte tareas para las Universidades y Centros de Investigación, aparece prioritario estudiar en
detalle y de manera especial en la Región del Biobío, lo siguiente:
a) Cambios en la disponibilidad del recurso hídrico.
b) Cambios en las proyecciones del tipo y uso de energía y su impacto en los escenarios futuros de emisiones de gases invernadero (energía, transporte y leña)
63
c) Implicancias de la deforestación.
d) Efectos en la línea de costa y particularmente en las áreas donde se localizan las
caletas de pescadores, puertos y centros urbanos costeros.
Sin embargo debemos reconocer que en Chile se está recién evaluando los efectos del CCG e identificando medidas de adaptación. Todavía se observa poco avance
desde la primera comunicación del año 2000. La mitigación y adaptación al CC aún
no constituyen condiciones de referencia para la política económica, ni para la política sectorial. No se ha incorporado el CCG en la política agrícola, ni en el ordenamiento territorial, y tampoco en el desarrollo energético. El gobierno solo continúa
respaldando activamente al sector privado para desarrollar proyectos en el marco del
Mecanismo de Desarrollo Limpio y el mercado internacional de créditos por reducción de Gases de Efecto Invernadero (GEI). La Comisión Nacional del Medio
Ambiente (CONAMA), hoy día reemplazada por el Ministerio del Medio Ambiente,
pone todavía más énfasis en el desarrollo económico y exportaciones. Entre las medidas o acciones generales de adaptación al cambio climático, por parte del gobierno se
está promoviendo:
– La Educación acerca del cambio climático, sus bases y efectos
– La Investigación acerca de los efectos sobre nuestro país
– La reducción del consumo de energía de fuentes vulnerables (ahorro, eficiencia
energética, nuevas fuentes)
– La reducción de la dependencia del agua en la industria y agricultura
– Asegurar los suministros de agua para la población frente a escenarios de sequía
– Adaptar las actividades productivas ante estos escenarios
Por otra parte entre las acciones de mitigación se encuentran: (1) el diseño de
una Política Energética compatible con el CC y perfeccionar la ley Eléctrica y de
Geotermia y promulgar una ley de Energía Renovables No Convencionales. A lo
anterior se va a propender por el desarrollo de una política fiscal que sincere objetivos de seguridad energética, costos ambientales y compatibilidad con el desarrollo
local, operativizar la Estrategia Nacional de Biodiversidad establecida en 2005 y operativizar la Ley de Protección de Bosque Nativo aprobada en 2007 ( evitar la deforestación y mejoramiento de sumideros).
Entre las acciones de adaptación del Gobierno de Chile, cabe mencionar el desarrollo de una política agrícola y de seguridad alimentaria compatible con el CC, eficiencia en el uso de los recursos hídricos, en el riego agrícola y en las actividades de
la industria minera, a lo anterior se agrega la ley de Protección de Glaciares y una
reforma del Código de Aguas y por último la Estrategia Nacional de Cuencas y
Ordenamiento Territorial y la Estrategia de Borde Costero. Sin duda entonces que la
respuesta al CC implica un desafío político al actual modelo de desarrollo en Chile,
por lo que las medidas o acciones de mitigación y adaptación ofrecen oportunidades
64
para cambios estructurales en la política pública y sin duda oportunidades para el
aporte universitario.
Entre los desafíos para el futuro es necesario para los próximos 50 años, definir
planes de acción para aquellas cuencas hidrográficas con desarrollos productivos y
urbanos importantes, tales como el uso intensivo de suelos, embalses de riego y para
producir energía (e.g., ríos Loa, Maipo, Cachapoal, Maule y Biobío), las que se predicen experimentarán los mayores cambios en los caudales disponibles. También será
necesario desarrollar proyecciones de cambio climático de alta resolución para cuencas
hidrográficas específicas y estrategias de desarrollo dentro del contexto de las economías locales y necesidades sociales para poder desarrollar planes de acción sitio-específicos y por supuesto lo más relevante desarrollar Agendas o Programas de Educación
y de Investigación con objetivos locales relacionados con el CC incluyendo a todos los
actores de la sociedad, lo cual ayudará al proceso de toma de decisiones.
LOS DESASTRES NATURALES y LA EXPERIENCIA DEL TERREMOTO y
TSUNAMI DEL 27 DE FEBRERO DE 2010
Chile y particularmente la Región del Biobío, la ciudad de Concepción y su área
costera marina cuentan con una larga data de registros de desastres naturales, entre
los cuales se destacan los terremotos, tsunamis, erupciones volcánicas y crecidas de
ríos. La Región del Biobío, como su capital Concepción tiene una impresionante historia sísmica y de tsunamis, de hecho esta ciudad debió ser trasladada del lugar en
que fue fundada, justamente a consecuencia de un mega-sismo y tsunami acaecido en
el año 1751 (ver Tabla1).
Por tanto los desastres naturales, deben ser considerados en los análisis de los
escenarios futuros del cambio climático, por el acoplamiento que se producen en
cuanto a sus dinámicas, sus efectos en el territorio, sus recursos y su población
(Tabla 1).
El terremoto de la madrugada del 27 de febrero de 2010, de magnitud 8,8°
Richter, afectó una extensión de 1.800 Km, pero con un impacto severo en 600 km a
lo largo de Chile central, con importantes efectos en las zonas costeras de las regiones del Maule y el Biobío, que producto de las fuertes oscilaciones del terreno, provocó un alzamiento del borde costero, y de un de tsunami asociado al sismo (Farías
et al. 2010). El terremoto no sólo tuvo graves efectos sociales y económicos en las
áreas afectadas, sino que también causó dramáticas modificaciones en ecosistemas de
alto valor para la conservación de la biodiversidad nacional y mundial, que están
siendo evaluadas.
En una inspección preliminar de los humedales costeros de la Región del
Biobío, realizado por investigadores del Centro de Ciencias Ambientales EULA de la
Universidad de Concepción, se estableció que desde un punto de vista de la conser65
vación de la biodiversidad regional, uno de los sistemas más afectados por el terremoto, fueron los denominados por la Secretaría de la Convención Ramsar (2006),
como “humedales marinos y costeros”, especialmente en sus tipologías “estuarios”
(tipo F; que incluye aguas permanentes de estuarios y sistemas estuarinos de deltas),
y “pantanos y esteros intermareales” (tipo H, que incluye a marismas y zonas inundadas con agua salada, praderas halófilas, salitrales, zonas elevadas inundadas con
agua salada, zonas de agua dulce y salobre inundadas por la marea). Estos tipos de
ecosistemas son considerados unos de los más escasos e importantes de las costas de
Chile, especialmente por albergar especies singulares, muchas de las cuales presentan problemas de conservación. A lo largo de la costa de la región del Biobío destacan los de Itata, Coliumo, Andalién, Rocuant, Lenga, Carampangue, Tubul-Raqui,
Llico, Lebu, Paicaví, Lleulleu y Tirúa). De todos estos humedales, los de TubulRaqui, Andalién - Rocuant, Lenga y Carampangue, corresponden a “pantanos y esteros intermareales” que albergan a una particularmente diversa avifauna, incluyendo a
un importante conjunto de aves migratorias y extensas praderas de la planta halófita
Spartina densiflora Brongn 1829 (“esparto” o “espartillo”). Esta especie de planta es
de vital importancia en estos ecosistemas, al actuar como “especie ingeniera” que
modela y estabiliza las riberas del efecto de las mareas, y al corresponder a la principal fuente energética del humedal, aporta grandes cantidades de detritus orgánico que
ingresa a las cadenas tróficas acuáticas y terrestres.
Estos ecosistemas dependen de un delicado equilibrio entre los sistemas terrestres, dulceacuícolas y marinos costeros, y por el hecho de localizarse en el borde costero son afectados por los ciclos mareales que permiten el ingreso de las aguas marinas al área continental (Valdovinos 2010 y Valdovinos & Sandoval 2011). A lo largo
de la costa de la región del Biobío, además del tsunami, uno de los efectos del terremoto fue el levantamiento de la línea de costa, el cual varió notablemente de un humedal a otro. Por ejemplo, el humedal de Lenga se elevó en aproximadamente 0,5 m
sobre el nivel medio del mar, mientras que en otras zonas como en Llico se levantó 2,5
m. Dado que estos humedales son intermareales y muy someros, con una profundidad
media de 0,5 m, todos ellos se vieron afectados por el mega-terremoto, aunque en distinto grado según la altura del levantamiento. De todos los humedales marinos y costeros de la región del Biobío, todos los tipo “pantanos y esteros intermareales” fueron
afectados de manera significativa, especialmente los de Tubul-Raqui, Lenga y
Carampangue y mientras que los tipo “estuarino” fueron muy poco afectados. Lo anterior se debe a que los primeros poseen amplios pantanos intermareales que quedaron
parcialmente fuera del agua producto de su alzamiento vertical (figura 4).
El evento del 27 de febrero género en el borde costero de la Región cambios en
diversos ecosistemas estuarinos y marino costeros derivados de las consecuencias de
terremoto y tsunami, entre los que se pueden mencionar: alzamientos en el golfo de
66
Arauco (Pta. Lavapié), alzamiento de todos los humedales costeros de la región
(ejemplos: humedal “Tubul-Raqui” postulado recientemente como sitio Ramsar y
pérdidas de grandes extensiones de plantaciones del alga marina “pelillo”
(Gracillaria chilensis) (figura 5).
De esta experiencia quedan algunas preguntas básicas sin responder, como por
ejemplo: ¿Cuál ha sido la magnitud de los cambios ocurridos en los diferentes compartimentos del ecosistema? ¿Cuál es la capacidad de recuperación natural de los ecosistemas? ¿Qué impacto ha tenido en el sector productivo? ¿Qué efecto ha tenido
sobre la conservación de especies y ecosistemas amenazados? Qué medidas de prevención es posible adoptar? ¿Qué medidas de restauración es posible adoptar? (figuras 6, 7, 8 y 9).
EL PROGRAMA DE APOyO A LA RECONSTRUCCIÓN DE LA REGIÓN
DEL BIOBIO y LA COLABORACIÓN INTERNACIONAL
Como respuesta a las consecuencias del terremoto y tsunami en la Región del
Biobío la Universidad de Concepción creó el Programa de Reconstrucción para lo
cual conformó grupos de trabajo para el análisis de esta situación y el desarrollo de
propuestas. La posición de la Universidad respecto a cómo enfocar este programa se
basaba primeramente en cómo dimensionar en su real significado los cambios que
generó el sismo del 27 de febrero sobre la estructura y el funcionamiento de los sistemas naturales (acuáticos y terrestres) que conforman el territorio regional, los cuales sustentaban y sustentan gran parte del crecimiento de la economía y el desarrollo
regional (cuencas hidrográficas y ríos, estuarios, borde costero, suelo y vegetación).
Entre estos cambios, cabe mencionar: (1) alteraciones significativas en la geomorfología del borde costero, (2) cambios en la topografía de la plataforma continental por
deslizamientos, (3) levantamiento del continente en la costa (levantamiento cosísmico), (4) levantamiento y/o hundimientos de lechos de ríos, movimiento en masas de
taludes, (5) remoción de grandes cantidades de sedimentos, fisuras o grietas en los
suelos, (6) licuefacción de rellenos y en áreas de humedales (muchos de ellos intervenidos por proyectos inmobiliarios), etc. Estas alteraciones indujeron importantes
cambios en la capacidad de carga o acogida de estos sistemas naturales, los cuales a
su vez generaron el colapso de infraestructuras portuarias, de transporte terrestre
(caminos, carreteras y puentes), infraestructura sanitaria (colapsos de emisarios submarinos, plantas de tratamientos de aguas servidas, plantas elevadoras, conductos
etc.), infraestructura industrial y la destrucción de viviendas en centros poblados e
industrias (especialmente las localizadas en el borde costero) que significó la generación de una gran cantidad de intervenciones, modificaciones locales y el vertido de
diversos desechos, hasta hoy no caracterizados ni dimensionados en el contexto
ambiental (figura 10).
67
Por otra parte se requiere entender que el sismo y subsecuente tsunami, tuvieron un efecto sobre una gran extensión de nuestra geografía, incluyendo no solo centros urbanos, industriales, redes viales, población humana, sino que también involucró cambios significativos sobre un gran número y diversidad de ecosistemas naturales, tanto a lo largo del borde costero como en el interior del continente. Muchos de
estos sistemas naturales (ríos, lagunas, humedales, estuarios, bahías, áreas litorales,
marismas etc.), son esenciales para el desarrollo y la sustentabilidad de las actividades productivas industriales, de extracción de recursos naturales (e.g. pesquerías,
extracción de áridos, plantaciones), de servicios, de centros urbanos y la calidad de
vida de la población.
Este programa universitario requiere necesariamente un enfoque y ejercicio
interdisciplinario en todas las áreas de intervención, de lo contrario, se puede correr
el riesgo de caer en una visión en que predominen las miradas reduccionistas y sectoriales que pueden conducir a simplificaciones de estos problemas ”multi-escalares”, generando más problemas que soluciones y manteniendo los niveles de riesgo
y vulnerabilidad. Cuando se requiere reactivar las actividades económicas o productivas afectadas por un evento sísmico y tsunami, con las características y magnitud
del ocurrido el día 27 de febrero, se debe necesariamente contemplar la implementación de modelos adecuados a las particularidades del sistema ambiental que sustenta nuestro territorio político-administrativo, y no en razón de objetivos de lucro
inmediato o visiones de corto plazo, que puedan generar situaciones de ocupación
territorial inestables o muy vulnerables, con pérdida o deterioro de los recursos naturales básicos (ej. agua, biota acuática, suelo, vegetación) y alterar funciones ecológicas reguladoras.
Un enfoque holístico permitirá asumir que las dinámicas de sistemas aparentemente diferentes están íntimamente ligadas por flujos espaciales de materia y energía
entre ellos. Por ejemplo, esto implica que el manejo del territorio en áreas locales (ej.
movimiento de tierras, cambios en el uso del suelo), afecta no sólo otros hábitats
terrestres sino la productividad, la estructura y el funcionamiento de ecosistemas aledaños, tales como, ríos, lagos, estuarios, y la zona costera. Lo mismo es válido para
la planificación e intervención de ríos, estuarios, línea de costa, humedales y áreas
terrestres sensibles, vulnerables y con actividades productivas diversas. Por último, a
la fecha no solo es necesario entender cómo los escenarios del cambio climático proyectados impactarán los sistemas naturales, sino que también a las actividades productivas y urbanas que actualmente se desarrollan en este territorio. Por lo tanto,
cualquier escenario de reconstrucción de “largo plazo” dentro de nuestra región,
debería considerar tales escenarios.
Un país como Chile, con un territorio tan singular, de gran vulnerabilidad al CC
y una historia de desastres naturales tan diversos y de magnitudes notables (el terre68
moto más grande de la historia de la humanidad y varios de ellos entre los 10 de
mayor magnitud) representa un área de estudio de alto interés mundial.
Como se indicó anteriormente como respuesta a las consecuencias del terremoto y tsunami en la Región del Biobío, la Universidad de Concepción creó el Programa
de Reconstrucción (Martinic y cols. 2010) para lo cual conformó grupos de trabajo
para el análisis de esta situación y el desarrollo de propuestas de estudios y aplicación, las cuales a su vez son oportunidades para la colaboración internacional, como
por ejemplo, proyectos de investigación y programas de formación y capacitación de
recursos humanos, como propuestas de post-grado como el Magister y Doctorado en
Gestión Ambiental, Cambio Climatico y Sustentabilidad. La fundamentación del programa, reside en las necesidades tanto en el sector público como privado, de promover intervenciones que permitan el desarrollo sustentable del territorio regional ante
diversos escenarios de desastres naturales, explotación productiva de recursos naturales y cambio climático. La creciente globalización de los mercados ha traído como
consecuencia también la incorporación de los aspectos ambientales y su gestión en
los procesos productivos. Así mismo, el Estado debe hacerse cargo, de una realidad
ambiental cada vez más compleja, que en la práctica debe ser cubierta por todos los
sectores de la administración pública. Es así entonces que tanto el sector público
como privado, necesitan contar con personal capacitado en la gestión ambiental con
las competencias adecuadas para enfrentar problemas de naturaleza multi- e interdisciplinaria y ejercer un liderazgo para conducir el proceso de reconstrucción.
El Magister y Doctorado en Gestión Ambiental, Cambio Climatico y
Sustentabilidad será un programa de postgrado ofrecido por el Centro de Ciencias
Ambientales, EULA-Chile (www.eula.cl) con doble titulación tanto en España e
Italia y dirigido a todo tipo de profesionales que se desempeñen en el sector productivo, público, de servicios, educacional y otros, cuya actividad o interés estén relacionados con la gestión integral del medio ambiente.
REFERENCIAS BIBLIOGRáFICAS
CONAMA. 2008. Plan de Acción Nacional de Cambio Climático 2008 – 2012. Santiago, Chile.
FARÍAS M, G VARGAS, A TASSARA, S CARRETIER, S BAIZE, D MELNICK & K BATAILLE
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INFORME DEL PANEL INTERGUBERNAMENTAL DE LAS NACIONES UNIDAS SOBRE EL
CAMBIO CLIMÁTICO (IPCC). 2007. IV Informe del Panel Intergubernamental de Cambio
Climático de la ONU (IPCC). Febrero 2007, Paris, Francia.
INFORME DEL PANEL INTERGUBERNAMENTAL DE LAS NACIONES UNIDAS SOBRE EL
CAMBIO CLIMÁTICO (IPCC). 17 de noviembre de 2007. Valencia, España.
MARTINIC F., X. SEPÚLVEDA, J. BAEZA Y O. PARRA (EDITORES). 2010. Propuestas para la
Reconstrucción de la Región del Biobío. Universidad de Concepción. 148 pp.
69
PNUD. 2009. Informe sobre Desarrollo Humano 2007-2008. El desafío climático del siglo XXI.
Santiago, Chile.
URZÚA, C. 2007. Juncal Norte: como retrocede un glaciar en la era del cambio climático. La tercera. Santiago, 4 noviembre 2007.
VALDOVINOS C (2010) Estado ambiental del humedal Tubul-Raqui a siete meses del terremoto
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Centro de Ciencias Ambientales EULA, Universidad de Concepción. 4 pp.
VALDOVINOS C. & N. SANDOVAL (2011). Estado ambiental del humedal Tubul-Raqui derivado
de su alzamiento co-sísmico asociado al terremoto Mw 8,8 (manuscrito).
70
Figura 1: Chile, su extenso y diverso territorio
Figura 2: La diversidad climática en Chile
71
Figura 3: Perspectivas del cambio climático al 2040
Figura 4: Ubicación de la ciudad de Concepción
72
Tabla 1: Historia sísmica y de tsunamis en Concepción
Figura 5: Destrucción de edificios en la ciudad de Concepción a consecuencia del sismo del 27 de
febrero
73
Figura 6: Efectos del tsunami en el borde costero
Figura 7: Vista del humedal Tubul Raqui previa y posteriormente al evento sísmico
74
Figura 8: Levantamiento de la línea de costa
Figura 9: Evento de crecida del río Biobío en el año 2006
75
76
VULNERABILIDAD y ADAPTABILIDAD
ANTE UN EVENTUAL ASCENSO EN EL NIVEL DEL MAR
EN LAS ZONAS COSTERAS COLOMBIANAS
Paula Cristina Sierra Correa
INVEMAR - Colombia
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RETI DI MONITORAGGIO MARINO
Ing. Ermanno Caruso
Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale – ISPRA
Il monitoraggio marino viene effettuato dal Servizio Mareografico Nazionale
dell’ISPRA con 3 reti distinte:
• Rete onda metrica (RON)
• Rete mareografica (RMN)
• Rete stato del mare (RSMN)
1.
Rete Ondametrica Nazionale (RON)
Operativa dal 1° luglio 1989 con 8 boe a disco direzionali tipo WAVEC, la RON
costituisce un patrimonio prezioso di informazioni sulle caratteristiche delle onde nei
mari italiani, con utilità sia scientifiche sia operative. La prolungata operatività della
rete e la realizzata implementazione di strumentazione meteo, fornisce dati preziosi
anche per lo studio delle variazioni climatiche in atto. L’operatività della rete rende
possibile la calibrazione dei sofisticati sistemi previsionali utili per le molteplici
ripercussioni nei campi della protezione civile, dell’operatività portuale e della navigazione.
La prima installazione, con 8 boe a disco direzionali tipo WAVEC, prevedeva la
trasmissione su ponte radio dal Mare al CLR senza concentrazione. I dati forniti
erano triorari o semiorari (sopra soglia), l’accesso ai dati trimestrale con possibilità
di interrogare la stazione in modo interattivo via modem. Il Servizio pubblicava il
Bollettino Ondametrico e forniva i dati su richiesta, provvedeva anche allo studi ed
analisi di eventi.
In seguito la rete (RON) si è sviluppata, con le seguenti tappe:
• 1999 installazione delle boe di Cetraro ed Ancona
• 2000 installazione del sistema di gestione dati su database SQL presso il Centro
di Controllo di Roma
• 2001 implementazione graduale della rete in tempo reale (6 boe nel 2001)
• 2001 inizio attività del sistema SIMM per la previsione dello stato del mare
mediante modelli numerici ad altissima risoluzione (BOLAM +WAM)
• 2002-2003 potenziamento (4 nuovi siti: P.ta Maistra, Palermo, Civitavecchia,
Siniscola) e sostituzione boe con TRIAXYS
2007 installazione boa di Cagliari
107
La nuova rete
La realizzazione della nuova rete, quella attualmente in servizio, comprende 15
boe e ha visto la sostituzione dei vecchi ondametri Triaxys con ondametri
Watchkeeper, configurati anche con stazione meteorologica.
Le nuove boe installate si caratterizzano da una dimensione maggiore con un
diametro di m 1,6 ed una altezza (all’anemometro) di m. 3,3. Il materiale costituente
è polietilene rinforzato con tondini di acciaio, la riempitura dello scafo è in schiuma
di polistirolo, al fine di mantenere la galleggiabilità anche in caso di apertura di vie
d’acqua conseguenti a collisioni. Lo scafo è provvisto di zavorra interna in cemento.
La visibilità in navigazione è affidata, oltre le generose dimensioni fuori acqua, da
una lampada Carmanah e da un riflettore radar. L’elettronica è composta da una CPU
Axis e da una sensoristica che comprende il cuore dell’ondametro (Tryaxis
Directional Wave Sensor) e gli altri sensori a corredo.
L’alimentazione è assicurata da 4 pannelli solari e 5 accumulatori.
La configurazione delle nuove boe prevede la rilevazione dei seguenti parametri:
Meteo: velocità del vento, direzione del vento, raffiche, temperature dell’aria,
pressione barometrica, umidità relativa.
Acqua: temperatura della superficie del mare, altezza significativa e massima
altezza dell’onda, periodo e direzione.
108
Posizione (GPS): Latitudine e longitudine.
Le boe attualmente in uso nella rete sono perfettamente in grado di ospitare,
oltre ai sensori di serie, altri numerosi sensori per misurazioni fisiche e chimiche in
continuo con acquisizione dei dati in tempo reale.
In tal modo si aumenta lo spettro di operatività rappresentato da una rete con
copertura nazionale:
1) di serie: pieno soddisfacimento delle precisioni di misura ondametrica
2) di serie: misure meteorologiche in mare
3) in sperimentazione: misurazioni di superficie di temperatura, conducibilià e
salinità con sonda multiparametrica esterna
4) in progetto: misurazioni sulla colonna d’acqua di temperatura, conducibilià,
salinità, ed in superficie di ossigeno disciolto, pH, e misure biochimiche con
sonde multiparametriche
5) in progetto: misure cinematiche (velocità e direzione corrente, anche nella
colonna d’acqua utilizzando correntometri doppler)
Si è provveduto alla implementazione della trasmissione dei parametri sintetici
via Inmarsat da tutte le boe come backup caldo della trasmissione su ponte radio real
time.
La soluzione di rete per l’interconnessione dei centri locali di ricezione verso il
Centro di controllo ISPRA prevede la duplicazione delle vie di comunicazione e la
diversificazione di tecnologie di rete, per aumentare l’affidabilità della raccolta dei
dati rilevati dalle boe.
La comunicazione principale è realizzata mediante una Rete Privata Virtuale
(VPN) in tecnologia IP MPLS, che utilizza le infrastrutture di rete a larga banda di
109
Telecom Italia (ADSL / BGAN); mentre la via di comunicazione secondaria è realizzata mediante accessi ISDN BRA, precedentemente utilizzati per la RON.
Il Centro di Controllo è stato provvisto con tecnologia IBM BLADE. Bus in
fibra ottica da 400 GHz, dischi da 1.000 GBytes in Raid 1 e connettività internet
xDSL ad 1 Mbps simmetrico.
Per una ottimizzazione della manutenzione, considerando la pregressa esperienza, si sono costituiti 3 centri di manutenzione, suddivisi in Nord, Centro e Sud e l’implementazione di un Call Center
I siti ove è possibile consultare i dati in tempo reale:
www.isprambiente.gov.it/site/it-IT/Servizi_per_l’Ambiente/Dati_Meteo/Marini
www.telemisura.it
2.
Rete Mareografica Nazionale (RMN)
Il nucleo iniziale della rete RMN italiana risale al 1942 e con successivi ammodernamenti ha raggiunto, per la parte in telemisura, la consistenza attuale di 33 stazioni, uniformemente distribuite sul territorio nazionale ed ubicate prevalentemente
all’interno delle strutture portuali.
110
La rete è stata mantenuta in esercizio operativo in configurazione di servizio ed
è attualmente in completa efficienza ed elevata disponibilità dei dati >del 98% è uno
dei risultati più importanti dell’attuale Rete Mareografica Nazionale.
111
Per tutte le stazione della rete mareografica RMN, il parametro di livello idrometrico viene monitorato con un nuovo sensore di livello a microonde (radar) con
precisione millimetrica.
Il sensore radar è installato in coppia con un secondo sensore di livello a galleggiante basato su tecnologia “shaft-encoder” (con la funzione di back-up) e inoltre è
mantenuto in funzione il sensore idrometrico storico ad “ultrasuoni” presente nella
RMN dal 1998.
Dal confronto delle misure di questi 3 sensori, di cui quello ad ultrasuoni usato
come verifica, ISPRA è in grado di ottenere una precisa taratura del sensore radar tale
da garantire una perfetta continuità delle serie dati di livello.
Ogni sensore di livello è riferito ad una staffa mareografica la cui quota è sta
determinata facendo riferimento alla rete altimetrica realizzata dall’I.G.M e per precisione collegandosi al più vicino caposaldo IGM. Le stazioni sono dotate anche di
un sensore anemometrico (velocità e direzione del vento a 10 metri dal suolo), di un
sensore barometrico, di un sensore di temperatura dell’aria, e di un sensore di temperatura dell’acqua, oltre ad un sensore di umidità relativa. Inoltre 10 stazioni sono state
dotate di una sonda multiparametrica per la valutazione della qualità dell’acqua. I
parametri misurati sono i seguenti: temperatura dell’acqua, pH, conducibilità e redox.
112
Tutte le stazioni sono dotate di un sistema locale di gestione e memorizzazione
dei dati e di un apparato di trasmissione (UMTS) in tempo reale alla sede centrale del
SMN a Roma. Inoltre in 9 stazioni strategiche per la misura di fenomeni particolari
(onde anomale) è presente un secondo sistema di trasmissione dati via satellite con
tecnologia IRIDIUM che garantisce il collegamento anche in presenza di situazioni
di black-out del sistema UMTS.
113
Web:
3.
http://www.mareografico.it
Rete Stato del Mare Nazionale (RSMN)
Alle 2 reti storiche del Servizio, è stata di recente affiancata una rete per il monitoraggio ambientale del mare e della qualità dell’acqua. Questa, pur ancora nella fase
embrionale, rileva dati ambientali sensibili attraverso una sensoristica sia “appoggiata” alle boe ondametriche, sia ai mareografi, sia alloggiata su mezzi propri (boe
ambientali).
I dati sono resi disponibili, al momento, nelle pagine web delle 2 reti storiche,
ma è previsto, nel futuro, la creazione di una banca dati autonoma, cui confluiscono
le rilevazioni provenienti dalle 3 tipologie di sorgenti.
Sorgente ondametrica
Al momento i sensori vengono alloggiati a bordo delle boe ondametriche in
apposito vano cilindrico, previsto nelle nuove Watchkeeper
114
Gli ondametri di Civitavecchia e Ortona trasmettono i dati rilevati sulla conducibilità e temperatura.
Sorgente mareografica
Al momento, i mareografi di Carloforte, Imperia, Lampedusa, Messina, Ortona,
Otranto, Palinuro, Porto Torres, Trieste, Venezia, Vieste sono stati provvisti di sonda
multiparametrica SMP, in grado di misurare in modo simultaneo e continuo le caratteristiche elettro-chimiche più comuni delle acque superficiali o sotterranee.
La sonda può contenere i seguenti sensori: pH, conducibilità elettrica, potenziale redox, ossigeno disciolto, temperatura e livello idrometrico. In particolare:
pH
Sensore: elettrodo in vetro con riferimento incorporato Ag/AgCl
Tecnica di misura: potenziometrico utilizzando un elettrodo combinato con elettrodo di riferimento separato
Campo di misura standard: 2 ÷ 12 unità
Precisione: ±0,1 unità
Potenziale Redox:
Sensore: elettrodo in vetro con riferimento incorporato Ag/AgCl
Tecnica di misura: Potenziometrica
Campo di misura standard: -1000 ÷ 1000 mV
Precisione del trasmettitore: ± 25 mV
Conducibilità
Tecnica di misura: Conduttimetrica con cella a 3 elettrodi in nero di platino
Campo di misura: 0÷3000 µS/cm ; 0÷30000 µS/cm (autoranging)
Precisione: ± 30 µS ; ± 300 µS
115
Sorgente rete propria
E’ di prossima installazione una boa specializzata per misure ambientali a
Venezia. La boa verrà equipaggiata con un complesso strumentale per la misura
mediate sonda CT equipaggiata con sensori di conducibilità, di temperatura, di ossigeno disciolto, clorofilla, torbidità e pH, nonché del potenziale REDOX e di temperature a diverse profondità, così da poter ricostruire l’andamento del “termoclino”.
116
DINAMICA DELLE ONDE ED EROSIONE COSTIERA MARITTIMA
Gabriele Nardone
Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale – ISPRA
[email protected]
1.
Premessa
L’erosione costiera si può definire come l’avanzamento del mare rispetto alla
terra e si deve osservare su un periodo di tempo sufficientemente lungo per eliminare l’influenza degli eventi episodici e della dinamica sedimentaria locale.
Un litorale può presentare un bilancio positivo o negativo, a seconda che gli
apporti, le fasi di sedimentazione, siano superiori o inferiori ai prelievi, le fasi di erosione. Il ruscellamento dell’acqua di precipitazione ed i corsi d’acqua drenano un
volume considerevole di sedimenti verso la costa che, insieme a quelli che provengono dall’erosione delle falesie e dei banchi di sabbia, costituiscono il materiale utile
per lo sviluppo delle barre sabbiose sommerse, delle piane tidali, delle paludi, delle
spiagge, dune sabbiose e delle zone umide effimere.
La comprensione della natura dinamica del regime dei litorali è un fattore chiave nella gestione dell’erosione costiera che è il risultato di un insieme di fattori sia
naturali sia antropici che operano su differenti scale (temporali e spaziali).
I più importanti fattori naturali sono costituiti da: moto ondoso, correnti, variazioni del livello del mare (quale combinazione di movimenti verticali del suolo e di
innalzamento del livello marino) e processi di versante.
Infatti, se l’erosione costiera dipende primariamente dalla rifrazione delle onde,
sono i livelli assunti dalla superficie del mare a controllare sia le inondazioni costiere
che l’esposizione al moto ondoso sui bassi fondali. Alti livelli della superficie del mare
causano inoltre l’arretramento della linea di spiaggia, anche nel caso in cui siano presenti riserve di sabbia sotto forma di dune costiere: essi permettono infatti alle onde di
giungere sulla spiaggia e di erodere la duna, trasportando la sabbia al largo.
I sistemi dunali hanno una grande importanza sia paesaggistica che funzionale.
Essi garantiscono un importante serbatoio di sabbia per le spiagge nei periodi in cui
queste sono sottoposte all’azione erosiva del mare, la loro conservazione, quindi, è
necessaria per il mantenimento delle spiagge. Nel caso in cui la crescita dei livelli del
mare sia di tipo temporaneo, ovvero periodica, la sabbia erosa verrà nuovamente
depositata durante la successiva fase di calo degli stessi, ma nel caso di un loro
aumento permanente la perdita di materiale risulterà definitiva.
I fattori antropici che causano erosione costiera comprendono: opere di ingegneria costiera, la regimazione dei bacini fluviali (soprattutto la costruzione di dighe),
117
dragaggi, rimozione della vegetazione, estrazione di gas e di acqua dal sottosuolo.
I processi di erosione e di sedimentazione costiera sono sempre esistiti in aree
fortemente antropizzate ed hanno contribuito, nel corso dei millenni, alla formazione
del paesaggio costiero con la creazione di una copiosa varietà di morfologie. Tuttavia,
combattere l’erosione costiera può creare ulteriori modifiche degli ambienti naturali
e generare nuovi problemi.
Il problema dell’erosione è aggravato dall’antropizzazione e dall’urbanizzazione delle fasce costiere per fini turistici e industriali. L’attrattiva dello scenario naturale, accompagnata all’aumento dei livelli di reddito, ha fatto sì che negli ultimi
decenni gli insediamenti umani sulla fascia costiera subissero un forte incremento in
tutto il mondo. Dai dati pubblicati dall’Istituto nazionale si statistica italiano, ISTAT
risulta che oltre il 30% della popolazione italiana risiede stabilmente in comuni
costieri e se si considera l’incremento della popolazione nel periodo estivo, è facile
immaginare l’impatto che quelle zone devono subire.
In Italia, la conseguenza dello spostamento del fronte edilizio verso il mare è
stato lo spianamento di quei cordoni con vegetazione a macchia mediterranea che un
tempo bordavano le spiagge per lasciare spazio alle varie infrastrutture. Inoltre, le
dune che si formano dalla sabbia soffiata via dal vento nella parte asciutta, si sono
ridotte dell’80%, lasciando dei cambiamenti duraturi nella costa.
2.
La scala del problema
Studi effettuati dalla Commissione Intergovernativa sui Cambiamenti Climatici
(IPCC) delle Nazioni Unite stabiliscono che il numero annuale delle vittime, legate
all’erosione costiera, raggiungerà il numero di 158.000 nel 2020 e che metà delle
zone umide costiere si prevede possa scomparire a causa dell’innalzamento del livello del mare.
L’erosione costiera è un fenomeno che minaccia tutti i territori rivieraschi.
L’Unione Europea, ha stimato nel 2004 che circa ventimila chilometri di costa, pari al
20% del totale dei soli stati UE, siano stati particolarmente interessati da questo fenomeno. E’ stato stimato che in Europa, circa 15 km2 di territorio vengono abbandonati
o seriamente danneggiati ogni anno a causa dell’erosione costiera. In particolare, tra il
1999 ed il 2002 in Europa circa 250-300 case sono state abbandonate a causa del
rischio di una imminente erosione costiera ed altre 3.000 hanno subito una svalutazione di circa il 10% del loro valore. Queste perdite sono, comunque, insignificanti se
paragonate alle potenziali perdite dovute al rischio di inondazione costiera a causa
dello scalzamento alla base delle dune e della demolizione delle opere di difesa.
L’erosione marina, nella sola Europa, ha la potenzialità di impattare alcune
migliaia di chilometri quadri di territorio e milioni di persone e costituirà, sul lungo
termine, una minaccia per la sicurezza delle popolazioni, per la sostenibilità di molte
118
attività costiere, per il mantenimento della biodiversità costiera e minerà, inoltre, la
possibilità della costa di assumere una difesa naturale. In situazioni estreme il margine attuale costiero potrà completamente sparire e proprio in tale contesto bisognerebbe rivedere il mantenimento della linea di riva artificiale.
3.
Le attività dell’ISPRA
L’ISPRA, nell’ambito delle proprie attività istituzionali, promuove metodologie
per la programmazione, la progettazione e l’attuazione di interventi in materia di protezione delle coste dai fenomeni erosivi e i rischi naturali. Nello specifico le attività
svolte in tale contesto sono:
• gestione di reti di misura per la raccolta di dati meteomarini: Rete Mareografica
Nazionale (RMN) e Rete Ondametrica Nazionale (RON) ;
• gestione del Sistema Idro-Meteo-Mare (SIMM) per la previsione dei parametri
meteorologici e meteomarini nel bacino del Mediterraneo e del livello del mare
nell’Adriatico e nella laguna di Venezia;
• raccolta di dati relativi alla evoluzione delle spiagge a scala nazionale e al monitoraggio degli interventi di protezione già realizzati;
• elaborazione di dati dello stato del mare e modellistica costiera ai fini della stabilità dei litorali;
• cura di cartografìa informatizzata relativa all’evoluzione ed allo stato delle coste
e alla efficienza degli interventi di protezione.
3.1. Rilievo di dati in situ
Nell’ambito della raccolta di dati in situ, di grande rilievo per tutto il Mar
Mediterraneo rivestono le informazioni provenienti dalle due reti di misura per il
monitoraggio in tempo reale delle caratteristiche fisiche dei mari italiani gestite
dall’ISPRA.
La Rete Mareografica Nazionale (RMN) è composta di 33 stazioni di misura
uniformemente distribuite sul territorio nazionale ed ubicate prevalentemente all’interno delle strutture portuali. Queste stazioni sono composte da due strumenti di
misura della marea, un sensore anemometrico, di un sensore barometrico, di un sensore di temperatura dell’aria e di un sensore di temperatura dell’acqua.
La Rete Ondametrica Nazionale (RON) è composta da 15 boe meteo-ondametriche direzionali. Le boe forniscono i parametri sintetici descrittivi dello stato del
mare: Hs (altezza d’onda significativa spettrale in metri), Tp (periodo di picco in
secondi), Tm (periodo medio in secondi), Dm (direzione media di provenienza delle
onde in gradi N). Inoltre vengono anche registrati i parametri spettrali del moto ondoso e meteorologici.
Tra le attività svolte sui dati rilevati dalla RON e dalla RMN è interessante cita119
re quelle di validazione con particolare riferimento all’individuazione e alla caratterizzazione dei valori mancanti e anomali sia di temperatura dell’acqua che di altezza
e direzione dell’onda.
I valori mancanti di temperatura dell’acqua sono stati ricostruiti attraverso procedure di imputazione multipla, utilizzando come predittori i dati di temperatura provenienti dai mareografi. I siti di rilevamento (boe e mareografi) sono stati raggruppati per sottobacini (Tirreno, Adriatico e Ionio) e l’imputazione è stata effettuata sull’intero periodo di analisi. La procedura di imputazione multipla ha dato risultati soddisfacenti, in funzione della qualità del dato in ingresso e della numerosità dei predittori. Gli errori standard di imputazione, calcolati per ogni dato, risultano estremamente bassi e solo in pochi casi superano 1°C.
L’analisi dei dati ondametrici è risultata particolarmente complessa a causa della
natura dei valori. Si tratta, infatti, di dati sia circolari (direzione d’onda) che lineari
(altezza d’onda) e la modellazione congiunta di entrambe le categorie di variabili
risulta inevitabilmente complessa. Per la implementazione di procedure e validazione di questi dati viene proposto un modello mistura che consente di assegnare ad ogni
valore (osservato o mancante) una classe di appartenenza in funzione dei valori osservati sia dello stato di mare (altezza e direzione d’onda), che dello stato di vento
(intensità e direzione) misurata dai mareografi. Considerando i dati lineari distribuiti
secondo una funzione di probabilità Gamma e i dati circolari distribuiti come una
funzione di probabilità Von Mises, è possibile ricavare per ogni valore la distribuzione condizionata del valore all’interno dell’assegnata classe latente
120
utilizzando algoritmi di tipo EM per la massimizzazione della funzione di verosimiglianza completa e la determinazione dei parametri dei parametri di ogni distribuzione fk. Ad ogni osservazione viene così assegnata una probabilità di appartenere ad
una determinata classe latente che viene definita in base alle condizione di vento e di
mare che vengono osservate nel periodo di analisi.
E’ quindi possibile costruire per ogni valore un intervallo di confidenza al 95%
e al 99% che consente di validare i dati osservati e di individuare, i valori più probabili di altezza d’onda attraverso la distribuzione condizionata dei valori mancanti dati
i valori osservati dai mareografi.
Il modello implementato fornisce degli ottimi risultati facilmente interpretabili
nonostante l’assunzione forte di indipendenza temporale dei dati e l’utilizzo di dati
non immediatamente confrontabili perchè misurati in punti differenti (con distanze
anche superiori ai 100 km). Questa procedura, utilizzabile sia per l’imputazione dei
dati mancanti, sia per la validazione (anche real-time) dei dati osservati, viene implementata su periodi limitati di tempo (massimo due mesi) in modo da tener conto della
componente stagionale dei dati. Non è quindi possibile ricostruire serie estremamente lunghe di dati mancanti solo con la presenza dei dati di vento.
121
Grazie all’integrazione delle banche dati delle due reti di misura è possibile
effettuare la caratterizzazione del clima ondoso lungo le coste.
Il clima ondoso in Italia (dati ISPRA - RON)
Inoltre, per ciò che riguarda la modellistica numerica, l’ISPRA dispone del
Sistema Idro Meteo Mare (SIMM) che fornisce previsioni per i principali parametri
sintetici descrittivi dello stato del mare a largo e anche i parametri meteorologici relativi all’intero bacino del Mediterraneo, tra cui il campo di vento. L’utilizzo integrato
dei modelli di propagazione e di tecniche di modellizzazione per l’individuazione ed
il trasporto a costa del clima ondoso e delle onde estreme, permette lo studio della
stabilità dei litorali con la valutazione dei fattori di rischio erosivo, dei fenomeni idrodinamici e del trasporto solido potenziale a larga scala lungo le coste italiane.
3.2. Studio della morfologia dei fondali e delle superfici emerse
Nell’ambito dello studio della stabilità dei litorali l’ISPRA effettua la classificazione delle unità fisiografiche per tutta la costa nazionale con la definizione dei criteri di classificazione. Si distinguono tre tipi di coste:
a. Coste alte e rocciose
Sono tipiche di regioni ancora in sollevamento come la Liguria e la Calabria ai
due estremi della catena appenninica. Anche parte delle Marche, dell’Abruzzo,
della Campania, della Sicilia e della Sardegna hanno coste di questo tipo, dove
122
i rilievi strapiombano direttamente sul mare, formando promontori continuamente erosi dalla forza delle onde. I detriti derivanti da questa erosione vengono poi accumulati dalle correnti marine in insenature più protette dove si formano spiagge piccole e ghiaiose.
b) Coste basse e sabbiose
Sono diffuse su buona parte dei litorali adriatico e tirrenico, oltre che sulla costa
ionica della Basilicata e in Sardegna presso i Golfi di Cagliari e Oristano.
Questo tipo di coste si trova in corrispondenza della foce dei grandi fiumi, come
l’Arno in Toscana e il Tevere nel Lazio, che trasportano al mare grandi quantità di sabbia. La sabbia viene poi trasportata dalle correnti marine che formano
lunghe spiagge o cordoni sabbiosi.
c) Lagune
Sono tipiche dell’Adriatico settentrionale. Oltre a Venezia, in tempi storici
anche altre città come Aquileia, Adria e Ravenna sorgevano sulle lagune che,
insieme a paludi e acquitrini, caratterizzavano tutto il litorale che si estende
dalla Romagna al Friuli.
La grande varietà di coste indica che si tratta di zone complesse che dipendono
da molti fattori: il tipo di rocce presenti, la dimensione e la direzione del moto ondoso prevalente, il profilo della parte di costa sommersa, ecc.
123
3.3. Classificazione delle opere di difesa costiera
L’ISPRA ha provveduto a classificare le opere di difesa costiera lungo tutto il
litorale nazionale. Dall’analisi delle tipologie di opere realizzate sono scaturite le
linee guida dell’ ”Atlante delle opere di sistemazione costiera” che presenta una casistica delle opere realizzate sul territorio italiano. Nel catalogo delle opere sono
descritte le singole tipologie di intervento con le loro caratteristiche e funzionalità,
utilizzando principalmente schemi e fotografie. Il catalogo si snoda attraverso i vari
tipi di opere seguendo una classificazione di carattere funzionale. Sono state incluse
anche quelle relative ai porti e quelle per la sistemazione delle aree costiere umide.
Lo studio analizza anche le problematiche in aree costiere e la dinamica dei litorali. E’ importante comprendere quale sia la complessità di una unità fisiografica e
dei fenomeni che vi si svolgono in modo da evidenziare l’interdipendenza dei processi naturali e, di conseguenza, la necessità di operare con una visione unitaria delle
aree costiere. Questo tipo di approccio si riflette nella normativa vigente sulla gestione integrata delle coste e a questo principio si faranno alcuni richiami per completare il panorama delle problematiche delle sistemazioni costiere.
In appendice all’atlante sono riportate le “Istruzioni tecniche per la progettazione e la esecuzione di opere di protezione delle coste” redatte dal Consiglio Superiore
dei Lavori Pubblici nel 1991. Da tale data ad oggi il contesto tecnico, scientifico e
normativo si è ampiamente sviluppato dando luogo ad ulteriori esperienze. Tale documento è stato comunque inserito perché ha accompagnato i processi di realizzazione
delle opere in qualità di unico riferimento in materia prodotto dagli organi tecnici
dello Stato e perché contiene, pur se espressi nel linguaggio del tempo e sulla scorta
delle conoscenze allora disponibili, molti dei principi e concetti di validità generale
alla base della difesa costiera.
Lo studio passa in rassegna varie tipologie di opere che possono essere costruite a difesa della costa.
Muri di sbarramento, verticali, incurvati o a gradinata vengono progettati per
impedire lo scavalcamento da parte delle mareggiate. Sono molto costosi e per questo motivo devono essere costruiti solo per proteggere beni di alto valore. Inoltre
devono essere stabili e quindi pesanti e larghi e devono resistere all’abrasione. Il
muro di sbarramento può riflettere le onde o romperle. Uno sbarramento che faccia
entrambe le cose stimola l’erosione sul fondo davanti a sé e viene scalzato.
Fino a pochi anni fa un tipo di intervento molto utilizzato consisteva nel realizzare scogliere parallele alla linea di riva o in corrispondenza della stessa, il cui effetto doveva essere quello di bloccare l’energia del moto ondoso e quindi impedire l’asporto della sabbia.
Un altro intervento di difesa molto utilizzato è stato quello di costruire pennelli trasversali alla linea di riva per bloccare la sabbia in transito lungo la riva in un trat124
to di spiaggia. I pennelli, che intercettano il trasporto solido litoraneo, devono essere
perpendicolari alla direzione media delle creste frangenti delle onde di maggiore
energia, il che significa che normalmente sono ad angolo retto con la costa.
Queste opere, anche se valide, risultano dannose per i loro effetti collaterali.
Esse, infatti, spostano soltanto (e non annullano) l’azione erosiva nei tratti del litorale limitrofi, rendendo così necessari altri interventi alternativi.
Ma i muri di sbarramento non sono gli unici interventi protettivi possibili. Le barriere frangiflutti disperdono le onde del mare mosso e difendono porti e spiagge. Per
questo motivo, anch’esse possono essere costruite parallelamente alla costa. Se si
vuole costruire una barriera frangiflutti, però, devono essere studiate dettagliatamente
le caratteristiche del fondale marino. La forma più semplice di barriera frangiflutti è
una scogliera che ha l’effetto di aumentare la turbolenza nell’acqua che passa attraverso gli interstizi e quindi di dissiparne l’energia. Le scogliere hanno il vantaggio di
adattarsi ad ogni profondità e ad ogni tipo di substrato e possono essere riparate facilmente. La qualità della roccia che viene usata è un requisito molto importante.
Un altro possibile intervento è la costruzione di terrapieni, che sono stati usati
per secoli a scopo di difesa delle coste. Il materiale che dovrebbe comporre questi terrapieni deve essere impermeabile (argilla, per lo più). Un terrapieno, inoltre, richiede una platea protettiva in pietra o in cemento contro l’abrasione e l’impatto del moto
ondoso, oppure può essere affiancato da una scogliera a blocchi in pietra o calcestruzzo. I blocchi non devono essere solo appoggiati al terrapieno, ma devono essere fissati con cemento o asfalto.
Un altro tipo di intervento che sembra essere il più efficace va sotto il nome di
ripascimento artificiale, che non è propriamente un’opera di difesa, ma di ricostruzione della spiaggia. Quest’ultimo intervento, infatti, è in grado di conciliare meglio
l’esigenza di protezione del territorio e delle infrastrutture retrostanti. Il ripascimento, però, non interrompe il processo erosivo, ma ne limita gli effetti rimodellando il
litorale con ulteriore sabbia marina in modo da compensare la sottrazione di materiale e, contemporaneamente, contrastare in maniera efficace l’eventuale innalzamento
dei mari per cause climatiche. Il problema dell’attuazione di una simile opera sta nell’esigenza di disporre di materiale simile a quello naturalmente presente sulle spiagge e in grande quantità. Purtroppo, i costi per reperire e per prelevare la sabbia dalle
cave sono notevoli e per questo motivo si sono individuati accumuli sedimentari sottomarini che sembrano la fonte adatta per questo tipo di operazione. I depositi di sabbia sotto il mare, però, possono essere sfruttati a patto che se ne faccia un prelievo
razionale e compatibile dal punto di vista ecologico. Le zone di prelievo devono essere solitamente ricercate non troppo lontano dalla spiaggia nella quale avrà luogo il
ripascimento, ma neanche troppo vicino. La sabbia, inoltre, deve avere delle caratteristiche fisiche e chimiche idonee.
125
3.4. Il Sistema Informativo Geografico Costiero
Il complesso delle informazioni relative allo stato delle coste monitorate, opere di
difesa, varizione della linea di riva, etc. confluisce nel Sistema Informativo Geografico
Costiero (SIGC) per la gestione dei dati cartografici (scala 1:25.000) rilevanti a scala
nazionale (batimetria, idrografia, aree protette terrestri e marine, modello digitale del
terreno, corine landcover, confini amministrativi e urbanizzazione, infrastrutture, etc. ),
acquisiti e prodotti da ISPRA. Il SIGC, integrando le informazioni a copertura nazionale disponibili nei vari formati, consente l’elaborazione dei parametri acquisiti, la definizione di tematismi cartografici nuovi e la valutazione qualitativa delle caratteristiche
dei fenomeni e degli interventi in atto in specifici tratti di costa.
Analisi dell’erosione costiera in Italia (da ISPRA - SIGC)
La linea di costa è sottoposta a dinamiche estremamente veloci e la sua conformazione ed evoluzione nel tempo è controllata da equilibri geologici delicati e complessi. L’ISPRA provvede a valutare le variazioni della linea di riva e ad effettuare
l’interpretazione della morfologia e litologia dei litorali mediante le foto aeree.
Infatti, prima di realizzare una qualsiasi opera di difesa della costa è buona norma
effettuare una approfondita analisi delle fotografie aeree ed immagini satellitari ed in
molti casi queste sono state rese disponibili o acquisite dall’ISPRA.
126
Le future attività di ricerca nell’ambito dello studio della stabilità dei litorali
mireranno a definire le celle sedimentarie costiere, utilizzando metodologie standardizzate, a livello Europeo, correlate alla costruzione dei database necessari per definire le celle sedimentarie. Per questo motivo l’ISPRA ha dato priorità allo sviluppo
di procedure che permettano una rappresentazione cartografica e un trattamento dei
dati sociali, ecologici e valori economici della zona costiera in GIS. Questa rappresentazione dovrebbe facilitare la transizione dalle mappe della pericolosità dell’erosione costiera alle mappe del rischio di erosione costiera, e supportare l’implementazione degli studi di valutazione costi - benefici.
La definizione delle celle sedimentarie costiere è un aspetto importante e complesso. Molti sforzi dovrebbero essere effettuati al fine di armonizzare questo lavoro
basandosi sui dati della linea di riva, del bacino idrografico, del profilo di spiaggia
emersa e della batimetria, del regime ondoso costiero e delle maree astronomiche,
tutti disponibili in ISPRA.
3.5. Lo studio Eurosion
Come detto in precedenza, l’erosione costiera rappresenta per l’Europa un problema di rilevante importanza, accentuato anche da un controllo non sempre attento
delle autorità pubbliche che hanno il compito di valutare gli interventi necessari. Nel
2002 la Commissione Europea ha intrapreso un ampio studio, denominato Eurosion,
durato due anni e gestito dalla Direzione Generale Ambiente della Commissione
Europea con la finalità di mettere a punto una strategia per la riduzione del rischio da
erosione costiera.
In sintesi, i prodotti di Eurosion, pubblicati nel 2004 ma ancora oggi estremamente attuali, consistono in:
• una valutazione cartografica della vulnerabilità al rischio d’erosione costiera,
basata su dati spaziali e analisi GIS;
• una revisione degli interventi e delle esperienze esistenti di gestione dei tratti
costieri a livello regionale e locale;
• delle linee guida atte a migliorare la comprensione dei problemi connessi all’erosione costiera, secondo procedure ambientalmente compatibili, mediante pianificazione territoriale e prevenzione del rischio costiero ed infine sistemi di
supporto alle decisioni di regioni ed amministrazioni locali;
• una raccolta di raccomandazioni politiche volte a spiegare come migliorare la
futura gestione dell’erosione costiera a livello europeo, nazionale, regionale e
locale In molte aree gli effetti combinati dell’erosione costiera, dello sviluppo
di infrastrutture e della costruzione di opere di difesa hanno ridotto l’ampiezza
della fascia costiera.
L’ISPRA ha partecipato allo studio fornendo i dati conoscitivi relativi alle coste
127
del territorio nazionale ed adottando metodologie operative in ottemperanza a quanto indicato dallo studio Eurosion che sono entrate nelle procedure standard
dell’Istituto.
In questo ambito l’ISPRA ha definito l’area RICE (radius of influence of coastal
erosion). Il rischio da erosione costiera di una particolare località si può definire
come il risultato della probabilità (frequenza) di eventi di tipo erosivo e degli impatti (investimento di capitale o presenza di popolazione nella zona a rischio). Alla base
della metodologia proposta da Eurosion vi è l’individuazione di un’area costiera definita come potenzialmente soggetta a fenomeni di erosione ed inondazioni costiere nei
prossimi 100 anni.
Includendo la mappatura della pericolosità e del rischio derivante da erosione
costiera nelle pianificazioni a lungo termine, le autorità preposte possono effettivamente evitare di costruire nelle aree a rischio di erosione e ridurre gli investimenti
finanziari per compensare i danni da erosione.
Queste esperienze evidenziano i limiti dell’approccio parziale all’erosione
costiera e provano la necessità di adottare strategie preventive basate sulla pianificazione, sul monitoraggio, sulla valutazione e sui principi della gestione integrata delle
aree costiere (Integrated Coastal Zone Management).
Area RICE in Italia (da ISPRA Rischio costiero)
128
4.
Conclusioni
L’aspetto più preoccupante per la valutazione del rischio e dell’impatto dell’erosione costiera, come anche per la pianificazione territoriale in area costiera che
richiede una notevole quantità di dati relativi e diverse tematiche da considerare in
un’ampia scala sia temporale che spaziale, è la frammentazione di dati e di istituzioni depositarie. Questi includono il clima anemometrico ed ondoso, il regime di
marea, il modello della circolazione delle correnti costiere, la storia dei maggiori
fenomeni di storm surge (sopralzo di marea) verificatisi, geologia e geomorfologia
costiera, proprietà sedimentologiche del fondo marino, topografia del fondo marino
e della costa, l’uso del territorio e le sue condizioni di mantenimento. Ogni istituzione depositaria usa generalmente i propri standard, cosa che complica significativamente l’integrazione dei dati tra loro e ritarda la restituzione dell’informazione.
L’ISPRA, integrando le informazioni del SIGC con quelle sui periodi di ritorno
di altezze d’onda estreme e sull’entità dei fenomeni di innalzamento dei livelli del
mare legati al cambiamento climatico, in linea con la visione sviluppata da Eurosion,
ha realizzato un database unico integrato a livello nazionale che costituisce una base
solida per la gestione dell’erosione costiera e uno strumento che supporta i decisori
pubblici nell’individuazione degli obiettivi per il raggiungimento del bilancio sedimentario favorevole relativo ad una specifica cella sedimentaria costiera.
BIBLIOGRAFIA
M. Picone, F. Lagona, G. Nardone (2009) “Missing value imputation in buoy networks for validation
purposes”, 33rd ISRSE Proceedings;
USACE (1984) “Shore protection manual”, U.S. Printing Office, Washington D. C.;
AA. VV. (1990) “Manuale per la difesa del mare e della costa”, Ed. Fond. Agnelli;
U. Tomasicchio (1998) “Manuale di ingegneria portuale e costiera”, Editoriale Bios;
E. Benassai (2000) “Vulnerabilità dell’ambiente costiero ed interventi di difesa dei litorali”, Quaderni
Dip. di Ingegneria Idraulica ed Ambientale Università di Napoli Federico II;
R. Sackett e altri “Le coste” Ed. Mondadori;
AA. VV. “L’erosione dei litorali” - da “L’Universo”, Istituto Geografico Militare Firenze
http://www.eurosion.org
http://www.mareografico.it
http://www.telemisura.it
129
130
UNA STRATEGIAPER LA GESTIONE DEI MARI
AZIONI PROPOSTE
Giuseppe M. R. Manzella
Presidente della Commissione Oceanografica Italiana
(Basato su MOON e altre iniziative UE)
PREFAZIONE
In questi anni una serie di iniziative nel Mediterraneo e dei mari europei hanno
definito obiettivi, strategie e piani per la gestione delle acque marine. Questo documento si basa sul Piano Scientifico e Strategico del Mediterranean Operational oceanography Network (MOON), nonché sui risultati ottenuti nei progetti comunitari in
materia di gestione dei dati, di ricerca, sistemi di pre-operativa. Gli obiettivi specifici selezionati sono:
• identificare l’attuale sistema di informazione e in particolare l’accesso a prodotti e servizi che risiedono in sistemi distribuiti (per un efficace sistema di informazione può facilitare la disponibilità e la diffusione dei dati a lungo termine di
alta qualità necessarie per far progredire le conoscenze scientifiche e di gestione di aiuto);
• identificare le lacune dei sistemi di monitoraggio nella regione e nella capacità
di misurare, modello e previsione dello stato del mare e dell’ecosistema;
• identificare gli elementi del sistema di gestione dell’ambiente marino dalla scala
di bacino fino alla zona costiera, inter-comparazione tra esperienze e di standardizzazione, verso il potenziamento coordinato di osservazione, capacità di
modellazione e le previsioni;
• identificare i servizi per soddisfare le esigenze dei governi, industriali, ambientali e gruppi di utenti marittimi.
SINTESI
A causa della grande variabilità naturale e dei cambiamenti indotti umane, le
risorse idriche in aree piccole o in mari semichiusi e zone costiere devono essere
costantemente monitorati e analizzati. Per fornire supporto ai decisori occorre disporre di un flusso controllato di dati storici e dati in tempo reale, come anche di complesse informazioni ambientali provenienti dalla stima ottimale di osservazioni e di
modelli innovativi.
Le aree di priorità in cui intervenire devono essere definite sulla base della
importanza sociale e scientifica dei problemi ambientali, in modo da essere più effi131
caci dal punto economico e scientifico. Questi sono alcuni settori importanti per essere ulteriormente analizzati:
– Le fluttuazioni del livello del mare, erosione costiera e le inondazioni, che sono
fonte di preoccupazione dal momento che hanno una forte influenza sul costiere e offshore infrastrutture;
– Inquinamento da idrocarburi in mare, motivo di grande preoccupazione a causa
delle molte piattaforme e condotte (esistenti o previste);
– I contaminanti che arrivano al mare attraverso l’atmosfera e fiumi, gli scarichi
diretti dalle fognature, scarichi industriali, ecc,
– Il ciclo idrologico ed i suoi collegamenti con il flusso dei bacini fluviali,
– Il valore economico della pesca decrescente.
Un approccio incrementale è necessario per risolvere o ridurre i problemi esistenti. La priorità deve essere fornito alla realizzazione di osservazione, analisi, previsioni e sistemi informativi.
1.
INTRODUZIONE
1.1 I problemi ambientali
Lo sviluppo sostenibile delle zone marine, la gestione delle acque (superficiali
e sotterranee), delle risorse marine (attività off-shore e pesca) e la gestione globale di
inquinamento è un problema serio. Milioni di vita delle persone dipendono dalla
valutazione continua dello stato del sistema ambientale marino in modo che le azioni di prevenzione contro la distruzione di infrastrutture, l’inquinamento, il sovra
sfruttamento degli stock ittici, la perdita di risorse idriche e degli habitat dell’ecosistema marino può essere organizzata in modo tempestivo, insieme con una politica di
adattamento ai cambiamenti e di attenuazione dei problemi ambientali.
Una lista di priorità dei problemi ambientali più importanti comprende:
1. I cambiamenti nel ciclo idrologico anche a causa dei cambiamenti/variabilità
climatici
2. Mareggiate e inondazioni;
3. Le fluttuazioni del livello del mare;
4. Destino e la dispersione di petrolio e di sostanze contaminanti in mare aperto;
5. Destino e la dispersione dei nutrienti derivati terra e contaminanti;
6. cambiamenti degli ecosistemi e lungo termine tendenze negative marino;
7. attività della pesca e dell’acquacoltura;
8. Erosione costiera;
Le fluttuazioni del livello del mare, erosione costiera e le inondazioni sono fonte
di preoccupazione, dal momento che sono una forte influenza sul litorale e in mare
aperto infrastrutture. L’erosione costiera e l’aumento della sua presenza in natura
132
deriva dalla costiera per lo sviluppo urbano, utilizzo del territorio e dei flussi di sedimenti fluviali. Le correnti costiere interagiscono con onde e maree in modo complicato per produrre erosione e deposizione dei sedimenti / trasporto. Il deflusso regolamentato nei bacini idrografici, a causa del uso agricolo e industriale delle risorse di
acqua dolce, è forse uno dei più drammatici cambiamenti indotti dall’attività antropica. L’inquinamento da petrolio in mare è anche di grande preoccupazione a causa
delle molte piattaforme e condotte esistenti o previsti nella zona. Le fluttuazioni degli
stock ittici impone la necessità di un monitoraggio continuo delle condizioni ambientali e dello sforzo di pesca.
Tutti i problemi ambientali richiedono una base scientifica di comprensione, di
monitoraggio e modellazione dell’ambiente marino che è ben lungi dall’essere stabilita.
Al fine di sviluppare lo sviluppo sostenibile della zona sono considerate due
questioni politiche importanti:
– istituire un dialogo politico globale per riflettere sul ruolo di tutti i paesi rivieraschi come attori importanti nel settore della sicurezza e della stabilità in aree
marine.
– stabilire forme di cooperazione per la gestione sostenibile delle risorse naturali.
1.2 Strumenti di cooperazione internazionale
Strumenti giuridici per l’attuazione di programmi di sostegno allo sviluppo
sostenibile sono previste da accordi internazionali (ad esempio Agenda 21) convenzioni regionali, subregioanal - accordi bilaterali.
Da Stoccolma (1972) a Rio de Janeiro (1992) e di Johannesburg (2002), obiettivi di protezione ambientale sono legati ai principi dello sviluppo sostenibile. Questo
include i seguenti componenti importanti: partecipazione, informazione, comunicazione, formazione (sviluppo delle capacità) e l’istruzione.
Una migliore informazione garantisce una maggiore partecipazione di singoli
individui, e consente ai cittadini di prendere parte a molte azioni differenti che possono influenzare il processo politico. La partecipazione alle decisioni politiche devono poter accedere a informazioni affidabili e di qualità controllata.
1.3 I soggetti interessati marino
Le applicazioni dei concetti alla base delle convenzioni quadro prevede l’organizzazione di cooperazione regionale sostenuto dalla cooperazione internazionale. Vi
è la necessità di sviluppare attività oceanografiche user-driven da attuare sulla base
di progressi scientifici e tecnologici.
I soggetti interessati identificati durante il workshop includono: i governi nazionali e locali, agenzie ambientali, autorità portuali, compagnie di navigazione, le compagnie petrolifere, organizzazioni non governative.
133
Per ottenere l’effetto di comunicazione più potente e duratura, gli sforzi devono
essere dedicati al ‘contenuto informativo’, a partire dalle esigenze degli utenti.
1.4 Ricerca e le previsioni ambientali
La ricerca moderna ha sviluppato il concetto di ‘scienza operativa’ che cerca di
comprendere e modellare i processi non in laboratorio ma direttamente sul campo.
Meteorologia e oceanografia sono esempi di discipline in cui tale approccio metodologico è particolarmente preziosa in quanto la complessità del sistema richiede la raccolta dei dati direttamente sul campo. Inoltre, la scienza operativa cerca di ottimizzare l’utilizzo di attività teorica, modelli numerici e le osservazioni di risolvere problemi pratici di base con un approccio scientifico rigoroso. L’approccio si basa sul ‘trial
and error’ metodo perché la complessità del sistema può essere affrontato solo da un
processo di aggiornamento incrementale della conoscenza e l’applicazione dei metodi. Per l’oceano, l’applicazione dei concetti della scienza operativa è avvenuto nel
quadro del Global Ocean Observing System (GOOS, 1997) dove in effetti sono fatti
gli esperimenti in campo direttamente e il problema da risolvere è quello del reale
tempo di controllo e previsione dello stato dell’oceano e delle sue associate variabili
di stato sul campo.
Negli ultimi venti anni, le previsioni oceaniche operative sono diventate una
realtà in molte parti degli oceani.
Le variabili di stato fisico (temperatura, salinità, densità, velocità, pressione e
livello del mare) sono monitorati e previsti in primo luogo perché la tecnologia di
misurazione è avanzata rapidamente dopo gli anni Settanta ed inoltre modellistica
numerica e algoritmi di assimilazione dati hanno raggiunto la maturità necessaria per
avere risultati qualitativamente buoni. La assimilazione dei dati permette di fondere
le osservazioni nei modelli numerici e ridurre l’incertezza nelle condizioni iniziali
delle previsioni.
Per le altre variabili di stato ambientali come sedimenti, fitoplancton e della biomassa batterica, nutrienti disciolti, materia organica e contaminanti, la tecnologia di
monitoraggio e gli strumenti di modellazione numerica sono meno avanzati e richiedono uno sforzo particolare. Il loro sviluppo consentirà di sviluppare una ‘scienza
operativa dell’ambiente marino’, che permetterà il monitoraggio efficace e la valutazione dello stato del sistema marino in tempo reale.
2.
AZIONI PROPOSTE
2.1 Comprendere le questioni scientifiche e metodologiche
Quattro blocchi sono necessari per la costruzione di un approccio metodologico
allo sviluppo di un sistema di salvaguardia di tipo operativo:
134
B1. Monitorare in tempo reale le proprietà fisiche e biochimiche dei principali
fiumi e l’acqua di mare, i livelli di contaminanti (olio nel bacino ed altri agenti inquinanti nelle zone costiere), questo richiede la definizione di strategie di campionamento basate su risultati della ricerca;
B2. Migliorare la capacità di modellare e prevedere l’idrodinamica, downscaling,
processo di annidamento, la previsione d’insieme, compreso il collegamento
con la superficie e sotterranee ingresso alle zone costiere, questo richiede anche
il miglioramento dei punteggi di abilità modello e, eventualmente, di un modello di comunità;
B3. Sviluppare il sistema di gestione delle informazioni (il mare e il bacino di drenaggio) che diffonderà le stime osservato e il modello dello stato del sistema e
sviluppare interfacce per rendere disponibili queste informazioni ai responsabili politici e pubblico;
B4. Sviluppare un programma di potenziamento delle capacità di migliorare la capacità istituzionale e organizzativo per costruire il sistema operativo in tutte le
regioni marine contigue.
•
•
•
•
•
•
Obiettivi specifici individuati sono i seguenti:
Sviluppare e realizzare servizi di informazione on-line dei dati marini.
Fornire una descrizione attendibile della reale condizione ambientale marina.
Fornire analisi, previsioni e prodotti di base che descrivono le condizioni marine.
Creare un database marino da cui le serie storiche e analisi statistiche possono
essere ottenute.
Collaborare con le agenzie nazionali e multinazionali in tutti i settori per massimizzare il valore dei prodotti informativi.
Federare le risorse e le competenze di diversi istituti, agenzie e aziende del settore pubblico e privato.
2.2 Impostare un programma di formazione
Obiettivi specifici di questo programma saranno:
• Comprendere meglio il ruolo e le responsabilità delle autorità nazionali idrometeorologiche
• Capire meglio i drivers e le barriere per la creazione e le prestazioni del sistema
operativo regionale
• Sviluppare un quadro di adattamento e di partecipazione per superare questi fattori che ostacolano
• Identificare a livello internazionale le “buone pratiche” nei sistemi operativi
135
regionali e per suggerire come possono essere adattati e utilizzati nella regione
di studio.
3.
BENEFICI A MEDIO TERMINE DELLE AZIONI
La zona costiera è un ambiente unico in cui gli input terrestri, oceanici, atmosferici e umani di energia e materia convergono tutti. Supporta inoltre la maggiore
concentrazione di risorse biologiche e di persone nel pianeta.I conseguenti conflitti
tra commercio, ricreazione, sviluppo, utilizzo delle risorse naturali e conservazione
diventerà sempre più controverso e costoso.
La soluzione di tali conflitti richiede un aumento significativo della nostra capacità di monitorare, analizzare e prevedere l’ambiente marino. Inoltre il monitoraggio
sosterrà la comprensione scientifica della variabilità del clima, aumentando la disponibilità di lunghe serie temporali di dati di qualità controllata.
Ulteriori vantaggi sono:
• produrre informazioni oggettive, affidabili e comparabili per gli interessati con
l’inquadramento, l’attuazione e l’ulteriore sviluppo della politica ambientale
(dal livello locale a quello regionale);
• sostenere le autorità locali e regionali nella individuazione, preparazione e valutazione delle idonee misure ambientali, linee guida e della legislazione.
136
MODELOS BIOGEOQUíMICOS y ECOLÓGICOS
EN EL CAMPO MARINO, PRESENTE y FUTURO
Alessandro Crise
(OGS-Italia)
Oceanografía: acciones preventivas contra las catastrofes
naturales-politícas de formación en ciencias del mar
MODELOS BIOGEOQUÍMICOS Y ECOLÓGICOS
EN EL CAMPO MARINO, PRESENTE Y FUTURO
A. Crise*
y el grupo de modelistica ecológica e hidrodinámica de OGS
*
Direttore del Dipartimento di Oceanografia dell’Istituto Nazionale di Oceanografia e di
Geofisica Sperimentale - OGS
+
Sommario
• Descrizione degli ecosistemi marini
• Modelli numerici biogeochimici
• Applicazioni operative: il progetto
MyOCEAN
• Applicazioni climatiche
• Sviluppi ed applicazioni innovative
137
Che cos’è un ecosistema?
• Gli ecosistemi sono composti organismi (incluso
l’uomo) che interagiscono tra di loro e con l’ambiente
circostante in maniera tale che l’energia viene
scambiata ed appaiono processi emergenti a livello di
sistema, come il ciclo del Carbonio e dei
macronutrienti
(from Encyclopedia of Earth; http://www.eoearth.org/article/ecosystem)
• Peculiarità degli ecosistemi marini
– I più estesi del mondo
– Gli habitat sono compiutamente tridimensionali
– La luce si estingue nello strato superficiale, in funzione
anche delle sue proprietà geo/chimico/biologiche
Struttura generale delle connessioni degli ecosistemi marini
Indicatori Essenziali per l’identificazione della salute, produzione e biodiversità
dei mari costieri europei settentrionali
Arrows indicate some of the key factors which influence linkages in marine ecosystems. Indices of climate forcing include
the North Atlantic Oscillation (NAO), the Atlantic Inflow Index (AII) and the Gulf Stream Index (GSI).
CEFAS Centre for Environment, Fisheries & Aquaculture Science
138
Struttura generale delle connessioni degli ecosistemi marini: l’approccio
della pesca
Descrizione dal punto di vista della gestione peschiera delle interazioni
dell’ecosistema marino e delle pressioni antropiche
Garcia, S.M.; Zerbi, A.; Aliaume, C.; Do Chi, T.; Lasserre, G. The ecosystem approach to fisheries.
Issues, terminology, principles, institutional foundations, implementation and outlook.
FAO Fisheries Technical Paper. No. 443. Rome, FAO. 2003. 71 p.
L’approccio socio-economico alla gestione dell’ambiente costiero
Schema concettuale: Driver-Pressure-Stress-Impact-Response in area
costiera
Coastal Lagoons
Critical Habitats of Environmental Change
Edited by Michael J. Kennish, Hans W. Paerl
Response of Venice Lagoon Ecosystem to Natural and Anthropogenic
Pressures over the Last 50 Years.
C. Solidoro, V. Bandelj, F. A. Bernardi, E. Camatti, S. Ciavatta, G.
Cossarini, C. Facca, P. Franzoi, S. Libralato, D. M. Canu, R. Pastres, F.
Pranovi, S. Raicevich, G. Socal, A. Sfriso,
M. Sigovini, D. Tagliapietra,
and P. Torricelli
139
L’approccio climatico/geologico alla descrizione dell’ecosistema
marino
Accoppiamento tra ecosistema terrestre e marino attraverso i processi
climatici atmosferici e loro impatto sui sedimenti. Il fattore climatico è uno dei
drivers principali.
Diagenesis
Japan Agency for Marine-Earth Science and TEChnology - JAMSTEC.
Research Institute for Global Change; Environmental Biogeochemical Cycle Research Program.
Modelli di ecosistema
• I modelli di ecosistema sono rappresentazioni
matematiche degli ecosistemi, includendo sia la
descrizione della dinamica delle comunità biotiche
che le relazioni con la componente abiotica
• I modelli di ecosistema semplificano la descrizione
delle interazioni mutue identificando i principali
componenti (o livelli trofici) e quantificandoli sia come
numero di organismi, biomassa/energia o
concentrazione di qualche elemento chimico ad essi
necessario (nutrienti)
140
Modelli accoppiati fisici-biogeochimici
Diagramma di flusso dei ciclo dei nutrienti
Predicibilità
Sistemidescritti
descritti da
daequazioni
equazioni non
non lineari
lineari sono
sono
Sistemi
soggetti
a svilupparecaos
caosdeterministico,
deterministico, ilil che
oggetti
a sviluppare
chè
impone limiti alla loro predecibilità (Lorenz, 1961)
impone limiti alla (Lorenz, 1961)
OPATM-BFM TRANSPORT – REACTION model
wci
wt
U ˜ ’ c i ( 1 ) n 1 k h ’ h2 n c i wci
wci º
w ª
R b io ( c i , c 1 c N , T , I )
w si
kv
wz
w z «¬
w z »¼
REACTION
Biogeochemical equations set
TRANSPORT
Advection-diffusion terms
Linear term
Non Linear term
In casi semplici anche sistemi dinamici non lineari possono essere
incondizionatamente stabili (Crise et. Al.,1998, Crispi et al., 1999)
141
Predicibilità e modelli
tridimensionali
• In
modelli tridimensionali i reattori biogeochimici
possono essere considerati come oscillatori forzati
accoppiati in condizioni lontane dall’equilibrio
• Questi sistemi non lineari dimostrano la possibilità di
creare una propria identità organizzativa anche in casi
relativamente semplici
• La loro dinamica è prescritta
di scambi esogeni/endogeni tra accoppiamenti interni capaci di autoorganizzazione, e loro interazione con processi esterni
• Queste proprietà
soddisfano in prima approssiamazione alla definizione generale di vita di Kepa
Ruiz-Mirazo, Juli Peretó and Alvaro Moreno
Predicibilità a scala di bacino: un
esempio mediterraneo
Comparison of the temporal evolution of the surface chlorophyll
concentration over the Mediterranean Sea. Confronto delle evoluzioni
temporali della concentrazione della clorofilla superficile sul Mare
Mediterraneo (Aprile 2007-Settembre 2008)
OPATM-BFM and satellite data (MODIS)
Model
MODIS
142
Median Spearman
Median,
25th and 75th
percentile, min
correlation
= =0.71
and max
Se il sistema è predicibile perché non tentare ovvero:
Che cos’è l’Oceanografia Operativa?
“Operational Oceanography can be defined as the
activity of systematic and long-term routine
measurements of the seas and oceans and
atmosphere, and their rapid interpretation and
dissemination.
Important products derived from operational
oceanography are:nowcasts, forecasts, hindcasts.
(dal sito web di EuroGOOS)
MyOcean is a three-years European project
(ending in 2011) aimed to implement the
Marine Core Services requested by the GMES MCS
Implementation Plan
“MyOCEAN: WHY?”
ƒ MyOcean will provide basic products
for all users in the marine sector
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
Climate
Marine Environment
Seasonal forecasting
Offshore activities
Maritime transport and safety
Fisheries
Research
General Public
143
“MyOCEAN: WHAT ?”
ƒ MyOcean will
ƒ “deliver regular and systematic reference information
(processed data, elaborated products) on the state of the
oceans and regional seas:
ƒ at the resolution required by intermediate users &
downstream service providers, of known quality and
accuracy,
ƒ for the global and European regional seas.”
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
Physical state of the ocean, and
primary ecosystem
For global ocean, and main
European basins and seas
Large and basin scale; mesoscale
physics
Hindcast, Nowcast, Forecast
Data, Assimilation and Models
“MyOCEAN: TO WHOM ?”
EEA
– EU: The European Union
• Users: European agencies
(EEA, EMSA, EDA, ...)
– MS: The Member States
• Users: National Service
Providers
EMSA
Met
Offices
Env.
agencies
...
Research
centers
Navies, CoastGuards, ..
OSPAR
ICES
UNEP-MAP
...
CORE
144
...
Ocean
centers
– IG: The Intergovernmental bodies
such as OSPAR, UNEP-MAP,
HELCOM, ICES, ...
EDA
Downstream
• The Key Users
MFC and regions
Arctic GOOS
2
NOOS
GOOS/
Godae
4
1
1
1 65
3
BOOS
•
•
•
•
•
•
•
1. Global
2. Arctic
3. Baltic
4. NWS
5. IBI
6. Med Sea
7 Black Sea
7
Black Sea GOOS
6
IBI-ROOS
MOON & MedGOOS
Examples of Operational
Biogeochemical forecasting Systems in
MyOcean
•
NOOS MSRC (UK)
•
Arctic GOOS TOPAZ (N)
•
MOON OPATM-BFM (I)
145
Previsioni operative dei cicli biogeochimici
del Mediterraneo con il sistema OGS
OPATM-BFM
• Sistema operativo per la
biogeochimica Mediterranea
(MyOcean)
• Modello OPATM-BFM
• Simulazioni climatiche (SESAME IP)
• Sviluppo tecnologico (DORII)
Modello accoppiato OGS OPATM-BFM
• HorRes = 1/8㼻 (a12km)
• VertRes = 72/43 levels
• TimeRes = 1800 s
• OPER: run(10+7dd)/5hrs (32PEs)
• OPER output = daily averages
• CLIM: 1 year/day (32PEs)
• CLIM output = 10 dd averages
Biogeochemical Flux Model
•
•
•
•
•
Carbon based multi-nutrient food web description
Carbon, Nitrogen, Phosphorus and Silicon cycles
Potential for nutrient co-limitation
(Nitrogen, Phosphorus and Silicon)
Variable C:N:P:Si ratio
i=1,51 variables (phytoplankton,
mesozooplankton, microzooplankton, bacteria)
146
Pelagic BFM
Respiration
Ri(2)
Carbohydrates
Predation
Ri(6) Particulate detritus
Predation
Zi(3)
Carnivorous
Zi(4)
Omnivorous
Carbon dioxide
Excretion
Microzooplankton
Zi(5)
Heterotrophi
Zi(6)
c
nanoflagellates
Grazing
Bacterioplankton
Aerobic and
N
Phytoplankton
Inorganic Nutrients
N(1)
Phosphate
N(3)
Nitrate
N(4)
Ammonium
N(5)
Silicate
Respiration
Pi(1) Diatoms
Uptake
Pi(2) Flagellates
Pi(3) Picophytoplankton
Pi(3) Large phyto.
N
Uptake/Release
Chemotrophy
anaerobic
Living Organic
Non-living Organic
CFF (LFG)
CFF
Oxidation
Release
Microzooplankton
Photosynthesis
Z
Predation
B
Respiration
Oxygen
O(6)
Predation
P
Bi
Mesozooplankton
Grazing
Exudation / Lysis
Excretion
Refractory DOC
Uptake/Release
Z
Egestion
Dissolved Gases
O(6)
Respiration
Labile DOM
(De)Nitrification
Ri(1)
Ri(7)
O
Organic Matter
R
Inorganic CFF
Organic matter
Inorganic nutrient
Gas
flow (C,N,P,S)
flow (N,P,Si)
exchange
Servizio operativo per il
Mar Mediterraneo
OPATM-BFM
Modellistica
biogeochimica
147
Inorganic species
Reduction
N(6)
Equivalents
(Bio)chemi
Boundary
cal
flow
reaction
Sistema previsionale operativo MFS
biogeochemistry
• Accoppiamento off-line basato su
piattaforme hardware multiple
• L’accoppiamento biogeochimico si avvale
sempre della migliore previsione fisica
• Supporto professionale ai prodotti web
diffusi settimanalmente
• Validazione (Chl-a) fornita con algoritmi
adattati al Mediterraneo
• Lazzari et al., OS6, 2010
Circulatio
n Model
Biogeochem
ical Model
MFS
1/16°
OPATM-BFM
1/8°
OGS
CINECA
INGV
Satellite
CHL data
ISAC-CNR
Validation
Products
OGS
Servizio Web e Catalogo MyOcean
•
•
Pagina Web
interattiva con
mappe, profili,
transetti
Accesso ai dati
tramite Service
Desk richieste
utenti da Europa
(7) e Australia (1)
148
Prodotti V0
10
mg chl / m3
1
0 ,1
0 ,0 1
F o re c a st
A n a ly s is
0 ,0 0 1
fe b -2 0 0 7 m a g -2 0 0 7 a g o -2 0 0 7
n o v -2 0 0 7
fe b -2 0 0 8 m a g -2 0 0 8 a g o -2 0 0 8
n o v -2 0 0 8
fe b -2 0 0 9 m a g -2 0 0 9 a g o -2 0 0 9
n o v -2 0 0 9
• Ciclo stagionale clorofilla riprodotto + fioriture algali (NWM…)
• Nessuna re-inizializzazione da Aprile 2007
• Da inizio V0: 80% dei run pronti < 24hr (< 7hr nel 100% dei casi)
Validazione per i prodotti V0
SAT
Class 4 MERSEA Metrics
Dati disponibili:
MOD_F
• concentrazione sup. chl da Ocean
Colour (via GOS- ISAC, WP12)
MOD_A
•
•
•
Confronto qualitativo
Statistiche non-param. (mediana)
Skill diagrams (Jolliff et al. JMS,
2008)
[mg chl/m3]
LEV
NWM
West
East
x: RMSD unbiased
y: bias
Distance from the
origin proportional
to RMSD
149
Lazzari et al., OS6, 2010
OPATM-BFM
Modellistica
biogeochimica
Ricerca scientifica in
ambito climatico
Simulazioni climatiche
SESAME IP: stima scenari climatici presenti e
futuri della biogeochimica nel Mar
Mediterraneo + attendibilità strumenti
numerici utilizzati
Run 1999-2004, confronto chl SeaWIFS:
•
gradienti trofici orizzontali
•
ciclo stagionale (whiskers)
•
skill diagram
ALB SWWSWENWM TYR ION LEV
150
[mg chl/m3]
Accoppiamento fisica-biologia: vento, MLD, new
primary production (1999-2004)
Wind speed
(m.s-1)
MLD
(m)
NPP
(gC. m-2.y-1)
Sviluppi e applicazioni innovative
dei modelli biogeochimici
• Cyberinfrastruttura per l’integrazione della rete
osservativa con il calcolo numerico
OPATM-BFM
• Integrazione degli aspetti scientifici e gestionali per la
valutazione degli ambienti costieri
Modellistica
• Risposta degli ecosistemi costieri ai cambiamenti
biogeochimica
climatici e loro
impatti sul settore economico marino
Sviluppi
151
DORII: verso una cyber-infrastruttura per l’integrazione
delle informazioni in campo marino
DORII: e-Infrastructure basata su tecnologia Grid per comunità scientifiche per
integrazione remote instrument, HPC, model simulations, visualization
OGS: applicazione OCOM-MOON per valutare potenzialità e-Infrastructure in ambito
di controllo remoto strumentazione e dati
Access to:
floats
data
OPATM-BFM (MPI on 32 PEs)
„
float data
„
OPATM-BFM
„
Glider
physical forcings (u, T, S, KV, wind, IRR…)
http://bulletin.mersea.eu.org
INGV MFS circulation model
Grid portal e gestione strumenti/modello
• Utente/Ricercatore (strumenti e/o modello)
• GRID certificate ÆVirtual Control Room
• Servizio di gestione remota glider in parallelo
a sistema proprietario
• Workflow: selezione input data set per
sottomissione on-demand simulation basata su
catena operativa MyO
• 3D rendering output modello
152
http://cordis.europa.
eu/fp6/dc
Science and Policy Integration for COastal System
Assesment
http://ec.europa.eu/s
ustainable
SPICOSA, Science and Policy
Integration for Coastal System
Assessment
EU-FPVI - Integrated Project (IP) Sub-priority 6.3
Global Change and Ecosystems Area V
L’obiettivo del progetto è quello di creare un riferimento
che evolva autonomamente per la valutazione delle
opzioni politiche per la gestione sostenibile dei sistemi
di zona costiera
http://cordis.europa.
eu/fp6/dc
Science and Policy Integration for COastal System
Assesment
http://ec.europa.eu/s
ustainable
SSA Venice team: CoRiLa, OGS, University of Venice,
University of Padua
Tema
Acquacultura sostenibile per Tapes philippinarum
Obiettivo
Uso sostenibile degli ecosistemi lagunari de degli stock di
Tapes philippinarum.
Definizione degli SCENARIOS (da parte dei ricercatori,
local stakeholders and decisori politici)
Modelli numerici: Integrated Ecological SocioEconomic Model per esplorare la sensitività del sistema
ai cambi di:
-Parametri biologici (densità, mortality rate)
-parametri economici (costi, investimenti)
-Marine spatial planning: area e ubcazione delle aree in
concessione
- Scenari climatici
153
Effetti delle variazioni nei cambi diei reimi di precipitazione sulla
acquacultura delle vongole Clima-dpsir
Climate changes projections for 21st century are
expected to cause a number of potential impacts
(IPCC 2007).
While changes in sea level appears the most
obvious threat to costal areas, changes in
precipitation patterns and therefore in timing
and volume of freshwater and nutrient delivery
to coastal wetlands will also be critical
Fish-farming areas
Scavia et al., 2003
Urban area of Mestre
Venice City Centre
Porto Marghera Industrial area
Industrial channel
Obiettivo:valutazione del impatto
potenziale dei cambi dei pattern di
precipitazione a scala stagionale sulla
biogeochimica e sulla acquaculture
delle vongole in Laguna di Venezia
Cossarini et al., 2008, Salon et al., 2008, Solidoro et al.,
Fish-farming areas
2009, Melaku Canu et al., 2010
Chioggia City
‘Downscaling ‘ degli effetti GLOBALI e
esulla
sullascala
scalaLOCALE
LOCALE
[1] high resolution regional climate model (RegCM)
rain
T, solar
radiation,
humidity
[2a] statistical
model of nutrient
input
wind,
pressure
rain
[2b] statistical
model of sealagoon boundaries
boundary
conditions
boundary
conditions
[3] biogeochemical model of the lagoon of Venice
(TDM)
[4] scenarios analysis
RF: reference scenario [1961-1990]
A2 (regional economic), B2 (regional
environmental) future scenarios [2071-2100]
154
Impatto degli scenari sui processi biogeochimici della Laguna di
ANOMALIES
Venezia
BIO_A2
[2071-2100]
[2071-2100]
WIN
0.466
13%
14%
SPR
0.250
-2%
4%
SUM
DIN
[mg/l]
BIO_B2
[1961-1990]
0.099
-17%
-12%
AUT
RF
Seasonal
averages
(over 30
years)
0.460
8%
4%
Scenarios of the Venice Lagoon biogeochemical processes
EXPORT
Seasonal averages & anomalies for state variables and
TO THE
fluxes
P. PRI. P. SEC. PHYTO ZOO
INPUT N
DIN
SEA
[tN/y]
BIO_RF
BIO_A2
BIO_B2
win
spr
sum
aut
win
spr
sum
aut
win
spr
sum
aut
[mg/l]
1304
[tN/y] [tN/y]
1352
0.466
[mg/l] [mg/l]
[tN/y]
499
0.290
0.259
-988
0.459
-1119
1629
0.250
4412
1295
0.702
1290
0.099
4712
1135
0.924
0.348
-806
1710
0.460
1507
509
0.292
0.269
-1325
12%
13%
-2%
0%
-2%
0%
13%
-2%
0%
1%
-1%
2%
1%
-4%
-9%
-17%
-6%
-13%
-3%
-13%
-11%
8%
8%
2%
3%
1%
2%
7%
15%
14%
0%
2%
0%
3%
14%
4%
3%
5%
0%
6%
7%
-1%
-6%
-12%
-3%
-10%
0%
-11%
-5%
6%
4%
1%
2%
0%
2%
0%
<-10%
-10%<x<-5%
-5%<x<-1%
155
-1%<x<1%
1%<x<5%
5%<x<10%
x>10%
EFFETTI SULLE VONGOLE
MODELLI di Rete Trofica (effetti indiretti attraverso la rete trofica)
Struttura del modello: 0D
Modello di rete trofica della laguna (ECOPATH)
Anomalie stagionali della ‘suitability’ (idoneità) per gli scenari futuri
Indicatori di cambiamento della ‘suitability’ in termini di condizioni
0.00
-0.01
-0.02
-0.03
-0.04
-0.05
-0.06
-0.07
-0.08
-0.09
D. labrax
-0.10
0.00
-0.01
-0.02
-0.03
-0.04
-0.05
-0.06
-0.07
0.00
-0.08
-0.01
-0.09
-0.02
0.00
-0.10
-0.03
T. philippinarum comm.
-0.01
-0.04
La presenza di cammini multipli
può mitigare gli effetti dei
cambiamenti
-0.02
-0.05
-0.03
-0.06
-0.04
-0.07
-0.05
-0.08
-0.06
-0.09
Mb-detritivorous
-0.10
MA
-0.07
fall
summer
spring
winter
-0.08
la SUITABILITY diminuisce
-0.09
-0.10
Mb omnivorous-filter-feeders
156
EFFETTI SULLE VONGOLE 2
HABITAT SUITABILITY MODEL
STRUTTURA DEL MODELLO: 2D (stato stazionario)
Le regole per gli indici di suitability
HSMod usa 7
parametri:
• TEMP,
•SAL,
•OXYSAT,
•CHLA,
•BAT,
•SAND,
•HYDRODYNAMISM
Le forme funzionali derivano dalla letteratura specifica
Vincenzi et al 2006a, Vincenzi et al 2006b, Vincenzi et al 2007
157
Effetto finale sugli habitat veneziani: la Suitabilty diminuirà..
CONDIZIONI PRESENTI
(buona suitability nelle
acque basse della
laguna meridionale e
vicino i canali principali)
CONDIZIONI FUTURE
Confronto REF /A2 scenario con un modello integrato
Tapes philippinarum annual production
REF Biomass g/mq
A2 Biomass g/mq
BIOMASS -20%
MelakuCanu et al, 2010, Solidoro et al 2000, 2003 Pastres et al 2001
Modello integrato di dinamica di popolazione delle Tapes philippinarum
(idoneità ambientale+bioenergetico+demografico modules)
158
ESPERIENZA IN ENEA SULLO STUDIO DEI CAMBIAMENTI
CLIMATICI A SCALA GLOBALE E REGIONALE
Vincenzo Artale
Enea - Agenzia nazionale per le nuove tecnologie,
l’energia e lo sviluppo economico sostenibile
Casaccia, Rome, Italy
Riassunto
Per le sue caratteristiche il Mediterraneo può essere considerato un bacino hotspot per i cambiamenti climatici. I dati sperimentali raccolti relativi a molti decenni
mostrano che la circolazione del Mediterraneo ed i processi di formazione di masse
d’acqua sono soggetti a cambiamenti e variabilità molto rilevanti. Il Transiente del
Mediterraneo Orientale (Eastern Mediterranean Transient, EMT), osservato negli
anni ’90, costituisce un’evidente prova diretta di questa variabilità. L’analisi dei dati
osservati provenienti dal database MEDAR/MEDATLAS rilevano come vi siano dei
cambiamenti sia nella parte interna del bacino sia nel flusso di acqua Mediterranea
nel Golfo di Cadice. Studi recenti condotti in prossimità dello stretto di Gibilterra, ed
in particolare a Camarinal Sill South, segnalano un riscaldamento ed una salinificazione anomale, dai primi anni 2000 ad oggi, corrispondenti a circa 0,3°C e a circa
0,06, rispettivamente. Durante il ventesimo secolo il Mediterraneo si è riscaldato
significativamente sia nelle acque profonde che in quelle superficiali. In questo articolo discutiamo la variabilità delle anomalie della temperatura superficiale media
annuale (SSTA) osservata negli ultimi 150 anni, stimata usando diversi dataset. Una
caratteristica importante della variabilità dell’SST consiste nel fatto che le sue anomalie hanno lo stesso segno in tutto l’Atlantico settentrionale e seguono l’andamento dell’Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO). Il seguito di questi studi sarà l’analisi del ruolo del Mediterraneo rispetto alle regioni circostanti, sia nello scenario climatico presente che futuro.
Introduzione: la fisica della circolazione mediterranea
Il Mar Mediterraneo è un mare marginale posto alle medie latitudini con una
profondità massima di circa 4000 m (per esempio il sub-bacino ionico) e caratterizzato per uno scambio limitato con l’oceano. Si tratta di un mare semichiuso in cui
hanno luogo una vasta gamma di processi fisici e biogeochimici di interesse globale.
Le uniche piccole aperture sono il Bosforo in Turchia, che connette il Mediterraneo
al mar Nero, e lo stretto di Gibilterra, che lo connette all’Atlantico settentrionale. I
159
flussi limitati fanno sì che le masse d’acqua del Mediterraneo abbiano un ciclo di
ricambio di 80-120 anni, a seconda della variabilità dei cicli idrologici, un tempo
comunque molto inferiore rispetto al tempo medio di residenza dell’oceano globale,
che è dell’ordine di migliaia di anni. Quindi, tutto ciò che fluisce nel Mediterraneo,
attraverso il bacino imbrifero dei maggiori fiumi e dai piccoli ruscelli, o anche come
run-off, risiede nel bacino per diverse decadi. Sul Mediterraneo si affacciano 21
paesi, nella cui area costiera abitano più di 100 milioni di persone, ed è un’area caratterizzata dalla presenza di grandi industrie che fiancheggiano porti e specchi d’acqua.
L’inquinamento proveniente da terra è quindi rilevante. Se a questo aggiungiamo l’inquinamento marino generato dalla massiccia industria mercantile, come pure dalla
diffusione di specie invasive che hanno spesso generato dei disastri in alcuni suoi
ambienti, è facile capire perché il Mediterraneo sia uno dei mari più inquinati nel
mondo e vulnerabile ai cambiamenti climatici, tanto che in diversi lavori è definito
un “hot spot” (N.d.T.: “Punto caldo”, inteso come luogo dove i fenomeni in atto sono
particolarmente rilevanti e quindi il loro studio merita estrema attenzione; Giorgi,
2006). Il Mediterraneo è composto da due bacini di simili dimensioni, l’occidentale
e l’orientale, separati dal poco profondo e stretto Canale di Sicilia (Figura 1). Il
Canale di Sicilia ha un ruolo importante per lo scambio di masse d’acqua, e sulle loro
proprietà fisiche e biogeochimiche, fra i sotto-bacini orientale ed occidentale. La circolazione del Canale è caratterizzata da una corrente superficiale (Modified Atlantic
Water – MAW, 0-100 m), identificata dal minimo di salinità sempre presente lungo il
flusso serpentiforme che entra da ovest per dirigersi verso lo Ionio, formando
l’Atlantic Ionian Stream (AIS). La corrente più profonda (> 250 m) si chiama
Levantine Intermediate Water (LIW), identificata da un massimo di salinità, presente tutto l’anno e considerata come una caratteristica tipica della struttura idrologica
del Canale (Napolitano et al., 2003). Un altro fondamentale fattore che limita la circolazione mediterranea è lo Stretto di Gibilterra, dove acqua superficiale atlantica
relativamente più dolce fluisce nel Mediterraneo, rimpiazzando sia l’acqua evaporata che l’acqua mediterranea più densa e salata che fuoriesce nell’Atlantico. Lo strato
d’acqua atlantica entrante ha uno spessore di circa 100-200 m e scorre verso Oriente,
cambiando progressivamente le sue proprietà idrologiche, riscaldandosi e diventando
più salata a causa dell’interazione aria-mare e del mescolamento con l’acqua superficiale del Mediterraneo, che è più salata (MAW). Nel bacino orientale durante l’inverno si forma la LIW che è relativamente più calda e salata. Questa massa d’acqua circola sia attraverso il bacino orientale che occidentale in una modalità generalmente
ciclonica, si mescola con altre masse d’acqua e alla fine raggiunge l’oceano Atlantico
attraverso lo Stretto di Gibilterra. La LIW di solito è osservata fra 200 e 800 m di profondità. L’acqua profonda nel Mediterraneo si forma in diversi siti: nel Golfo del
Leone (bacino occidentale), nell’Adriatico meridionale, nel bacino levantino nord160
orientale e nell’Egeo (Roether et al., 1996), dove negli anni ’90 è stata osservata una
produzione anomala di acqua profonda (Eastern Mediterranean Transient - EMT). I
recenti miglioramenti nella comprensione della circolazione mediterranea sono dovuti sia a programmi sperimentali che a lavori di modellistica. La circolazione del bacino è caratterizzata dalla presenza di vortici a livello di sottobacino, elevata variabilità
a mesoscala ed un forte segnale stagionale. Si osserva anche una certa variabilità interannuale, dovuta principalmente alla variabilità interannuale della forzante atmosferica. Una rappresentazione della circolazione generale del bacino occidentale basata su
dati sperimentali può essere trovata in Send et al. (1999), mentre per il bacino orientale si consulti POEM Group (1992) e Malanotte-Rizzoli et al. (1999). Sono stati realizzati diversi studi numerici sulla circolazione generale del bacino. I risultati dei
modelli numerici regionali di Roussenov et al. (2005) e Artale et al. (2002) sono in
parziale accordo con le caratteristiche note della circolazione generale del bacino.
Negli ultimi venti anni sono stati sviluppati diversi Modelli Climatici Regionali
(Regional Climate Models - RCM) per l’area mediterranea, allo scopo di risolvere,
rispetto ai modelli climatici globali, i fenomeni fisici a scala locale e produrre informazioni a scala fine in merito ai cambiamenti climatici a livello regionale, utili per la
relativa valutazione dell’impatto e studi di adattamento (Artale et al., 2009).
Importanza del Mediterranean Overflow Water (MOW) per la circolazione oceanica globale
Attualmente il Mediterraneo produce delle acque dense, calde e salate rispetto a
quelle del Nord Atlantico che fluiscono attraverso Gibilterra nell’Atlantico settentrionale. Il flusso è di circa 1 Sv di acqua, che può essere oltre 5°C più calda dell’acqua
nord-atlantica alla stessa latitudine e profondità, e più salata di oltre 1 psu. Dopo
essersi rimescolata con le masse d’acqua circostanti, la MOW si stabilizza a circa
1000 m di profondità (Reid, 1979).
La diffusione dell’anomalia di salinità associata alla presenza della MOW è
stata oggetto di molta attenzione in passato, ma rimangono ancora grandi incertezze.
Un contributo alla salinità media dell’oceano equivalente a quello della MOW sarebbe ottenuto applicando all’Atlantico settentrionale l’evaporazione netta osservata nel
Mediterraneo. Le attuali stime del bilancio d’acqua dolce dell’Atlantico settentrionale sono piuttosto incerte, variando da 0.2 a 0.8 Sv di perdita netta, a Nord di 30° S.
La corrispondente stima del deficit d’acqua mediterranea varia da 378 a 950
mm/anno, quindi ha un grande errore associato (Mariotti et al., 2002). Assumendo
un’area di 2.5 1012 m2, questi valori corrispondono a 0.03-0.08 Sv di evaporazione
netta. Quindi il contributo del flusso di acqua in uscita dal Mediterraneo al bilancio
di acqua dolce dell’Atlantico settentrionale può essere stimato attualmente fra il 4 ed
il 40%. Questa grande incertezza è impressionante, e significa che non conosciamo
161
con precisione una delle caratteristiche più importanti del sistema climatico, ovvero
il bilancio di acqua dolce dell’Atlantico settentrionale (Rahmstorf, 1996).
L’Atlantico settentrionale e il Mediterraneo possono quindi essere visti come un
sistema unico, le cui dinamiche “interne”, regolate dagli scambi allo Stretto di
Gibilterra, sono ancora piuttosto sconosciute. Artale et al. (2002) e Calmanti et al.
(2006), usando i risultati ottenuti da un gruppo di modelli oceanici numerici, hanno
studiato la diffusione della MOW nell’Atlantico settentrionale e il suo potenziale
contributo alla variabilità della circolazione meridionale dell’oceano in generale e
dell’Atlantico settentrionale in particolare.
Cambiamento, andamenti e variabilità delle masse d’acqua mediterranee
Tendenze e variabilità della SST mediterranea negli ultimi 150 anni
In questo paragrafo analizziamo la lunga serie storica di dati della SST del
Mediterraneo. L’anomalia della temperatura superficiale annuale (SSTA) durante gli
ultimi 100-150 anni può essere stimata usando diversi dataset. Fra i molti, quelli maggiormente usati sono il dataset dell’Extended Recontructed SST (ERSST.v3), dal
1854 ad oggi (serie temporali mensili a 2°C di risoluzione) ed il dataset dell’Hadley
Centre Sea Ice e il Sea Surface Temperature dataset (HadISST), dal 1870 ad oggi
(serie temporali mensili a 1°C di risoluzione) (Rayner et al., 2003).
La Figura 2 mostra il risultato dell’analisi della SST, la cui peculiarità è rappresentata dalla presenza anche in Mediterraneo di un periodo di circa 70 anni simile
all’AMO (Atlantic Multidecadal Oscillation), fenomeno di solito osservato solo nell’oceano Atlantico. Le fasi calde (anomalie positive rispetto alla media 1971-2000) si sono
verificate nei periodi 1860-1880, 1925-1970 e dal 1985 ad oggi, mentre le fasi fredde
si sono verificate nei periodi 1880-1925, 1970-1985 e presumibilmente prima del 1860.
È noto che l’AMO fu definito per la prima volta da Enfield et al. (2001) come le anomalie della SST (cui è stato sottratto il trend) mediate sull’Atlantico settentrionale da 0
a 70° N. Ciò ha permesso di identificare un importante tipo di variabilità su scala multidecennale, con un ciclo di circa 70 anni. Fra i vari fenomeni climatici, l’AMO è quello che negli ultimi tempi ha ricevuto maggiore attenzione ed è stato identificato come
un importante elemento di variabilità a causa del suo ruolo chiave sulla variabilità climatica a scala lunga come quella analizzata in questo lavoro.
Inoltre, l’analisi spettrale evidenzia 5 picchi che soddisfano il test di rilevamento armonico al 90% e che sono significativi anche rispetto il rumore rosso nello spettro. In aggiunta la banda di bassa frequenza che mostra il picco a 73 anni riferito
all’AMO, include anche 4 alte frequenze che hanno il picco a 6,3, 3,9, 2,8 e 2,2 anni.
I picchi di alta frequenza sono molto vicini alla scala preferita di variabilità quasibiennale e di bassa frequenza dell’El Niño Southern Oscillation (ENSO).
162
Cambiamento delle caratteristiche fisiche mediterranee negli ultimi 50 anni ed il loro
impatto nell’Atlantico settentrionale
Se consideriamo gli ultimi 50 anni sono disponibili più dati per l’intera colonna
d’acqua, quasi regolarmente distribuiti nello spazio e nel tempo in tutto il
Mediterraneo. Quindi usando questi dataset possiamo ottenere risultati più attendibili e robusti. Molti lavori hanno segnalato il rilevante riscaldamento della superficie
(Marullo et al., 2009) e dello strato intermedio, ma soprattutto la tendenza al riscaldamento dello strato d’acqua profondo (Rixen et al., 2005). In particolare nel
Mediterraneo occidentale il contenuto termico e salino sono aumentati quasi regolarmente durante gli ultimi 50 anni, con possibili contributi dovuti all’effetto serra, quali
il decremento delle precipitazioni dagli anni ’40 (Bethoux et al., 1998) con le riduzioni del flusso di acqua dolce indotte dall’uomo per motivi agricoli (Rohling e
Bryden, 1992). L’osservato aumento della temperatura e della salinità della LIW
(6,8x10-3 °C anno-1, 1,8x10-3 anno-1) è di circa 2 volte la tendenza osservata negli
strati profondi (3,6x10-3 °C anno-1, 1,1x10-3 anno-1), che sono anche sovrimposti
alla forte variabilità interannuale spiegata dalle variazioni annuali della Western
Mediterranean Deep Water (WMDW) appena formata.
È importante notare che questo riscaldamento è non solo una caratteristica
peculiare del Mediterraneo, ma è anche osservato sulla scala globale. Sul periodo
1961-2003 la temperatura dell’oceano globale è aumentata di 0,10°C dalla superficie alla profondità di 700 m, dove è immagazzinata i 2/3 dell’energia assorbita dall’intera colonna d’acqua (Levitus et al., 2005). Polyakov et al. (2005) hanno osservato che una variabilità multidecadale sulle scale di 50, 80 anni è prevalente nei
3000 m superiori dell’Atlantico settentrionale ed è stata osservata una generale tendenza al riscaldamento di 0.12°C per decade sugli ultimi 55 anni. Questo valore è
più grande di quello osservato sulla scala globale nel periodo 1961-2003. Inoltre, da
una completa ri-analisi delle sezioni idrografiche acquisite dal 1920 fino agli anni
’90, realizzata al fine di studiare il riscaldamento dello strato intermedio, inclusa la
MOW, nell’Atlantico settentrionale, si evidenzia che i maggiori cambiamenti statisticamente significativi avvengono sulle superfici di pressione tra i 1000 e i 2000
decibars (dbars). In questo intervallo di pressione e per latitudini fra 32 e 36° N, le
temperature sono salite di 0,5°C per secolo. Studi sui cambiamenti di lungo termine
nelle sezioni idrografiche dell’Atlantico sub-tropicale hanno rilevato un massimo
riscaldamento vicino alla base del termoclino, situato a 1000-1200 m (Potter e
Lozier, 2004).
Inoltre, guardando al contributo delle acque mediterranee sul riscaldamento
dell’Atlantico settentrionale, recentemente Gonzales-Pola et al. (2005) hanno focalizzato la loro attenzione sull’evoluzione delle masse d’acqua intermedie, corrispondente al ramo nord-orientale del MOW, lungo la sponda Sud-orientale del Golfo di
163
Biscaglia nel periodo 1992-2003. Essi trovano una tendenza al riscaldamento di
0.02°C ed un aumento della salinità di 0.005 per anno, concludendo che questa area
si è riscaldata durante l’ultima decade a tassi da 2 a 6 volte più alti di quelli osservati nell’Atlantico durante l’ultimo secolo. Inoltre, in due recenti lavori di Millot et al.
(2006), riguardanti l’analisi dei dati entro lo Stretto di Gibilterra, ed in particolare alla
Camarinal Sill meridionale, evidenziano un’anomalia nel riscaldamento e salinificazione, dai primi anni 2000 al 2008, corrispondenti a circa 0,3°C e a circa 0,06, rispettivamente. Questo riscaldamento è osservabile chiaramente nel Golfo di Cadice, dove
sono stati trovati cambiamenti nelle proprietà dell’acqua del flusso MOW, con un
valore medio di 0,16 °C/decennio e 0,05/decennio nella salinità sugli ultimi 50 anni
(Figura 3 e Fusco et al., 2008).
Conclusioni
Il Mediterraneo, così come l’oceano globale, stanno manifestando una rilevante tendenza al riscaldamento. La peculiarità di questo bacino mette a rischio il proprio sistema biogeochimico, rendendolo un hot-spot per il futuro cambiamento climatico (Giorgi, 2006; Bindoff et al., 2007). Anche dall’analisi delle caratteristiche delle
masse d’acqua dell’Atlantico settentrionale, ed in particolare da quelle influenzate
dalla diffusione dell’acqua mediterranea, possiamo indirettamente dedurre che all’interno del bacino Mediterraneo è in corso un forte riscaldamento.
Inoltre se consideriamo l’Atlantico settentrionale ed il Mediterraneo (Artale et
al., 2006) come un unico sistema oceanografico, allora i processi fisici all’interno
dello Stretto di Gibilterra giocano un ruolo chiave per determinare lo scambio di
acqua dolce e salata fra mari marginali e l’oceano aperto. In particolare essi determinano, oltre alle caratteristiche idrologiche dei traccianti dei flussi di entrata ed uscita, il ritardo nell’immettere le anomalie di temperatura o sale all’interno della circolazione dell’Atlantico settentrionale, introducendo un fondamentale fattore di controllo. Infatti, è ben noto che il MOW è una delle masse d’acqua di tipo intermedio,
osservata fra 800 e 1200 m nell’Atlantico settentrionale, composto da una mescolanza di LIW e di acque profonde prodotte all’interno del bacino mediterraneo, che fluisce nell’Atlantico attraverso lo Stretto di Gibilterra, con uno scambio volumetrico
medio di circa 1 Sv. Ad ogni modo, in accordo con studi precedenti (e.g., Rahmstorf,
1998), l’impatto di questa acqua sull’intensità della circolazione termoalina atlantica
è relativamente piccola; tuttavia Artale et al. (2002 e 2006) dimostrano che l’avvezione di acqua intermedia MOW nell’Atlantico settentrionale contribuisce alla variabilità dell’intera circolazione termoalina (Thermohaline Circulation, THC) del NordAtlantico.
In conclusione, il Mediterraneo non è un bacino oceanico isolato, ma è un
importante componente della circolazione Nord-Atlantica; questo approccio facilita
164
la spiegazione del diverso comportamento della SST nelle ultime decadi e anche la
distribuzione zonale e meridionale dell’AMO.
Infine, l’SST mediterranea dovrebbe essere considerata nelle future proiezioni
climatiche di breve scala come proxy di un meccanismo che, dipendendo dal suo
comportamento, può agire sia costruttivamente che distruttivamente verso la risposta
della regione all’influenza antropogenica, amplificando temporaneamente o mitigando il cambiamento regionale climatico. Per esempio, nella tendenza relativa al periodo 1980-2009 (si veda la Figura 2) sembra che l’AMO stia amplificando l’influenza
antropica sul clima.
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Figure 1 - Principali componenti della circolazione mediterranea: in giallo l’acqua atlantica che entra
nel Mediterraneo (Modified Atlantic Water, MAW), corrente che dà vita alla circolazione mediterranea; in rosso l’acqua intermedia che si origina presso il ciclone di Rodi e lungo la costa turca; infine,
in blu la traiettoria dell’acqua profonda che si genera nel Golfo del Leone e nell’Adriatico meridionale. Queste traiettorie rappresentano la circolazione termoalina mediterranea (Figura tratta da Pinardi e
Mosetti, 2000).
167
Figure 2 - Comportamento della Temperatura Superficiale del Mediterraneo dal 1854 ad oggi, elaborazione fatta con tre differenti banche dati climatologiche (Marullo et al., 2011)
Figure 3 - Trends di salinità, temperature e densità del flusso di acqua Mediterranea a 1200 metri nel
Golfo di Cadiz (Fusco et al., 2008)
168
MODELAMIENTO NUMÉRICO DE TSUNAMIS:
ESCENARIOS, APLICACIONES y PERSPECTIVAS FUTURAS
Juan González Carrasco
(SHOA-Chile)
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180
CREACIÓN DE CAPACIDADES DE REACCIÓN
ANTE RIESGOS DE TSUNAMI
- CASO COLOMBIANO Capitán de Navío Julián Augusto Reyna Moreno
Oceanógrafo Físico, Secretario Ejecutivo Comisión Colombiana del Océano.
Resumen
Siendo Colombia un país con costas en el Océano Pacífico y en el Mar Caribe,
se encuentra expuesta a la ocurrencia de fenómenos marinos que afecten sus costas y
sus pobladores, por lo tanto sus organizaciones Estatales, lideradas por la Comisión
Colombiana del Océano han trabajado para alcanzar progresos significativos en los
últimos diez años respecto a la preparación de sus científicos y de su población ante
un evento de tsunami.
Introducción
En Colombia se presentan fenómenos de origen geológico marino que afectan
las costas, dentro de ellos dos tsunami han sido registrados en Tumaco, al sur de la
costa Pacífica colombiana, el primero en 1906 y el segundo en 1979 (Caicedo, J. et
al., 1997a).
La Comisión Colombiana del Océano, organización responsable de asesorar al
Gobierno nacional en políticas oceánicas y costeras, a la vez que coordina las diferentes instituciones del Estado para que se trabaje en una misma dirección por el
desarrollo nacional bajo la óptica estratégica del océano, ha venido desarrollando
diversas estrategias para que se alcance el nivel de educación necesario para que la
población sepa reaccionar de manera positiva ante la ocurrencia de un tsunami.
Algunas de los desarrollos que ha alcanzado son la educación de profesionales
en modelación matemática de pronóstico de la onda de tsunami en su arribo a la
costa, preparación de mapas de inundación, elaboración de mapas de acceso a zonas
seguras, educación de la población incluyendo ejercicios de simulacro, educación de
dirigentes locales y regionales para la toma de decisiones ante este tipo de desastres
y diseño y puesta en operación de un sistema nacional de alerta de tsunami, vinculado a otros sistemas internacionales para el mismo fin.
Metodología
Como metodología para el desarrollo e implementación del sistema nacional de
alerta de tsunami, se tomó la determinación de realizar el trabajo necesario bajo dos
181
tipos de organizaciones grupales, una nacional que vinculara las instituciones que trabajan con oceanografía y geofísica, y la otra internacional, especialmente aquellas de
las Naciones Unidas que tienen relación con el tema, siendo los esfuerzos dirigidos
siempre por la misma organización central que fue la Comisión Colombiana del
Océano.
El proyecto debía iniciar con educación a nivel científico de geofísicos y oceanógrafos físicos para entender y evaluar el fenómeno bajo parámetros establecidos
por el conocimiento de la ciencia en el mundo.
Una vez que se contara con el conocimiento técnico y científico necesario en el
país, se empezaría con recursos propios el entendimiento del fenómeno local y se iría
migrando hacia fenómenos transoceánicos y redes mundiales de prevención de tsunami.
Paralelamente se deberían desarrollar ejercicios de preparación de la población
para reaccionar favorablemente y mitigar el riesgo por tsunami en el país.
Al término del proyecto se obtendría entonces el Sistema Nacional de Alerta de
Tsunami, con un alto componente educativo multinivel, que constituye el éxito de la
reacción de la nación frente a este tipo de eventos catastróficos.
Resultados
Mediante cálculos matemáticos se llegó a conocer y evaluar lo ocurrido en
Colombia en la Costa Pacífica del Sur, específicamente en Tumaco, durante el tsunami de 1979, empleando las rutinas desarrolladas por las Naciones Unidas para la
modelación de ondas de tsunami, por la Universidad de Tohoku en Japón, conocidas
en su conjunto como modelo TIME (Tsunami Inudndation Modelling for Exchange).
Esta fase se inició hacia mediados de la década de los 90 por iniciativa del
Observatorio Sismológico de Suroccidente (OSSO) y de Centro de Investigaciones
Oceanográficas e Hidrográficas del Pacífico (CCCP-DIMAR) (Reyna, 1998).
Sobre la base de los resultados de estas modelaciones se establecieron mapas de
inundación para la población y se seleccionaron zonas seguras y rutas de evacuación
para la población de Tumaco, estos resultados se consiguieron y difundieron a la
población, hacia el año 2002 (CCCP, 2002).
Conociendo la importancia de que este proyecto tuviera cubrimiento nacional y
vinculación internacional con los sistemas de alerta del mundo, tras haber aprendido
la lección que dejó el tsunami de Sumatra de 2004 (COI, 2010), se establecieron los
contactos necesarios con la región de América del Sur sobre el Pacífico (Ecuador,
Chile y Perú) a través de la Comisión Permanente del Pacífico Sur (CPPS), para
aprender también las lecciones que ya tenían estos países por eventos similares ocurridos allí y apoyarse mutuamente en el desarrollo de un proyecto regional (CPPS,
2010).
182
Figura No. 1. Mapa de Inundación y zonas seguras de Tumaco (Fuente CCCP, 2005)
De la misma manera se solicitó el apoyo de la Comisión Oceanográfica
Intergubernamental de la UNESCO, para revisar el proyecto del Sistema Nacional de
Alerta de Tsunami con científicos especialistas que lo evaluaran como fueron el Dr.
Masahiro Yamamoto (Consejero Senior de la Unidad de Coordinación de Tsunamis
de la COI y exdirector del Departamento de Sismología y Tsunami de la Agencia
Meteorológica del Japón y el Dr. Cesar Toro (Secretario Ejecutivo COI (UNESCO)
para el CARIBE – IOCARIBE). A medida que fue progresando en este sentido, la
COI fue financiando otros proyectos para, implementar el sistema y optimizarlo
(CCO, 2009).
De manera paralela en el grupo de trabajo nacional, se fueron vinculando otras
instituciones como la Dirección de Gestión de Riesgos (DGR), el Instituto
Colombiano de Geología y Minería (INGEOMINAS) y otros centros de investigación y universidades del país, al igual que se continuó el trabajo de educación de la
población y de los gobernantes locales con el apoyo del Ministerio de Educación.
La Vicepresidencia de la República fue también un factor determinante para
impulsar y apoyar el proyecto, de esta manera los demás ministerios e instituciones
miembros de la Comisión Colombiana del Océano se vincularon fortaleciendo el sistema nacional.
En el 2010, la COI obtuvo financiación a través de un proyecto DIPECHO de
la Unión Europea para la región de la CPPS, con el fin de generar nuevos talleres de
educación para la población, realizar nuevos ejercicios de simulacro y adquirir e instalar sistemas de sirenas para prevenir a la población en un futuro evento de tsunami,
en este caso se vinculó también la Cruz Roja de Colombia para facilitar los procesos
de manejo financiero de los recursos internacionales (CCO, 2010).
Por su parte el grupo nacional fue adquiriendo e instalando equipos de medición
de nivel del mar y sensores sísmicos adecuados, de medición y transmisión de datos
183
en tiempo real para integrarlos a las redes mundiales y vincularse así de manera recíproca con otros países con el fin de facilitar los sistemas de alerta temprana mundial
y contar con el apoyo de dichas redes en caso de eventos transoceánicos.
Igualmente con el apoyo de la Dirección General Marítima se creó el Centro de
Alerta de Tsunami, que está preparado con atención 24/7 para atender alertas o alarmas de tsunami e informar a los organismos de gestión de riesgos del país sobre la
situación evaluada para que se tome la decisión de evacuación o no conforme a los
protocolos establecidos para tal fin (DIMAR, 2010).
El objetivo general del Plan es reducir el riesgo por tsunami en las costas colombianas a partir de la implementación de estrategias tendientes a:
• Mejorar el conocimiento del riesgo.
• Garantizar un sistema de alerta temprana eficaz.
• Adelantar acciones de prevención y mitigación.
• Fortalecer la capacidad de respuesta y recuperación.
• Promover la participación y socialización del conocimiento del riesgo, por parte
de las comunidades, garantizando la participación de estas en los procesos de
gestión del riesgo.
Como se puede notar el componente educativo es fundamental y fue tenido en
cuenta permanentemente como base para los buenos resultados finales del proyecto
(CCO, 2010).
Durante los últimos años la DIMAR – CCCP ha capacitado alrededor de 15.000
personas en la zona, de manera directa, y sus familias, de manera indirecta, para la
reacción ante este fenómeno natural; mediante el diseño e implementación de un plan
de socialización entre la población escolar de Tumaco (CCCP, 2010).
Figura No. 2 Cartillas empleadas para el proceso educativo a la población, la de la izquierda
diseñada por DIMAR y la de la derecha diseñada por COI – UNESCO y adaptada por la CCO
(Fuente DIMAR-CCO, 2010).
184
La Dirección de Gestión del Riesgo, en los años 2004 y 2005, realizó mediante
convenio con la Fundación Promotora Zona Económica Especial de exportación de
Tumaco, la socialización del Plan de emergencia y del Plan de Contingencia por
sismo, licuación y tsunami de Tumaco para lo que se desarrollaron las siguientes actividades:
• Socialización a nivel institucional y comunitario del Plan de Emergencia y del
Plan de Contingencia por sismo, licuación y tsunami .
• Estrategia de comunicaciones que incluía:
– Video “Tumaco conoce el riesgo”, transmitido por el canal local CNC y
entregado a entidades del CLOAPD, instituciones educativas, Juntas de
acción comunal y organizaciones de base.
– Cartilla de comunicación y pedagogía en desastres (material dirigido a profesores y comunicadores).
– Cartilla resumen del PLEC.
– Afiche con el mapa de las zonas de menor exposición para las evacuaciones.
– Afiche con las instrucciones de respuesta.
– Cuñas de radio.
Así mismo, desde el 2007 la DGR ha venido socializando la temática de planes
locales de Emergencia y Contingencia por tsunami, en los municipios de Mosquera,
Santa Bárbara, la Tola, El Charco, Guapi, Timbiquí, Buenaventura, Juradó, Bahía
Solano, Litoral del San Juan, Bajo Baudó y Nuquí, espacios dirigidos a los miembros
de los Comités Locales para la Prevención y Atención de Desastres, así como a representantes de las comunidades.
En cuanto a la preparación nacional e internacional para atender alertas de tsunami se establecieron dos trabajos, el de carácter internacional que trató la atención
de los ejercicios Pacific Wave y el de carácter nacional para la realización de simulacros de tsunami.
La coordinación de los ejercicios Pacific Wave estuvieron a cargo de la
Corporación OSSO y participaron diferentes entidades del orden nacional competentes en el tema, entre las que se encuentran; la DGR, DIMAR, INGEOMINAS,
Instituto de Hidrología, Meteorología Estudios ambientales (IDEAM) y la Comisión
Colombiana del Océano - CCO.
Los ejercicios en Colombia se realizaron con todos los pasos y actividades de
un caso de alerta real, exceptuando sólo el último paso; la notificación al público y el
inicio de actividades de respuesta que involucran a la población (CCO, 2010).
En cuanto a los ejercicios de simulacro realizados en el sistema nacional, se han
efectuado de la siguiente manera:
– 1 de abril de 2005 Tumaco (presimulacro).
– 29 de abril de 2005 Tumaco, I Simulacro.
185
– 13 de agosto de 2009 Tumaco. II Simulacro y primero con participación
internacional (COI y CPPS).
– 7 de octubre de 2010 Tumaco, III Simulacro y segundo con participación
internacional.
La participación de diferentes instituciones del Estado ha sido definitiva para
lograr los buenos resultados en estos ejercicios y dentro de ellos cabe destacar el trabajo de Vicepresidencia de la República, DIMAR, INGEOMINAS, DGR, Armada
Nacional y Policía Nacional, entre otros.
Figura No. 3 II Simulacro de tsunami en Tumaco, 13 de agosto de 2009.
Tras el sismo de Perú del 15 de agosto de 2007, se generó una situación de confusión en el país debido a que ese momento se encontraba en gestación el Sistema
Nacional de Alerta de Tsunami y se emitió una falsa alarma de evacuación, con lo que
se pudo comprobar que la población de Tumaco se encontraba bien preparada, ya que
actuaron de manera controlada y positiva ante esta falsa emergencia, mientras que en
otras poblaciones ubicadas más al norte, como Buenaventura, se detectó la falta de
conocimiento y preparación.
Ante estos hechos, a pesar de que se tenía planeado para años subsiguientes, se
empezó de manera adelantada, en 2010, a trabajar también en la preparación de las
otras poblaciones para que alcanzaran niveles iguales o similares al de de Tumaco en
cuanto a mitigación de tsunami. Por ese motivo con el proyecto DIPECHO 2010, se
coordinó el apoyo internacional con el fin de que además de continuar procesos educativo y de mejoramiento de las condiciones de alarmas para Tumaco, se incluyera
también la revisión internacional del Plan Local de Emergencia y Contingencia para
Tsunami de Buenavantura.
186
Conclusiones
Los procesos de planeación, organización, diseño y puesta en marcha de un sistema nacional de alerta de tsunami deben tener un componente nacional y uno internacional de tal manera que permita la articulación de otros sistemas mundiales para
el apoyo mutuo de los países ante estas catástrofes.
El factor educativo es fundamental en los procesos de preparación de los diferentes grupos involucrados en la puesta en funcionamiento de un sistema nacional de
alerta de tsunami, para ello se deben considerar al menos cuatro grupos de educación
que son: científicos, técnicos, políticos y gobernantes y población general.
Para la educación de la población general se deben tener en cuenta dos factores
principales, el primero es que la educación a partir de los niños, es motivadora y multiplicadora de los esfuerzos por lograr este objetivo en la población adulta y el segundo es que la realización de simulacros es necesaria para que la teoría quede claramente entendida por la población y sepan reaccionar con seguridad ante una emergencia
real de tsunami.
La vinculación de los tomadores de decisiones en procesos educativos y de sistemas de alertas de tsunami u otras amenazas costeras es fundamental para que la
operatividad de sistema sea precisa y se eviten pérdidas de vidas o materiales debido
a una inadecuada información o manejo de situaciones reales ante eventos de tsunami.
BIBLIOGRAFíA
Caicedo, J., H., Martinelli, B., Meyer, H., Reyna, J.A., (1997a). Simulaciones numéricas de propagación de tsunami para la costa Pacífica Colombiana. Disponible en:
http://osso.univalle.edu.co/cgibin/osso.cgi?q=tsunami
CCO. Informes de gestión ambiental marina, Comisión Colombiana del Océano, 2009.
CCO. Informes de gestión ambiental marina, Comisión Colombiana del Océano, 2010.
CCCP. Ejercicios de simulacro de tsunami (2010). Disponible en www.cccp.org.co
DIMAR. Centro de alerta de tsunami (2010). Disponible en www.dimar.mil.co
Reyna, J. “Simulación Numérica de un Tsunami de Origen Lejano en su Aproximación a la Costa
Pacífica Colombiana”. Boletín Científico. Centro de Investigaciones Oceanográficas e
Hidrográficas, Cartagena ISSN: 0120-0542 ed: Colciencias Invemar CIOH, v.19 fasc.1 p.5.
187
188
ROL DEL INSTITUTO GEOFíSICO DEL PERÚ EN EL SNAT y
EL TSUNAMI DE PISCO DE 2007
Sheila Alodia yauri Condo
(IGP-Perú)
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EXPOSICIÓN TSUNAMI
Jorge Manuel Paz Acosta (Perú)
Dirección de Hidrografía y Navegación de la Marina de Guerra del Perú
1.
MISIÓN
La misión de la Dirección de Hidrografía y Navegación de la Marina de Guerra
del Perú es administrar, operar e investigar las actividades relacionadas con las
ciencias del ambiente en el ámbito acuático, con el fin de contribuir al desarrollo nacional, brindar apoyo y seguridad en la navegación a las Unidades Navales
y a los navegantes en general y contribuir al cumplimiento de los objetivos institucionales.
2.
INTRODUCCIÓN A LOS TSUNAMIS
Los terremotos y tsunamis son fenómenos naturales que ocurren en el mar y sus
efectos son devastadores. La mayor parte de las grandes ciudades del mundo se
han concentrado en las zonas costeras, aumentando el riesgo de estos fenómenos naturales. Por esta razón es necesario que las poblaciones costeras comprendan qué es un tsunami, qué es que lo podría ocurrir si llegara a nuestra costa y
lo que es más importante, cómo deben actuar ante una emergencia de alerta de
tsunami.
3.
¿QUÉ ES UN TSUNAMI?
Tsunami es una palabra de origen japonés, usada internacionalmente y designa
el fenómeno oceánico que nosotros conocemos como maremoto.
En japonés “Tsu”, significa puerto y “Nami”, significa ola. Literalmente significa: Ola en el puerto; este fenómeno natural presenta la característica de no causar daños en alta mar, pero es destructivo en las costas.
Desde un punto de vista físico, un tsunami es un tren de ondas gravitacionales
de período largo generadas por una perturbación sísmica o una violenta alteración del fondo oceánico.
Al acercarse a la costa en forma de ondas, parte de la energía cinética que poseen durante la propagación se pierde por efectos de fricción con el fondo marino
y se transforma en energía potencial, originando grandes olas cuando llegan a la
costa.
4.
CAUSAS
Las principales causas de generación de tsunamis son:
• Sismo con epicentro en el mar.
• Deslizamiento submarino.
203
• Explosión volcánica submarina.
• Caída de un meteorito en el océano.
5.
CONDICIONES PARA LA GENERACIÓN DE UN TSUNAMI
Para que se genere un tsunami deben presentarse 3 condiciones:
1. Terremoto de gran magnitud (mayor a 7.0 en la escala de Richter).
2. Epicentro del sismo en el mar.
3. Hipocentro a una profundidad menor de 60 km.
6.
DIFERENCIA ENTRE TSUNAMIS y OLEAJES IRREGULARES
La población costera confunde los tsunamis con los oleajes irregulares. Si bien
ambos se generan en el mar, son dos fenómenos completamente diferentes.
Sabemos que las condiciones para la posible generación de un Tsunami son: (a)
Epicentro del Sismo en el mar, (b) Profundidad menor de 60 km y (c) Magnitud
Mayor de 7.0° Richter. Mientras que un oleaje irregular es un fenómeno océano-meteorológico que se genera por: (a) Diferencia de presiones y (b) Vientos
persistentes en áreas de gran extensión.
7
CARACTERíSTICAS DE LOS TSUNAMIS
EN ALTAMAR
• Su altura es imperceptible.
• Su velocidad alcanza los 1,000 km/h.
• Su longitud de onda es aproximadamente de 300 km.
• Su periodo de recurrencia está entre 10 a 45 minutos.
CERCA DE LA COSTA
• Su altura aumenta al reducirse la profundidad.
• El mar suele retirarse.
• Altura aproximada de 8 a 10 m.
• No se presenta como una sola ola, sino varias entre 2 a 6.
• Históricamente la segunda ola es la más destructiva.
8.
TIPOS DE TSUNAMIS
a. Tsunamis de origen cercano
Los tsunamis son de origen cercano o local cuando se generan a pocos kilómetros del punto de observación de la costa.
Estos tsunamis son lo más peligrosos porque son los que pueden llegar a
nuestra costa más rápido. La primera ola puede llegar entre 10 a 40 minutos
de producido el sismo, este dato es básico pues es el tiempo que se tiene para
planificar una evacuación de la población situada en zonas inundables.
204
Sus principales características son:
• Se generan en las proximidades de la costa (80 a 150 km aprox.).
• Ocasionan destrucción al llegar a las costas.
• Son los más peligrosos, debido a que la primera ola puede llegar a nuestras costas entre 10 a 40 minutos de producido el sismo.
• El propio sismo es la ALERTA NATURAL
El Sistema de Alerta de Tsunami de origen cercano está compuesto por la
educación a la población costera, los ejercicios y simulacros inopinados y la
difusión de las medidas de prevención en caso de tsunamis.
b. Tsunamis de origen lejano
Son de origen lejano o transoceánico cuando se generan a miles de kilómetros de distancias del punto de observación en la costa. Sus principales características son:
• Se generan a distancias mayores de 1000 km.
• Puede generar destrucción al llegar a las costas.
• Debido a la distancia donde se genera el tsunami (miles de km), permite su
monitoreo.
• La primera ola del tsunami tarda en llegar a nuestras costas entre 5 a 24
horas de producido el sismo o terremoto.
El Sistema de Alerta de Tsunami de origen lejano está compuesto por las
estaciones sismológicas, estaciones del nivel del mar, Boyas DART y
Sistemas de Comunicaciones.
9.
PROyECTOS EN EJECUCIÓN
PROYECTO DIPECHO
En el marco del Sexto Plan de Acción del Proyecto Regional “Mecanismos de
aprendizaje adaptativos para la preparación y respuesta ante Tsunami, a nivel
comunitario en Colombia, Ecuador, Perú y Chile–DIPECHO”, se han adquirido
los siguientes equipos y sistemas:
• DIEZ (10) Sistemas de Respaldo Satelital para las estaciones mareográficas
automáticas tipo radar.
• UN (1) Sistema de Información del tiempo para Administradores de
Emergencias (EMWIN).
SISTEMA DE COMUNICACIONES
– Migración al Sistema Automatizado de Gestión de Mensajería Aeronáutica
(AMHS)
Actualmente la Dirección de Hidrografía y Navegación cuenta con un enlace de datos punto a punto con la Corporación Peruana de Aeropuertos y
205
Aviación Comercial (CORPAC) a través de la Red Fija de
Telecomunicaciones Aeronáuticas (AFTN), mediante el cual se recibe la
información del Centro Internacional de Alerta de Tsunamis del Pacífico
(PTWC), el cual se encuentra operando correctamente. Sin embargo, el mencionado sistema está migrando al nuevo Sistema Automatizado de Gestión
de Mensajería Aeronáutica (AMHS), el cual permite una operación ininterrumpida y una disponibilidad total.
– Implementación del Sistema Global de Telecomunicaciones GTS
El Sistema Global de Telecomunicaciones (GTS) es un medio de comunicación empleado por la Organización Meteorológica Mundial (OMM), para la
emisión de los pronósticos del tiempo. Sin embargo, este sistema está siendo utilizado adicionalmente por el Centro Internacional de Alerta de
Tsunamis del Pacífico (PTWC), para la emisión de las alertas de Tsunami en
la Cuenca del Pacífico, los mismos que permitirán contar con medios de
comunicación adicionales a los ya existentes en la Oficina Nacional de
Alerta de Tsunami.
– Implementación de la Red de Información de Administradores de
Emergencia - EMWIN
La Red de Información de Administradores de Emergencia (EMWIN), de
igual forma que el Sistema Global de Telecomunicaciones (GTS), es empleado para la transmisión de pronósticos del tiempo, pero a su vez se emplea
para la emisión de las alertas de Tsunami en la Cuenca del Pacífico a través
del Centro Internacional de Alerta de Tsunamis del Pacífico (PTWC).
Este sistema de última generación, servirá para contar con un medio de
comunicación adicional con el PTWC, para la oportuna emisión de la alerta
de tsunami.
SISTEMA DE OBSERVACIÓN DEL NIVEL DEL MAR
– Respaldo satelital de Estaciones de Observación del Nivel del Mar
Este sistema de respaldo satelital permitirá:
• Monitorear en tiempo real las condiciones del nivel del mar.
• Evaluar el arribo de la onda de tsunami.
• Adquirir datos por evento
• Sistema de Alerta por disminución abrupta del nivel del mar
La Dirección de Hidrografía y Navegación busca lograr la redundancia en las
componentes oceanográfica, geofísica y de comunicaciones, lo cual, permitirá
contar con una Oficina Nacional de Alerta d Tsunamis dotada de múltiples sistemas que permitan hacer menos vulnerable el sistema.
206
10. CARTAS DE INUNDACIÓN
Las cartas de inundación son aquellas que permiten determinar las zonas que
están expuestas a ser inundadas por la ocurrencia de un tsunami. En ellas se
encuentran representadas las rutas de evacuación y zonas de refugio, las cuales
permiten preparar los planes de emergencia respectivos.
La Dirección de Hidrografía y Navegación de la Marina ha elaborado Cartas de
Inundación como una de las principales medidas de prevención para enfrentar
un tsunami. Estas cartas tienen por finalidad informar a las poblaciones costeras que se encuentran en peligro ante la ocurrencia de un tsunami, las áreas inundables, las vías de evacuación peatonal y vehicular, así como las zonas de refugio de su localidad, buscando reducir las pérdidas de vidas humanas y daños
materiales, se distribuyen en las Capitanías de Puerto respectivas, hasta la fecha
son muchas las cartas de inundación elaboradas.
11. DIFUSIÓN
La Dirección de Hidrografía y Navegación (DHN) difunde la información de
tsunamis y sus medidas de prevención de diferentes formas:
• Charlas en Puertos y Caletas a lo largo de todo el litoral.
• Información sobre Tsunamis publicada en la página Web de la DHN
• Información General : definición, origen, generación, características e historia de los tsunamis
• Información de los Sistemas de Alerta Nacional e Internacional
• Material Informativo para descargar: revistas, folletos, videos y simulaciones
• Cartas de Inundación
• Reporte Preliminar de Sismos-Tsunamis
Asimismo, se realizan tareas de difusión y prevención acerca del Sistema
Nacional de Alerta de Tsunami a través de entrevistas de difusión en diferentes
medios de comunicación escrita, radial y televisiva, campañas de difusión de
cómo actuar en caso de tsunami, mediante la entrega de volantes en los peajes,
a los veraneantes y/o residentes de los balnearios del norte y sur de Lima y el
dictado de charlas informativas de tsunamis al público en general.
12. SEÑALIZACIÓN PREVENTIVA ENCASO DE TSUNAMIS
La Dirección de Hidrografía y Navegación, como encargada de la Oficina
Nacional de Alerta de Tsunamis, tiene a su cargo las coordinaciones pertinentes
con el Sistema Internacional de Alerta de Tsunamis para la Cuenca del Pacífico
(PTWS) y el Instituto Geofísico del Perú (IGP), para la emisión de las alertas,
su monitoreo y su transmisión al Centro de Operaciones de Emergencia del
207
Instituto Nacional de Defensa Civil (INDECI), para la diseminación y activación de los planes de evacuación cuando corresponda.
La Comisión Oceanográfica Intergubernamental (COI) de la Organización de
las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (UNESCO), de
la cual la Marina de Guerra del Perú, a través de esta Dirección, es Miembro
Permanente, ha dispuesto la puesta en práctica de la Norma ISO 20712:2008
(E), relacionada con la nueva señalización preventiva en caso de tsunamis,
mediante carteles informativos, orientando a la población costera sobre las rutas
de evacuación y zonas de refugio ante la eventualidad de un tsunami.
Es por ello, que con la finalidad de contribuir a la reducción de la vulnerabilidad del personal que labora en las Dependencias del Establecimiento Naval
Terrestre, ante situaciones de emergencia y desastres por tsunamis, y en vista de
que es necesario establecer los criterios y estándares de señalización de seguridad a través de gráficos y/o pictogramas que faciliten la orientación e información del usuario (poblador y visitante), basados en la Norma ISO 20712:2008
(E), esta Dirección ha elaborado la Norma Técnica Hidrográfica “Señalización
preventiva en caso de tsunamis” - HIDRONAV 5150, a fin de que sea ejecutada por aquellas Unidades y Dependencias Navales que se encuentren asentadas
en las localidades costeras.
208
VULNERABILIDAD y RIESGOS
DE INUNDACIÓN POR EFECTOS DEL NIVEL DEL MAR
EN LA ZONA COSTERA DE CARTAGENA DE INDIAS
Moreno, E. Dalia
Docente de planta, Programa de Ingeniería Civil, Grupo de Investigación en Hidráulica y Manejo
Costero, GIHMAC, Instituto de Hidráulica y Saneamiento Ambiental, Universidad de Cartagena
1.
INTRODUCCIÓN
La Universidad de Cartagena es una institución de educación pública del orden
departamental adscrita al Departamento de Bolívar, fundada en 1827. Presta sus servicios académicos de educación superior al Departamento, a la región Caribe y al
país en sus 4 sedes: Cláustro de San Agustín, ubicado en el centro histórico; el campus de la salud, en el barrio Zaragocilla y en su sede de Ciencias e Ingenierías y
Ciencias Económicas en el llamado sector Piedra de Bolívar. Actualmente tiene en
funcionamiento nueve (9) facultades con 16 programas presenciales y 2 de educación
a distancia en las áreas de: Ciencias de la Salud; Ciencias Sociales y Educación;
Ingeniería; Ciencias Exactas y Naturales; Derecho y Ciencias Políticas y Ciencias
Económicas, atiende aproximadamente a 9.000 estudiantes. Posee registrados oficialmente 25 Grupos Investigación, más de 40 programas de postgrado entre doctorados,
maestrías y especializaciones y tiene 4 Institutos de investigaciones en áreas específicas; uno de estos institutos es el Instituto de Hidráulica y Saneamiento Ambiental,
IHSA, creado en el año 1990 y dedicado a la investigación y consultoría en las áreas
de hidráulica y geomorfología costera, manejo de cuencas hidrográficas y drenaje
urbano, modelación ambiental de cuerpos de agua y evaluación ambiental de proyectos de ingeniería.
Dados los cambios ambientales que se perciben en la ciudad como el aumento
en el nivel de la marea que inunda con frecuencia la zona, especialmente en los
barrios asentados a orillas de la Bahía de Cartagena, el incremento de las inundaciones por drenajes pluviales en algunos barrios de la ciudad en épocas de lluvia y el
retroceso considerable de la línea de costa en algunos sectores de playa por la ocurrencia de huracanes y frentes fríos, se desarrollaron los proyectos “Estudio de procesos costeros en Cartagena, desde el Laguito hasta la Boquilla” con el patrocinio de
Colciencias-Universidad de Cartagena, “Características morfológicas de una playa y
sus relaciones con parámetros físicos y estacionales. Caso de Estudio: Playas de
Cartagena, Colombia” patrocinado por la Universidad, “Valoración de los niveles de
riesgos ambientales en el distrito de Cartagena de Indias”, y “Estudios técnicos de
209
alternativas para la solución del problema de la intrusión de la marea en la zona turística de Cartagena” financiados por la Alcaldía de Cartagena, en los que se analizaron
las características hidrodinámicas y geomorfológicas de algunas de las playas de
Cartagena, el retroceso de la línea de costa y los riesgos ambientales debidos a diferentes factores, entre ellos, el generado por la erosión costera y el ascenso del nivel
del mar en el Distrito de Cartagena, y se identificaron las zonas urbanas y rurales
expuestas a riesgos ambientales como un primer avance para la actualización del Plan
de Ordenamiento Territorial (POT) del distrito de Cartagena y analizar posibles alternativas de solución para el control de la intrusión de la marea tomando como zona
piloto para su implementación la zona turística de Cartagena. El Instituto de
Hidráulica y Saneamiento, IHSA, dentro de su misión y sus objetivos realizó la investigación sobre la zona costera de Cartagena y la consultoría de los proyectos mencionados anteriormente, cuyos resultados parciales se presentan en este documento.
2.
DESCRIPCION DEL AREA DE ESTUDIO
La ciudad de Cartagena de Indias está ubicada en el centro del litoral Caribe
colombiano a 10 25´30 de Latitud Norte y 75 32´25 de Longitud Oeste. Fue fundada
en 1.533 por el conquistador español Pedro de Heredia y en 1985 fue declarada
Patrimonio Histórico y Cultural de la Humanidad por parte de la UNESCO. Es considerada uno de principales puertos turísticos del Caribe y la primera ciudad turística
de Colombia. El Distrito de Cartagena de Indias tiene una extensión de 609.1 Km2,
con una longitud de línea de costa aproximada de 200 Km. El territorio Distrital está
compuesto por una serie de islas, penínsulas y cuerpos interiores de agua, que conforman un área insular y un área continental haciendo de la ciudad una región con
características especiales y de gran fragilidad ambiental (POT, 2007) (Figura 1).
Figura 1. Área de estudio, distrito de Cartagena de Indias, zona continental, zona insular (isla de
Tierrabomba, Isla de Barú), y cuerpos de agua (Ciénaga de la Virgen, Bahía de Cartagena, caños y
lagos interiores).
210
La Bahía de Cartagena es el principal cuerpo de agua de la ciudad, tiene 82 km2
de superficie y una profundidad promedio de 16 metros. Es una bahía natural y se
encuentra protegida por las Islas de Tierrabomba y Barú las que forman dos bocas
que la comunican con el Mar Caribe, a orillas de la Bahía se asienta el mayor porcentaje de la población de la ciudad y se ubica parte de la zona turística con los barrios
de Bocagrande, Castillogrande y el Laguito. La Ciénaga de la Virgen ubicada hacia
el norte de la ciudad es otro importante cuerpo de agua, tiene una superficie de 22
km2 y 9 km2 de humedales; el sistema de caños y lagos cubre una superficie de 1,52
km2 en una longitud de 12 km y comunican a la Bahía de Cartagena con la Ciénaga
de la Virgen.
El territorio insular está constituido por las islas de Tierrabomba, Barú y el
archipiélago de las islas del Rosario y San Bernardo, estas últimas corresponden al
territorio emergido que está dentro de los linderos del Parque Nacional Natural
Corales del Rosario. Al sur de la isla de Barú se encuentra la bahía de Barbacoas fuertemente afectada por los sedimentos que le aporta el Canal del Dique, el que también
desemboca en la bahía de Cartagena en su parte sur.
Características de la zona de estudio
De acuerdo con la información de la estación del Instituto de Hidrología,
Meteorología y Estudios Ambientales de Colombia, IDEAM, ubicada en Cartagena
en el Aeropuerto Rafael Núñez, la zona en estudio presenta un período seco (sin lluvias) de diciembre a abril con predominio de los vientos Alisios y un régimen de lluvias comprendido entre abril y noviembre, con medias mensuales de precipitación
entre 101 y 215 mm, separados por un período de transición entre mayo y julio. La
precipitación promedio anual es de 950 mm la cual se distribuye principalmente entre
los meses de mayo a octubre, con algunas lluvias en noviembre. En esta época suelen presentarse los denominados Ciclones Tropicales (huracanes) en el Caribe, los
que aumentan el régimen de lluvias en todo el Caribe colombiano.
Las direcciones de mayor ocurrencia de los vientos son la Norte y Nordeste la
mayor parte del año. Los vientos Alisios procedentes del NE son los más intensos y
predominantes durante los meses de diciembre a abril. El resto del año predominan
los vientos del suroeste (SW) y del sur (S) con menores intensidades. Los promedios
mensuales de velocidad oscilan entre 2 y 7 m/s. y los valores extremos alcanzan los
22 m/s., los que generalmente acompañan a los aguaceros y tormentas.
En general en el área de estudio la temperatura es muy constante con promedios
anuales cercanos a 29° grados centígrados. Las temperaturas máximas se dan en el
segundo semestre del año entre junio y septiembre (promedios alrededor de 31.5°) y
las mínimas en el mes de febrero. La humedad relativa tiene características de zona
tropical costera con valores medios entre 81% y 95%, siendo los meses de enero a
211
Marzo los menos húmedos. Los valores máximos se presentan en la madrugada y los
mínimos al mediodía. La evaporación parcial promedio es mínima en los meses de
lluvia y mayor en los meses secos con un valor promedio anual cercano a 1.600 mm
(IDEAM, 2008).
Las mayoría de las cuencas hidrográficas están formadas por cauces intermitentes que sólo presentan flujos durante la duración de la precipitación y un corto tiempo después de la misma. En Cartagena se presentan dos tipos de cuencas, las que se
ubican en la zona rural, de mayor tamaño y las de la zona urbana. En las cuencas rurales predomina el uso del suelo para actividades de agricultura y ganadería, dando
como resultado una cobertura vegetal de cultivos y pastos y muy pocas zonas de bosques nativos; sólo se encuentran algunos parches de restos del bosque denso en laderas y lomas con fuertes pendientes; en las cuencas urbanas predominan las zonas sin
vegetación y las zonas urbanizadas. Las cuencas hidrográficas hacen sus aportes de
escorrentía a cinco vertientes hidrográficas claramente definidas: la Ciénaga de la
Virgen; los Caños y Lagos internos, la Bahía de Cartagena, la Costa abierta al Mar
Caribe y la Bahía de Barbacoas con el Delta del Canal del Dique. Los mayores aportes provienen de las cuencas rurales (Plan Maestro de drenajes Pluviales, 2007; Plan
de Ordenamiento y Manejo de la Cuenca Hidrográfica del Complejo de Humedales
del Canal del Dique, 2007; Estudios para la actualización de la zonificación de manglares en Cartagena, 2007) (Figura 2).
Figura 2. Cuencas y vertientes hidrográficas en el distrito de Cartagena de Indias. Cuencas pequeñas
intermitentes (rojo), cuencas medianas (tonos de amarillo), cuencas grandes (azul y verde), cuenca
pequeña permanente (verde claro). (Fuente: Estudios para la actualización de la zonificación de manglares en Cartagena, Cardique 2007, a partir de plano POT, 2007)
212
Dinámica costera
La marea en Cartagena es mixta principalmente diurna de tipo micromareal
con valores promedios de marea máxima de 0.55m y mínimos de 0.20m., con un
rango de marea astronómica promedio de 0.35 metros, (Haskoning-Carinsa, 1996;
CIOH, 1990 y 2008). Durante las tormentas o la presencia de frentes fríos en el
Caribe el nivel medio del mar puede aumentar por encima del nivel promedio de
marea astronómica (CIOH, 1990, 1994, y 2004). Fenómenos meteorológicos como
la presencia de la Zona de Convergencia Intertropical, ZCI, los vientos Alisios, los
vientos del sur y suroeste (S-SW), ondas tropicales del Este y los frentes fríos (“mar
de leva”) tienen gran incidencia en el comportamiento del oleaje y las corrientes a
nível local.
El clima de oleaje mar afuera para la zona de Cartagena es propio de la región
Caribe con alturas que varían entre 1 y 7 m, y períodos entre 4 y 14 s. y dirección predominante del oleaje N y NE (British Maritime Technology,1999; NOAA, Osorio,
2008). Adicional a esta variación estacional, el viento local varía durante las horas del
día siendo mayor su intensidad en horas del medio día y la tarde y disminuyendo en
horas de la madrugada, contribuyendo a la variación del clima de oleaje local
(Moreno et all, 2004; Verhagen y Savov,1999). (Figura 3)
Figura 3. Direcciones predominantes y alturas significativas del oleaje para Cartagena. Datos de
NOAA y boya en Barranquilla (Osorio, 2008).
Del estudio y seguimiento a 34 perfiles de playa realizado por el grupo de investigación del IHSA en los años 2001 a 2003, 2005 a 2007 y 2008 a 2009 en diferentes
sitios, se determinaron las principales características geomorfológicas de las playas
de la ciudad de Cartagena de Indias, su grado de exposición al efecto del oleaje y las
características de los perfiles de playa en cada una de ellas. De Norte a Sur las pla213
yas del casco urbano de la ciudad sobre el mar Caribe presentan formas características de playas bahías (forma parabólica) encajadas en su mayoría entre puntas de formación rocosa o entre estructuras costeras (Moreno y otros, 2004) (ver figura 2).
Metodología
Para conocer el clima de oleaje que alcanza a las playas de Cartagena en estudio se tomaron alturas de olas significativas de 1, 2 y 3 m del sector NE-SW mar
afuera, en el Caribe con períodos de 4 a 12 segundos (British Maritime Technology,
1994), las que tienen probabilidades de excedencia del 27%, 14%, y 6% respectivamente, equivalentes al 57% del total de condiciones de oleaje para el sector. Las alturas de olas mar afuera (1, 2, 3 m ) se combinaron con períodos de 4, 6, 8, 10, y 12
segundos, para un total de 15 combinaciones de alturas de ola y períodos y se propagaron hacia la costa evaluando los efectos de la refracción y del fondo mediante un
modelo matemático (MIKE 21; GENESIS; OLUCA).
Los datos de línea de costa, y perfiles de playa se tomaron con estación total,
mira milimétrica y cinta y los perfiles batimétricos se midieron con ecosonda de registro continuo y GPS diferencial integrado con el software de navegación HYPACK®
hasta profundidades entre 5 y 10 m. Los datos de campo se digitalizaron manualmente y se integraron con los datos del GPS efectuándose posteriormente correcciones por
las variaciones de la marea. De estos datos se determinaron las pendientes y profundidades de cierre de los perfiles. El tamaño representativo de las arenas y las características sedimentológicas del material de la playa se determinaron a partir de muestras de
sedimento sobre 27 perfiles a lo largo de la línea de costa utilizando pala-draga y
tomador de muestras para datos sobre el perfil batimétrico. Se recogieron entre 6 y 7
muestras separadas aproximadamente 10 m cada una a lo largo de cada perfil y a cada
una se le determinó su granulometría por tamizados sucesivos.
Para cada sector de playa se calcularon a partir de mapas y fotos aéreas la posición de la línea de costa, la máxima distancia de encajamiento de la playa bahía (a),
el espaciamiento entre puntas (Ro), la oblicuidad de la cresta de la ola dominante con
relación al alineamiento entre las puntas (b), y la relación (a/Ro) de acuerdo con la
metodología descrita por Silvester y Hsu, (1997), y por Klein y Menezes (2001). Para
medir el impacto del efecto de las puntas sobre la distribución de la energía del oleaje se determinó el parámetro adimensional de escala del encajamiento (d’) (Klein y
Menezes, 2001; Short y Masselink, 1999). Para caracterizar el tipo de playa y determinar el número de barras presentes se calcularon la velocidad adimensional de caída
del grano (W) y el parámetro número de barras, (B*) siguiendo la metodología propuesta por Klein y Menezes (2001), Wright y Short (1984), Silvestre y Hsu (1997),
Hayes (1979).
Adicionalmente, para el estudio sobre riesgos, se hicieron recorridos sobre toda
214
la zona costera de Cartagena, incluidas las Islas de Tierrabomba, Barú, Islas del
Rosario y San Barnardo, se analizaron imágenes de satélite, se tomaron fotografías
de los sectores críticos, y datos puntuales de: calidad de agua en la Bahía de
Cartagena y Ciénaga de la Virgen, nivel de ruido urbano en barrios de la ciudad, y
estado de fauna y flora. Se realizó la evaluación y prospectiva del desarrollo urbano
y usos del suelo a partir de información secundaria tomada del Instituto Geográfico
Agustín Codazzi, el Instituto Colombiano de Investigaciones Geológicas y Mineras,
INGEOMINAS, del POT de Cartagena, 2007, del Plan Maestro de Drenajes
Pluviales de Cartagena, 2007, y de instituciones como: el Centro de Investigaciones
Oceanográficas e Hidrográficas, CIOH, la Corporación Regional Ambiental del
Canal del Dique, CARDIQUE, el Instituto de Investigaciones Marinas, INVEMAR,
el Establecimiento Público Ambiental de Cartagena, EPA, Aguas de Cartagena,
Parques Nacionales, la Universidad de Cartagena y mesas de trabajo realizadas con
diferentes actores.
Los resultados de los estudios sobre la geomorfología costera indicaron que en
general la dirección predominante del oleaje cerca de las costas es la NNE-NNW que
ocurre principalmente durante los meses de diciembre a abril. Le sigue en importancia la dirección WNW-WSW, que se presenta durante los meses de mayo a noviembre, estando también las condiciones del oleaje cercano a la costa influenciadas por
el viento local.
La mayoría de las playas se orientan sobre una línea NE-SW (eje NW-SE), algunas de ellas con forma de playas bahías, presentando un encajamiento hacia el extremo norte de cada una de ellas (?/Ro menor que 0.3), seguida por un tramo relativamente recto al sur, que es el más expuesto al efecto del oleaje incidente. Todos los
sectores han sido intervenidos en mayor o menor grado y la línea de costa en la zona
urbana presenta en la mayor parte de su longitud estructuras de protección costera.
Las playas en general se clasificaron como expuestas (b < 40º), con morfología de
playas disipativas (Ω > 6) para clima de oleaje con vientos fuertes y alturas significativas mayores a 1.8m y como intermedias (2< Ω <5) para condiciones moderadas
de oleaje (0.3 a 0.9 m). Dentro la Bahía de Cartagena, las playas son protegidas como
la zona del Laguito y Castillogrande. Los sedimentos en la mayoría de las playas son
de arena fina con d50 menor que 0.21 mm, en las zonas insulares el tamaño es mayor
(0.7 a 1.3mm) con la presencia de restos de conchas y coral. Los perfiles de playa son
lineales o cóncavos cerca de la línea de costa y más planos hacia el punto de cierre,
algunos presentan barras. Del análisis de la forma de las playas bahías se concluyó
que no están en equilíbrio estático (Moreno y otros, 2004). Adicionalmente, se comprobó la tendencia a la erosión que presentan algunos sectores de playa como el sector de Bocagrande, parte de las playas al sur de La Bocana, en las Islas de
Tierrabomba, Barú y San Bernardo.
215
Se identificaron puntos del territorio del Distrito de Cartagena en los que se presentan inundaciones especialmente en las zonas adyacentes a los canales de drenaje
pluvial por causas tales como: elevación de la marea, niveles bajos de las calles, acumulación de basuras y escombros, sedimentación natural o inducida, falta de mantenimiento de las estructuras, e invasión de zonas de retiro y orillas. También se presentan deslizamientos de tierra en zonas de ladera, intrusión de agua marina en las
calles cuando se presenten niveles altos de marea, además del desbordamiento de
canales pluviales. Esta situación es mucho más crítica cuando coinciden mareas de
sicigia con la ocurrencia de un evento de lluvia extrema.
Los problemas detectados en la zona costera de Cartagena se clasificaron en
cuatro grupos: 1) Erosión: por efectos del oleaje, tala del manglar, aumento del nivel
del mar. 2) Acreción: Debida a rellenos de orillas, invasión de orillas, aportes de sedimentos 3) Contaminación: por desechos sólidos; vertimientos líquidos, y transporte
acuático 4) Inundación por efectos del aumento de la marea, el oleaje y las precipitaciones (Figuras 4, 5 y 6).
En los últimos años la ciudad ha afrontado diversos problemas de movilidad y
de inundaciones causadas por los cambios climáticos globales que afectan principalmente las ciudades costeras reflejados en el aumento del nivel de marea y las inundaciones.
Figura 4. Punta rocosa (Punta del Morro Grande, al norte de la ciudad) con evidencias de erosión por
efectos del ataque del oleaje.
216
Figura 5. Islas de San Bernardo. Tala de manglar y rellenos con conchas de caracol.
Uno de los factores que ofrece mayor riesgo es la erosión costera. En la zona
turística de la ciudad se presenta un problema adicional y es la intrusión de la marea
por aumento del nivel del mar y del oleaje, ello causa que en épocas de fuertes temporales la movilidad en ciertos barrios como Bocagrande, Castillogrande y el Centro
Histórico sea crítica (Figuras 7 y 8).
Figura 6. Erosión acelerada en la isla de Tierrabomba, con pérdida de viviendas y grandes riesgos para
los habitantes.
El manejo del drenaje en las zonas planas de la ciudad de Cartagena está afectado por el comportamiento del nivel de la marea en los diferentes cuerpos receptores de las vertientes hidrográficas, el cual es el resultado de la interacción entre el Mar
217
Caribe, la Bahía de Cartagena, el sistema de caños y lagos de la Ciudad y la Ciénaga
de la Virgen. Esto ha traído como consecuencia que en algunas épocas del año el
aumento de los niveles de marea dificulte la evacuación de la escorrentía pluvial, llegando a ocasionar en las zonas más bajas, la presencia de agua en las calles durante
periodos de tiempo considerables, aún en ausencia de eventos de lluvia y generando
inundaciones durante las precipitaciones.
Figura 7. Inundación por marea y drenajes pluviales en Cartagena, barrio Castillogrande. Plan
Maestro de Drenajes Pluviales, 2007.
Figura 8. Inundación por marea y drenajes pluviales en Cartagena, Centro Histórico. Plan Maestro de
Drenajes Pluviales, 2007.
Entre los posibles efectos ambientales asociados con los riesgos en las zonas
costeras de Cartagena se encuentran: la erosión de la línea de costa que genera daños
graves permanentes y pérdida del territorio; la inundación del litoral con nivel de
amenaza alto en los sectores habitados, especialmente en los más deprimidos socialmente; deterioro de los ecosistemas costeros ya que se sobrepasa la capacidad natu218
ral de recuperación de los ecosistemas, como el manglar y los corales; y la salinización de suelos y acuíferos favoreciendo el ascenso de la cuña salina por caños y canales especialmente el efecto sobre el Canal del Dique de donde se toma el agua para
el abastecimiento de la ciudad.
La susceptibilidad a las inundaciones en Cartagena es más alta en las zonas cercanas a los cuerpos de agua y en las zonas adyacentes a los canales de drenaje tanto
en la zona urbana como en la zona rural de la ciudad. En la medida en que el número de habitantes cercanos a estas zonas sea mayor, las amenazas potenciales aumentan.
Como una primera aproximación al establecimiento de los riesgos se seleccionaron algunos indicadores que deberán evaluarse periódicamente por parte de la
Alcaldía de Cartagena requiriéndose la recopilación sistemática de información para
la elaboración de una base de datos para la cuantificación de estos indicadores, la que
en el momento no está disponible (Cuadro 1).
Cuadro 1. Indicadores de amenazas en la zona costera de Cartagena
Un elemento importante para la evaluación del índice de amenaza por nivel de
inundación en la zona costera es el indicador “cota de inundación”, el que se determina a partir de tres elementos: el nivel de marea astronómica, el nivel de marea
meteorológica, y el run-up, definido este último como “el movimiento de ascenso de
la lámina de agua sobre el talud de la playa por rotura del oleaje”. El Nivel de
Referencia más usado para las mediciones del indicador, es el cero del mareógrafo y
la bajamar media viva equinoccial (BMVE). Para el caso de Cartagena se recomienda utilizar el cero del mareógrafo, referido a una cota topográfica a partir de los BMs
establecidos por el Instituto Geográfico Agustín Codazzi, IGAC, única institución en
Colombia autorizada para ello. Para la determinación de esta variable, se requiere con
219
carácter urgente la realización de un levantamiento topográfico detallado, preferiblemente con cotas cada 0.50m, a lo largo de toda la zona costera ya que en los planos
que tiene actualmente el IGAC sobre Cartagena aparece solo hasta la cota 10m snmm
y en algunos casos hasta la 5.0m snmm.
Como una primera aproximación a este indicador, a partir de levantamientos
efectuados por la IHSA de la Universidad de Cartagena sobre perfiles de playa se
delimitó para algunos sectores de la costa la cota 1.0m snmm y se superpuso sobre el
plano de inundaciones por drenaje pluvial realizado por el Plan Maestro de Drenajes,
2007, resultando un plano de riesgos de inundación para la zona urbana, por los dos
conceptos (Figura 9).
Figura 9. Mapa de riesgos de inundación por marea para la zona urbana de Cartagena. Cotas aproximadas. Elaboración Universidad de Cartagena, 2009.
Caso de estudio
Los Estudios Técnicos de Alternativas para la Solución del Problema de la
Intrusión de la Marea en la Zona Turística de Cartagena tuvieron como principal
objetivo determinar la factibilidad técnico-económica de estrategias de control y
manejo del drenaje de aguas tanto pluviales como marinas en los sectores de
220
Bocagrande, Castillogrande y El Laguito de la ciudad de Cartagena para minimizar
los efectos del aumento del nivel del mar y las precipitaciones en la zona,
Metodología
Se realizó el levantamiento altimétrico del perímetro del sector BocagrandeLaguito-Castillogrande con equipo convencional, determinándose los puntos de
menores elevaciones sobre el nivel medio del mar (Figura 10).
Figura 10. Identificación de puntos de menor nivel del pavimento sobre el perímetro de los barrios
Bocagrande, Castillogrande y el Laguito. Adaptación de plano del IGAC de 2007 por Universidad de
Cartagena, 2009.
A partir de registros de mareas recopilados del CIOH y postes nivelados se
determinó la línea de más alta marea. Se realizó la caracterización hidrológica de la
zona teniendo en cuenta que las cuencas están completamente definidas por las pendientes de las vías, por ser la zona muy plana. Se determinó el coeficiente de escorrentía, el período de retorno de la lluvia (10 años) y la intensidad de diseño de la
misma de acuerdo con lo estipulado en el Plan de Drenajes Pluviales y se calcularon
los caudales de escorrentía (Método racional).
Para tratar de solucionar el problema de inundaciones por marea y por drenaje
pluvial se analizaron finalmente las siguientes alternativas:
Alternativa 1- Un sistema que concentre todos los drenajes en una sola estación
de bombeo. La estación estaría localizada en el sector de Castillogrande sobre la línea
221
de costa interna de la Bahía, que recogería los drenajes de Bocagrande sobre la
Avenida primera por la zona de Playa, de todo Castillogrande, del Laguito y los de
Bocagrande que drenan hacía la Bahía interna complementado con un dique perimetral que evitaría la entrada de la marea. (Figura 11).
Figura 11. Alternativa 1, una sola estación de bombeo, un dique perimetral y boxculvert y rejillas de
piso. Fuente: Adaptación de Google Earth™ Universidad de Cartagena, 2009.
Alternativa 2- Tres redes de drenaje independientes con tres estaciones de bombeo. Una estación de bombeo en Castillogrande, una segunda en el Laguito y una tercera en Bocagrande sobre la Avenida Primera del lado de mar abierto y la construcción de un dique perimetral sobre toda la línea de costa que evitaría la entrada de la
marea (Figura 12).
Alternativa 3-. Cuatro (4) redes de drenaje independiente con cuatro estaciones
de bombeo. Esta tercera opción consiste en dividir el sector de drenaje interno de la
Bahía en dos tramos: un tramo para el drenaje de Castillogrande y un tramo correspondiente al drenaje de Bocagrande sobre la Bahía Interna con el fin de evaluar la
viabilidad de construcción por etapas. También incluye un dique perimetral (Figura
13)
Alternativa 4- Aumentar el nivel del pavimento + 0.5m en todas las calles del
sector de Bocagrande que corresponden a los diseños propuestos por el Proyecto
Transcaribe.
222
Figura 12. Alternativa 2, Tres estaciones de bombeo, un dique perimetral y boxculvert y rejillas de
piso. Fuente: Adaptación de Google Earth™ Universidad de Cartagena, 2009.
Figura 13. Alternativa 3, cuatro (4) estaciones de bombeo, un dique perimetral, boxculvert y rejillas
de piso. Fuente: Adaptación de Google Earth™ Universidad de Cartagena, 2009.
223
Conclusiones
Es necesario evaluar la situación de las áreas expuestas a inundaciones teniendo en cuenta las características hidrográficas de las cuencas aferentes y analizar posibles tecnologías y estrategias para el control de inundaciones aplicables a la zona de
estudio.
Para la prevención de inundaciones en la zona costera se necesita la realización
de estudios de campo, topográficos y de suelos necesarios para complementar las
alternativas contempladas en el Plan Maestro de Drenaje Pluviales (PMD) y otras iniciativas, que permitan reducir los niveles de marea y evacuar los caudales de escorrentía a ser manejados por las soluciones o tecnologías contempladas.
Es necesario restringir los usos urbanos diferentes al recreacional y educativo en
franja de playas marítimas, con el fin de garantizar su destinación como elementos
del espacio público y desarrollar planificadamente espacios para la recreación y sitios
de encuentro a lo largo de las zonas costeras y los cuerpos de agua.
Evitar la ubicación de asentamientos humanos en suelos no aptos para la urbanización y en los lugares con riesgos debidos a fenómenos naturales como las inundaciones.
Definir futuros desarrollos en la ciudad teniendo en cuenta los posibles aumentos del nivel del mar y la mayor frecuencia de eventos de tormenta en el Caribe.
Evaluar el comportamiento del sistema de contención de marea diseñado
mediante un estudio piloto, para minimizar la intrusión del mar en el sector urbano
de la ciudad, previendo los problemas con el manejo de aguas freáticas.
Seleccionar alternativas de manejo del drenaje e inundaciones acorde con los
planes de desarrollo de la ciudad, y elaborar un plan de acción para el diseño, implementación, ejecución de las estrategias, estructuras y obras hidráulicas identificadas.
Definir el indicador de Cota de Inundación para la ciudad de Cartagena y evaluarlo periódicamente.
Elaborar una red de monitoreo de los indicadores seleccionados, requiriéndose
para ello por parte de la Alcaldía de Cartagena, la recopilación sistemática de información.
REFERENCIAS BIBLIOGRáFICAS
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Cartagena de Indias.
Alcaldía Distrital de Cartagena- Consultores Asociados. 2007. Plan maestro de drenajes pluviales de
Cartagena.
Andrade C., Thomas Ives, Lonin S. (2004). Aspectos morfodinámicos de la Bahía de Cartagena.
Boletín Científico CIOH 22. pp. 90-104.
224
Andrade C., Arias F., y Thomas Y. (1988). Nota sobre la turbidez, circulación y erosión en la región
de Cartagena (Colombia). Boletín Científico CIOH, No. 8, Cartagena, pp. 71-81.
Centro de Investigaciones Oceanográficas e Hidrográficas (CIOH) (2004). Informe final proyecto
seguimiento de las condiciones oceanográficas del Caribe.
Centro de Investigaciones Oceanográficas e Hidrográficas (CIOH) (2004). Informes mensuales 2004.
Reporte mensual condiciones meteorológicas. www.cioh.org.co
Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras (INVEMAR) (1997). Diagnóstico de las comunidades
bióticas de la Bahía de Cartagena y su sistema lagunar.
Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras (INVEMAR) (2002). Definición de la vulnerabilidad
de los sistemas bio-geofísicos y socioeconómicos debido a un cambio en el nivel del mar en la
zona costera colombiana (Caribe, Insular y Pacifico) y medidas para su adaptación. Resumen
Ejecutivo, 70 pp.
Lonin S., Parra C., Thomas Y-F., Andrade C. (2004). Patrones de la pluma turbia del Canal del Dique
en la Bahía de Cartagena. Boletín Científico CIOH, No. 22, Cartagena, pp. 77 – 88.
Lonin S. y Giraldo L. (1995). Circulación de las aguas y transporte de contaminantes en la Bahía
Interna de Cartagena. Boletín Científico CIOH, N. 16, Cartagena, pp. 25-56.
Moreno D., Castro E., Agámez M., Voulgaris G. (2004). Beach morphology and coastal protection
along bays in Cartagena de indias, Colombia. 8thInternational Coastal Symposium. CTTmarUniVali, Itajaí, Brazil.
Moreno D. 2003. Estudio de procesos costeros en Cartagena, desde el Laguito hasta la Boquilla.
Informe Final. Convenio Interadministrativo Universidad de Cartagena- COLCIENCIAS.
Universidad de Cartagena
Universidad de Cartagena, IHSA. 2010. Valoración de los niveles de riesgos ambientales en el distrito de Cartagena de indias. Informe Fianl. Convenio Interadministrativo Universidad de
Cartagena-Alcaldía Distrital.
Universidad de Cartagena. 2009. Estudios Técnicos de Alternativas para la Solución del Problema de
la Intrusión de la Marea en la Zona Turística de Cartagena. Informe Final. Convenio
Interadministrativo Alcaldía Distrital- Universidad de Cartagena.
225
226
L’ESPERIENZA INTERNAZIONALE IN RICERCA
ED ALTA FORMAZIONE DELL’UNIVERSITà DELLA CALABRIA
Galileo Violini
(Università della Calabria)
In questa presentazione vorrei fissare l’attenzione su una questione di carattere
generale, la politica di internazionalizzazione dell’Università della Calabria e su una
specifica del tema di questo incontro, rischi associati al mare e più in generale rischi
naturali.
Da alcuni anni l’Università della Calabria ha posto in azione un ampio programma di internazionalizzazione, sia utilizzando accordi di collaborazione relativi a programma di ricerca e scambi di docenti, sia in relazioni a scambi di studenti. In realtà
si tratta di una politica condivisa da praticamente tutte le Università italiane che
hanno uffici, di solito retti da un prorettore, dedicati alla problematica delle relazioni
internazionali.
Per quanto riguarda gli scambi di docenti e studenti, l’aspetto principale, della
nostra e della maggior parte delle Università italiane è rappresentato dal Programma
Erasmus, e quindi dagli scambi all’interno dell’Unione Europea. Accanto ad esso
però sono da sottolineare due altri programmi specifici della nostra Università:
– scambi extraeuropei, che si realizzano sia con l’aiuto della Regione Calabria (è
il caso degli scambi con la Fairmont State University), sia offrendo un significativo contributo a studenti che desiderino passare un periodo di studio o svolgere parte del lavoro di tesi in Università extraeuropee con le quali l’Università
della Calabria abbia firmato accordi al riguardo. I fattori che rendono possibile
questa azione sono essenzialmente due: il numero crescente delle Università che
nei cinque continenti hanno firmato tali accordi e il crescente interesse degli studenti per esperienze internazionali che non si limitino all’Europa. La selezione
è molto dura, dato questo crescente interesse e ciò ci permette di inviare all’estero in questo programma i nostri migliori studenti. Questo ha condotto a
aumentare considerevolmente il numero degli studenti stranieri in arrivo. Infatti
i nostri sono a tutti gli effetti ambasciatori del nostro Ateneo ed è frequente che
ciò stimoli domande di visite corte da parte delle università partner in quegli
accordi.
– programma di borse di studio di vitto e alloggio dedicato a studenti che desiderino iscriversi a corsi di laurea magistrale presso la nostra Università. Questo
programma costituisce l’aspetto più importante di promozione della ricezione di
227
studenti stranieri dell’UNICAL. Il programma fu lanciato nell’AA 2009-2010,
in cui ricevemmo una trentina di studenti; nell’AA 2010-2011 il loro numero è
salito a circa 65 e per il futuro si è deciso di offrire annualmente 80 borse di questo genere, a cui sono da aggiungere alcune unità per programmi speciali, quali
quello con Haiti, lanciato in seguito al terremoto che ha colpito questo Paese. Il
programma sta riscuotendo interesse crescente e quest’anno oltre 1100 sono
stati gli studenti che hanno manifestato interesse per esso, e di essi 550 hanno
inviato una domanda formale.
Tuttavia è innegabile che questo programma soffra di alcune criticità legate
soprattutto alle norme sull’immigrazione, che rendono oggettivamente difficili gli
scambi con paesi che sono considerati ad alto rischio migratorio, e purtroppo ciò
complica, a volte, la nostra collaborazione con la Regione Andina. La complessità
delle procedure e anche la loro irrazionalità sono spesso oggetto di dibattito tra le
Università e la Conferenza dei loro Rettori e i tre Ministeri italiani che hanno voce in
questa materia, Università e Ricerca, Affari Esteri e Interni.
Questo è il quadro generale di riferimento, e in esso però è indubbio che i temi
trattati in questa riunione hanno una grande potenzialità di generazione di collaborazioni.
La penisola italiana e la Regione Andina condividono un’eccezionale esposizione all’impatto di terremoti, eruzioni vulcaniche, tsunami, eventi meteorologici estremi, frane ed inondazioni torrenziali, con un’elevatissima concentrazione territoriale e
temporale degli eventi disastrosi. A questi rischi va aggiunto, soprattutto nella regione Mediterranea ma anche in America Latina, quello da incendi boschivi, che a sua
volta ha effetti sulla gestione del territorio e sull’erosione post-incendio, oltre ad
avere gravi ricadute sulla qualità dell’aria locale e sul CO2 globale.
In questa riunione ci si occupa principalmente dei rischi legati al mare e l’Italia,
anche memore di una delle più grandi catastrofi naturali che la hanno colpita, quella
dello tsunami che all’inizio del ‘900 seguì il terremoto di Messina, ha una grande
esperienza di monitoraggio del mare illustrata in altri interventi.
L’oggettiva necessità di affrontare questi rischi in termini quantitativi di prevenzione, previsione, gestione dell’emergenza e successiva riabilitazione, ha portato nell’ultimo trentennio ad un grande sviluppo della cultura tecnica a livello conoscitivo,
modellistico e operativo, con ricadute sulle politiche nazionali e locali di gestione del
territorio.
In precedenza distribuito su alcuni insegnamenti specifici tenuti presso poche
università nazionali, alle fine degli anni ’90 il sapere tecnico-scientifico in materia di
rischi naturali è approdato organicamente ai livelli universitari, dapprima con qualche Diploma Universitario biennale o triennale e successivamente con curricula di
228
Laurea completi, tipicamente posizionati fra le Facoltà di Scienze Matematiche,
Fisiche e Naturali e quelle di Ingegneria.
L’Università della Calabria, contando su numerosi esperti capifila di ricerca e
sviluppo in materia di rischio idraulico, vulcanico, meteorologico, da incendi boschivi, ed insistendo su un territorio ad elevatissimo rischio sismico, è stata la prima in
Italia ad agire concretamente nel settore della ‘Gestione dei Rischi Naturali’, creando un Diploma Universitario (sin dal 1998) ed un corso di Laurea (sin dal 2001) e
dando un significativo contributo scientifico, tecnologico e operativo a molti eventichiave dell’ultimo decennio, in Italia sia altrove. Tra questi, per restare nell’ambito
delle problematiche di questa riunione, si possono ricordare le inondazioni torrenziali di Crotone (1996), Sarno (1998) e Vibo Valentia (2006), e lo tsunami del 2004 (in
Sri Lanka).
L’esperienza del Corso di laurea cui facevo riferimento si è recentemente conclusa ed è stata trasferita alla realizzazione di Master specifici. Questi sono, nel
nostro sistema, programmi di formazione di alta professionalità che si concludono
con esami e certificazioni, ma senza un titolo di laurea triennale o magistrale, che
anzi costituiscono normalmente un prerequisito per l’iscrizione.
L’apertura di tali attività a ricercatori e funzionari stranieri e le modalità che la
possano favorire sono oggetto di studio del nostro Ateneo e spero che in un prossimo
futuro possano partecipare ad essa rappresentanti dei paesi andini.
Un ultimo aspetto con cui vorrei concludere è che non deve essere sottovalutata la possibilità di partecipare ad attività che coinvolgano diversi Atenei e la possibilità di utilizzare a tale scopo anche strumenti quali quelli offerti dai programmi del
Centro Internazionale di Fisica Teorica di Trieste di cui ha parlato il professor
Quevedo.
229
230
OCEANOGRAFIA: ACCIONES PREVENTIVAS CONTRA
LAS CATASTROFES NATURALES POLIITICAS DE FORMACION
EN CIENCIAS DEL MAR
Cartagena de Indias (Colombia) 27/30 de julio de 2010
Grupo de Trabajo Científico
PAíS
ITALIA
INSTITUCIÓN
REPRESENTANTES
Universitá della Calabria
Galileo Violini
(Coordinador del proyecto)
Departamento de Física
[email protected]
[email protected]
Istituto Nazionale di Oceanografia
e Geofisica Sperimentale - OGS
(Trieste)
Alessandro Crise
Director Departamento Oceanografía
[email protected]
Istituto Superiore per la Protezione
e la Ricerca Ambientale – ISPRA
(Roma)
Ermanno Caruso
Responsable del sector “Estado del Mar”
[email protected]
Istituto Superiore per la Protezione
e la Ricerca Ambientale – ISPRA
(Roma)
Gabriele Nardone
Responsable de la Red “Ola Métrica
Nacional”
[email protected]
Commissione Oceanografica
Italiana – COI
Giuseppe Manzella
Presidente de la COI
[email protected]
Agenzia Nazionale per le Nuove
Tecnologie, l’Energia e lo Sviluppo
Economico Sostenibile - ENEA
Vincenzo Artale
Director de la Unidad Técnica
Energético-Ambiental
[email protected]
Centro Internazionale di Fisica
Teorica – ICTP (Trieste)
Fernando Quevedo
Director del Centro
[email protected]
231
COLOMBIA
Ministerio del Interior y Justicia Dirección de Gestión del Riesgo
(Bogotá)
Jason García Portilla
(Coordinador científico del proyecto)
Coordinador Cambio Climático
[email protected]
Ministerio del Interior y Justicia
Dirección de Gestión del Riesgo
(Bogotá)
Germán Jímenez
Coordinador Grupo de Gestión para la
Prevención del Riesgo
[email protected]
Dirección General Marítima
(DIMAR)
(Bogotá)
Centro de Investigacion oceanográfica e Hidrográfica del Pacífico
(CCCP)
Milton Gabriel Fuentes Galindo
Director Científico Area de Manejo
Integrado de Zona Costera – CCCP
[email protected]
Dirección General Marítima
(DIMAR)
(Bogotá)
Hernando García Gómez
Coordinador Grupo de Investigaciones
Marinas y Señalización Marítima
[email protected]
Universidad Nacional de Colombia
(Bogotá)
Nancy Liliana Villegas Bolaños
Directora del Departamento de Geociencias
[email protected]
Comisión Colombiana del Océano –
CCO
(Bogotá)
Julián Augusto Reyna Moreno
Capitán de Navío y Secretario Ejecutivo
[email protected]
Instituto de Investigaciones Marinas
y Costeras de Colombia – INVEMAR (Santa Marta)
Francisco Arias Isaza
Director INVEMAR
[email protected]
Universidad de Cartagena
Dalia Moreno Egel
especialista del Instituto de hidráulica y
Saneamiento Ambiental
[email protected]
Instituto de Investigaciones Marinas
y Costeras INVEMAR (Santa
Marta)
Paula Cristina Sierra Correa
Coordinadora Programa para la
Investigación Marino Costera GEZ-INVEMAR
[email protected]
Centro de Investigaciones
Oceanográficas e Hidrográficas
(CIOH)- Cartagena
Luis Otero Díaz
Responsable area Oceanografía Operacional
[email protected]
232
CHILE
ECUADOR
PERU
UNESCO
IOCARIBE
Departamento Administrativo de
Ciencia Tecnología e Inovación
(COLCIENCIAS)
Paula Rojas Higuera
COLCIENCIAS
[email protected]
PNUD
Programa Naciones Unidas para el
Desarrollo
John Manrique
Tecnico profesional
[email protected]
PNUD
Zaida Salas Franco
Coordinador territorial proyecto GIR
[email protected]
Universidad de Concepción
Centro de Ciencias Ambientales EULA
Oscar Orlando Parra Barrientos
Director del Centro de Ciencias Ambientales
-EULA
[email protected]
Servicio Hidrografico y
Oceanografico de la Armada de
Chile (SHOA)
Juan Fredy González Carrasco
Oceanógrafo - Sección Tsunamis
[email protected]
Centro Internacional para la
Investigación del Fenómeno del
Niño - CIIFEN
Rodney Martínez Güingla
Coordinador Científico
[email protected]
Instituto Oceanográfico de la
Armada del Ecuador - INOCAR
(División de Modelamiento
Numérico)
Jonathan Marcelo Cedeño Oviedo
Investigador Oceanográfico (INOCAR)
[email protected]
Instituto Geofísico del Perú - IGP
Sheila Alodia yauri Condo
Asistente de Investigación
[email protected]
[email protected]
Dirección de Hidrografía y
Navegación de la Marina de Guerra
del Perú
Jorge Manuel Paz Acosta
Jefe Técnico e Inspector Interno
[email protected]
[email protected]
Subcomisión de la COI (UNESCO)
para el Caribe y Regiones
Adyacentes – IOCARIBE
Technical Secretary ICG CARIBE EWS
- Don McCrimmon
[email protected]
- Jen Wilson
[email protected]
- Katie Campbell
[email protected]
233
“STAMPA 3” snc
Via del Colle della Strega, 49/51 - 00143 Roma
Tel. / Fax 06.5917592 - E-mail: [email protected]
234
Con il finanziamento della
Direzione Generale per la Cooperazione allo Sviluppo
del Ministero degli Affari Esteri