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Impacto del cambio climático en Mesoamérica
A Eitzinger, B Rodriguez, A SchmidtCRS- LACRO – Taller de cambio climático, Marcala 2011
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• Cambio Climático: Que vamos a hacer?• Ciencia cambio climático
― IPCC - Vulnerabilidad al cambio climático― CCAFS y CIAT
• Modelos climáticos― “downscaling” para escala regional / local― Incertidumbre de las predicciones
• Herramientas de la investigación― Preguntas de la investigación― Predecir impactos: cultivos / socio-económicos― Determinar “Hot spots”― Desarrollo participativo de estratégicas de
adaptación
• Resultados de la investigación en CIAT― CUP― TOR― OXFAM
• Outlook: “Grounding climate change”
Contenido
3
Que vamos a hacer?
Identificación de la VULNERABILIDAD en los MEDIOS DE VIDA de las FAMILIAS y posibles
ESTRATEGIAS DE ADAPTACIÓN
Cambio climático
B
4
El desafíoCambio climático
La concentración de Gases de Efecto Invernadero
está aumentando
Implicaciones a largo plazo para el clima y para la aptitud
de los cultivos al clima
B
5
IPCC: Modelo de circulación globalCiencia cambio climático
• 21 “global climate models” (GCMs) basados en ciencias atmosféricas, química, física, biología
• Se corre desde el pasado al futuro• Hay diferentes escenarios de emisiones de gases
B
6
Definición de vulnerabilidad al cambio climáticoCiencia cambio climático
Vulnerabilidad
Es el grado por el cual un sistema es
susceptible o incapaz de
enfrentarse a efectos adversos
del cambio climático
(IPCC 2001)
ExposiciónGrado en que un sistema está expuesto a
variaciones climáticas importantes (IPCC 2001)
SensibilidadEs el grado por el que está afectado un
sistema, en sentido perjudicial o beneficioso, por estímulos relacionados con
el clima (IPCC 2001)
Capacidad de adaptaciónEs la habilidad de un sistema de ajustarse al
cambio climático (IPCC 2001)
BCCAFS Climate Change, Agriculture and Food SecurityCiencia cambio climático
72011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
Donde se hace la investigación? >> En nuestros 15 CG centros y ~70 oficinas regionales
Los centros de investigación CGIAR
Lead center - CIAT
BCCAFS Climate Change, Agriculture and Food SecurityCiencia cambio climático
Tema 1: Adaptación al cambio climático progresivo
Tema 2: Adaptación mediante la gestión de riesgos climáticos
Tema 3: Mitigación al cambio climático a favor de los pobres
Tema 4: Integración para la toma de decisiones
DAPADecision & Policy Analysis
B
9
Experiencia en CIAT de la modelación climáticaModelos climáticos
• Cualquier agro-ecosistema responde a variaciones de – factores antropogenicos (sociales), – bióticos (plagas, enfermedades)– abioticos (clima, suelos)
• El clima es el factor menos predecible.
• El clima va a cambiar• Cada sistema es un caso especial
Lo que sabemos
B
10
Experiencia en CIAT de la modelación climáticaModelos climáticos
• Qué condiciones tendremos en 20, 50, 100 años?
Lo que NO sabemos
>> INCERTIDUMBRE
B
11
Experiencia en CIAT de la modelación climáticaModelos climáticos
• Conocimiento limitado• Complejidad del sistema climático• Resoluciones de modelos climáticos
no adecuadas• Proporcionar los datos del clima
futuro a escala fina• Incertidumbres
Problemas
B
12
Experiencia en CIAT de la modelación climáticaModelos climáticos
CCCMA-CGCM3.1CSIRO-MK3.0 IPSL-CM4 MPI-ECHAM5
NCAR-CCSM3.0UKMO-HADCM3UKMO-HADGEM1
2050A1B
Escenarios de emisión = Incertidumbre políticoModelos de Circulación Global = Incertidumbre científico
Incertidumbre
B… para una escala regionalModelos climáticos
13
Escala global Pero.. Escala regional o local
Características Principales
• Resolución horizontal de unos 100 a 300 km
• 18 y 56 niveles verticales.
B
14
GCMs y resolucionesModelos climáticos
B
15
DificultadesModelos climáticos
• Primero: mezcla de resoluciones
BDificultadesModelos climáticos
• Segundo: disponibilidad de datos (via IPCC)WCRP CMIP3 A1B-P A1B-T A1B-Tx A1B-Tn A2-P A2-T A2-Tx A2-Tn B1-P B1-T B1-Tx B1-Tn
BCCR-BCM2.0 OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OKCCCMA-CGCM3.1-T63 OK OK NO NO NO NO NO NO OK OK NO NOCCCMA-CGCM3.1-T47 OK OK NO NO OK OK NO NO OK OK NO NOCNRM-CM3 OK OK NO NO OK OK NO NO OK OK NO NOCSIRO-MK3.0 OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OKCSIRO-MK3.5 OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OKGFDL-CM2.0 OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OKGFDL-CM2.1 OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OKGISS-AOM OK OK OK OK NO NO NO NO OK OK OK OKGISS-MODEL-EH OK OK NO NO NO NO NO NO NO NO NO NOGISS-MODEL-ER OK OK NO NO OK OK NO NO OK OK NO NOIAP-FGOALS1.0-G OK OK NO NO NO NO NO NO OK OK NO NOINGV-ECHAM4 OK OK NO NO OK OK NO NO NO NO NO NOINM-CM3.0 OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OKIPSL-CM4 OK OK NO NO OK OK NO NO OK OK NO NOMIROC3.2.3-HIRES OK OK OK OK NO NO NO NO OK OK OK OKMIROC3.2.3-MEDRES OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OKMIUB-ECHO-G OK OK NO NO OK OK NO NO OK OK NO NOMPI-ECHAM5 OK OK NO NO OK OK NO NO OK OK NO NOMRI-CGCM2.3.2A OK OK NO NO OK OK NO NO OK OK NO NONCAR-CCSM3.0 OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OKNCAR-PCM1 OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK OKUKMO-HADCM3 OK OK NO NO OK OK NO NO OK OK NO NOUKMO-HADGEM1 OK OK NO NO OK OK NO NO NO NO NO NO
BDificultadesModelos climáticos
• Tercero: cuál es más preciso?
Qué hacer?
BDownscaling estadísticoModelos climáticos
• Aún el GCM más preciso es demasiado grueso (100km)
• Aumentar resolución, uniformizar… proveer datos de alta resolución, contextualizados
• Diversos métodos desde interpolación directa hasta redes neuronales, y RCMs– DELTA (empírico-estadístico)– DELTA-VAR (empírico-estadístico)– DELTA-STATION (empírico-estadístico)– RCMs (dinámico)
BDownscaling: ResumenModelos climáticos
GCM
BPreguntas de la investigaciónHerramientas de la investigación
0. Como podemos mejorar la escala de los modelos de predicción del clima futuro?
1. Como podemos predecir la aptitud de los cultivos al clima del futuro?2. Como podemos evaluar los impactos (productor; cadena; sociedad –
seguridad alimentaria) del cambio climático en la calidad y producción de los cultivos?
3. Cuales son las zonas que necesitan alta atención?4. Como se puede traducir las implicaciones del cambio climático en
parámetros socio-económicos (renta, pobreza y equidad)?5. Que opción tenemos para obtener la percepción del productor y
acompañar a organizaciones y actores de cadena de suministro para diseñar escenarios adecuados para adaptación y mitigación?
6. Como podemos cuantificar las emisiones de la agricultura para reducir las causas del cambio climático?
7. Como podemos empoderar los agricultores para compartir experiencia entre sitios para construir estrategias de adaptación?(from local to global)
8. …
BPr
ecip
itaci
ón
Temperatura
Base de datos Ecocrop (FAO)(Food and Agriculture Organization of the UN)
Rangos: Temperatura y precipitación
http://worldclim.orgMas que 47,000 estaciones al nivel mundial
Calibración con puntos con condiciones optimas
• Puntos GPS• Rango de altura• Áreas de producción actual• Tipo de suelo
WorldClim línea base 2000
Predecir los impactos a los cultivosHerramientas de la investigación
Cambio de la aptitud del cultivo al clima futuro
21
1. Como podemos predecir la aptitud de los cultivos al clima del futuro?Respuesta: Modelación de la aptitud del cultivo al clima actual y futuro. (EcoCrop, MaxEnt, …)
EcoCrop
BPredecir los impactos a los cultivosHerramientas de la investigación
2. Como podemos predecir el impacto a la producción (rendimiento) y calidad?Respuesta: Modelación fisiológica del desarrollo de la planta. (DSSAT, CAF2007, Canasta, …)
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Clima
ManejoAgronómico
Suelo
Fecha de siembra
Irrigación
Fertilización
inicio
Inicio Proceso de modelación
Temporada inicial
Cálculos
Integración
Salida
Resumen
Fin
Ciclo crecimiento del cultivo
Ciclo diario
Entradas delmodelo
Presente Futuro
B
23
Predecir los impactos a los cultivosHerramientas de la investigación
Datos Climáticos (Presente y futuro)
GIS (Datos mensuales)
MARKSIM (Genera datos climáticos diarios)
DSSAT
Sistema de soporte de decisiones para transferencia agroecológica
BDeterminar “Hot spots”Herramientas de la investigación
3. Cuales son las zonas que necesitan alta atención?Respuesta: Identificar focos de riesgo (Hot-Spots).
Áreas donde los sistemas de la producción de los cultivos se pueden adaptarEnfoque en la adaptación
Áreas donde los sistemas de la producción de los cultivos ya no son una opción Enfoque en la diversificación de los medios de subsistencia
Áreas donde los sistemas de la producción de los cultivos se estableció Migración frontera agrícola - el riesgo de la deforestación!
BPredecir impacto socio-económicoHerramientas de la investigación
Humano
• Acceso a educación• Nivel de conocimiento
del manejo agrícola• Salud y alimentación
Social
• Organización• Tomar decisiones,
distribución de trabajo
• Vías de acceso• Transporte de productos• Calidad de la vivienda
Físico
Natural
• El acceso y la disponibilidad de agua
• Contaminación• Conservación• Condiciones y
fertilidad del suelo
Financiero
• Acceso al crédito• Variabilidad de la producción• Variabilidad del precio• Variabilidad de los ingresos anuales
y diversificación de los ingresos• Acceso a los mercados• Acceso a la tecnología alternativa
DFID Livelihood Framework, Indicadores en los 5 capitales
4. Como se puede traducir las implicaciones en parámetros socio-económicos?Respuesta: Definir indicadores (relación con clima) de los medios de vida y recopilación de datos
B
26
Percepción y estrategias de adaptaciónHerramientas de la investigación
5. Que opción tenemos para obtener la percepción del productor y acompañar a organizaciones y actores de cadena de suministro para diseñar escenarios adecuados para adaptación y mitigación? Respuesta: Grupos focales participativos con perspectivas de género.
Diagnóstico rural participativo (PRA)
Talleres para desarrollar estrategias de adaptación con todos los actores de la cadena.
Priorizar las estrategias según importancia
B
27
MitigaciónHerramientas de la investigación
6. Como podemos cuantificar las emisiones de la agricultura para reducir las causas del cambio climático?Respuesta: Estimar la huella carbono de la producción
Decisiones que protegen el
medio ambiente
Comunicación con
compradores
Opciones para marketing
CoolFarmTool: Unilever& University of Aberdeen
B
28
Análogo del climaHerramientas de la investigación
6. Como podemos empoderar los agricultores para compartir experiencia entre sitios para construir estrategias de adaptación?Respuesta: Calcular las medidas de disimilitud climáticas entre una proyección del clima futuro en un lugar especificado por el usuario y el clima actual a nivel mundial
28
Clima 2030 = clima actual
B
29
Metodología y marco analíticoHerramientas de la investigación
Global Climate Model (GCM) Outputs
Production and Quality Data
Socio Economic Information
Statistical Downscaling of
Climate Information
Crop Suitability and Niche Modeling
Vulnerability Analyses
Future Climatesat Local scale
Yield and Quality Impacts
Alternative Livelihood Strategies
EXPOSURE
SENSITIVITYADAPTIVE CAPACITY
B
30
Como trabajamos en caféHerramientas de la investigación
Characterization of Approaches IPCC 2007
Impact Assessment Sensitivity and Adaptive Capacity Integrated Impact Assessment
Risk Evaluation Risk Reduction Risk Management Policy Options
Global to Local Local to Regional Regional to Global
Local Sector Local/Regional Systems Cross-Sector
ZonificationMitigation
CafAdap Fontagro
Coffee MarketFontagro
Nicaragua Brazil VietnamTanzaniaGuatemala
Multi-Regional
Carbon Footprint
Climate data (worldclim, GCM) Field Survey
Crop niche modelling Analysis
Caf2007 Workshops
Quality Price and Productivity Data
Market Models
Economic Scenarios
D e c i s i o n S u p p o r t
Exposition ofCrop alternatives
ExpositionProbability
Cost Benefit Analysis
Productivity Change
PeruMexicoKenya
CUP
NicaraguaEl salvadorGuatemalaMexico
FunicaADAP-CCDOFNC
ColombiaMexicoNicaragua
Physiological modelling
IndonesiaPapua N.G
ColombiaEcuador
BorderlandsGIZ
CentralAmerica
B
31
CUP – Coffee Under PressureResultados preliminares de
Exposición
BResultsResultados preliminares CUP Cambio promedio en aptitud del café al clima 2050
Marcala: N 14.157 W 88.021 1243 m.a.s.l
B
Nicaraguan coffee farms (~5.000) 2020 2050
Annual average temperature change + 1,1 °C + 2,4 °C
Annual change in precipitation - 90 mm - 120 mm
ResultsResultados preliminares CUP Cambio climático en áreas de café en Nicaragua
BCambio de aptitud al clima 2050 en NicaraguaResultados preliminares CUP
B
Results
Resultados preliminares CUP Las áreas de producción suben en altura en Nicaragua
B
Municipalities Today area (ha) 2050 area (ha) Change (ha) Change (%)
Matagalpa 41,400 6,000 -35,400 85
Jinotega 34,500 8,700 -25,800 75
Granada 2,000 1,300 -800 37
… … … … …
Total 114,600 16,700 -98,200 85
Resultados preliminares CUP Impacto a la producción en Nicaragua
B
Municipalities Production (1000 t)
Income (Million US$)
Production 2050 (1000 t)
Income 2050 (Million $US)
Loss (Million US$)
Matagalpa 21.1 31.792 4.4 6.657 25.135
Jinotega 27.8 41.769 6.4 9.567 32.203
Granada 0.2 0.249 0.1 0.173 0.075
… … … … … …
Total 60.9 90.148 11.2 16.703 74.775
Resultados preliminares CUP Impacto económico en Nicaragua
BAptitud y cambio de areas para los otros cultivos en NicaraguaResultados preliminares CUP
• Cambio de aptitud de los cultivos mas importantes vs. áreas con aptitud disminuida (%).
Nicaragua suitability change for 30 crops versus proportion of current suitable area that will likely lose suitability, bubble size is total annual production (%). Grey circles are staple food crops and white circles area non staple food crops.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
Mayz
Rice
Bean
Sugar cane
Onion
Coffee
Lettuce
Pineapple
Plantain
Cabbage
Area loosing suitability (%)
Suita
bilit
y Ch
ange
(%
)
B
39
Meojoramiento en las variedadesResultados preliminares CUP
Necesidad de Mejoramiento en las variedades de café para el año 2050 en Nicaragua.
BCUP – Coffee Under PressureResultados preliminares de
Exposición, Sensibilidad, Capacidad adaptiva
B
Physical
Natural
HumanSocial
Financial
0
2
4
SensitivityAdaptive capacity
Variabilidad en rendimientos altos; dependen de café
Manejo post-cosechaPlagas y enfermedades
Migracion
Resultados preliminares CUP Impactos generales a los medios de vida
BResultados preliminares CUP Vulnerabilidad especifica de productores en Nicaragua
B
Madriz se caracteriza por una baja exposición (café seguirá creciendo en 2050), de alta sensibilidad (carreteras en mal estado, una alta variabilidad en el rendimiento) y baja capacidad de adaptación (estructura organizativa pobre, pocos beneficios proporcionados por la organización y la alta contaminación de los recursos naturales).
El énfasis de su estrategia de adaptación es relativa a la conservación de los recursos naturales, la creación de capacidades, la diversificación y la sensibilización de los gobiernos.
Resultados preliminares CUP Perfiles de vulnerabilidad especifico
B
Matagalpa se caracteriza por una alta exposición (la adaptabilidad de café disminuye drásticamente) de alta sensibilidad (alta variabilidad en los rendimientos) y baja capacidad de adaptación (falta de acceso al crédito, escaso conocimiento sobre manejo de plagas y enfermedades y la baja diversificación).
La estrategia de adaptación se centra en la diversificación, la creación de capacidades, el fortalecimiento de las organizaciones y en la aplicación de las leyes ambientales y las políticas de desarrollo para el sector del café.
Resultados preliminares CUP Perfiles de vulnerabilidad especifico
BResultados preliminares CUP En una plataforma en línea
Datos topográficos y ambientales
Fincas Geo-referenciadas (calidad, manejo de practicas, etc.)Resultados de la investigación (CIAT)
ENRIQUETA HERRENAPANTASMA, JINOTEGA, NicaraguaCurrent situationSuitability: 78% (Very Good)Alternative crops•Cacao: 70%•Beans: 56%
B
46
TOR – Tortillas on the RoasterResultados preliminares de
Cambio de aptitud al clima 2020 y 2050
B
47
DSSAT en TORResultados preliminares de
Suelo 1.
Suelo 2.
Suelo 1.
Suelo 2.
Fertilización 2.
Fertilización 1.
Fertilización 1.
Fertilización 2.
Fertilización 1.
Fertilización 2.
Fertilización 1.
Fertilización 2.
Cultivar 1.
Cultivar 2.
Ensayo 1.
Ensayo 3.
Ensayo 5.
Ensayo 7.
Ensayo 2.
Ensayo 4.
Ensayo 6.
Ensayo 8.
BTOR – Tortillas on the RoasterResultados preliminares de
48
B
49
TOR – Tortillas on the RoasterResultados preliminares de
B
“Rain has become very irregularly, this year we suffered drought followed by heavy rains during Broccoli season”Two small-holder farmers & brothers, Guatemala, Patzún, October, 2010
Resultados OXFAM Percepciones de los productores
B
51
Exposicion de los cultivosResultados OXFAM
Suitability in %
Change in suitability in %
B
52
Perfil de vulnerabilidad especifico por el sitioResultados OXFAM
Vulnerabilitad = Exposición + Sensibilidad – Capacitad adaptiva
B
53
Calculación de la huella carbona en líneaResultados OXFAM
BCatalogo de estrategias de adaptacionResultados OXAM
54
3 main strategies from workshops
1. Education, training, capacity building, information sharing, research
2. Legislation & government policies, marketing, financing
3. Infrastructure development, organization, sustainable implementation
Adaptation strategies for crop production systems
1. Crop variety sampling for improved climate-suitability2. Greenhouses for seedling nursery3. Evacuation container to protect them in an emergency4. Diversify crops: e.g.: yam vs. dasheen5. Irrigation system to control water stress6. Small, enclosed farming systems (greenhouse, water
reservoir, renewable energy) to control harvest season (glut/shortage)
7. Alternative crops for highly exposed crops to climate change
8. Introduce Agroforestry systems: e.g. Quesungual System9. Low carbon agriculture to mitigate climate change
Adaptation strategies for impacts on livelihoods
1. Funding and accompanying of community organizations 2. Training and awareness building of communities for
climate change.3. Building alliance along value-chain4. Strengthening of local capacity to countered with
adaptation strategies5. Knowledge sharing and best practice learning from climate
similar areas.
Checklist further actions against climate change in Jamaica
Choose the best adaptation strategies against climate change
Learn to manage the risk associated with climate variability.
Implement and adjust adaptation strategies together with policy makers
Start mitigating to reduce the adverse affects of climate change by reducing emissions
Analysis of 19 GCM Models from the Fourth IPCC Evaluation Report (2007) ADAPTATION STRATEGIES Along supply-chain Jamaica
BGrounding climate changeOutlook
• Pilotos y evaluación de adaptación• Conocimiento local para estrategias de adaptación y mitigación• Estrategias de mitigación y de gestión de riesgos• Estrategias de incidencia públicas y privadas• Aprender de los sitios similares del clima en el futuro
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Sitio 1
Sitio 2
Sitio 3
Sitio 3
BLACRO – Taller de cambio climático, Marcala 2011Eitzinger, Rodriguez, Schmidt
CCAFS Climate change, agriculture & food security
TORTortillas on the Roaster
CUP Coffee under pressure
2009 2010 2011 2012
DAPA-CAC Decision & Policy Analysis en Centro America y el Caribe
OXFAM
Gracias por su atención!
Cuilco GTM
Video: Subiendo Dos Grados - cambio climático y café en Colombia