Incertidumbres en modelos agro-climáticos

Julián Ramírez-VillegasInternational Centre for Tropical Agriculture, CIAT

CGIAR Research Program on Climate Change and Food Security

School of Earth and Environment, University of Leeds, UK

Contenido

• Cómo funcionan los modelos agro-climáticos?

• Definiendo la incertidumbre

• Incertidumbres en simulaciones meteorológicas

• Incertidumbres en simulaciones de cultivos

Modelos agro-climáticos

GCMsimulations Statistical

models of weather?

Effective Response

Modelos en escalas espacio-temporales

Challinor et al. (2009)

Incertidumbre• Dispersión de predicciones• Barras de “error” en las predicciones

• Cantidad asociada con un error que no podemos medir (Challinor et al. 2009)

• Cualquier diferencia con el imposible ideal del completo determinismo (Walker et al. 2003)

Baja incertidumbreAlto error

Alta incertidumbreBajo error

Pronóstico del tiempoAhora +12 horas

+48 horas +96 horas

GFS(NCEP)

Observaciones y pronósticos

MetOffice, UK

Incertidumbres en simulación climática

Condiciones iniciales

Estructura de modelos

MetOffice, UK

Incertidumbre en pronóstico de varios días en Reino Unido

MetOffice, UK

Incertidumbre estructural

MetOffice, UK

Comparación de incertidumbres

Hawkins and Sutton (2009)

• También los parámetros son una incertidumbre relevante

“Cascada” de incertidumbres en modelos de impacto

Incertidumbres en modelos de cultivos

• Variación en condiciones iniciales (estado del suelo, emergencia de planta)

• Errores en datos de entrada

Watson & Challinor (2013)

Incertidumbre en observaciones

SD Temperatura observada en WorldClim

Incertidumbre en modelos de cultivo

• Estructura de modelos

Asseng et al. (2013)

Incertidumbre paramétrica

• “Crop model parameters are true mathematical constructs that represent real world genotypes” (Boote et al. 1996)

• Many parameter combinations successfully satisfy observational constraints (Iizumi et al. 2009)

Posterior probability density

Incertidumbres en modelos de cultivo

• Incertidumbre paramétrica

Acumulación de asimilado en grano

Temperatura óptima para desarrollo

Ensemble de predicción para manejo de incertidumbre

Predicción tipo ensemble para dos zonas en India

Podemos preguntar

•Cuál es la probabilidad que el rendimiento sea menor / mayor que la media histórica?•P(0.25)=?

Importancia relativa de incertidumbres

Conclusiones

• El mundo cambia rápidamente y es imposible predecir

• Hay muchas cosas que no sabemos…

• Investigamos aspectos relevantes (des-conocimiento) y reducimos incertidumbres (no funciona siempre)

• Cuál es el lugar de los diferentes tipos de modelos (empíricos vs. mecanísticos) y la información que producen?