September 24, 2021

Glaciohidrología del Himalaya-Karakoram | Ciencia

Aguas del alto Asia

La forma en que los ríos de la región asiática del Himalaya-Karakoram responden al cambio climático es fundamental para los más de mil millones de personas que dependen del agua que proporcionan. En una revisión, Azam et al. discutir los avances recientes en la comprensión de la importancia del deshielo de los glaciares y la nieve en el presupuesto hidrológico allí, que se debe en gran medida a los avances en la modelación y la teledetección. Los datos de observación siguen siendo escasos y difíciles de recopilar.

Ciencia, abf3668, este número p. eabf3668

Resumen estructurado

ANTECEDENTES

La región del Himalaya-Karakoram (HK) en el sur de Asia es una de las regiones montañosas más vulnerables y más glaciarizadas de la Tierra. Los sistemas de los ríos Indo, Ganges y Brahmaputra, que se originan en los glaciares y campos de nieve de HK, satisfacen las necesidades de agua de mil millones de personas. Las cuencas de los ríos HK tienen la mayor superficie de regadío (~ 577000 km2) y la mayor capacidad hidroeléctrica instalada (~ 26.000 MW) en todo el mundo. La planificación óptima para la gestión de la demanda y el suministro de agua para la agricultura, la energía hidroeléctrica, las necesidades domésticas y el saneamiento requiere un consenso sobre la glaciohidrología de la región. Comprender las incertidumbres en la modelización glaciohidrológica, las proyecciones del cambio climático y sus impactos en la disponibilidad de agua y su naturaleza transfronteriza en los ríos de Hong Kong es fundamental para la gestión sostenible de los recursos hídricos y la geopolítica regional.

AVANCES

Se han utilizado modelos glaciohidrológicos para investigar las contribuciones del deshielo de los glaciares y la nieve, los impactos del cambio climático en la escorrentía del deshielo y la evolución futura de la escorrentía en los ríos HK. Los esfuerzos recientes para mapear y medir la extensión de los glaciares, el balance de masa y la velocidad, así como el crecimiento de los lagos glaciares, han llenado varios vacíos importantes en la glaciohidrología que existían hace una década. Este progreso se ha logrado principalmente a través de la modelación y la teledetección, pero los estudios de campo siguen siendo limitados. El resultado combinado de modelos y observaciones mejorados sugiere que la nieve y el hielo derretido son componentes de escorrentía importantes pero espacialmente variables en los ríos HK. Las contribuciones de agua de deshielo son más altas cerca de las fuentes de nieve y hielo, y la contribución de agua de deshielo en el Indo es mayor que en las cuencas del Ganges y Brahmaputra. Las contribuciones del agua de deshielo varían ampliamente entre las cuencas de captación como resultado de los microclimas orográficos y las proporciones relativas de las precipitaciones de verano e invierno. Sin embargo, las contribuciones de los componentes de la escorrentía estimados para las mismas cuencas varían entre los estudios, lo que resalta las discrepancias en los enfoques y supuestos del modelo.

Las tendencias proyectadas para el siglo XXI en la estacionalidad de la escorrentía y la creciente intensidad y frecuencia de los eventos extremos de escorrentía son consistentes en una variedad de escenarios de cambio climático. Se prevé que la escorrentía total de los ríos, el derretimiento de los glaciares y la estacionalidad del flujo aumenten hasta la década de 2050 y luego disminuyan, con algunas excepciones y grandes incertidumbres. La disponibilidad de agua incierta en el futuro, incluido el deshielo de los glaciares y la nieve, impide que los responsables de la formulación de políticas desarrollen planes adecuados de recursos hídricos que incluyan la cooperación bilateral para el riego, la generación de energía hidroeléctrica, el uso industrial y la mitigación de peligros inducidos por el agua en los países de Hong Kong.

PANORAMA

Subrayamos las principales lagunas de investigación que, si se cubren, pueden reducir grandes incertidumbres en el modelado glaciohidrológico. Estas brechas de investigación incluyen representaciones precisas de los volúmenes de los glaciares, la distribución de las precipitaciones, el permafrost, la sublimación y los impactos de la cubierta de escombros, el carbono negro, el polvo y la dinámica de los glaciares. Se necesitan métodos y modelos completos basados ​​en la observación de campo y la teledetección para llenar las lagunas de conocimiento y reducir las incertidumbres en las proyecciones de escorrentía.

Como primer paso (Nivel 1), recomendamos el desarrollo de redes de monitoreo que midan la hidrología y la meteorología en todo el rango de elevaciones en cuencas específicas que abarcan una variedad de regímenes climáticos. Estas redes deberían incluir estaciones meteorológicas totalmente automáticas situadas en glaciares seleccionados y proporcionarían información detallada para la calibración y prueba de modelos basados ​​en procesos, enfoques de reducción de escala y modelos hidrológicos. También recomendamos desarrollar proyectos de comparación para el área y el volumen de los glaciares, la dinámica de los glaciares, el deshielo del permafrost y los estudios de sublimación de nieve y hielo. La teledetección aérea y satelital ofrece un potencial para avances rápidos en los objetivos de Nivel 1 e incluye plataformas como InSAR, GRACE, Icesat-2, modelos digitales de elevación de alta resolución y estudios geofísicos.

Las recomendaciones del Nivel 2 incluyen el desarrollo de modelos glaciohidrológicos para toda la cuenca para las cuencas de referencia seleccionadas identificadas en el Nivel 1 y un conocimiento fortalecido basado en procesos de hidrología y meteorología de alta elevación para reducir las incertidumbres en las proyecciones de componentes de escorrentía, volúmenes de escorrentía y cambios en la estacionalidad de las escorrentías. Por último, se recomienda encarecidamente el desarrollo de grupos de investigación colaborativos y políticas de intercambio de datos entre los países de Hong Kong, combinado con estudios integrados e interdisciplinarios sobre el acceso al agua y las vulnerabilidades del agua, para comprender los impactos de los cambios en la escorrentía de los ríos en la productividad económica, agrícola y humana.

Ciclo hidrológico simplificado.

Representación de los principales procesos del sistema de la superficie terrestre, cada uno de los cuales conlleva un vacío de investigación en la glaciohidrología de la región del Himalaya-Karakoram. IWM, monzón de invierno de la India; ISM, monzón de verano indio.

Abstracto

Comprender la respuesta de los ríos Himalaya-Karakoram (HK) al cambio climático es crucial para aproximadamente mil millones de personas que dependen en parte de estos recursos hídricos. Los responsables políticos encargados de la gestión sostenible de los recursos hídricos requieren una evaluación del estado actual de los ríos y los posibles cambios futuros. Mostramos que los glaciares y el deshielo son componentes importantes de los ríos HK, con mayor importancia hidrológica para la cuenca del Indo que para las cuencas del Ganges y Brahmaputra. Se prevé que la escorrentía total del río, el derretimiento de los glaciares y la estacionalidad del flujo aumenten hasta la década de 2050, con algunas excepciones y grandes incertidumbres. Las brechas críticas de conocimiento afectan severamente las contribuciones modeladas de diferentes componentes de la escorrentía, los futuros volúmenes de escorrentía y la estacionalidad. Por lo tanto, se necesitan métodos y modelos completos basados ​​en la observación de campo y la teledetección.