Colombia cuenta con una nueva generación de escenarios de cambio climático para analizar cómo podrían transformarse la temperatura, la precipitación y otras variables climáticas durante el siglo XXI. Elaborados en el marco de la Cuarta Comunicación Nacional, estos escenarios actualizan la información disponible para el país, incorporan los escenarios SSP del Sexto Informe de Evaluación del IPCC y utilizan un proceso de evaluación y combinación de 25 modelos climáticos globales
Pero ¿qué representan realmente estos escenarios?, ¿cómo se construyeron?, ¿qué diferencias tienen frente a los utilizados en la Tercera Comunicación Nacional? y, sobre todo, ¿cómo deben interpretarse?
Escenarios climáticos: posibles futuros, no pronósticos
Un escenario de cambio climático no indica qué temperatura o cantidad de lluvia se presentará exactamente en un municipio dentro de 30, 50 u 80 años.
Su función es diferente: representar condiciones climáticas futuras plausibles bajo determinados supuestos sobre la evolución de la sociedad, la economía y las emisiones.
Por eso los escenarios climáticos deben diferenciarse de un pronóstico meteorológico. Un pronóstico intenta anticipar las condiciones del tiempo para un periodo concreto; un escenario climático permite explorar cómo podría modificarse el comportamiento del clima durante periodos prolongados.
Los escenarios de la Cuarta Comunicación Nacional analizan siete variables:
- precipitación;
- temperatura máxima;
- temperatura mínima;
- temperatura media;
- humedad relativa;
- velocidad del viento;
- radiación.
Los resultados se presentan para cuatro periodos futuros: 2021-2040, 2041-2060, 2061-2080 y 2081-2100, comparados con el clima histórico del periodo 1981-2010. Además, el documento analiza los cambios en escalas anual multianual, estacional —por trimestres— y mensual.
Esta desagregación es importante porque un promedio anual puede ocultar diferencias relevantes dentro del año. Una región podría, por ejemplo, presentar aumentos de precipitación en determinados meses y disminuciones en otros.
Cuatro posibles trayectorias para el futuro
La nueva generación utiliza las Trayectorias Socioeconómicas Compartidas, conocidas como SSP por sus siglas en inglés.
Estas trayectorias forman parte del marco empleado en el Sexto Informe de Evaluación del Panel Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático —IPCC— y permiten analizar diferentes futuros posibles teniendo en cuenta factores socioeconómicos.
Para Colombia se construyeron proyecciones bajo cuatro escenarios:
SSP1-2.6. Representa una trayectoria asociada con sostenibilidad y menores desafíos para la mitigación y la adaptación.
SSP2-4.5. Corresponde a una trayectoria intermedia.
SSP3-7.0. Representa condiciones de mayor fragmentación y mayores desafíos para enfrentar el cambio climático.
SSP5-8.5. Está asociado con una elevada dependencia de combustibles fósiles y mayores desafíos para la mitigación.
Trabajar con varios escenarios es fundamental porque no existe un único futuro climático predeterminado. La magnitud de los cambios proyectados depende, entre otros factores, de la trayectoria socioeconómica y de emisiones que se materialice durante las próximas décadas.
¿Cómo se construyeron los nuevos escenarios para Colombia?
La elaboración de estos escenarios implicó mucho más que utilizar directamente las salidas de un modelo climático global.
El proceso incluyó la revisión de información observada, la evaluación estadística del comportamiento de los modelos, procedimientos de reducción de escala y la construcción final de un ensamble multimodelo.
1. Se partió de 25 modelos climáticos globales
La metodología considera 25 modelos climáticos globales del proyecto CMIP6.
La razón para trabajar con varios modelos es que cada uno representa de manera diferente los procesos del sistema climático. Ningún modelo reproduce necesariamente con igual desempeño todas las variables y todas las regiones de Colombia.
Por esta razón, antes de generar los escenarios futuros fue necesario evaluar qué tan bien representaba cada modelo las condiciones históricas observadas en el país.
2. Se construyó una referencia climática observada
Para precipitación y temperaturas media, máxima y mínima se utilizó información generada mediante observaciones de las estaciones hidrometeorológicas del Ideam e información derivada de satélite.
El estudio incorporó datos de:
- 1.753 estaciones de precipitación;
- 215 estaciones de temperatura media;
- 151 estaciones de temperatura máxima;
- 204 estaciones de temperatura mínima.
Para precipitación se utilizó adicionalmente información CHIRPS y para las temperaturas se empleó información MERRA.
Después de procesos de control de calidad, combinación y reducción de escala, se generaron series diarias para el periodo 1981-2020, con una resolución espacial aproximada de 10 × 10 kilómetros.
Este conjunto de información es denominado en el documento “cubo de datos”.
La disponibilidad de información no es igual para todas las variables. El documento reporta 9.585 píxeles con información de precipitación y temperaturas, 9.508 para humedad relativa y 1.580 para radiación y velocidad del viento.
3. Se verificó qué tan bien representaban los modelos el clima observado
Los modelos climáticos fueron comparados con la información histórica.
Como el cubo de datos contiene información hasta 2020 y las simulaciones históricas de los modelos analizados llegan hasta 2014, la evaluación se realizó para el periodo común 1981-2014.
Entre las métricas empleadas se encuentran:
Correlación, para analizar la relación entre las series observadas y modeladas.
BIAS o sesgo, para identificar diferencias sistemáticas entre ambos conjuntos de información.
RMSE o raíz del error cuadrático medio, para estimar la magnitud de las diferencias entre los valores modelados y observados.
El análisis mostró que la representatividad de los modelos cambia dependiendo de la variable y de la zona del país.
Ese resultado es relevante: no todos los modelos climáticos son igualmente representativos para todo Colombia.
4. Se utilizaron 14 regiones pluviométricamente homogéneas
La evaluación también consideró 14 regiones pluviométricamente homogéneas definidas por el Ideam.
Estas regiones permiten evaluar el desempeño de los modelos considerando características regionales del régimen de precipitación, en lugar de utilizar únicamente un criterio agregado para todo el país.
Además, la selección no se basó exclusivamente en exigir una correlación superior a un valor fijo.
El documento utilizó umbrales definidos mediante la prueba T de Student, con un nivel de confianza del 95 %. Esto permitió incorporar modelos que presentan representatividad estadística aunque no necesariamente alcancen valores convencionalmente altos de correlación.
La decisión también ayuda a evitar que determinadas zonas queden sin ningún modelo considerado representativo.
De los modelos globales al territorio colombiano: la reducción de escala
Los modelos climáticos globales están diseñados para representar procesos del sistema climático planetario. Sin embargo, Colombia presenta grandes contrastes de relieve, temperatura y precipitación en distancias relativamente cortas.
Por ello, para utilizar la información global a una escala de mayor detalle fue necesario aplicar procedimientos de reducción de escala.
El documento diferencia tres grandes familias de métodos:
- reducción de escala estadística;
- reducción de escala dinámica;
- métodos dinámico-estadísticos.
Para la Cuarta Comunicación se analizaron diferentes alternativas estadísticas y, específicamente, tres técnicas:
- BCSD-Q;
- Delta Q-Q;
- kNN —Kth Nearest Neighbor—.
El objetivo fue obtener series climáticas diarias que fueran coherentes tanto con el comportamiento histórico observado como con las señales de cambio proyectadas por los modelos globales.
Un punto importante: una mayor resolución espacial no elimina la incertidumbre. Los resultados siguen siendo escenarios derivados de modelos climáticos y deben interpretarse como tales.
Un ensamble multimodelo en lugar de depender de un único modelo
Después de evaluar los 25 modelos y aplicar los procesos de reducción de escala, se construyó un ensamble multimodelo.
Esto significa que los escenarios finales integran información procedente de varios modelos.
La ponderación depende de su desempeño para cada píxel:
- los valores altos de correlación reciben mayor peso;
- los valores positivos menores reciben menor ponderación;
- los valores de correlación negativos o iguales a cero no participan en el ensamble correspondiente.
El documento señala que utilizar los umbrales definidos mediante la prueba T de Student permite integrar un número mayor de modelos y ayuda a reducir la incertidumbre de las proyecciones, sin perder la evaluación de su representatividad para el clima colombiano.
Esto no significa que la incertidumbre desaparezca. Significa que la proyección no depende exclusivamente del comportamiento de un solo modelo.
¿Qué cambia frente a la Tercera Comunicación Nacional?
Esta es una de las preguntas más importantes para interpretar correctamente los nuevos resultados.
La Cuarta Comunicación constituye una actualización de la información climática disponible, pero las diferencias no deben reducirse a comparar directamente los valores de dos mapas.
Existen cambios en los escenarios, la información histórica y algunos procedimientos metodológicos.
1. Los nuevos escenarios utilizan los SSP del AR6
La Cuarta Comunicación analiza los escenarios SSP1-2.6, SSP2-4.5, SSP3-7.0 y SSP5-8.5, correspondientes al marco utilizado en el Sexto Informe de Evaluación del IPCC.
Esto representa un cambio respecto de la generación de escenarios utilizada anteriormente.
En consecuencia, los resultados de ambas comunicaciones no deberían interpretarse como si hubieran sido producidos bajo exactamente los mismos supuestos.
2. La información histórica fue actualizada
La nueva generación incorpora información observada del periodo 1981-2020 para contextualizar el comportamiento reciente de la temperatura media del país.
El documento señala que este periodo histórico presenta casi un grado más de diferencia respecto al periodo histórico utilizado en la Tercera Comunicación Nacional.
Este aspecto es importante porque la actualización de las observaciones modifica el conocimiento disponible sobre el clima reciente de Colombia.
El documento también muestra que, al prolongar mediante una tendencia lineal el comportamiento observado de la temperatura media durante 1981-2020, la trayectoria hacia finales del siglo sería más cercana a SSP2-4.5. Esto se presenta como un ejercicio de contexto y no como una predicción de que ese escenario necesariamente ocurrirá.
3. Se volvió a examinar la reducción de escala
El documento indica expresamente que BCSD-Q fue el método empleado en la Tercera Comunicación Nacional.
Para la Cuarta Comunicación se revisaron BCSD-Q, Delta Q-Q y kNN, analizando sus características, ventajas y limitaciones antes de definir la metodología para las nuevas proyecciones.
4. Se evaluaron 25 modelos y se construyó un ensamble ponderado
La nueva metodología desarrolla una evaluación explícita del comportamiento de 25 modelos climáticos globales frente a las condiciones históricas observadas y utiliza posteriormente ponderaciones diferenciadas para construir el ensamble.
Esto permite que el peso de los modelos dependa de su representatividad espacial en lugar de asumir automáticamente que todos deben contribuir de la misma manera.
Una precisión necesaria sobre la comparación
El documento de la Cuarta Comunicación no presenta una comparación metodológica exhaustiva, variable por variable y procedimiento por procedimiento, con la Tercera Comunicación Nacional.
Por eso, las diferencias anteriores corresponden únicamente a aquellas que pueden establecerse directamente a partir del documento consultado.
Comparaciones adicionales requerirían revisar también la documentación metodológica original de la Tercera Comunicación Nacional.
¿Qué muestran los nuevos escenarios?
Una señal clara de aumento de la temperatura
El resultado más consistente es el incremento de las temperaturas.
Las temperaturas media, máxima y mínima muestran tendencias al aumento en los escenarios analizados.
La magnitud del cambio se intensifica especialmente en los periodos 2061-2080 y 2081-2100.
Según las conclusiones del documento, bajo los escenarios de mayores emisiones —SSP3-7.0 y SSP5-8.5— las temperaturas del país serían al menos 2 °C superiores a las históricas del periodo 1981-2010, y bajo SSP5-8.5 podrían superar los 3 °C en algunas zonas hacia finales del siglo XXI.
Al analizar el promedio nacional de temperatura media, las proyecciones hacia 2100 muestran un rango aproximado de aumento de 1,2 a 5 °C, dependiendo del escenario. Los mayores incrementos corresponden a SSP3-7.0 y SSP5-8.5.
Esto demuestra por qué es necesario analizar varios escenarios y no únicamente una cifra futura.
La precipitación presenta cambios regionalmente diferenciados
La precipitación presenta un comportamiento más heterogéneo.
El documento concluye que habría aumentos en gran parte del territorio nacional y señala que los incrementos más altos, de aproximadamente 20 % a 50 %, podrían presentarse en extensas zonas de la región Andina bajo SSP3-7.0 y SSP5-8.5 hacia la segunda mitad del siglo XXI.
Sin embargo, esto no significa que toda Colombia vaya a presentar un aumento de las lluvias.
Existen zonas con reducciones proyectadas y, además, el comportamiento puede cambiar según el periodo del año.
Por esta razón, frases generales como “Colombia será más húmeda” o “Colombia será más seca” no representan adecuadamente los resultados.
La lectura correcta debe considerar simultáneamente:
la región, el periodo futuro, el escenario SSP y la época del año.
No todo es temperatura y precipitación
Una característica relevante del documento es que la información climática no se limita a las dos variables utilizadas con mayor frecuencia.
También se proyectan cambios en:
humedad relativa, velocidad del viento y radiación, además de las temperaturas máxima y mínima.
Las siete variables se analizan de manera anual, trimestral y mensual.
Esta amplitud ofrece una base climática más diversa para estudios posteriores en sectores o sistemas que dependen de combinaciones específicas de variables.
¿Cómo deben utilizarse estos resultados?
Los escenarios tienen un alto valor como información climática, pero sus límites deben quedar claros.
No son pronósticos
Un mapa correspondiente a 2061-2080 no indica qué ocurrirá exactamente en 2070.
Representa las condiciones climáticas proyectadas para un periodo multianual bajo determinado escenario.
No permiten predecir por sí solos un evento extremo concreto
Los escenarios no permiten concluir que una inundación, sequía u ola de calor específica ocurrirá en determinado lugar y fecha.
Ese tipo de análisis requiere metodologías e información adicionales.
No equivalen a un análisis de riesgo climático
Un cambio proyectado en precipitación o temperatura representa información sobre condiciones climáticas futuras.
El riesgo climático requiere incorporar además otros componentes, entre ellos la exposición y la vulnerabilidad del sistema evaluado.
Por tanto, un escenario climático no permite concluir automáticamente que determinado municipio, ecosistema, infraestructura o sector tendrá un nivel específico de riesgo.
Tampoco demuestran impactos por sí solos
Un incremento de temperatura o una reducción de precipitación puede constituir un insumo para analizar impactos sobre agricultura, agua, biodiversidad, salud o infraestructura.
Pero el escenario climático, por sí solo, no demuestra la magnitud de esos impactos.
Para hacerlo es necesario integrar información sectorial, territorial y socioeconómica adicional.
¿Por qué esta nueva generación de escenarios es importante?
La relevancia de esta actualización no radica únicamente en disponer de mapas más recientes.
El documento incorpora:
- información climática observada actualizada;
- escenarios SSP del AR6;
- 25 modelos climáticos globales;
- evaluación estadística frente al clima observado;
- análisis mediante regiones pluviométricamente homogéneas;
- reducción de escala;
- construcción de un ensamble multimodelo ponderado;
- siete variables climáticas;
- resultados anuales, trimestrales y mensuales;
- cuatro periodos de análisis hasta finales del siglo XXI.
En conjunto, estos elementos proporcionan una base actualizada para explorar posibles condiciones climáticas futuras en Colombia.
El mensaje central no es que exista una sola respuesta sobre cómo será el clima del país en 2050 o 2100.
Los resultados muestran que el futuro climático depende del escenario considerado, del periodo, de la variable y de la región analizada.
Precisamente ahí está el valor de los escenarios: permiten pasar de la pregunta “¿qué va a ocurrir?” a una pregunta más útil para la planificación:
¿qué condiciones climáticas podrían presentarse y qué tan preparados estamos para distintos futuros posibles?