Impacto del cambio global en las Costas del Caribe colombiano: análisis y riesgos del clima marítimo y nivel del mar

Abstract

Esta tesis es un paso inicial para la comprensión del impacto generado por el cambio global sobre las costas del Caribe colombiano frente a las variaciones del clima de oleaje y el ascenso del nivel del mar. Inicialmente se establece la variabilidad espacio temporal del flujo medio de energía del oleaje (MWEF) en la cuenca del Caribe y su correlación espacial y temporal con el ENSO; análisis útil no solo para determinar las variaciones en la línea de costa asociadas a cambios de la energía del oleaje, sino también para determinar posibles zonas con potencial energético para la extracción de energía renovable. Posteriormente, se analizan las variaciones de largo plazo en el flujo de energía del oleaje (WEF) en la parte continental, insular del Caribe colombiano y la parte central del Caribe. Finalmente se evalúa la incidencia de eventos extremos de oleaje y el ascenso del nivel del mar, tomando como referencia una playa en Bocagrande en Cartagena de Indias, por su relevancia turística, cultural y económica. Para el desarrollo de estos análisis fue necesario el uso de modelos numéricos que resuelven las ecuaciones de oleaje de aguas profundas y aguas someras. Usando el modelo SWAN se generó una base de datos de 60 años (1958-2017) de oleaje en toda la cuenca del Caribe y en puntos alrededor de la línea de costa continental e insular del Caribe colombiano. Esta base de datos fue validada con datos in-situ de boyas pertenecientes a la DIMAR y la NOAA ubicadas de igual forma a lo largo de la zona continental e insular del Caribe colombiano, en la parte central y este de la cuenca Caribe. En todos los casos, los coeficientes de correlación, Weibull y Bias, indican un buen ajuste de los datos mostrando valores estadísticamente significativos para niveles de confianza del 95 %. Mientras que con la implementación del modelo SWASH se propagaron eventos extremos de oleaje sumados al ascenso del nivel del mar en las playas de Bocagrande. mediante la comparación del run-up generado en un evento de oleaje extremo, registrado por el sistema de cámaras HORUS y la simulación del run-up para el mismo evento. Los resultados del análisis espacial conjunto 3×3 de SOM al viento, usado como dato de entrada al modelo de oleaje, y al MWEF obtenido de la base de datos de oleaje, permitieron simplificar la base de datos de 60 años a 9 mapas que muestran el comportamiento del MWEF y el viento a escala estacional. Asimismo, por medio del análisis temporal 3×3 de SOM al MWEF se determinaron 9 zonas de igual co-variabilidad en la cuenca del Caribe, lo que permitió identificar las zonas con mayor y menor intensidad del MWEF en el área de estudio. También, se determinó una correlación directa entre el MWEF del oleaje y el ENSO en la parte central de la cuenca, una correlación más débil frente a las costas de Nicaragua, Honduras, Panamá y una correlación inversa frente a las costas de Venezuela.