Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial

Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 1 Tesis Doctoral: ANÁLISIS DE LA INFLUENCIA DEL CAMBIO CLIMÁTICO EN LAS NECESIDADES DE CLIMATIZACIÓN EN ANDALUCÍA A ESCALA DE DETALLE TERRITORIAL Doctorando: JAVIER MARZO ARTIGAS Dirección: MARÍA FERNANDA PITA LÓPEZ Programa de Doctorado de Geografía: PROCESOS SOCIOECONÓMICOS, RECURSOS Y CAMBIO GLOBAL DEPARTAMENTO DE GEOGRAFÍA FÍSICA Y ANÁLISIS GEOGRÁFICO REGIONAL UNIVERSIDAD DE SEVILLA, 2016 Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 2 Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 3 AGRADECIMIENTOS A la Universidad de Sevilla, por financiar mi formación como becario pre-doctoral y acogerme como alumno. A la directora de esta tesis doctoral, María Fernanda. Por todo el tiempo dedicado, por su confianza, por su brillantez intelectual y por su magnífico sentido del humor. A Natalia, por ser una gran compañera y mejor amiga. Por subirme la autoestima en los momentos de autodestrucción intelectual. Y por las “agradables” risas que siempre aparecen a ritmo de la ruleta de la aleatoriedad. A mis compañeros del zulo: Conchi, Gabi, Juanma, Arsenio, Pili, Antonio, Míriam, Migue, Coco, Inma, Jose, Jose Mari, Estrella, Vicky, María. Por recibirme con los brazos abiertos, y por vivir innumerables momentos de locura colectiva. A Juan José Guerrero de la Agencia de Medio Ambiente y Agua de la Consejería de Medio Ambiente y Ordenación del Territorio, por todo el apoyo técnico y conceptual en el manejo de los escenarios de simulación de temperaturas. A Boli, por ser mi compañero de viaje, mi apoyo, mi familia. Por aguantar mis momentos de histeria y por hacerlo todo tan bonito y divertido. A mi perra Amparo, que aunque se fue hace poco ha sido la que más tiempo me ha acompañado durante la redacción de esta tesis. Todavía tengo los pies calentitos. A Fina, por cuidarme como a un hijo más. A mis sobrinos Asier, Paula, Eva, Maite, Adriana, Gabriela y Pedro. Por todo el cariño que me dan, por hacerme sentir como si fuera uno más de ellos. A todos los amigos que de una forma u otra me acompañan en el día a día, y que se han interesado constantemente por el estado de esta tesis: Raúl, Sergio, Mani, Yolanda, Isabel, Nacho, Lucía. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 4 Y muy especialmente: a mis padres, Paco y Elena. Por su bondad, su incansable lucha, su sentido común, su confianza en mis decisiones. Sin su incondicional apoyo esto no habría sido posible. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 5 ÍNDICE AGRADECIMIENTOS…………..………………………………………………………………………….….3 CAPÍTULO I. INTRODUCCIÓN Y ESTADO DE LA CUESTIÓN ................................................8 I.1. Justificación, objetivos del trabajo e hipótesis ...................................................................................8 I.2. La predicción de la demanda energética ........................................................................................... 14 I.3. Revisión del estudio de la influencia del tiempo atmosférico en la demanda energética .............................................................................................................................................................. 16 I.3.1. Consumo energético de climatización ........................................................................................ 16 I.3.2. Variables meteorológicas influyentes en la demanda energética ................................... 17 I.3.3. No linealidad de la influencia de la temperatura en la demanda .................................... 18 I.3.4. Estado de la cuestión ......................................................................................................................... 20 I.4. La variable grados-día ............................................................................................................................... 25 I.4.1. Definición .............................................................................................................................................. 25 I.4.2. Las temperaturas de base ............................................................................................................... 29 I.4.3. El cálculo de la temperatura media ............................................................................................. 33 I.4.4. Utilización de los grados-día en Andalucía............................................................................... 33 CAPÍTULO II. FUENTES DE INFORMACIÓN CLIMÁTICA ..................................................... 38 II.1. Los datos observados ............................................................................................................................... 38 II.1.1. La red de observación climática .................................................................................................. 38 II.1.2. Disponibilidad de datos de observación .................................................................................. 40 II.1.3. Elección del periodo de observación ......................................................................................... 43 II.1.4. Interpolación de registros vacíos, control de calidad y homogeneidad de las series ........................................................................................................................................................................ 50 II.2. Los datos simulados de futuro ............................................................................................................. 55 II.2.1. Modelos de circulación general y escenarios de emisiones. Algunas nociones ....... 55 II.2.2. Proceso de generación de los escenarios locales de cambio climático ....................... 57 II.2.3. Escenarios utilizados ....................................................................................................................... 62 Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 6 CAPÍTULO III. METODOLOGÍA ............................................................................................................. 65 III.1. Análisis exploratorio de la variable grados-día ........................................................................... 65 III.1.1. Cálculo de la variable grados-día............................................................................................... 65 III.1.2. Breve análisis estadístico descriptivo de las variables grados-mes y grados-año calefacción y refrigeración .............................................................................................................................. 66 III.2. Breve revisión sobre espacialización de variables climáticas ............................................... 73 III.2.1. La espacialización de la temperatura ...................................................................................... 75 III.2.2. Espacialización de la variable grados-día .............................................................................. 77 III.3. Espacialización a partir de variables fisiográficas ...................................................................... 78 III.3.1. Regresión múltiple .......................................................................................................................... 79 III.3.2. Relaciones entre las necesidades de calefacción y refrigeración y las variables fisiográficas estudiadas .................................................................................................................................... 80 III.3.2.1. Variables fisiográficas ............................................................................................................ 80 III.3.2.2. Relaciones entre las necesidades de climatización y las variables fisiográficas seleccionadas .............................................................................................................................................. 84 III.3.3. Validación de los modelos ............................................................................................................ 86 III.3.4. Espacialización definitiva ............................................................................................................. 88 CAPÍTULO IV. RESULTADOS .................................................................................................................. 90 IV.1. Evolución de las necesidades anuales de climatización a lo largo del presente siglo .. 90 IV.1.1. Evaluación a escala regional ........................................................................................................ 90 IV.1.2. Evaluación a escala de detalle territorial ............................................................................... 94 IV.1.2.1. Grados-año calefacción ......................................................................................................... 94 IV.1.2.2. Grados-año refrigeración .................................................................................................. 100 IV.1.2.3. Grados-año climatización .................................................................................................. 105 IV.1.2.3.1. Coexistencia de las necesidades de calefacción y refrigeración .............. 111 IV.2. Evolución de las necesidades de climatización mensuales en el presente siglo ......... 114 IV.2.1. Evaluación a escala regional ..................................................................................................... 114 IV.2.1.1. Necesidades de calefacción .............................................................................................. 114 IV.2.1.2. Necesidades de refrigeración .......................................................................................... 119 IV.2.1.3. Necesidades de climatización ......................................................................................... 121 Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 7 IV.2.2 Evaluación a escala de detalle territorial ............................................................................. 123 IV.2.2.1. Núcleo invernal...................................................................................................................... 123 IV.2.2.2. Núcleo estival ......................................................................................................................... 128 IV.2.2.3. Periodos de transición ........................................................................................................ 132 IV.3. La dimensión poblacional en la evaluación de las necesidades de climatización ...... 136 IV.3.1. Grid de distribución espacial de la población en Andalucía ....................................... 136 IV.3.2. Distribución de la población y necesidades de climatización ..................................... 140 IV.3.3. Ponderación de las necesidades de climatización a partir de la distribución espacial de la población ................................................................................................................................ 144 IV.3.4. La evolución del volumen poblacional y su incidencia sobre las necesidades de climatización regionales ............................................................................................................................... 149 CAPÍTULO V. CONCLUSIONES Y FUTURAS LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN ............. 152 V.1. Conclusiones ............................................................................................................................................. 152 V.1.1. Conclusiones relativas a las relaciones lineales entre las necesidades de climatización y las variables fisiográficas .............................................................................................. 153 V.1.2. Conclusiones relativas a la espacialización de las necesidades de climatización 154 V.1.3. Conclusiones relativas a la evolución prevista de las necesidades de climatización regionales a lo largo del presente siglo .................................................................................................. 154 V.1.4. Conclusiones relativas a la distribución territorial de la evolución de las necesidades de climatización ...................................................................................................................... 155 V.1.5. Conclusiones relativas a la evolución prevista de las necesidades de climatización regionales teniendo en cuenta la distribución poblacional ............................................................ 159 V.2. Posibles investigaciones futuras ....................................................................................................... 161 BIBLIOGRAFÍA.............................................................................................................................................. 162 ÍNDICE DE FIGURAS .................................................................................................................................. 171 ÍNDICE DE TABLAS .................................................................................................................................... 175 ANEXOS ............................................................................................................................................................. 177 Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 8 CAPÍTULO I. INTRODUCCIÓN Y ESTADO DE LA CUESTIÓN I.1. JUSTIFICACIÓN, OBJETIVOS DEL TRABAJO E HIPÓTESIS El consumo creciente de energía por parte de la sociedad durante los dos últimos siglos está propiciando el agotamiento progresivo de los recursos energéticos y un aumento de las temperaturas planetarias que, con su cohorte de fenómenos asociados, constituyen el denominado cambio climático, acerca del cual apenas existen ya dudas. Esta situación ha generado la necesidad de gestionar de forma más racional los recursos energéticos. El sector de la climatización de espacios es, en este sentido, uno de los que mayor intervención está requiriendo en las últimas décadas, por una parte porque, dentro del sector residencial-comercial, un porcentaje muy elevado del consumo energético se destina al acondicionamiento térmico, y por otra, debido a los escenarios actuales que se dibujan en el contexto del cambio climático (IPCC, 2007), que prevén un aumento de la temperatura media planetaria, lo que sin duda tendrá una incidencia en las necesidades de calefacción y refrigeración. Tal incremento térmico reducirá en alguna medida las necesidades de calefacción, pero es presumible que en algunas zonas puedan aumentar en mayor grado las derivadas de la refrigeración, de manera que el balance energético de climatización (calefacción y refrigeración) experimentaría un crecimiento. De producirse esta situación, el incremento de temperaturas actuaría como un mecanismo de retroalimentación positiva, dado que el aumento de las necesidades energéticas para climatizar espacios propiciaría un mayor consumo de energía y, paralelamente, de emisiones de gases de efecto invernadero, que a su vez generarían un nuevo aumento de temperatura, conducente a un incremento de las necesidades de climatización, y así sucesivamente (ver figura I.1). Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 9 Figura I.1. Mecanismo de retroalimentación positiva del consumo energético por necesidades de climatización en el contexto del cambio climático (en el caso de que el aumento de las necesidades de refrigeración sea de un orden superior al descenso de las necesidades de calefacción). Fuente: Elaboración propia El clima de una región es, por tanto, un elemento clave a tener en cuenta en la predicción de la demanda energética, la cual es fundamental en la gestión de este sector porque permite pronosticar las posibles carencias, impulsar medidas de ahorro energético, y evitar inconvenientes a los consumidores, dada la absoluta dependencia energética en nuestro contexto como región desarrollada económicamente. Además, no debe olvidarse que la electricidad, una de las fuentes de energía más demandadas en este sector, no puede almacenarse, por lo que tener previsiones ajustadas de la demanda resulta fundamental. Todas estas consideraciones han propiciado la aparición de algunos estudios que intentan estimar las necesidades energéticas derivadas de la climatización. En la mayoría de los casos se trata de estudios desarrollados sobre un número reducido de observatorios meteorológicos, con lo cual no pueden recoger la gran variedad climática que existe en cualquier área dotada de una mínima diversidad fisiográfica. Mucho menos frecuentes son este tipo de investigaciones en torno a la posible evolución de tales necesidades teniendo en cuenta las proyecciones climáticas futuras. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 16 Peirson y Henley, 1994; Sailor y Muñoz, 1997; Sailor, 2001), generalmente mediante un modelo de regresión lineal. Sus principales limitaciones son que pronostican el futuro basándose en relaciones entre las variables que tuvieron lugar en el pasado, y que la relación entre las variables puede ser causal o simplemente casual. I.3. REVISIÓN DEL ESTUDIO DE LA INFLUENCIA DEL TIEMPO ATMOSFÉRICO EN LA DEMANDA ENERGÉTICA I.3.1. CONSUMO ENERGÉTICO DE CLIMATIZACIÓN En la mayor parte de la literatura especializada en el estudio de la influencia del tiempo atmosférico en la demanda energética, se distingue entre lo que se denomina consumo energético de base y consumo energético de climatización. El consumo energético de base es aquel que no se ve afectado por las condiciones meteorológicas, pese a que existen multitud de (otros) factores que pueden afectarle, aunque para nosotros –sobre todo a nivel conceptualserán irrelevantes. El consumo energético de climatización es, por tanto, aquel que tiene lugar como consecuencia de unas condiciones meteorológicas determinadas. En este sentido, el concepto de temperatura de base es básico para entender el comportamiento descrito; el valor de esta temperatura definirá el punto en el cual no es necesaria la climatización de espacios cerrados o, lo que es lo mismo, el punto debajo del cual serán necesarios mecanismos de calefacción y por encima del cual se necesitarán mecanismos de refrigeración. Esta temperatura, lejos de ser una constante, depende en gran medida de las preferencias del consumidor, su renta o la zona climática donde se encuentre. Además, el ser humano desarrolla mecanismos de adaptación al clima, de manera que aquellas personas que viven en zonas de climas fríos soportan mejor las temperaturas bajas, y viceversa, estableciendo su temperatura de confort a la baja y al alza, respectivamente. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 17 I.3.2. VARIABLES METEOROLÓGICAS INFLUYENTES EN LA DEMANDA ENERGÉTICA Si bien son muchas las variables meteorológicas que influyen en la variación de la demanda energética por necesidades de climatización (insolación, humedad, viento…), la temperatura del aire es la que mayor impacto tiene en ésta, sobre todo en periodos largos. En periodos cortos esa influencia de la temperatura podría matizarse con otros factores meteorológicos: la insolación en periodos por debajo de 18ºC, la humedad relativa en periodos por encima de 18ºC y la precipitación en ambos comportamientos (Valor et al., 2001). La inclusión de otras variables meteorológicas aparte de la temperatura –o derivadas- en los modelos depende en gran medida de la escala geográfica en la que se pretenda realizar la predicción de demanda. En un estudio que llevaron a cabo Erbs y Klein. (1984), en el que se pretendía estimar la demanda energética a escala edilicia, se tuvo en cuenta la radiación solar como variable influyente, además de los grados-día, variable derivada de la temperatura en la que se fundamenta esta tesis doctoral y que en epígrafes posteriores se trata ampliamente. La inclusión de más variables meteorológicas que complementan a la temperatura es muy habitual en estudios de este tipo. En investigaciones que estiman la demanda a nivel regional o nacional también se han tenido en cuenta otras variables atmosféricas aparte de la temperatura, aunque generalmente su capacidad explicativa y predictiva es bastante limitada, por lo que suele prescindirse de ellas. En un estudio de Climent et al. (2003) se consideraron diferentes variables meteorológicas como variables explicativas de un modelo econométrico, con el fin de contrastar su influencia en los datos de consumo mensual de gas y electricidad. En concreto, se utilizaron los promedios mensuales de temperatura –expresados mediante la variable derivada gradosmes-, la velocidad del viento en la racha máxima diaria (Km/h), la humedad relativa, la presión atmosférica, la precipitación total y la insolación, ponderando su efecto mediante la población. Solo los grados-mes resultaron ser significativos en cuanto a la modelización. En otro estudio realizado por Lam (1998) se tuvieron Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 18 en cuenta, además de los grados-día refrigeración, la entalpía-día 1 latente y la radiación-día solar, teniendo estas dos últimas un menor protagonismo en la capacidad explicativa de los modelos anuales de regresión múltiple generados, aportando únicamente, como media, un 4’5% de la varianza total explicada. La significación estadística de otras variables meteorológicas diferentes de la temperatura (o derivadas de ésta) en los modelos depende también del clima en el que se esté realizando la investigación. En un estudio de Sailor y Muñoz (1997), en el que se estimó la demanda energética para ocho estados de EE.UU, la entalpía sólo se tuvo en cuenta para Louisiana, debido, según su autor, a su clima cálido y húmedo en verano, mientras que la velocidad media mensual del viento fue significativa en cuatro estados (California, Florida, Texas, Louisiana), siendo los grados-día calefacción o refrigeración –dependiendo de la estación del añolas únicas variables comunes en todos los modelos. I.3.3. NO LINEALIDAD DE LA INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA EN LA DEMANDA La temperatura ambiental es la variable meteorológica que ejerce una mayor influencia en la demanda energética. La respuesta de la demanda energética a las variaciones de temperatura es claramente no lineal, presentando un mínimo y dos máximos (ver figura I.2). Éstos se corresponden, respectivamente, con un punto, o intervalo, en el que la demanda energética es insensitiva a la temperatura (Valor et al., 2001) y dos ascensos de la demanda como consecuencia de las disminuciones y aumentos de la temperatura exterior respecto a una temperatura de base, como respuesta a la utilización de sistemas de calefacción y refrigeración, respectivamente, que permiten mantener los espacios a la temperatura de confort deseada por las personas que los habitan. 1 Conceptualmente, la entalpía-día latente representa la cantidad de energía necesaria para bajar la humedad al nivel de confort de ASHRAE 55 sin reducir la temperatura del aire. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 19 Figura I.2. Influencia no lineal de la temperatura en la demanda energética. Fuente: Elaboración propia, a partir de Valor et al. (2001) Pese a esto, Valor et al. (2001) defienden la existencia de unas temperaturas límite en las cuales el consumo no aumenta (puntos de saturación), posiblemente debido a la potencia limitada de los sistemas de climatización y a la capacidad de aislamiento de los edificios (ver figura I.3). Figura I.3. Puntos de saturación en la influencia de la temperatura en la demanda energética. Fuente: Elaboración propia a partir de Valor et al. (2001) Para conseguir analizar esta influencia de forma lineal –algo que aporta sencillez a cualquier modelo-, en la mayoría de investigaciones se segregan por una parte los registros por encima de la temperatura de base (refrigeración) y por otra los registros por debajo de ésta (calefacción). Lógicamente, esta separación implica la utilización de dos modelos. El método hegemónicamente utilizado para separar ambos comportamientos es el de los grados-día, variable derivada de la temperatura. Cuando la temperatura exterior del aire es inferior a la temperatura de base se calcula la variable grados-día calefacción, mientras que cuando es superior se estiman los grados-día refrigeración. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 20 I.3.4. ESTADO DE LA CUESTIÓN La aparición de estudios que intentan estimar las necesidades energéticas derivadas de la climatización data de mediados del siglo pasado. Dryar (1944) puede ser considerado el pionero en estudiar la influencia de la temperatura en la demanda de electricidad, así como el primer autor en introducir el concepto de la demanda base como aquella parte de la demanda que no se debe a las variables atmosféricas. Los estudios que investigan la influencia de la meteorología en la demanda energética utilizan, generalmente, un mismo nivel de desagregación de los datos climáticos y de consumo energético. Esto es necesario para poder poner en relación el clima de la región de estudio con su demanda energética. Los datos de consumo energético que se utilizan generalmente tienen un nivel de desagregación muy bajo, al ser el consumo regional o nacional los datos que pueden proporcionar las empresas energéticas u otros organismos (Thom, 1966; Bolzem et al., 1982; Gutiérrez, 2003; Hor et al., 2005;). Por otra parte, para obtener variables climáticas representativas de todo el área de estudio muchos autores optan por construir índices climáticos sintéticos, a partir de la ponderación de los registros de los observatorios meteorológicos tenidos en cuenta, generalmente según la población de las áreas a las que éstos representen (Valor et al., 2002; Gutiérrez, 2003; Ortiz et al., 2012). En el caso de regiones con escasa variabilidad climática se pueden considerar como representativos los datos recogidos por un único observatorio (Al-Zayer y Al-Ibrahim, 1996). Para intentar predecir la demanda energética muchos autores optan por correlacionar las variables meteorológicas regionales –generalmente la temperatura o variables derivadas de éstacon datos de consumo energético. Los resultados en este tipo de metodologías son notables para el escaso grado de complejidad que exigen; Valor et al. (2001) obtuvieron una función no lineal de predicción de la demanda de electricidad utilizando los grados-día calefacción como variable explicativa, presentando un error de estimación de +/-4%. El Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 21 modelo en el que utilizaron los grados-día refrigeración resultó todavía más preciso (error de estimación de +/-2%). Los modelos más utilizados para analizar la influencia de la meteorología en la demanda energética son los denominados modelos econométricos, es decir, aquéllos que relacionan la demanda con factores externos, siendo la temperatura del aire uno de los más influyentes. Es muy habitual que los modelos no incluyan como variable explicativa a la temperatura en su forma original, sino expresada mediante la variable derivada grados-día, que expresa las acumulaciones de calor o frío por encima o debajo de un umbral de confort determinado. Gutiérrez (2003) utilizó un modelo de regresión dinámica conducido por la variable explicativa grados equivalentes mensuales, conceptualmente similar a la variable grados-día, pero calculada a partir de datos mensuales. Climent et al. (2003), con el fin de precisar la relación existente entre diversos índices climáticos y el consumo de gas y de electricidad, plantearon la estimación de modelos econométricos incorporando de forma progresiva diferentes variables climáticas, determinando, en cada caso, la necesidad de mantener cada variable explicativa en el modelo en función de su nivel de significación individual; sólo fueron significativas los gradosdía calefacción y refrigeración. Al-Zayer y Al-Ibrahim (1996) desarrollaron modelos lineales y cuadráticos de predicción de la demanda eléctrica mensual con errores menores al 5%, mientras que para las predicciones anuales el mayor ajuste se consiguió mediante un modelo sinusoidal, todos a partir de la variable gradosdía. Le Comte y Warren (1981) formularon un modelo de regresión múltiple que relacionaba la demanda eléctrica semanal con la meteorología, a partir de variables explicativas como los grados-semana totales, y la variable adelantada de ésta (los grados-semana totales de la semana anterior), llegando a explicar el 96% de la varianza. La influencia del clima en la demanda energética, por otra parte, suele estudiarse mediante sus términos medios, esto es, teniéndose en cuenta las condiciones climáticas habituales de la región y, por tanto, estimando su demanda energética total en un periodo de tiempo mensual o anual. Sin embargo, algunos estudios han Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 22 introducido la influencia que tienen los episodios de temperaturas extremas. Colombo et al. (1998) identificaron estos episodios mediante valores de temperatura máxima y mínima, considerando dos tipos de eventos distintos: por una parte, un único día en el que la temperatura máxima o mínima igualaran o excedieran un umbral determinado; por otra, un periodo de más de un día en el que se superara también ese límite (olas de frío o calor). Los autores encontraron relaciones evidentes entre esos eventos y los picos de demanda acaecidos en nueve ciudades canadienses. Miller et al. (2008) cuantificaron los impactos de las olas de calor en los picos de demanda en California, a partir de las temperaturas máximas superiores al diez por ciento de los días más cálidos del periodo comprendido entre Junio y Septiembre. Para ello estimaron los grados-día refrigeración en estos episodios extremos y, además, los compararon con los valores extremos previstos según diversos escenarios de cambio climático del IPCC. La mayoría de investigaciones hasta ahora referenciadas utilizan datos de consumo para ser puestos en relación con datos climáticos. Existen también estudios que calculan los requerimientos energéticos por necesidades de climatización a partir únicamente de los grados-día. Matzarakis y Balafoutis (2004) calcularon los grados-día calefacción para 40 observatorios meteorológicos de Grecia y, a partir de modelos de regresión múltiple, transfirieron esa información puntual a todo el territorio nacional. Los autores consideraron que los grados-día son una herramienta muy útil para estimar las necesidades de calefacción de los hogares. Correa et al. (2005) utilizaron técnicas de interpolación espacial para distribuir geográficamente los grados-día calefacción y refrigeración para el Área Metropolitana de Gran Mendoza. La variable grados-día es, en efecto, frecuentemente utilizada en diferentes procedimientos de estimación de la demanda energética, tanto como factor explicativo en modelos econométricos como manejada como indicador para estimar las necesidades de climatización de una región. Esta variable es la más habitual para expresar las desviaciones acumulativas de la temperatura exterior respecto de una cierta temperatura neutra durante un periodo determinado. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 23 Mediante el procedimiento de los grados-día se asume que la energía que se necesita para climatizar un espacio es proporcional a la diferencia entre la temperatura media diaria exterior y una temperatura de base determinada que se establezca (Büyükalaca, 2001, Valor et al., 2001). Esto permite establecer una relación lineal entre esta variable y el consumo energético, pudiendo estimarse de esta manera la demanda energética por causas climáticas. Debido a su contrastada capacidad para estimar las necesidades de climatización, la variable grados-día es utilizada en la gran mayoría de estudios que tienen como objetivo predecir la evolución de éstas a lo largo del siglo XXI. Estas primeras investigaciones datan de principios del presente siglo, momento en el que empieza a producirse una creciente preocupación por los posibles cambios en la energía destinada a la climatización. En función del contexto climático para el que se han realizado estos estudios las previsiones son halagüeñas o preocupantes. Venäläinen et al. (2004) estimaron que en el periodo 2021-2050 las necesidades de calefacción disminuirían en torno a un 10% con respecto al periodo 1961-1990 en Finlandia. Por su parte, Semmler et al. (2010) previeron que a finales de siglo las necesidades de calefacción del periodo invernal experimentarían una reducción de alrededor del 20% en la mayor parte del territorio irlandés, porcentajes de disminución que en el resto de estaciones serían mayores (incluso del 50%), al partir de valores inferiores. Los autores también estimaron un ligero incremento de las necesidades de refrigeración en el sureste del país, aunque en cualquier caso de forma incipiente. En este sentido, y también en este contexto de regiones beneficiadas por el incremento de temperaturas, Christenson et al. (2006) constataron, para el caso de Suiza, que las necesidades de calefacción presentaban una especial sensibilidad a las variaciones absolutas, y las incipientes necesidades de refrigeración previstas hacia finales de siglo una gran sensibilidad a las variaciones relativas, como consecuencia de la gran diferencia de magnitud de unas y otras (mucho mayor la calefacción que la refrigeración). Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 24 En el extremo contrario se sitúan las regiones permanentemente cálidas. Parkpoom y Harrison (2008) previeron aumentos de la electricidad de más del 15% en Tailandia hacia finales de siglo como consecuencia de las crecientes necesidades de refrigeración. En ámbitos mediterráneos, caso de nuestra región de estudio, la situación es más compleja, ya que en general ambos tipos de necesidades están bastante consolidados en la actualidad y, por tanto, la variabilidad territorial de su contrapuesta evolución dificulta una valoración regional taxativa en términos de beneficio o perjuicio. Mirasgedis et al. (2007) sí reparan en esta cuestión, estimando que la demanda de electricidad aumentaría en Grecia a finales de siglo entre un 3’6% y un 5’5%, como consecuencia de un mayor incremento de las necesidades de refrigeración con respecto a la reducción de las de calefacción. Por su parte, Giannakopoulos et al. (2009) espacializaron, mediante celdas de 25 kilómetros de resolución, las necesidades de calefacción y refrigeración presentes y futuras de la cuenca mediterránea a partir de un ensemble que combinaba distintos modelos de simulación, confirmando que los cambios de mayor envergadura en ambos tipos de necesidades se producirán en las zonas continentales. Todos estos antecedentes, llevados a cabo por diversas disciplinas científicas (arquitectura, economía, climatología, etc.), atestiguan un uso muy frecuente de la variable grados-día ante el objetivo de delimitar las necesidades de climatización de edificios, ciudades o territorios, ofreciendo en todos los casos resultados muy satisfactorios. A su contrastada eficacia debemos añadir el hecho de que las pocas investigaciones que han tenido como objetivo estimar las necesidades de climatización futuras han utilizado esta variable. Estas razones nos han conducido a la decisión de utilizar la variable grados-día para estimar las necesidades de climatización presentes y futuras en nuestra región de estudio. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 25 I.4. LA VARIABLE GRADOS-DÍA I.4.1. DEFINICIÓN Una condición climática es “x” veces más severa que otra si la demanda energética de un edificio concreto es “x” veces mayor en la primera que en la segunda (Sánchez de la Flor y Álvarez Domínguez, 2004). La utilización de la variable grados-día se basa fundamentalmente en esta asunción, ya que permite estimar en qué proporción un día es más cálido o más frío en términos de climatización, algo que mediante la variable original (la temperatura) no es posible de forma directa. La variable grados-día se utiliza para cuantificar lo fría o cálida que es la temperatura exterior de un día respecto a una temperatura de base determinada, que es aquella en la que no se necesita climatizar los espacios. En la mayoría de estudios que utilizan esta variable, la temperatura exterior del aire que se tiene en cuenta es la temperatura media diaria, siempre que la disponibilidad de datos lo permita. De hecho, en algunos estudios se realizan estimaciones a partir de temperaturas medias mensuales (Badescu y Zamfir, 1998). Según Gutiérrez (2003), los grados-día cuantifican la discrepancia o distancia entre la temperatura ambiente representativa de un período de tiempo y una cierta temperatura de referencia. Valor et al. (2001) apuntan que los grados-día son la diferencia entre la temperatura media diaria y una temperatura de referencia. Según estos principios: Cuando la temperatura exterior es inferior a la de base hablamos de grados-día calefacción, expresándose como: GDC = (1 día) Σ (Tb – Tm)+ Siendo Tb la temperatura de base, Tm la temperatura media exterior del aire, e indicando el símbolo (+) que sólo se suman los valores positivos. De forma análoga, en el caso de que la temperatura exterior sea superior a la de base hablaríamos de grados-día refrigeración, calculándose de la siguiente forma: Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 32 estándar –válido esencialmente para los grados-día de calefacción-, y en cambio la temperatura de base que ellos han calculado para la región (23’6ºC) se refiere a las necesidades de refrigeración. En cualquier caso, sí parece claro lo aconsejable de utilizar diferentes temperaturas de base dependiendo de las características climáticas de las áreas de estudio; Sailor y Muñoz (1997), en un estudio sobre demanda de electricidad y gas en ocho estados de EE.UU, utilizan un valor de 18,3ºC para todos los estados a excepción de California, el cual se establece en 21ºC. La temperatura de base puede estar condicionada por otros factores meteorológicos. Büyükalaca et al. (2001) hacen referencia al establecimiento de diferentes temperaturas de base dependiendo de la insolación recibida. Otros factores meteorológicos que podrían afectar al establecimiento de una u otra temperatura de base podrían ser la humedad y la amplitud térmica, aunque no se ha encontrado ninguna referencia explícita al respecto. Por una parte, el agua es mejor conductora del calor que el aire, por lo que con temperaturas frías una humedad relativa alta favorece la pérdida de calor del cuerpo (de ahí que se incremente la sensación de frío). Cuando la temperatura y la humedad relativa son altas también sucede lo mismo, pero esa presencia de humedad en el aire dificulta la transpiración del cuerpo humano, dificultando por tanto el principal mecanismo que tiene para regular su temperatura cuando hace calor. Por lo tanto, en lugares con humedades relativas altas la temperatura de base de refrigeración debería ser menor que en regiones con humedades relativas bajas, y al contrario, la temperatura de base de calefacción debería ser mayor. Frente a esta amalgama de temperaturas de base, y teniendo en cuenta las características de nuestro trabajo, se ha decidido establecer dos valores de temperatura de base diferentes para las necesidades de calefacción y de refrigeración. Escoger un único valor implicaría permanentes necesidades de climatización, algo que no se corresponde con la realidad. La temperatura de base escogida para el cálculo de los grados-día calefacción es de 14ºC, mientras que para los grados-día refrigeración se ha optado por un valor de 21ºC. Se han Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 33 escogido estos umbrales porque ambos se han establecido en otras investigaciones de climas similares al de la región andaluza y han arrojado buenos resultados. I.4.3. EL CÁLCULO DE LA TEMPERATURA MEDIA Pese a que la temperatura es una variable continua en el tiempo, la temperatura media diaria calculada por el procedimiento clásico ((Tmax + Tmin)/2) no presenta diferencias significativas respecto a su cálculo mediante más registros intradiarios (World Meteorological Organization), como sería el caso de los datos recogidos por estaciones automáticas que ofrecen registros cada 20 o 30 minutos. En el caso de muchos estudios la preferencia por el método clásico se justifica, además, por la mejor disponibilidad de datos (Quayle y Díaz, 1979). No obstante, y aunque mayoritariamente el cálculo de los grados-día se efectúa a partir de la temperatura exterior media del aire diaria, existen procedimientos que intentan hacer un seguimiento continuo de la temperatura a lo largo de todo el día. Cesaraccio et al. (2001) consideran importante tener en cuenta la tendencia diurna de la temperatura en los modelos de agricultura que describan la fenología y el desarrollo de determinadas plantaciones. Los grados-día, entonces, pasarían a determinarse calculando primero los grados-hora, y luego sumándolos y dividiendo el resultado por 24. Obviamente, esta metodología podría aplicarse para cualquier número de registros –periódicosintradiarios. I.4.4. UTILIZACIÓN DE LOS GRADOS-DÍA EN ANDALUCÍA En relación a la utilización de la variable grados-día de manera específica en Andalucía destaca, como primera referencia, la tesis doctoral titulada “La demanda residencial de energía eléctrica en la Comunidad Autónoma de Andalucía: un análisis cuantitativo” (Gutiérrez, 2003), en la que se estudió, por primera vez, el efecto de la temperatura en el consumo residencial de energía eléctrica en la región, para lo cual se utilizó la variable grados-mes. La autora calculó, en primer lugar, las temperaturas mensuales representativas de toda la región en el periodo Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 34 1995-2001 a partir de los datos mensuales de ocho observatorios (uno de cada provincia), ponderando la contribución de cada uno según la población provincial. Una vez obtenidas estas temperaturas medias mensuales representativas de la región se calcularon los valores de grados-mes de ésta durante ese periodo, los cuales fueron puestos en relación con el consumo mensual de electricidad durante el periodo 1995-2001. Este procedimiento presenta, a nuestro juicio, dos aspectos cuestionables a nivel climatológico: por una parte, el haber calculado los gradosmes mediante temperaturas mensuales y no diarias y, por otra, el haber considerado únicamente un observatorio representativo por provincia. Existe un precedente plausible en el que sí se tiene en cuenta la diversidad climática de la región. En concreto, Sánchez de la Flor et al. (2008) realizaron una zonificación climática a nivel municipal según la severidad invernal y estival en términos de climatización de edificios, índices construidos a partir de la variable grados-día y la radiación solar. Esta evaluación territorial más detallada se basa en la clasificación climática que se especifica en el Apéndice D del Documento Básico de Ahorro de Energía del Código Técnico de la Edificación (Real Decreto 314/2006, de 17 de marzo), que establece cinco niveles de severidad invernal (de menor a mayor severidad: A, B, C, D y E) y cuatro de severidad estival (de menor a mayor severidad: 1, 2, 3 y 4). En este Apéndice se detallan las zonas climáticas a las que pertenecen todas las capitales de provincia en términos de climatización de edificios, y se ofrecen estimaciones para clasificar climáticamente al resto de localidades de la provincia a partir de la diferencia altitudinal con la capital correspondiente (ver figura I.4), aunque únicamente para aquellos casos en los que la altitud es superior en más de 200 msnm. Si la diferencia altitudinal es de menos de 200 msnm o la altitud de la localidad es inferior se toma como referencia el tipo climático de la capital de provincia. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 35 Figura I.4. Determinación de las zonas climáticas de las provincias españolas. Fuente: Código Técnico de la Edificación. Documento Básico. Ahorro de Energía (2013). Los autores calcularon ambos índices de severidad para 124 municipios que tenían disponibilidad de datos climáticos. Posteriormente, aquéllos fueron estimados en el resto de municipios andaluces mediante el inverso de la distancia, estableciendo como factores de corrección las diferencias de altitud, de latitud y de continentalidad con los observatorios de referencia. Tal y como se puede observar en el diagrama de dispersión de la figura I.5, en Andalucía actualmente existen diez tipos distintos de severidad climática, existiendo una concentración evidente de municipios en los tipos B4 (moderada severidad invernal y muy elevada severidad estival) y C3 (elevadas severidades invernal y estival). Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 36 Figura I.5. Severidad climática de los municipios andaluces en términos de climatización. Arriba, diagrama de dispersión de las zonas climáticas de todos los municipios andaluces; abajo, representación cartográfica de la zonificación climática. Fuente: Sánchez de la Flor et al. (2008). El año 2012 la Consejería de Medio Ambiente 3 publicó el informe “Estudio básico de Adaptación al Cambio Climático: sector energético”, en el que se incluyó un mapa de grados-día refrigeración anuales observados en el periodo 1961-1990, así como su estimación para el año 2050 según el Modelo de Circulación General (MCG) ECHAM4 y los escenarios de emisiones A2 y B2, utilizando la técnica del 3 Actualmente Consejería de Medio Ambiente y Ordenación del Territorio Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 37 krigeado (kriging) para espacializar los datos en toda la región. En esta previsión se constata un aumento muy considerable de las necesidades de refrigeración en algunas zonas que, según dicho informe, se traducirá inexorablemente en un aumento notable del consumo eléctrico. No obstante, en el documento no se especifica qué temperatura de base se ha utilizado para su estimación. La variable grados-día aparece como propuesta en el Sistema de Indicadores Climático-Ambientales de la Junta de Andalucía, en concreto referidos a cuestiones de fenología y desarrollo de especies vegetales (Grados-día vegetación/Grados-día vegetación normal), pero actualmente no se están aplicando en rutina. Esta tesis doctoral pretende incorporar sus aportaciones a todo este conjunto de investigaciones realizadas en la región andaluza. Para llevar a cabo la metodología de cálculo de las necesidades de climatización actuales y futuras se ha dispuesto de dos fuentes de información climática. Por una parte, para estimar las necesidades actuales se han utilizado los datos de temperatura diaria de la red de observatorios meteorológicos de la Agencia Estatal de Meteorología (AEMET); por otra, para estimar las necesidades de climatización futuras se ha recurrido a los datos simulados de temperatura diaria procedentes de los Escenarios Locales de Cambio Climático de Andalucía (ELCCA), facilitados por la Consejería de Medio Ambiente y Ordenación del Territorio. En el siguiente capítulo se detallan las principales características de ambas fuentes de información. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 38 CAPÍTULO II. FUENTES DE INFORMACIÓN CLIMÁTICA II.1. LOS DATOS OBSERVADOS II.1.1. LA RED DE OBSERVACIÓN CLIMÁTICA La utilización de datos de temperaturas máximas y mínimas diarias supone un perfeccionamiento en la metodología utilizada habitualmente en el cálculo de los grados-día, por lo que su obtención ha resultado ciertamente conveniente. Nuestro interés se ha centrado en trabajar con los datos de diversas estaciones meteorológicas repartidas por toda la región andaluza, con el objetivo de tener una representatividad territorial y climática óptima para realizar un trabajo de estas características. Andalucía cuenta con una red de estaciones meteorológicas amplia en número e indudablemente discontinua en el tiempo. En la actualidad, esta red de observatorios está compuesta por estaciones meteorológicas manuales, cuya implantación se fue produciendo progresivamente desde principios del siglo XX, y estaciones automáticas, una red mucho menos densa espacialmente y de reciente instalación. Ambos motivos fueron claves para descartar a esta última como fuente de datos de observación, centrándonos únicamente en los registros recogidos por las estaciones manuales. La red de observatorios meteorológicos manuales se subdivide a su vez en la red de estaciones completas y la red de estaciones secundarias, a tenor del número de variables meteorológicas observadas. Esta distinción, en nuestro caso, carece de importancia, dado que la única variable que vamos a utilizar es la temperatura, por lo que en su tratamiento en ningún caso vamos a establecer una diferenciación entre ambas. La calidad de sus datos será cotejada tanto en el apartado de la descripción de las lagunas de los registros diarios como en el análisis de la homogeneidad de las series climáticas. La Consejería de Medio Ambiente, que tiene un convenio de colaboración con la Agencia Estatal de Meteorología (AEMET) para el intercambio de información - Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 39 organismo al que pertenecen ambas redes de estaciones meteorológicas-, nos suministró el banco de datos de temperaturas diarias correspondiente a la región andaluza, que comprende un periodo de 59 años (1950-2008) y concentra un total de 645 estaciones (ver figura II.1). Obviamente, la disponibilidad de datos en las estaciones es desigual, tanto en el número absoluto de registros diarios como en su distribución cronológica, ambos trascendentales ante los objetivos de seleccionar las estaciones meteorológicas más adecuadas para la espacialización y el establecimiento del periodo climático de referencia más representativo para nuestros propósitos. Figura II.1. Localización geográfica de las estaciones meteorológicas manuales entre 1950-2008. Fuente: Elaboración propia. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 40 II.1.2. DISPONIBILIDAD DE DATOS DE OBSERVACIÓN Con carácter previo al tema central de esta tesis doctoral se ha analizado la disponibilidad y la calidad de los datos de observación de temperatura. Un estado óptimo de ambas características nos permitiría disponer de los datos de temperatura máxima y mínima diaria de una red de estaciones meteorológicas amplia –recogiendo así la gran variedad climática de la región andaluza-, durante un periodo climático de referencia suficientemente representativo, y cuyos registros cumplieran unos requisitos exigidos de calidad –precisión en el momento de la observación y su posterior registro, ausencia de valores “outliers”, homogeneidad de las series, etc.-. Desafortunadamente, en la mayoría de investigaciones que necesitan registros climáticos con una elevada representatividad espacial se deben afrontar dificultades con respecto a estas cuestiones, algo de lo que no escapa este trabajo. El número de registros diarios válidos 4 observados en el periodo 1950-2008 es de 3.919.753, el 30% del máximo teórico, o lo que es lo mismo: el 70% de los registros diarios posibles están ausentes. En la evolución de la disponibilidad de registros diarios válidos pueden detectarse dos tendencias principales: una de ascenso desde 1950 hasta mediados de la última década del siglo pasado, y una de descenso desde ese momento hasta la fecha de los últimos datos analizados (ver figura II.2). Pese a esto, dentro de la primera tendencia ascendente existe un paréntesis de descenso, que alcanza su mínimo relativo a principios de la década de los 80. 4 Se consideran registros diarios válidos aquéllos en los que se dispone tanto del dato de temperatura máxima como del dato de temperatura mínima. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 41 Figura II.2. Evolución del número de registros válidos (1950-2008). Fuente: Elaboración propia. El año en el que más estaciones disponen de datos es 1992, con un total de 346 estaciones, aunque el año 1994 es tanto el que tiene un mayor número de estaciones con una disponibilidad de datos diarios por encima del 80% como el que cuenta con más observatorios meteorológicos con series completas (ver figura II.3). Figura II.3. Evolución del número de estaciones según disponibilidad anual de datos diarios (1950- 2008). Fuente: Elaboración propia. 0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 Años Nº registros válidos Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 48 Figura II.6. Temperaturas medias mensuales acumuladas en el periodo 1961-90 en seis observatorios representativos de la región. Fuente: Elaboración propia. Una vez determinada la duración mínima del periodo de observación nuestro propósito es identificar qué periodo de quince años es el más apropiado para nuestro análisis. La disponibilidad de registros diarios en los sucesivos periodos de quince años sigue un patrón muy parecido al de la evolución del número de registros por año (ver figura II.7), con la salvedad de que en este caso la fase de incremento no se interrumpe en ningún momento, al compensarse el descenso de principios de los años 80 del siglo pasado con el incremento tan importante de los años inmediatamente posteriores. El periodo que cuenta con mayor disponibilidad de registros diarios es el comprendido entre 1985 y 1999, alcanzando prácticamente la cifra de 1.500.000 registros, repartidos entre 456 estaciones. En cualquier caso, el periodo con mayor número de estaciones con datos es el comprendido entre 1980 y 1998, con un total de 488 observatorios. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 49 Figura II.7. Evolución del número de registros diarios válidos según periodos de quince años consecutivos (1950-2008). Fuente: Elaboración propia. A pesar de que consideramos la densidad espacial de las estaciones meteorológicas un aspecto clave en este trabajo, debe existir también una calidad mínima exigible de las series climáticas en cuanto a su disponibilidad, algo sobre lo que no existe un consenso claro en la literatura. Se ha decidido que la disponibilidad mínima exigible para cada una de las estaciones sea del 80%, por lo que cualquier estación que en el periodo escogido tenga un porcentaje de registros diarios por debajo de ese umbral no va a ser seleccionada. Escoger un porcentaje superior no parece recomendable, porque el número de estaciones se vería limitado en demasía; escoger uno inferior pondría en entredicho la representatividad climática de un periodo de referencia que ya hemos reducido al mínimo. Aunque el periodo que cuenta con un mayor número de observatorios por encima del 80% de disponibilidad de registros diarios es el comprendido entre 1986 y 2000, se ha decidido escoger el periodo 1985-1999 como periodo de observación porque es en el que se puede disponer de más observatorios con las series completas (20) y con más del 95% de registros diarios disponibles (ver 0 200000 400000 600000 800000 1000000 1200000 1400000 1600000 50-64 51-65 52-66 53-67 54-68 55-69 56-70 57-71 58-72 59-73 60-74 61-75 62-76 63-77 64-78 65-79 66-80 67-81 68-82 69-83 70-84 71-85 72-86 73-87 74-88 75-89 76-90 77-91 78-92 79-93 80-94 81-95 82-96 83-97 84-98 85-99 86-00 87-01 88-02 89-03 90-04 91-05 92-06 93-07 94-08 Periodo Nº registros diarios válidos Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 50 figura II.8), algo que resulta fundamental para afrontar la fase de interpolación de lagunas posterior. Figura II.8. Número de observatorios según disponibilidad de datos diarios válidos. Fuente: Elaboración propia. II.1.4. INTERPOLACIÓN DE REGISTROS VACÍOS, CONTROL DE CALIDAD Y HOMOGENEIDAD DE LAS SERIES Los registros observados en las estaciones meteorológicas constituyen la base del conocimiento científico en muchos estudios climatológicos. La calidad de estos registros puede verse afectada por diversos problemas, desde la ya mencionada presencia de lagunas -que pueden ser más o menos aisladas-, hasta problemas que afecten a la homogeneidad de las series climáticas. Para que una serie temporal represente las variaciones de un elemento climático y pueda ser calificada como homogénea es necesario establecer que dichas variaciones respondan sólo a Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 51 causas climáticas y no a otras de carácter artificial o “no climático” (Conrad y Pollack, 1962). Algunas de estas inhomogeneidades pueden deberse a una relocalización del observatorio, a una variación de las características del entorno de éste (efecto urbano…), o a cambios del instrumental o la forma de realizar las mediciones. Para analizar la calidad de las series de temperatura se ha seguido la secuencia propuesta por Vicente-Serrano et al. (2010), en la que en primer lugar se reconstruyen las series incompletas, posteriormente se realiza un control de calidad de éstas y por último se comprueba su homogeneidad. El efecto de los valores diarios perdidos en el cálculo de las temperaturas medias mensuales puede dar lugar a errores en los patrones temporales y espaciales (Stooksbury et al., 1999), lo que justifica sobradamente la necesidad de reconstruir las series diarias incompletas. La interpolación de los valores diarios perdidos se ha realizado según el procedimiento seguido por Allen y DeGaetano (2001), que interpolaron valores máximos y mínimos diarios de temperatura a partir de las series más correlacionadas de otras estaciones meteorológicas. Si los observatorios están suficientemente cercanos, y tienen características fisiográficas parecidas, es muy probable que las temperaturas sean muy similares o que guarden una estrecha relación. De hecho, este procedimiento se ha utilizado incluso para interpolar valores perdidos de precipitación diaria (Vicente-Serrano et al., 2010), una variable mucho menos homogénea a nivel espacial. Algunos autores (Allen y DeGaetano, 2001) han cuestionado este método a la hora de interpolar valores extremos, pero como en el caso de este trabajo se pretenden estimar características climáticas habituales este particular no debería resultar relevante. La mayoría de observatorios presentan correlaciones muy elevadas con algunas estaciones de la base de datos. La estimación de valores perdidos se ha realizado, en muchos casos, a partir de series que presentaban correlaciones de alrededor de 0’9, por lo que su calidad ha quedado plenamente garantizada. De hecho, en ningún Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 52 caso se ha realizado una interpolación con una correlación inferior a 0’75. En general, las correlaciones han sido algo más elevadas en el caso de las temperaturas máximas. Una vez reconstruidas las series de temperaturas máximas y mínimas fueron sometidas a un control de calidad exhaustivo, siguiendo las recomendaciones establecidas por Aguilar et al. (2003), que consisten en: 1- Comprobación de errores  Valores aberrantes (Tmax > 50ºC y Tmin<-30ºC 5 )  Consistencia de las fechas de calendario: número de días por mes y año 2- Test de tolerancia:  Cuatro o más valores idénticos de temperatura consecutivos  Valores que excedan +/-4 de la desviación estándar 3- Consistencia interna: (Tmax < Tmin) 4- Coherencia temporal: dos observaciones de temperatura consecutivas (de Tmax oTmin) con más de 25ºC de diferencia 5- Coherencia espacial:  Valores de temperatura que excedan +/-4 de la desviación estándar con respecto a los valores de las estaciones de referencia  Comparación visual con respecto a las estaciones vecinas Este control dio lugar a un 0’17% de valores potencialmente erróneos, que en la mayor parte de los casos fueron confirmados como tales a partir de la comparación con los valores de estaciones cercanas. Estos valores erróneos fueron eliminados y considerados como vacíos, por lo que posteriormente debieron ser interpolados según la metodología seguida anteriormente. Una vez concluidas estas dos primeras fases se procedió al análisis de la homogeneidad de las series. 5 Los autores establecen temperaturas inferiores a -50ºC, pero se ha considerado que en el caso de nuestra región de estudio se puede establecer como límite inferior una temperatura no tan baja (-30ºC), que sea claramente extrema pero que pueda filtrar más casos como mínimo dudosos. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 53 Existen dos formas distintas de proceder a la hora de analizar la homogeneidad de las series climáticas: los test de homogeneidad absoluta, que se basan en la información de la propia serie, y los test de homogeneidad relativa, que utilizan datos de otros observatorios. En este trabajo se ha optado por la segunda opción. Para realizar el análisis de la homogeneidad de las series se calcularon, en primer lugar, las series de referencia de las temperaturas máximas, mínimas y medias mensuales de cada una de las 172 estaciones seleccionadas, con el objetivo de minimizar al máximo la posibilidad de inhomogeneidades (Vicente-Serrano et al, 2010). La construcción de estas series se ha realizado mediante el software ProclimDB (Štepánek, 2007). Las series de referencia se han construido a partir de otros observatorios teniendo en cuenta su correlación, cercanía y características geográficas. En concreto, las series de referencia de la mayoría de estaciones están constituidas por las series de los cinco observatorios mejor correlacionados (siempre y cuando la correlación fuera superior a 0’7), situados a una distancia inferior a 50 kilómetros, y con una diferencia altitudinal de menos de 500 msnm. En sólo seis casos no ha sido posible construir estas series a partir de cinco observatorios debido al incumplimiento de los criterios de similitud climática mencionados, siendo calculadas a partir de tres o cuatro observatorios. El peso de cada estación dentro de cada serie depende de su grado de correlación con la estación candidata. Una vez obtenidas las series de referencia se procedió a la detección de inhomogeneidades en las series. Para ello se aplicó el test SNHT (Standard Normal Homogeneity Test), desarrollado por Alexandersson y Moberg (1997), a cada una de las series de temperaturas mínimas, máximas y medias anuales y estacionales, comparándolas con las correspondientes series de referencia. Se comprobó que todos los puntos de ruptura identificados tuvieran coherencia en ambas escalas temporales. Finalmente se detectaron un total de 47 inhomogeneidades a escala anual, afectando a 37 de las 172 estaciones seleccionadas previamente. Se decidió no Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 54 contar con estas estaciones al considerar más garante el realizar la espacialización de los grados-día a partir de estaciones con una calidad contrastada. En la figura II.9 se representan las 135 estaciones meteorológicas finalmente seleccionadas. Como se puede observar nos encontramos con una dualidad perniciosa: disponemos de muchas estaciones situadas en zonas llanas, donde existe una mayor homogeneidad climática, y pocas en zonas de orografía más compleja, donde debería presuponerse una mayor heterogeneidad y, por tanto, donde precisamente se haría necesaria una mayor densidad de estaciones. De hecho, de las once estaciones que se sitúan por encima de 1000 msnm sólo una supera los 1500 msnm. Por esta razón, los resultados que se obtengan de las zonas de mayor altitud deberán ser analizados con especial cautela. En el Anexo 1 se especifican las características geográficas de estos observatorios. Figura II.9. Estaciones meteorológicas seleccionadas en el periodo de observación (1985-1999). Fuente: Elaboración propia. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 55 II.2. LOS DATOS SIMULADOS DE FUTURO El procedimiento de cálculo de los grados-día llevado a cabo en este trabajo requiere datos diarios de temperatura máxima y mínima de una serie de estaciones meteorológicas andaluzas en un periodo de referencia climáticamente representativo. Afortunadamente, los datos de simulación futura con los que se ha trabajado en esta tesis doctoral cumplen todos estos requisitos. Las proyecciones utilizadas proceden del proyecto Escenarios Locales de Cambio Climático de Andalucía (ELCCA), llevado a cabo por la Consejería de Medio Ambiente y Ordenación del Territorio en colaboración con la Fundación para la Investigación del Clima (FIC). El objetivo de este proyecto es aumentar la resolución espacial de las estimaciones globales derivadas de algunos modelos de circulación general (MCGs) del 4º Informe del IPCC, consiguiendo estimar la evolución de determinadas variables climáticas a escala local, entre las que lógicamente se encuentra la temperatura. II.2.1. MODELOS DE CIRCULACIÓN GENERAL Y ESCENARIOS DE EMISIONES. ALGUNAS NOCIONES Los Modelos de Circulación General (MCGs) constituyen la principal herramienta para estimar el clima del futuro. Estos modelos resuelven las ecuaciones fundamentales del movimiento de los fluidos, de continuidad (conservación de masa), de la termodinámica (conservación de energía) y de estado (Brunet et al. 2009) que tienen lugar en la atmósfera, la superficie terrestre, el océano y el hielo, de manera que pueden simular la circulación general atmosférica y, por tanto, los fenómenos asociados a ella. Estas ecuaciones son resueltas sobre una rejilla que cubre todo el globo, con una resolución horizontal que varía entre 150 y 300 kilómetros, describiendo las variables fundamentales del sistema: presión, temperatura, humedad atmosférica, salinidad oceánica, etc. En definitiva, lo que hacen los MCGs es simular la meteorología (normalmente a escala diaria), y es la Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 56 agregación sucesiva de ésta –en periodos climáticamente representativoslo que permite analizar la posible evolución del clima futuro. Dado que la evolución climática está condicionada por el comportamiento humano (emisiones de gases de efecto invernadero, cambios del sistema productivo y del modelo energético, demografía…) se hace necesario integrar a estos MCGs distintos escenarios que tienen en consideración este tipo de cuestiones socioeconómicas. En la figura II.10 se recogen las principales líneas argumentales de estos escenarios. Figura II.10. Líneas argumentales de los cuatro escenarios de emisiones futuras. Fuente: Informe Especial del IPCC sobe Escenarios de Emisiones (2000). Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 57 En el proyecto Escenarios Locales de Cambio Climático de Andalucía se ha trabajado con cuatro MCGs diferentes, y tres escenarios de emisiones para cada uno de ellos (ver tabla II.2). La resolución espacial es, en todos los casos, claramente insuficiente para estimar matices regionales. Ello justifica con creces la necesidad de haber llevado a cabo este proyecto de regionalización en Andalucía. Nombre del modelo Resolución espacial Resolución temporal Calendario días/año Escenarios disponibles BCM2 2’8º x 2’8º Diaria 365/366 A2, B1, A1B CNCM3 2’8º x 2’8º Diaria 365/366 A2, B1, A1B ECHAM5 1’8º x 1’8º Diaria 365/366 A2, B1, A1B EGMAM 3’7º x 3’7º Diaria 360 A2, B1, A1B Tabla II.2. Modelos de circulación general utilizados en el proyecto Escenarios Locales de Cambio Climático de Andalucía y sus características. Fuente: Elaboración propia. II.2.2. PROCESO DE GENERACIÓN DE LOS ESCENARIOS LOCALES DE CAMBIO CLIMÁTICO DE ANDALUCÍA La modelización a escala regional –o incluso localde la evolución futura del clima viene motivada por las obvias limitaciones de los MCGs para modelizar la variabilidad climática presente en cualquier región dotada de una cierta diversidad fisiográfica, especialmente ante la necesidad de adaptarse a los posibles impactos que podrían derivarse del cambio climático. Los climas regionales son el resultado de la interacción entre los fenómenos atmosféricos a escala planetaria y determinados factores regionales. Es por ello que, a partir de diversas técnicas de regionalización (downscaling), es posible realizar una modelización climática regional a partir de las simulaciones proporcionadas por los MCGs. Existen dos procedimientos de regionalización fundamentales: los de regionalización dinámica y los de regionalización estadística. La regionalización dinámica (downscaling dinámico) consiste en aumentar la resolución de los MCGs anidando un modelo regional de mayor resolución en el interior del modelo global. Este modelo regional toma como condiciones de contorno los valores del modelo global. La principal ventaja de este tipo de regionalización es que se basa en fundamentos físicos consistentes, permitiendo Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 64 Figura II.12. Estaciones meteorológicas de los escenarios de simulación futura. Fuente: Elaboración propia. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 65 CAPÍTULO III. METODOLOGÍA III.1. ANÁLISIS EXPLORATORIO DE LA VARIABLE GRADOS-DÍA III.1.1. CÁLCULO DE LA VARIABLE GRADOS-DÍA Finalizada la fase de puesta a punto de las fuentes de información se disponía de dos bases de datos. Por una parte, aquélla en la que se reflejan los datos diarios de temperatura máxima y mínima observados en las estaciones meteorológicas que se han seleccionado para el periodo 1985-1999; por otra, la base de datos que incluye los datos diarios de temperatura máxima y mínima simulados para el periodo 2011-2099 por parte de los MCGs CNCM3 y ECHAM5 según los escenarios de emisiones A2 y B1. En realidad ambas bases de datos tienen prácticamente el mismo diseño de registro, por lo que en términos operativos funcionan de la misma manera. Cada registro representa un dato diario, en el que queda especificado el observatorio, su fecha (año, mes y día), su temperatura máxima y su temperatura mínima. En el caso de la base de datos de los escenarios de cambio climático, los registros también incluyen un campo de información que indica el MCG en el que se basan, y otro campo en el que se especifica el escenario de emisiones. Partiendo de este estado inicial, a cada registro se le ha calculado su valor de temperatura media. Ello es necesario porque, en función de la relación de ésta con las temperaturas de base establecidas para la obtención de los grados-día calefacción y refrigeración, se deben aplicar unas ecuaciones de cálculo u otras, como ya se ha visto en el primer capítulo. Una vez calculada la temperatura media diaria se ha procedido al cálculo de los valores de grados-día calefacción y refrigeración de cada registro. Obviamente, puede darse el caso de que en un mismo registro diario se produzcan necesidades de calefacción y refrigeración. Ello sucede siempre que en un mismo día se sobrepasan los dos umbrales establecidos para calcular ambos tipos de necesidades, situación que suele producirse en las estaciones equinocciales y con Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 66 especial intensidad en las zonas de menor influencia marítima, al poder presentar amplitudes térmicas diarias mayores. En cualquier caso, las contribuciones a los valores acumulados en estos días de transición no suelen ser demasiado destacadas. En último lugar, como nuestro objetivo es obtener una estimación anual y mensual de la variable grados-día, se han calculado los respectivos valores acumulados de grados-día calefacción y refrigeración para cada observatorio, tanto para el periodo de observación como para los periodos futuros considerados (2011-2040, 2041-2070 y 2071-2099). De esta forma, se han obtenido los valores de gradosmes calefacción (GMC), grados-mes refrigeración (GMR), grados-año calefacción (GAC) y grados-año refrigeración (GAR). III.1.2. BREVE ANÁLISIS ESTADÍSTICO DESCRIPTIVO DE LAS VARIABLES GRADOS-MES Y GRADOS-AÑO CALEFACCIÓN Y REFRIGERACIÓN Con carácter previo a la espacialización de las necesidades de calefacción y refrigeración se ha realizado un breve análisis estadístico descriptivo de las variables grados-mes y grados-año calefacción y refrigeración. Se describen únicamente las principales características de los datos de observación y de los datos simulados de la proyección que prevé mayores cambios (CNCM3_A2_2071- 2099), asumiendo que el resto de posibilidades (periodos anteriores o proyecciones más moderadas) se sitúan en un estado intermedio entre ambos escenarios. A tenor de los principales estadísticos descriptivos de los datos puntuales de observación y simulación futura, existe –y existiráuna notable variabilidad espacial y temporal de las necesidades de calefacción y refrigeración (ver tablas III.1 y III.2). En el periodo de observación, el valor medio de las primeras varía entre los 27’22 GMC de octubre y los 168’48 GMC del mes de enero, mientras que en el caso de las segundas se sitúa entre 27’01 GMR en octubre y 174’88 GMR en julio. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 67 El valor medio de GAC en el periodo de observación (728’48 GAC) es superior al valor medio de GAR (620’88 GAR), predominancia que según el escenario de mayor cambio se invertirá sustancialmente (349’98 GAC vs. 1243’06 GAR). En ningún observatorio se observan o prevén valores nulos de GMR, ni siquiera en los meses menos cálidos. Ello se debe a que ningún observatorio se sitúa en los ámbitos más elevados de la región. Para estos meses, sin embargo, sí se simulan valores nulos de GMC en algunos observatorios. Escenario: 1985-1999 Variable/Estadístico N Mín. Máx. Media Mediana Desviación estándar Varianza Asimetría Curtosis GMC enero 135 41,54 355,26 168,48 160,89 65,78 4327,15 0,53 0,05 febrero 135 32,76 290,92 120,45 111,72 52,81 2788,67 0,89 0,69 marzo 135 16,12 241,80 86,17 77,19 47,72 2276,90 1,34 1,75 abril 135 9,30 211,20 65,52 55,80 40,12 1609,43 1,38 2,11 mayo 135 ,62 120,28 28,02 21,08 23,44 549,29 1,88 4,13 octubre 135 ,62 134,85 27,22 19,22 25,56 653,25 1,90 3,79 noviembre 135 9,00 241,50 79,80 70,50 47,61 2266,80 1,08 1,02 diciembre 135 22,32 308,45 134,72 125,86 62,18 3866,93 0,63 0,00 GAC 135 135,90 2066,10 728,48 644,19 381,23 145336,88 1,13 1,31 Escenario: CNCM3_A2_2071- 2099 Variable/Estadístico N Mín. Máx. Media Mediana Desviación estándar Varianza Asimetría Curtosis GMC enero 112 6,82 243,35 88,87 77,66 53,10 2819,94 1,07 0,89 febrero 112 6,44 205,80 69,52 60,90 44,50 1979,96 1,35 1,64 marzo 112 3,41 169,26 44,97 37,05 35,32 1247,80 1,77 2,99 abril 112 0,30 109,20 23,74 18,30 22,74 517,25 1,93 3,67 mayo 112 0,00 48,05 6,24 3,10 9,22 85,10 2,63 7,13 octubre 112 0,00 70,06 7,83 3,26 12,38 153,31 2,66 7,55 noviembre 112 0,90 151,50 35,78 29,85 29,67 880,19 1,69 2,89 diciembre 112 3,10 217,31 71,41 62,47 46,16 2130,58 1,20 1,23 GAC 112 21,87 1269,95 349,98 304,34 252,26 63633,50 1,56 2,41 Tabla III.1. Estadísticos descriptivos de las variables GMC y GAC en los observatorios del periodo de observación (1985-1999) y del periodo 2071-2099 según la proyección CNCM3_A2. Fuente: Elaboración propia. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 68 Escenario: 1985-1999 Variable/Estadístico N Mín. Máx. Media Mediana Desviación estándar Varianza Asimetría Curtosis GMR mayo 135 0,93 74,40 36,94 37,82 16,38 268,40 -0,10 -0,71 junio 135 6,00 154,80 87,59 89,10 30,41 924,98 -0,41 -0,35 julio 135 29,14 269,39 174,88 181,66 44,51 1981,42 -0,66 0,19 agosto 135 36,89 253,58 172,64 177,94 40,39 1631,63 -0,74 0,56 septiembre 135 13,50 154,20 94,08 96,90 30,00 900,23 -0,49 -0,17 octubre 135 1,24 57,35 27,01 26,97 13,47 181,44 -0,01 -0,87 GAR 135 95,53 1005,56 620,88 645,04 182,37 33257,47 -0,51 -0,12 Escenario: CNCM3_A2_2071-2099 Variable/Estadístico N Mín. Máx. Media Mediana Desviación estándar Varianza Asimetría Curtosis GMR mayo 112 22,01 204,60 114,16 121,83 43,84 1921,60 -0,22 -0,85 junio 112 75,00 332,70 215,98 219,60 59,06 3487,77 -0,22 -0,89 julio 112 117,18 408,89 290,66 302,41 64,54 4164,83 -0,24 -0,83 agosto 112 124,31 396,80 279,14 289,39 57,18 3270,11 -0,30 -0,58 septiembre 112 61,80 295,20 193,77 201,30 51,52 2653,99 -0,41 -0,58 octubre 112 8,68 147,56 78,20 81,38 30,76 946,34 -0,23 -0,48 GAR 112 494,33 1921,2 0 1243,0 6 1292,88 326,20 106408,98 -0,26 -0,85 Tabla III.2. Estadísticos descriptivos de las variables GMR y GAR en los observatorios del periodo de observación (1985-1999) y del periodo 2071-2099 según la proyección CNCM3_A2. Fuente: Elaboración propia. El amplio rango de los valores y los estadísticos de dispersión alrededor de la media dan fe de la aludida diversidad territorial de las variables, tanto intermensual como anualmente. La magnitud de las necesidades de calefacción viene marcada fundamentalmente por la componente altitudinal. Los valores más elevados se corresponden, tanto en los valores observados como en los previstos, con los observatorios situados a mayor altitud, mientras que los valores más bajos se sitúan, fundamentalmente, en el litoral (ver figura III.1). Existen excepciones, como es el caso de los observatorios situados en el coto de Doñana, que presentan valores más propios de zonas deprimidas de interior. Una posible explicación de esta situación es la relativa frecuencia de vientos catabáticos nocturnos que, canalizados por el valle del río Guadalquivir, hacen descender las temperaturas mínimas por la influencia del aire frío procedente del interior. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 69 Figura III.1. Valores puntuales observados (1985-1999) y previstos (CNCM3_A2_2071-2099) de GAC. Fuente: Elaboración propia. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 70 Las necesidades de refrigeración más elevadas se localizan en zonas deprimidas del interior de la comunidad, aunque no necesariamente en observatorios muy alejados de la costa (ver figura III.2). Los valores más reducidos se sitúan -y situarántanto en los observatorios costeros, debido a la influencia marítima suavizadora, como en los de mayor altitud. En el ámbito costero destaca el observatorio de Tarifa que, como consecuencia de las características climáticas del Estrecho de Gibraltar y de su ubicación geográfica (especialmente expuesta a la influencia marítima), es el que presenta -y para el que se prevénlas menores necesidades de refrigeración del litoral andaluz. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 71 Figura III.2. Valores puntuales observados (1985-1999) y previstos (CNCM3_A2_2071-2099) de GAR. Fuente: Elaboración propia. En el caso de las necesidades de calefacción los meses que ajustan mejor a una distribución normal son diciembre y enero. Tanto a escala anual como mensual se observa un cierto sesgo negativo, es decir, los valores tienden a reunirse a la Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 72 izquierda de la media (asimetría positiva), especialmente en los meses de mayo y octubre, situación que con el transcurso del siglo se agudizará, especialmente según lo previsto por las proyecciones de mayor cambio, al ser más frecuentes los valores inferiores (ver figura III.3). Las necesidades de refrigeración presentan, en general, un mejor ajuste a la distribución normal, presentando un sesgo ligeramente positivo (asimetría negativa). En este caso, no se observa para ningún mes que vayan a producirse, a lo largo de este siglo, cambios notables en cuanto a la normalidad de la distribución de los valores (ver figura III.4). Figura III.3. Histogramas de los GMC observados y previstos de enero y mayo. Los valores previstos hacen referencia al periodo 2071-2099 según la proyección CNCM3_A2. Fuente: Elaboración propia. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 73 Figura III.4. Histogramas de los GMR observados y previstos de enero y mayo. Los valores previstos hacen referencia al periodo 2071-2099 según la proyección CNCM3_A2. Fuente: Elaboración propia. III.2. BREVE REVISIÓN SOBRE ESPACIALIZACIÓN DE VARIABLES CLIMÁTICAS En las últimas décadas se ha producido la creciente necesidad de conocer, con un nivel de detalle cada vez mayor, los problemas medioambientales que afectan a la sociedad, al tener consecuencias sobre las posibilidades de satisfacer sus necesidades a través de unos recursos cada vez más escasos y maltrechos. En Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 80 III.3.2. RELACIONES ENTRE LAS NECESIDADES DE CALEFACCIÓN Y REFRIGERACIÓN Y LAS VARIABLES FISIOGRÁFICAS ESTUDIADAS III.3.2.1. VARIABLES FISIOGRÁFICAS Los valores de grados-día se obtienen directamente de las temperaturas diarias, por lo que se parte de la hipótesis de que ambas variables responden de manera muy similar a los mismos factores fisiográficos. Es de sobra conocida la relación existente entre la altitud y la temperatura, que de forma general se considera lineal e inversa. Es decir, a medida que se asciende en altitud la temperatura disminuye. Esta asunción, sin embargo, no siempre se cumple. A escala meteorológica, por ejemplo, son frecuentes las inversiones térmicas, que se producen como consecuencia de firmes anticiclones que provocan, por un lado, fuertes enfriamientos nocturnos por radiación en los valles y, por otro, temperaturas más altas en las zonas circundantes más elevadas. Esta relación anómala no es únicamente coyuntural y vinculable a este tipo de patrones sinópticos, sino que a escala climática también se pueden observar relaciones directas entre altitud y temperatura. En la región andaluza esta situación se produce con especial intensidad en los meses estivales (ver figura III.5), en los que las zonas de costa presentan temperaturas medias mensuales muy inferiores con respecto a zonas de interior situadas en altitudes similares o incluso superiores. Ello se debe especialmente a los valores máximos excesivos de estas zonas de interior en el núcleo del periodo estival. En estos casos, por lo tanto, el factor que determina estas grandes diferencias térmicas es otro: la continentalidad. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 81 Figura III.5. Diagramas de dispersión entre la temperatura media mensual de enero y agosto de algunos observatorios y su altitud. Fuente: Álvarez (2011). La continentalidad es, sin duda, uno de los factores que tienen una mayor influencia sobre las temperaturas de la región andaluza. Las masas de agua extensas ejercen un efecto suavizador, por lo que las amplitudes térmicas diarias y anuales de las zonas costeras son sustancialmente inferiores a las registradas en los ámbitos de interior. Tradicionalmente, la continentalidad ha sido expresada mediante la distancia lineal al mar, pero algunos autores consideran que las distancias logarítmicas explican mejor su efecto (Lennon y Turner, 1995; Hargy, 1997; Ninyerola et al., 2000). Otros autores, incluso, han tenido en cuenta el efecto de las barreras orográficas como potenciadoras del efecto de continentalidad, mediante la construcción de modelos de distancia al mar en los que la altitud supone una superficie de fricción (Ninyerola et al., 2000; Álvarez, 2011), algo que en Andalucía puede tener sentido ya que el relieve contribuye a configurar un área muy continentalizada en el interior de la región, donde tanto las influencias atlánticas como las mediterráneas se ven obstaculizadas para acceder (Pita, 2003). La latitud es otra de las variables geográficas más utilizadas en la literatura para modelizar la temperatura, pero los resultados obtenidos en trabajos anteriores para el caso de Andalucía (Álvarez, 2011) no parecen aconsejar ni siquiera su exploración previa para el caso que nos ocupa. Ello se debe a que, debido a la disposición geográfica de la región, la latitud presenta una notable correlación Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 82 lineal tanto con la altitud como con la distancia al mar. La longitud, por otra parte, realmente no tiene ningún sentido físico (Ninyerola et al., 2000), y además también presenta una importante correlación con la altitud. Otro factor que sin duda ejerce influencia sobre la temperatura es la radiación solar, pero la escasez de datos sobre esta variable en Andalucía no permite un análisis mínimamente riguroso. En cualquier caso, a tenor de los resultados obtenidos en experiencias previas (Ninyerola et al., 2000) no parece que su ausencia en los modelos pueda implicar una carencia resaltable. Por último, debe mencionarse también la importancia de las coberturas del suelo, aunque este último factor parece bastante más apropiado para las escalas puramente locales (climas urbanos, por ejemplo), algo que escapa a los objetivos de esta tesis doctoral. Partiendo de este estado de la cuestión se han analizado las relaciones existentes entre las necesidades de calefacción y refrigeración (mensuales y anuales) y las variables fisiográficas altitud y continentalidad. Ésta última se ha caracterizado mediante tres variables distintas: la distancia lineal al mar (euclídea), que es la forma clásica de hacerlo; la distancia logarítmica al mar, que explicaría un incremento de la continentalidad decreciente a medida que el alejamiento del mar es mayor; y la distancia al mar ponderada por la altitud, con la finalidad de modelizar el efecto de las barreras orográficas. Los valores de altitud de los observatorios se han extraído del modelo digital de elevaciones de Andalucía de 20 metros de resolución, mientras que para extraer los valores de las tres variables de distancia al mar (lineal, logarítmica y ponderada por la altitud) previamente ha sido necesario construir los modelos correspondientes. Para calcular el modelo de distancia lineal al mar se ha aplicado la función del software ArcGis Distancia Euclidiana sobre la capa vectorial de la línea de costa andaluza. La distancia logarítmica al mar se ha calculado mediante la función matemática de Arcgis Log10 (logaritmo en base 10) sobre la capa ráster de distancia lineal al mar previamente calculada. Por último, la distancia al mar ponderada por la altitud se ha calculado utilizando la función Coste de Distancia de ArcGis sobre la capa vectorial de línea de costa, utilizando como superficie de coste Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 83 el modelo digital de elevaciones. Todos estos modelos (ver figura III.6) se han elaborado con una resolución de píxel de 20 metros, en consonancia al modelo digital de elevaciones. Figura III.6. Modelo digital de elevaciones y modelos digitales de continentalidad. Fuente: Elaboración propia. La altitud de la región oscila entre los 0 y los 3.480 msnm., siendo su valor medio 526 msnm. Según el modelo digital de distancia euclídea al mar el ámbito más continental se sitúa en el extremo septentrional de la región, a prácticamente 230 kilómetros de la masa marítima más cercana. El modelo digital de distancia logarítmica al mar estima un aumento muy significativo de la continentalidad en las zonas más próximas a la línea de costa, incremento que sigue produciéndose, aunque de forma cada vez más tenue, a medida que el alejamiento del mar es mayor. Por su parte, atendiendo al modelo digital de distancia al mar ponderada por la altitud el ámbito de mayor continentalidad se sitúa en el extremo nororiental de la región, como consecuencia de las importantes barreras orográficas que deben salvar las masas de aire marítimas para ejercer su (poca) Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 84 influencia en estos ámbitos. En cambio, amplias zonas de la región notablemente alejadas del mar, principalmente situadas en el valle del Guadalquivir, serían consideradas, según este modelo, poco continentales. III.3.2.2. RELACIONES ENTRE LAS NECESIDADES DE CLIMATIZACIÓN Y LAS VARIABLES FISIOGRÁFICAS SELECCIONADAS Se pretenden estimar las necesidades de calefacción y refrigeración de toda la región a partir de su relación con la orografía (altitud) y la continentalidad. Ésta última ha sido modelizada mediante la distancia lineal al mar, la distancia logarítmica al mar y la distancia al mar ponderada por la altitud, por lo que el primer objetivo es determinar cuál de las tres describe mejor la influencia marítima sobre ambos tipos de necesidades. En este sentido, se ha descartado la variable distancia al mar ponderada por la altitud, al presentar una correlación con la altitud demasiado marcada (R = 0’63), signo inequívoco de su colinealidad con ésta, que indudablemente debe participar en todos los modelos como variable predictora. Se han calculado las correlaciones semiparciales entre cada variable independiente (altitud, distancia lineal al mar y distancia logarítmica al mar) y las variables GMC, GMR, GAC y GAR, con el objetivo de estimar la influencia de cada variable fisiográfica al margen de su protagonismo aparente, que es lo que se obtendría calculando la correlación bivariada. En referencia a los datos observados, la altitud es la variable más influyente tanto en las necesidades de calefacción como en las de refrigeración, con valores de correlación semiparcial superiores a 0’7 en la mayoría de meses en ambos tipos de necesidades. Lógicamente, en el caso de las necesidades de refrigeración la relación con la altitud es inversa. La continentalidad en todos los casos se explica mejor mediante la distancia logarítmica al mar, teniendo una importancia capital en el caso de las necesidades de refrigeración, a tenor de sus correlaciones semiparciales, superiores a 0’3 en todos los meses y de prácticamente 0’4 en la estimación anual. En el caso de las Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 85 necesidades de calefacción la continentalidad no es determinante pero sí influyente, especialmente en los meses más fríos. E F M A M O N D AÑO ALTITUD 0’69 0’75 0’79 0’78 0’78 0’77 0’74 0’71 0’76 DISMAR 0’05 0’05 0’06 0’03 0’01 0’02 0’06 0’07 0’06 DISLOG 0’14 0’10 0’07 0’07 0’07 0’06 0’09 0’12 0’09 Tabla III.3. Correlaciones semiparciales entre las necesidades de calefacción y las variables fisiográficas en el periodo 1985-1999. Fuente: Elaboración propia. M J J A S O AÑO ALTITUD -0’74 -0’72 -0’69 -0’69 -0’86 -0’85 -0’78 DISMAR -0’04 0’04 0’05 0’03 0’04 -0’05 -0’01 DISLOG 0’43 0’38 0’39 0’34 0’31 0’30 0’39 Tabla III.4. Correlaciones semiparciales entre las necesidades de refrigeración y las variables fisiográficas en el periodo 1985-1999. Fuente: Elaboración propia. El incremento de temperaturas esperado a lo largo del presente siglo va a implicar un cambio en las necesidades de calefacción y refrigeración, por lo que es previsible que algunas relaciones con las variables fisiográficas puedan cambiar. Así se confirma para el caso de las relaciones previstas entre las variables independientes y las necesidades de refrigeración, en las que destaca un progresivo descenso de la capacidad explicativa de la altitud, especialmente acusado en los meses de julio y agosto según lo previsto por los escenarios de emisiones A2. Esta situación, unida al incremento previsto de las correlaciones semiparciales con la distancia logarítmica al mar, apunta hacia un protagonismo prácticamente equilibrado entre altitud y continentalidad a la hora de explicar las necesidades de refrigeración en la región, especialmente en el núcleo estival y según las proyecciones más extremas. En cuanto a las relaciones previstas con las necesidades de calefacción no se esperan cambios destacados, siendo la altitud la variable hegemónicamente explicativa. En el Anexo 2 se recogen las tablas con las correlaciones semiparciales entre las necesidades de calefacción y refrigeración y las variables fisiográficas en todos los escenarios de futuro. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 86 Tras estos resultados, las variables que inequívocamente deben formar parte de todos los modelos son la altitud y la distancia logarítmica al mar. III.3.3. VALIDACIÓN DE LOS MODELOS Previamente a la espacialización definitiva de las necesidades de calefacción y refrigeración mediante las variables fisiográficas seleccionadas se ha procedido a evaluar la calidad de la modelización. En un principio se pensó en seguir un procedimiento iterativo de validación cruzada dejando un dato fuera (leave-one- out-cross-validation), separando los datos de manera que en cada iteración sólo hubiera un dato de prueba y el resto constituyeran los datos de entrenamiento, con el objetivo de no despilfarrar tanta información a la hora de elaborar los modelos de regresión múltiple de ajuste. Sin embargo, este procedimiento es demasiado costoso computacionalmente y no aporta resultados manifiestamente mejores, por lo que finalmente se ha optado por realizar una validación cruzada utilizando subconjuntos de entrenamiento y test (Ninyerola, 2000; Álvarez, 2011). Mediante este procedimiento se puede calibrar la fiabilidad de los modelos, porque se predicen los valores de observatorios que no forman parte de los datos de entrenamiento, garantizándose de este modo su independencia. Estos subconjuntos (ver figura III.7) se han seleccionado aleatoriamente. Los modelos de regresión de entrenamiento se han elaborado a partir de los datos del 60% de observatorios, mientras que el 40% restante se han utilizado para comparar los valores estimados por los modelos de entrenamiento y los valores exactos (observados en el caso del periodo de referencia, previstos según los escenarios de futuro). Se asume que la fiabilidad de los modelos finales, que se han construido con los datos de todos los observatorios, será igual o superior a la obtenida según el procedimiento de validación, al recoger mejor la variabilidad de las variables de estudio. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 87 Figura III.7. Estaciones de entrenamiento y test en el periodo de observación y en las proyecciones futuras. Fuente: Elaboración propia. Para calibrar la calidad de las estimaciones se han utilizado dos estadísticos que expresan la relación entre los valores estimados y los valores exactos: el error medio absoluto (EMA) y el coeficiente de correlación de Pearson (R). Los coeficientes de correlación son más elevados en el caso de las necesidades de calefacción, situándose en valores alrededor de 0’90 tanto en las estimaciones anuales como en las mensuales del núcleo invernal (ver tabla III.5). En los meses de mayo y octubre las correlaciones son algo inferiores (aproximadamente 0’85), e incluso se sitúan por debajo de 0’80 según los modelos derivados de las proyecciones más extremas a finales de siglo (ver Anexo 3). Ello se debe a la mayor frecuencia de valores nulos en estos meses, lo cual dificulta la relación entre variables. En cualquier caso, en general no existen diferencias significativas entre las correlaciones del periodo de observación o en cualquiera de las proyecciones de futuro. Las necesidades de refrigeración anuales presentan correlaciones de alrededor de 0’85 tanto en el periodo de observación (ver tabla III.6) como en los escenarios futuros (ver Anexo 3). Los valores mensuales se sitúan, de forma prácticamente generalizada, entre 0’80 y 0’85. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 88 E F M A M O N D AÑO EMA 21’52 16’48 16’40 13’26 9’35 10’06 15’89 20’31 128’17 R 0’90 0’90 0’89 0’89 0’84 0’84 0’88 0’90 0’89 Tabla III.5. Error medio absoluto (EMA) y coeficiente de correlación de Pearson (R) de los modelos mensuales y el modelo anual de las necesidades de calefacción. Fuente: Elaboración propia. M J J A S O AÑO EMA 7’21 13’80 19’74 19’78 11’38 5’82 76’79 R 0’84 0’83 0’83 0’81 0’88 0’84 0’86 Tabla III.6. Error medio absoluto (EMA) y coeficiente de correlación de Pearson (R) de los modelos mensuales y el modelo anual de las necesidades de refrigeración. Fuente: Elaboración propia. III.3.4. ESPACIALIZACIÓN DEFINITIVA A tenor de los resultados de la validación puede considerarse que la fiabilidad de los modelos definitivos, realizados con todos los observatorios, está garantizada. En el Anexo 4 se presentan todos los modelos de cálculo de las necesidades de calefacción y refrigeración y sus coeficientes de determinación. Disponiendo de las ecuaciones de regresión definitivas, así como de los modelos digitales de elevaciones y de distancia logarítmica al mar, ha sido posible generar los modelos ráster de las necesidades de calefacción y refrigeración para todos los escenarios contemplados. Prácticamente todos los modelos digitales de las necesidades de refrigeración han inferido valores negativos, algo esperable teniendo en cuenta que mediante los datos puntuales no se han cubierto las altitudes más elevadas de la región. De igual forma, algunos modelos digitales de necesidades de calefacción también infieren valores negativos para las zonas costeras. Aunque matemáticamente la inferencia de valores negativos tiene sentido, conceptualmente es erróneo considerar que existen necesidades negativas de uno u otro tipo. De hecho, en el cálculo de la variable grados-día se contabilizan únicamente los valores positivos. Por esta razón se ha considerado que todos los valores negativos de los modelos digitales generados debían ser sustituidos por el valor 0. Una vez realizada esta sustitución en los casos pertinentes ya se disponía de todos los modelos digitales definitivos de las necesidades de calefacción y refrigeración (ver figura III.8). Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 89 Por último, se ha procedido a la obtención de los modelos digitales expresivos de las necesidades de climatización anuales de cada escenario, y también mensuales para los meses de mayo y octubre. Para hacerlo únicamente se han debido sumar, mediante álgebra de mapas, los correspondientes modelos digitales de las necesidades de calefacción y refrigeración. Figura III.8. Proceso de espacialización definitiva. Fuente: Elaboración propia. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 96 característica. Estas áreas libres de necesidades de calefacción se situarían en una estrecha franja costera. VALORES 1985-1999 2071-2099 CNCM3_A2 CNCM3_B1 ECHAM_A2 ECHAM5_B1 0 - - - 13,3 (0,0) - 0-250 563,9 (0,6) 25.155,4 (28,7) 11.318,4 (12,9) 23.329,5 (26,6) 11.953,0 (13,6) 250-500 14.201,1 (16,2) 36.646,5 (41,8) 31.129,8 (35,5) 35355,0 (40,4) 30.807,9 (35,2) 500-750 23.569,1 (26,9) 18.710,1 (21,4) 26.719,9 (30,5) 20.111,8 (23,0) 26.521,9 (30,3) 750-1000 23.556,9 (26,9) 5.164,6 (5,9) 12.173,0 (13,9) 6.353,6 (7,3) 12.092,7 (13,8) 1000-1250 13.727,0 (15,7) 1.489,6 (1,7) 4.020,5 (4,6) 1.879,6 (2,1) 3.989,0 (4,6) 1250-1500 7.374,0 (8,4) 300,6 (0,3) 1.615,7 (1,8) 367,4 (0,4) 1.612,9 (1,8) 1500-1750 2.573,0 (2,9) 121,1 (0,1) 370,5 (0,4) 157,1 (0,2) 369,9 (0,4) 1750-2000 1.347,5 (1,5) 7,7 (0,0) 170,1 (0,2) 28,2 (0,0) 169,9 (0,2) 2000-2250 365,1 (0,4) - 73,1 (0,1) 0,1 (0,0) 73,6 (0,1) 2250-2500 175,1 (0,2) - 4,6 (0,0) - 4,7 (0,0) > 2500 142,7 (0,2) - - - - Tabla IV.2. Superficie (Km2) según las necesidades anuales de calefacción en el periodo de referencia (1985-1999) y en el treintenio 2071-2099, según los MCGS CNCM3 y ECHAM5 para los escenarios de emisiones A2 y B1. Entre paréntesis, porcentaje que representa cada valor con respecto a la superficie total de la región. Fuente: Elaboración propia. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 97 Figura IV.3. Distribución de los valores de GAC en el periodo 1985-1999, y en los periodos 2011- 2040, 2041-2070 y 2071-2099 según el MCG CNCM3 y los escenarios de emisiones A2 y B1. Fuente: Elaboración propia. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 98 El decrecimiento de las necesidades de calefacción será general y sostenido según todas las proyecciones, directamente relacionado con la altitud y la continentalidad, y claramente más intenso en los escenarios de emisiones A2 en el balance global del periodo analizado (ver figura 5). A finales de siglo, entre el 47’36% (CNCM3_B1) y el 85’85% de la región (CNCM3_A2) habrá sufrido un descenso superior a 300 GAC, comprendiendo las zonas superiores a 400-900 msnm (dependiendo de la menor o mayor influencia marítima) en el caso de la proyección más moderada (CNCM3_B1), o cualquier zona de la región que esté a una distancia al mar superior a 55 kilómetros o por encima de 300 msnm, según la proyección más extrema (CNCM3_A2). Por encima de 1800 msnm, aproximadamente, el descenso será superior a 500 (CNCM3_B1) u 800 GAC (CNCM3_A2). En contraposición a estos descensos tan notables, las zonas estrictamente costeras habrán experimentado descensos muy inferiores a 100 GAC, por lo que incluso en los escenarios de mayor incremento de temperatura no existirán cambios muy notables con respecto a la situación actual. De hecho, en el periodo de observación el valor de GAC en la línea de costa apenas supera los 60 GAC, un valor muy reducido que contrasta con los más de 500 GAC de gran parte de la campiña sevillana o cordobesa, zonas de baja altitud pero que sufren una marcada continentalidad. A tenor de estos resultados cabe esperar un progresivo descenso de la demanda energética por el uso de calefacción, que incidirá especialmente en un menor consumo de combustibles líquidos derivados del petróleo (básicamente gasóleo), así como de gas natural, que son, junto a la biomasa, las principales fuentes de energía que se utilizan para calentar los hogares y edificios. El descenso en la demanda de energía eléctrica derivado de esta situación sería notablemente inferior, pues actualmente se utiliza en mucha menor medida para estos propósitos. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 99 Figura IV.4. Variación absoluta de las necesidades de calefacción anuales (GAC) en los periodos 2011-2040, 2041-2070 y 2071-2099 con respecto al periodo 1985-1999, según el MCG CNCM3 y los escenarios de emisiones A2 y B1. Fuente: Elaboración propia. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 100 IV.1.2.2. GRADOS-AÑO REFRIGERACIÓN Las necesidades de refrigeración presentan también una relación directa con la continentalidad, pero con la altitud la relación es inversa. Es por ello que los valores más elevados de GAR cubren importantes extensiones de territorio, a diferencia de las necesidades de calefacción más elevadas, que incluso en el periodo de observación quedan limitadas a zonas de gran altitud, de muy reducida superficie. Las necesidades de refrigeración sufrirán también cambios sustanciales. En el periodo de referencia, sólo el 19’1% de la región –las zonas más deprimidas del valle del Guadalquivirse sitúa en valores superiores a 750 GAR anuales; en el último treintenio del presente siglo, entre el 78’5% (CNCM3_B1) y el 94’9% (CNCM3_A2) de la región superará este umbral (ver tabla IV.3). VALORES 1985-1999 2071-2099 CNCM3_A2 CNCM3_B1 ECHAM5_A2 ECHAM5_B1 0 621,5 (0,7) 196,9 (0,2) 416,1 (0,5) 176,4 (0,2) 350,3 (0,4) 0-250 2.905,9 (3,3) 310,1 (0,4) 931,6 (1,1) 315,0 (0,4) 725,0 (0,8) 250-500 17.922,9 (20,5) 907,5 (1,0) 3.567,5 (4,1) 971,6 (1,1) 2.774,7 (3,2) 500-750 49.373,7 (56,4) 2.956,6 (3,4) 13.926,1 (15,9) 3.437,9 (3,9) 10.862,4 (12,4) 750-1000 16.771,6 (19,1) 9.842,6 (11,2) 27.501,1 (31,4) 12.315,8 (14,1) 22.653,6 (25,9) 1000-1250 - 18.587,9 (21,2) 40.626,9 (46,4) 21.744,1 (24,8) 43.472,4 (49,6) 1250-1500 - 37.510,8 (42,8) 626,3 (0,7) 40.769,6 (46,5) 6.757,2 (7,7) 1500-1750 - 17.283,2 (19,7) - 7.865,2 (9,0) - Tabla IV.3. Superficie (Km2) según las necesidades anuales de refrigeración en el periodo de referencia (1985-1999) y en el treintenio 2071-2099, según los MCGS CNCM3 y ECHAM5 para los escenarios de emisiones A2 y B1. Entre paréntesis, porcentaje que representa cada valor con respecto a la superficie total de la región. Fuente: Elaboración propia. Los valores más elevados de GAR se modelizan siempre para las zonas más deprimidas del valle del Guadalquivir en su transcurso por las provincias de Sevilla, Córdoba y Jaén, donde a finales de siglo se esperan valores superiores a 1250 GAR según la proyección CNCM3_B1, y por encima de 1500 GAR según la proyección CNCM3_A2. La influencia de la continentalidad en los valores más elevados es, por lo tanto, evidente (ver figura IV.5), y ello tendrá vastos efectos territoriales. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 101 En la costa, a diferencia de lo que sucede con las necesidades de calefacción, las necesidades de refrigeración sí son moderadamente intensas en el periodo de observación, presentando un valor de 172 GAR. En el treintenio 2071-2099 tales necesidades se situarán entre los 350 GAR (CNCM3_B1) y 551 GAR (CNCM3_A2), lo cual acrecentará todavía más el protagonismo de la refrigeración sobre la calefacción en este ámbito. Las zonas con necesidades nulas de refrigeración se verán reducidas progresivamente. En el periodo de observación estas zonas representan sólo el 0’7% de la región, situándose por encima de 1.800 msnm de altitud en la Cordillera Penibética o en cotas algo más elevadas en las sierras nororientales por efecto de la elevada continentalidad. A finales de siglo se situarían por encima de entre 2.200 msnm (CNCM3_B1) o 2.500 msnm (CNCM3_A2), ocupando una extensión del 0’4% o 0’2% de la región, respectivamente, y quedando circunscritas, por lo tanto, a las cumbres más elevadas de Sierra Nevada. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 102 Figura IV.5. Distribución de los valores de GAR en el periodo 1985-1999, y en los periodos 2011- 2040, 2041-2070 y 2071-2099 según el MCG CNCM3 y los escenarios de emisiones A2 y B1. Fuente: Elaboración propia. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 103 Se espera que el ascenso de las necesidades de refrigeración anuales sea especialmente importante en zonas de elevada continentalidad y baja altitud, y más intenso en la globalidad del periodo 2011-2099 según los escenarios de emisiones A2 (ver figura IV.6). A finales de siglo el ritmo de ascenso se acrecentará considerablemente en los escenarios de emisiones A2. Según el escenario CNCM3_A2, las zonas en las que se producirá un mayor ascenso habrán aumentado en más de 800 GAR sus necesidades de refrigeración con respecto al periodo de observación, y amplias zonas del interior de la región (un 44’89% del territorio andaluz) habrán incrementado sus necesidades entre 700 y 800 GAR. Según el escenario más moderado, los mayores cambios superarían ligeramente los 400 GAR, y una amplia mayoría de la región se situaría en un incremento acumulado de entre 300 y 400 GAR (66’80% de la región). Las zonas de costa, a diferencia de lo que se prevé que ocurra con las necesidades de calefacción, sí experimentarán una variación (positiva) considerable, superior a entre 200 GAR (CNCM3_B1) o 375 GAR (CNCM3_A2), lo cual ya deja entrever, en estos ámbitos, un incremento de las necesidades de climatización globales. Las necesidades de refrigeración en este ámbito se incrementarían, por tanto, entre un 103% y un 220% con respecto al periodo de observación, cambios sin duda muy notables que se producirán en ámbitos muy poblados, trayendo consigo un incremento destacado de la demanda de energía eléctrica, que prácticamente es el único sector energético que satisface este tipo de necesidades en la actualidad. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 104 Figura IV.6. Variación absoluta de las necesidades de refrigeración anuales en los periodos 2011- 2040, 2041-2070 y 2071-2099 con respecto al periodo 1985-1999, según el MCG CNCM3 y los escenarios de emisiones A2 y B1. Fuente: Elaboración propia. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 105 IV.1.2.3. GRADOS-AÑO CLIMATIZACIÓN Uno de los rasgos más significativos de la evolución que experimentarán los GACL a nivel regional es el progresivo decrecimiento de su rango de valores a lo largo del presente siglo, especialmente notable en los escenarios de emisiones A2. En el periodo de referencia, la altitud es la variable causante de los valores más elevados de GACL; en cambio, en su evolución durante el presente siglo esta disposición prácticamente se desdibujará, de manera que la continentalidad pasará a ser la variable determinante, siendo este proceso especialmente intenso y rápido en las proyecciones más extremas (ver figura IV.7). Lógicamente, este fenómeno es atribuible al hecho de que en la actualidad el protagonismo de las necesidades de climatización corresponde a la calefacción, la cual está estrechamente asociada a la altitud, mientras que a medida que avance el siglo actual y se intensifique el proceso de calentamiento global tal protagonismo será asumido por las necesidades de refrigeración, las cuales alcanzan su máxima expresión en los ámbitos más continentales y de menor altitud. Esta situación resulta especialmente patente en el caso de lo previsto por el modelo CNCM3_A2 hacia finales de siglo. A pesar de que el valor máximo regional (1938,33 GACL, coincidente con el valor máximo de GAC) se localiza en el pico más alto de la Cordillera Penibética, los modelos prevén zonas relativamente extensas de gran continentalidad y no excesiva altitud que presentarán valores prácticamente tan elevados (superiores a 1900 GDCL), en las que coexistirán necesidades de calefacción y refrigeración. Tal quasi-equiparación no se produciría en el caso de lo previsto por los escenarios de emisiones B1. En cualquier caso, la tendencia es que las zonas más frías de la región (las de mayor altitud) vayan cediendo el protagonismo a ámbitos en los que las necesidades de refrigeración se incrementarán en mayor medida a la merma de las necesidades de calefacción. Según el escenario CNCM3_A2, a finales de siglo el 87’4% del territorio se situaría por encima de 1500 GACL, porcentaje que en el periodo de observación es del 45% Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 112 VALORES 1985- 1999 2011-2040 2041-2070 2071-2099 CNCM3_A2 CNCM3_B1 CNCM3_A2 CNCM3_B1 CNCM3_A2 CNCM3_B1 0 622,1 (0,7) 647,1 (0,7) 616,4 (0.7) 447,1 (0,5) 515,9 (0,6) 197,0 (0,2) 416,4 (0,5) 0-10 1.536,5 (1,8) 1.012,3 (1,2) 886,6 (1,0) 419,0 (0,5) 649,4 (0,7) 147,6 (0,2) 423,3 (0,5) 10-20 4.529,9 (5,2) 2.407,8 (2,7) 2.089,7 (2,4) 944,0 (1,1) 1.523,7 (1,7) 251,0 (0,3) 1.004,1 (1,1) 20-30 10.640,8 (12.1) 5.518,9 (6,3) 4.570,6 (5,2) 2.010,7 (2,3) 3.244,9 (3,7) 563,3 (0,6) 2.193,8 (2,5) 30-40 14.473,5 (16,5) 9.169,3 (10,5) 8.867,6 (10,1) 4.268,7 (4,9) 7.501,7 (8,6) 1.266,5 (1,4) 4.866,1 (5,6) 40-50 21.767,9 (24,9) 12.557,6 (14,3) 10.775,7 (12,3) 8.560,6 (9,8) 9.323,7 (10,6) 2.765,5 (3,2) 8.937,1 (10,2) 50-60 19.661,1 (22,4) 19.187,4 (21,9) 19.340,1 (22,1) 11.039,6 (12,6) 17.481,8 (20,0) 7.191,9 (8,2) 12.457,2 (14,2) 60-70 14.331,1 (16,4) 17.071,5 (19,5) 17.148,1 (19,6) 20.939,3 (23,9) 19.338,4 (22,1) 11.194,8 (12,8) 21.149,1 (24,1) 70-80 32,5 (0,0) 19.864,0 (22,7) 22.326,3 (25,5) 20.475,1 (23,4) 21.608,7 (24,7) 24.715,8 (28,2) 20.931,9 (23,9) 80-90 0,0 159,7 (0,2) 974,5 (1,1) 18.426,9 (21,0) 6.407,3 (7,3) 28.734,5 (32,8) 15.196,9 (17,3) 90-100 0,0 0,0 0,0 64,6 (0,1) 0,0 10.567,7 (12,1) 19,9 (0,0) 100 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Tabla IV.5. Superficie (Km2) según porcentaje de las necesidades de refrigeración respecto a las necesidades de climatización en el periodo de referencia (1985-1999) y en los treintenios 2011- 2040, 2041-2070 y 2071-2099, según el MCG CNCM3 y los escenarios de emisiones A2 y B1, siendo 0 cuando GAC = GACL y siendo 100 cuando GAR = GACL. Entre paréntesis, el porcentaje que representa cada valor con respecto a la superficie total de la región. Fuente: Elaboración propia. Estos resultados son relevantes y útiles para el campo de la arquitectura, disciplina cuyo conocimiento es fundamental a la hora de establecer estrategias de adaptación al cambio climático en el campo del diseño de viviendas o edificios. Con la finalidad de minimizar en la medida de lo posible el uso de sistemas mecánicos, es recomendable que en amplias zonas de la región andaluza las viviendas o edificios de nueva construcción se diseñen y construyan teniendo en cuenta la creciente supremacía de las necesidades de refrigeración con respecto a las de calefacción, redundando en un ahorro energético (y económico) y, en consecuencia, contribuyendo a la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 113 Figura IV.9. Porcentaje de GAR sobre el total de GACL en el periodo 1985-1999, y en los periodos 2011-2040, 2041-2070 y 2071-2099 según el MCG CNCM3 y los escenarios de emisiones A2 y B1. Fuente: Elaboración propia. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 114 IV.2. EVOLUCIÓN DE LAS NECESIDADES DE CLIMATIZACIÓN MENSUALES EN EL PRESENTE SIGLO La escala de análisis mensual es habitual en los trabajos que estudian la demanda energética, en consonancia a los datos de consumo, que se suelen ofrecer en esta escala temporal. La aproximación mensual no únicamente tiene sentido desde este punto de vista. Si bien es innegable que la distribución espacial de las variables obedece a los mismos factores que en la escala anual, existen diferencias intermensuales notables en cuanto a los valores observados y previstos, así como en relación a la intensidad de las variaciones derivadas del incremento de temperaturas pronosticado. Las necesidades de calefacción han sido calculadas para los meses comprendidos entre octubre y mayo (ambos inclusive). Para el caso de las necesidades de refrigeración la estimación se ha realizado para los meses comprendidos entre mayo y octubre (también incluidos). Ello no implica que en los meses no incluidos no se produzcan necesidades de uno u otro tipo, pero son cuantitativa o territorialmente poco relevantes en todos los escenarios y, derivado en parte de esta razón, la calidad de la espacialización no queda suficientemente garantizada, debido a la existencia de demasiados valores nulos en los valores puntuales. Habiendo realizado esta determinación, se han podido estimar las necesidades de climatización para los meses de mayo y octubre, que son los únicos en los que coinciden de manera significativa las necesidades de calefacción y de refrigeración. IV.2.1. EVALUACIÓN A ESCALA REGIONAL IV.2.1.1. NECESIDADES DE CALEFACCIÓN En la evolución prevista del ciclo intermensual de las necesidades de calefacción se aprecian las mismas tendencias de descenso que en la evolución del ciclo anual: en el periodo 2011-2040 se prevé un gran acuerdo entre todas las salidas de los modelos; en el periodo 2041-2070 las salidas del escenario B1 atenúan Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 115 notablemente su descenso (especialmente en el caso del MCG CNCM3), y ello tiene como consecuencia que sea en el último tramo de siglo cuando se espere un claro desmarque de los valores según el escenario de emisiones. En cualquier caso, el consenso hacia una progresiva atenuación de las necesidades de calefacción en todos los meses es total (ver figura IV.10). A nivel regional, el mes con mayores necesidades de calefacción es enero, cuyo valor medio regional en el periodo de observación es de 189’26 GMC (6’11 GDC medios diarios), previéndose que a finales de siglo se haya reducido entre un 33’81% (CNCM3_B1) y un 46,06% (CNCM3_A2). Las necesidades de calefacción en diciembre (155’32 GMC) y febrero (137’83 GMC) en el periodo de observación pueden considerarse prácticamente equivalentes si se atiende al valor medio diario (diciembre tiene un valor medio diario de 5’01 GDC y febrero de 4’92 GDC), aunque todas las proyecciones prevén que la ligera preponderancia inicial de diciembre sobre febrero tenga tendencia a invertirse en su evolución durante el presente siglo, como consecuencia de un decrecimiento más intenso del primero. La envergadura de los cambios en valor absoluto tiene una relación directa con los valores iniciales de partida. Es por ello que los meses no invernales experimentarán cambios bastante más discretos. Destacan en este sentido los meses de mayo y octubre, que parten de valores de 34’91 GMC y 34’74 GMC, respectivamente, y su descenso previsto a finales de siglo estaría comprendido entre 19’91 GDC (ECHAM5_B1) y 26’87 GDC (CNCM3_A2) en el caso del mes mayo, y entre 15’96 GMC (CNCM3_B1) y 25’03 GMC (ECHAM5_A2) en octubre. En todos los casos, estos descensos implican una variación inferior a 1 GDC medio diario en la globalidad del periodo 2011-2099, mucho más leve que el descenso previsto para el mes más frío, para el que las proyecciones más extremas prevén un descenso tres veces superior. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 116 Figura IV.10. Evolución intermensual de los valores medios regionales de GMC en los treintenios 2011-2040, 2041-2070 y 2071-2099 según el MCG CNCM3 y los escenarios de emisiones A2 y B1 con respecto al periodo de observación (1985-1999). Fuente: Elaboración propia. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 117 Ello implica que en los meses invernales los descensos de las necesidades de calefacción presentan una mayor correspondencia con los ascensos de temperatura previstos. De esta forma, en el periodo 2071-2099 el valor medio diario de GDC del mes de enero habría descendido con respecto al periodo de observación entre 2,06 GDC (CNCM3_B1) y 2,81 GDC (CNCM3_A2), que se corresponden notablemente con los ascensos previstos para la temperatura media mensual de enero para esos escenarios 6 (1’92ºC y 2’95ºC, respectivamente). Ello tiene mucho sentido, porque la temperatura media de la mayoría de zonas de la región se sitúa por debajo del umbral utilizado para el cálculo de los GDC 7 , incluso en el escenario de mayor aumento de temperatura (ver figura IV.11). En el caso del mes de abril, en cambio, no existe semejante correspondencia. El valor medio regional de GMC en el periodo de observación es de 77’59 GMC (2’59 GDC medios diarios), previéndose para el periodo 2071-2099 un descenso de entre 35’73 GMC (1,19 GDC medios diarios) según la proyección más moderada (CNCM3_B1) y 49,11 GMC (1’64 GDC medios diarios) según la proyección más extrema (CNCM3_A2), cuando el ascenso estaría comprendido entre 1’52ºC (CNCM3_B1) y 3’17ºC (CNCM3_A2). La discrepancia es especialmente evidente en el caso del modelo más cálido, al presentar una mayor frecuencia de valores de temperatura más alejados de la temperatura umbral. Figura IV.11. Ámbitos con una temperatura media mensual en enero superior a 14ºC (umbral para el cálculo de los grados-día calefacción) según el MCG CNCM3 en el periodo 2071-2099. Fuente: Elaboración propia. 6 Según la espacialización realizada en el proyecto AdaptaclimaII, de la Consejería de Medio Ambiente y Ordenación del Territorio. 7 Aunque el umbral utilizado en esta tesis doctoral para el cálculo de los grados-día no se aplica teniendo en cuenta únicamente la temperatura media diaria, ésta sí puede considerarse válida para este ejemplo. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 118 Ello demuestra lo inexacto que podría resultar el cálculo de las necesidades de climatización (calefacción en este caso) a partir de las temperaturas medias mensuales y, por supuesto, la conveniencia de realizar una evaluación espacial en detalle de los cambios previstos. Los cambios en valor absoluto de los valores máximos regionales no se verán tan afectados por los valores de partida, al ser estos últimos notablemente elevados (ver figura IV.12), incluso en los meses de mayo y octubre, los más cálidos de los analizados. En el periodo de observación se modeliza para el mes de enero un valor máximo regional de 560’46 GMC, lo que supone una discrepancia media diaria de 18’08 GDC. El descenso previsto hacia finales de siglo es de entre 104’79 GMC (CNCM3_B1) y 152’55 (CNCM3_A2), suponiendo en consecuencia una caída de entre 3’38 y 4’92 GDC medios diarios. Para los meses de abril, noviembre y diciembre los escenarios de emisiones A2 prevén descensos incluso más abruptos, superando los 5 GDC medios diarios en el mismo lapso. Figura IV.12. Evolución intermensual de los valores máximos regionales de GMC en los periodos 2011-2040, 2041-2070 y 2071-2099 según el MCG CNCM3 en el escenario de emisiones A2 con respecto al periodo de observación (1985-1999). Fuente: Elaboración propia. Los mínimos valores regionales de GMC experimentarán variaciones discretas, o incluso nulas en aquellos meses para los que ya en el periodo de observación se prevé que algún ámbito de la región no presente necesidades de calefacción: es el caso de los meses de octubre y noviembre, y prácticamente también mayo (al Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 119 modelizarse un valor mínimo de 0’33 GMC en el periodo de referencia, que podemos considerar irrelevante). El resto de meses, partiendo en todos los casos de valores mínimos inferiores a 30 GMC, experimentarán un descenso progresivo que a finales de siglo situará los valores por debajo de entre 5 GMC (escenarios A2) y 15 GMC (escenarios B1), incluso en los meses más fríos. Descensos que, en cualquier caso, se prevén discretos, al partir de valores ya de por si bajos. IV.2.1.2. NECESIDADES DE REFRIGERACIÓN El consenso hacia un progresivo aumento de las necesidades de refrigeración en todos los meses analizados es absoluto (ver figura IV.13). A diferencia de lo que sucede con las necesidades de calefacción, en las que el mes de enero es claramente preponderante sobre el resto de meses invernales, en el caso de las necesidades de refrigeración la hegemonía estival es compartida por los meses de julio y agosto. Sus valores medios regionales en el periodo de referencia son de 173’78 GMR y 170’54 GMR, respectivamente, previéndose que a finales de siglo se sitúen entre 233’55 GMR (CNCM3_B1) y 300’95 GMR (CNCM3_A2) en el caso del mes de julio, y entre 229’60 GMR (CNCM3_B1) y 295’61 GMR (ECHAM5_A2) en el caso del mes de agosto. Ello supondría un aumento del valor medio diario regional de entre 1’92 y 4’10 GDR en julio y de entre 1’90 y 4’03 GDR en agosto. En el periodo de observación, los valores medios regionales en junio (86’26 GMR) y septiembre (89’90 GMC) representan aproximadamente el 50% de las necesidades de refrigeración de los meses más cálidos. En ambos casos las previsiones también apuntan a un incremento muy notable de las necesidades regionales. Tanto es así que se prevé que en el periodo 2071-2099 ambos valores se hayan incrementado entre 64’79 GMR (CNCM3_B1) y 137’14 GMR (CNCM3_A2) en el caso del mes de junio, y entre 59’19 GMR (CNCM3_B1) y 105’85 GMR (CNCM3_A2) en el mes de septiembre. Ello supone un ascenso de entre 2’16 y 4’57 GDR medios diarios en el caso de junio (mayor incluso que los meses estivales centrales), y de entre 1’97 GDR y 3’52 GDR medios diarios en el caso del mes de septiembre. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 120 Figura IV.13. Evolución intermensual de los valores medios regionales de GMR en los trentenios 2011-2040, 2041-2070 y 2071-2099 según el MCG CNCM3 y los escenarios de emisiones A2 y B1 con respecto al periodo de observación (1985-1999). Fuente: Elaboración propia. Los meses menos cálidos de los analizados experimentarán ascensos de menor envergadura. En el periodo de observación las necesidades de refrigeración medias en mayo y octubre son de 36’21 GMR y 25’04 GMR, respectivamente. A finales de siglo, el mes de mayo habrá experimentado un ascenso de entre 42’18 GMR Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 121 (ECHAM5_B1) y 81’35 GMR (CNCM3_A2), y en el caso del mes de octubre de entre 17’66 GMR (ECHAM5_B1) y 55’71 (ECHAM_A2). Según la modelización de los GAR, ningún escenario prevé que la totalidad de la región llegue a presentar necesidades de refrigeración. Por el contrario, si se atiende al análisis intermensual esta previsión es contradicha, al modelizarse valores mínimos superiores a 0 en el periodo 2071-2099 en los meses de julio y agosto según los escenarios de emisiones A2. En concreto, según estas proyecciones más extremas el valor mínimo regional en el mes de julio oscilaría entre 5’87 GMR (ECHAM5_A2) y 21’05 GMR (CNCM3_A2), y en agosto entre 27’65 GMR (ECHAM5_A2) y 31’80 GMR (CNCM3_A2). IV.2.1.3. NECESIDADES DE CLIMATIZACIÓN La intensidad de las necesidades de calefacción y refrigeración, así como su extensión territorial, alcanzan su máxima expresión en el corazón de las estaciones invernal y estival, respectivamente. En estas estaciones se presenta, de forma mayoritaria, uno u otro tipo de necesidades de forma prácticamente exclusiva, lo cual no es óbice para que algunos ámbitos concretos de la región puedan presentar ambos tipos de necesidades o incluso únicamente el contrario al hegemónico regional. Es el caso, por ejemplo, de las zonas más elevadas de la región, donde las necesidades de calefacción no dejan de producirse ni siquiera en el periodo más cálido del año. No obstante, su extensión territorial es tan reducida que, desde una óptica regional, no tiene demasiado sentido tener en consideración estos casos, además de que su modelización, tal y como se ha realizado en esta tesis doctoral, no es viable. Los únicos meses del año en los que ambos tipos de necesidades coexisten de una forma más o menos significativa son mayo y octubre. Por ello tiene sentido obtener los valores medios regionales de GMCL de ambos meses en los escenarios futuros, con el objetivo de valorar su evolución a lo largo del presente siglo (ver figura IV.14). Para el mes de octubre todas las previsiones apuntan a un descenso de las necesidades de climatización en el periodo 2011-2040, mientras que para el mes Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 128 IV.2.2.2. NÚCLEO ESTIVAL En los meses de julio y agosto prácticamente toda la región (el 99’7%) presenta necesidades de refrigeración (ver figura IV.17). Únicamente los ámbitos que se sitúan por encima de 2.500 msnm en la Cordillera Penibética están libres de este tipo de necesidades. Por lo tanto, la ausencia de necesidades de refrigeración a día de hoy en los meses más cálidos es ya muy residual en la región, y es esperable que progresivamente quede totalmente reducida (escenarios A2) o circunscrita a las cumbres más elevadas de Sierra Nevada (escenarios B1). Las previsiones de los escenarios A2 para estos dos meses, por lo tanto, contradicen las estimaciones anuales, según las cuales no se prevé que toda la región llegue a presentar necesidades de refrigeración. En ambos meses, más del 75% de la región presenta valores superiores a 150 GMR, umbral que no se supera ni en junio ni en septiembre. Por debajo de este valor se sitúan el litoral y sus sierras cercanas, la Cordillera Penibética, y por encima de 1000 msnm en el extremo nororiental de Andalucía. A finales de siglo, prácticamente la totalidad de la región (más del 95% según escenarios B1, más del 99% según escenarios A2) superará este umbral en ambos meses. De hecho, el umbral de 250 GMR, que en el periodo de observación no se alcanza en ningún punto, se superará en alrededor del 40% de la región según los escenarios más benevolentes, y en más del 85% del territorio según el escenario más extremo (CNCM3_A2). En las zonas más deprimidas del Valle del Guadalquivir, donde habitualmente se alcanzan los valores de temperatura máxima más extremos de la región y de la Península Ibérica, se llegarán a superar los 350 GMR, una discrepancia media diaria con respecto a la temperatura de base superior a 10 GDR, afectando a prácticamente el 10% del territorio andaluz. Para encontrar semejante discrepancia con la temperatura de referencia en el caso de las necesidades de calefacción, en el periodo de observación deberíamos situarnos en zonas superiores a 2.000 msnm en la Cordillera Penibética, y a finales de siglo, según la proyección CNCM3_A2, por encima de 3.000 msnm. Se trata, por tanto, de valores muy extremos de refrigeración que, además, afectarán a amplias extensiones de territorio, a diferencia de los valores más elevados de GMC. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 129 En la franja costera, en cambio, ni siquiera el peor de los escenarios prevé que en julio o agosto se superen los 125 GMR, habiendo sufrido un ascenso bastante moderado desde los algo más de 60 GMR que se modelizan en el periodo de observación. Por lo tanto, si bien estos valores se modelizan en una franja territorial muy estrecha, puesto que pocos kilómetros hacia el interior la situación es radicalmente distinta, parece evidente que en el núcleo estival se trata de un ámbito menos vulnerable que la gran mayoría de la región ante la subida de temperaturas esperada, gracias sin duda a la influencia suavizadora del mar. De hecho, a finales de siglo sólo las zonas de alta montaña (por encima de 2.200 msnm) presentarán necesidades de refrigeración de menor entidad. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 130 Figura IV.17. Distribución de los valores de GMR en el mes de julio en el periodo 1985-1999, y en los periodos 2011-2040, 2041-2070 y 2071-2099 según el MCG CNCM3 y los escenarios de emisiones A2 y B1. Fuente: Elaboración propia. No existen demasiadas diferencias en la magnitud de los ascensos previstos en los meses de junio, julio, agosto y septiembre. El mes para el que se prevén cambios de mayor magnitud es junio, en el que según la proyección más extrema (CNCM3_A2) Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 131 a finales de siglo se habrán producido ascensos de más de 150 GMR (5 GDR medios diarios) en el 30’81% de la región, una dimensión de cambio no prevista para ningún ámbito en cualquier otro mes. De igual forma sucedería según el escenario más moderado (CNCM3_B1), que prevé que el 45’84% de la región haya sufrido ascensos de más de 70 GMR, frente al 17’57% del mes de septiembre, el 0’03% del mes de julio, o la inexistencia de zonas con semejante evolución en el mes de agosto. El aumento de las necesidades de refrigeración previsto es especialmente preocupante en el caso de los meses de julio y agosto, al partir de valores notablemente más elevados que el mes de junio. La proyección más optimista (CNCM3_B1) prevé que el 98’93% de la región haya aumentado entre 40 y 70 GMR (un 56’31% entre 60 y 70 GMR) en el mes de julio (ver figura IV.18), mientras que según la proyección más pesimista (CNCM3_A2) se espera que el 98’45% de la región haya aumentado como mínimo 100 GMR (3’23 GDR medios). El 45’90% de la región habrá aumentado entre 130 y 140 GMR, cambios muy notables que no sólo se producirían en las zonas más deprimidas del valle del Guadalquivir, sino que afectarían a ámbitos de hasta 700-800 msnm del interior de la región (Sierra de Huelva, Sierra Morena, etc.). Todos los escenarios prevén que los aumentos, aunque ligeramente inferiores, sean de un orden similar en el mes de agosto. Estas previsiones tan poco alentadoras constituyen una información valiosa para la planificación energética de la región, que deberá enfocarse hacia la asunción de un progresivo ascenso de la demanda eléctrica especialmente notable en el núcleo estival. En este sentido, la apuesta por la desestacionalización del turismo, que en la actualidad se concentra en los meses de julio y agosto, puede representar un factor atenuante de esta presión tan elevada sobre los recursos energéticos, además de los conocidos beneficios económicos, sociales y medioambientales que ello supondría. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 132 Figura IV.18. Variación absoluta de las necesidades de refrigeración en el mes de julio en el periodo 2071-2099 con respecto al periodo 1985-1999, según el MCG CNCM3 y los escenarios de emisiones A2 y B1. Fuente: Elaboración propia. IV.2.2.3. PERIODOS DE TRANSICIÓN Los cambios que el incremento de temperaturas causará en las necesidades de calefacción y refrigeración en los meses de transición (fundamentalmente mayo y octubre) serán bastante más leves que los previstos para los meses puramente invernales o estivales. No obstante, se prevé que en la globalidad del periodo 2011- 2099 las variaciones en las intra-estaciones sean significativas, constatándose la progresiva contracción del periodo intra-anual en el que se necesitará calefacción, así como la creciente dilatación del periodo en el que será necesaria la refrigeración. Uno de los cambios más destacados que se producirá en los meses de mayo y octubre es el progresivo incremento de la superficie libre de necesidades de calefacción. En el periodo de observación prácticamente cualquier zona de la región presenta valores de GMC (a excepción de la línea de costa en el mes de octubre), aunque muy reducidos en la mayoría de zonas. De hecho, en estos meses más del 75% de la región se encuentra por debajo de 50 GMC. A finales de siglo, entre el 8’46% (CNCM3_B1) y el 15’00% (CNCM3_A2) de la región no presentaría necesidades de calefacción en el mes de mayo, porcentajes que incluso serían superiores en el mes de octubre (entre el 8’97% y el 19’64%, Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 133 según las mismas proyecciones). Esta situación afectaría a zonas por debajo de entre 50 msnm (CNCM3_B1) y 120 msnm (CNCM3_A2), por lo que, especialmente en el caso del escenario más extremo, ocuparían gran parte de las campiñas gaditana y sevillana y las zonas más deprimidas de la provincia de Córdoba, además de, por supuesto, el litoral andaluz (ver figura IV.19). Figura IV.19. Necesidades de calefacción en el mes de octubre en el periodo de referencia y en el periodo 2071-2099 según el MCG CNCM3_A2 a tenor de los escenarios de emisiones A2 y B1. Fuente: Elaboración propia. El descenso de GMC que se producirá en estas zonas para que dejen de presentarse necesidades de calefacción será realmente muy leve, inferior a 10 GMC de forma mayoritaria (ver figura IV.20). Estas zonas, por lo tanto, al presentar valores tan reducidos de GMC en el periodo de observación, apenas verían reducidas sus necesidades de calefacción en este mes a pesar del incremento de temperaturas previsto (no existe margen de cambio). Sin embargo, en las zonas más elevadas de la región el descenso previsto superará incluso los 110 GMC según la proyección de mayor cambio. Sin duda, éste es un ejemplo evidente de la gran disparidad de los efectos que el incremento de temperaturas producirá sobre las necesidades de climatización de la región. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 134 Es evidente que en muchos ámbitos, fundamentalmente de litoral o baja altitud, el inicio del periodo de calefacción se retrasará hasta entrado el mes de noviembre, y cesará antes de llegar el mes de mayo. De hecho, el mes de abril, que en el periodo de observación presenta menos del 30% del territorio por debajo de 50 GMC (zonas inferiores a la cota 200 msnm), verá incrementado en gran medida el porcentaje de territorio con estas necesidades de calefacción tan reducidas; a finales de siglo se situarían por debajo de este umbral entre el 67’10% (CNCM3_B1) y el 84’18% (CNCM3_A2) del territorio, implicando a todas aquellas zonas situadas por debajo de entre 600 y 900 msnm. Figura IV.20. Variación absoluta de las necesidades de calefacción en el mes de octubre en el periodo 2071-2099 con respecto al periodo 1985-1999, según el MCG CNCM3 y los escenarios de emisiones A2 y B1. Fuente: Elaboración propia. Las necesidades de refrigeración se presentan de forma incipiente a partir del mes de mayo en prácticamente toda la región, a excepción de las zonas superiores a 1.500-1800 msnm (dependiendo de la mayor o menor influencia marítima, respectivamente). En las zonas más deprimidas del Valle del Guadalquivir se superan ligeramente los 50 GMR, aunque en la mayoría del territorio los valores son muy leves. El aumento previsto de los valores de GMR hacia finales de siglo es notable (ver figura IV.21), especialmente en el caso de lo previsto por los escenarios de emisiones A2. Según el escenario de mayor cambio (CNCM3_A2), en el periodo 2071-2099 casi toda la región presentará valores superiores a 50 GMR, y prácticamente el 20% del territorio estará por encima de 150 GMR, umbral que en el periodo de observación sólo se supera en los meses de julio y agosto. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 135 Lógicamente, la extensión de las zonas sin necesidades de refrigeración irá reduciéndose paulatinamente, quedando reducidas a zonas de alta montaña. Para el mes de octubre no se prevé un incremento tan intenso como en mayo, pero en cualquier caso la tendencia apunta hacia una dilatación del periodo en el que será necesaria la refrigeración, de manera que abril y noviembre acabarán cogiendo el testigo de los meses con necesidades de refrigeración incipientes y residuales, respectivamente. Figura IV.21. Distribución de los valores de GMR en el mes de mayo en el periodo 1985-1999, y en el periodo 2071-2099 según el MCG CNCM3 y los escenarios de emisiones A2 y B1. Fuente: Elaboración propia. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 136 IV.3. LA DIMENSIÓN POBLACIONAL EN LA EVALUACIÓN DE LAS NECESIDADES DE CLIMATIZACIÓN Algunos de los cambios previstos más significativos de las necesidades de calefacción y refrigeración se producirán en ámbitos escasamente poblados, por lo que no tendrán una incidencia significativa en términos de demanda energética real. Ello motiva que, con el objetivo de realizar una estimación más realista de la posible evolución de ésta, se deba tener en cuenta la distribución espacial de la población. Todos los trabajos en los que se utiliza la población como variable explicativa de la demanda energética por climatización utilizan datos puntuales tanto en la dimensión climática (cálculo de grados-día sobre observatorios) como en la poblacional (número de habitantes de ciudades o demarcaciones territoriales). Por otra parte, en ninguna de las pocas investigaciones en las que se ha espacializado la variable grados-día se ha tenido en cuenta cómo se distribuye la población en el territorio. Con el objetivo de obtener una estimación más realista de la evolución de las necesidades de climatización regionales, además de haber espacializado la información climática se ha utilizado una fuente que trata la información poblacional de manera continua: el grid de distribución espacial de la población en Andalucía. IV.3.1. GRID DE DISTRIBUCIÓN ESPACIAL DE LA POBLACIÓN EN ANDALUCIA Las estadísticas socioeconómicas suelen recogerse según determinados límites administrativos (provincias, municipios, secciones censales, etc.). Es el caso de la población, que tradicionalmente se ha representado mediante mapas en los que se asume que los habitantes se distribuyen de manera uniforme en cada demarcación territorial (ver figura IV.22), algo que no suele corresponderse con la realidad. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 137 Figura IV.22. Mapa coroplético de la distribución de la población en los municipios de Andalucía a fecha de 1 de enero de 2014. Fuente: Elaboración propia. Con la finalidad de solventar estas carencias surge la necesidad de representar la distribución espacial de la población sin tener en cuenta los límites administrativos. A nivel europeo, la organización European Forum for Geography and Statistics (EFGS), apoyada por Eurostat (Oficina Europea de Estadística) y constituida por distintos institutos nacionales de estadística de países de la Unión Europea, tiene entre sus objetivos armonizar las estadísticas europeas sobre la base de un grid de 1 x 1 kilómetros en un sistema geodésico de referencia común, siendo la población la primera variable representada a esa escala de detalle para la mayoría de países de la Unión Europea. Persiguiendo la filosofía de trabajo marcada por la EFGS, el Instituto de Estadística y Cartografía de Andalucía (IECA) recientemente ha generado un grid en el que se Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 144 municipal de GAC, si se dispone del GRID de población es posible otorgar un mayor peso de ponderación a los valores reducidos de GAC con respecto a los valores elevados, que apenas tendrán influencia en el valor medio municipal. De lo contrario, si sólo se dispusiera del dato de población municipal este cálculo tan preciso sería inviable, y ello tendría como consecuencia que, en este caso, el valor medio de GAC del municipio de Córdoba estaría siendo sobreestimado, al tener todas las celdas del modelo climático el mismo peso. Lógicamente, este razonamiento puede ser extrapolado a toda la región andaluza. Figura IV.25. Valores de GAC en el término municipal de Córdoba en el periodo de observación y distribución espacial de la población mediante el GRID de población. Fuente: Elaboración propia. IV.3.3. PONDERACIÓN DE LAS NECESIDADES DE CLIMATIZACIÓN A PARTIR DE LA DISTRIBUCIÓN ESPACIAL DE LA POBLACIÓN Existen pocos referentes acerca de la ponderación de las necesidades de climatización mediante la variable poblacional. Ortiz et al. (2012) estudiaron la evolución observada (1958-2005) y prevista (2001-2050) de los grados-día calefacción y refrigeración en 31 observatorios repartidos por la geografía española. Cada uno de los observatorios caracterizaba climáticamente a su Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 145 correspondiente provincia. Con el objetivo de analizar sintéticamente tal evolución para toda la región de estudio (España), ambos índices climáticos fueron promediados ponderadamente mediante la ratio de población de cada provincia con respecto al total de población considerado. Adaptando la metodología utilizada por Ortiz et al. (2012) a nuestra disponibilidad de información, para realizar la ponderación debe tenerse en cuenta la población de cada celda con respecto a la población total de la región, expresándose de la siguiente forma: Wi = Pi / Pt Donde Wi es el peso de cada celda, Pi es la población de la celda, y Pt es la población total. La resolución espacial de los modelos obtenidos para estimar las necesidades de climatización (20 metros) es considerablemente mayor a la del grid de población (250 metros). Consecuentemente, cada celda del grid de población coincide espacialmente con valores distintos de grados-mes y grados-año en cada periodo y escenario (ver figura IV.26). Figura IV.26. Resolución espacial de los modelos climáticos utilizados y el GRID de población. Fuente: Elaboración propia. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 146 Ante la imposibilidad de conocer la población para cada una de las celdas de los modelos climáticos se ha decidido calcular un valor representativo de estas variables (el valor medio), con el objetivo de caracterizar climáticamente cada celda del grid de población. Por lo tanto, se ha multiplicado el peso poblacional de cada celda (Wi) por su correspondiente valor medio de grados-mes o grados-año en cada periodo y escenario. El sumatorio de todos esos productos se corresponde con las necesidades de calefacción, refrigeración o climatización regionales medias ponderadas por la distribución poblacional. El hecho de utilizar la misma fuente de información (la única disponible con semejante nivel de detalle) tanto para el periodo de observación como para los periodos futuros no debería suponer una excesiva inexactitud procedimental a la hora de ponderar las necesidades de climatización, al asumir que, en lo fundamental, la distribución de la población presentará una configuración relativamente similar en todos los casos, conservando su proporcionalidad en el volumen. De hecho, se suele asumir que estas ratios son constantes (Ortiz et al., 2012). Obviamente, en el caso de producirse –o haberse producidoprocesos de urbanización intensos en lugares concretos los resultados sí podrían verse significativamente alterados, especialmente en el caso de presentarse en zonas con necesidades de climatización sensiblemente diferentes a la tónica regional (por ejemplo, en ámbitos de alta montaña), algo –esto últimoque parece francamente improbable. Utilizando la distribución espacial de la población como variable ponderadora, los valores medios regionales de los GAC son considerablemente inferiores con respecto a los consignados sin realizar la ponderación. Ello se justifica porque cuando no se tiene en cuenta la población los valores tan elevados de GAC de las zonas de mayor altitud de la región aumentan considerablemente el valor medio regional. En cambio, si se tiene en cuenta la distribución poblacional el peso de estos valores tan elevados de calefacción es muy reducido y, por el contrario, el de los valores más bajos, situados en las zonas de costa, muy elevado. En el caso de los GAR ambos procesos ofrecen valores medios regionales muy similares. Ello sucede porque sin realizar la ponderación las zonas de mayor Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 147 altitud, que presentan valores nulos, se ven limitadas a la hora de ejercer una influencia descendente de la media, al no poder existir valores negativos. Según el cálculo ponderado, las necesidades de calefacción regionales se reducirán entre un 40’9% (CNCM3_B1) y un 58’3% (CNCM3_A2) a finales de siglo, mientras que las necesidades de refrigeración aumentarán entre un 52% (CNCM3_B1) y un 106’5% (CNCM3_A2). Como resultado global de esta situación, los valores regionales ponderados de GACL son, en todos los escenarios, inferiores con respecto a los correspondientes no ponderados (ver figura IV.27). Sin embargo, el aumento de las necesidades de climatización teniendo en cuenta la distribución de la población se prevé, en la globalidad del periodo 2011-2099, de mayor envergadura tanto en valor absoluto como en valor relativo con respecto a la valoración regional no ponderada. A diferencia de esta última, las necesidades de climatización descenderán con respecto al periodo de observación únicamente en el periodo 2011-2040, en tasas que se situarían entre el 0’88% (CNCM3_B1) y el 1’88% (CNCM3_A2). Posteriormente, todos los escenarios prevén un aumento con respecto al periodo de observación, que a finales de siglo será del 9’66% (CNCM3_B1) en el mejor de los casos, mientras que en el peor (CNCM3_A2) el aumento previsto es del 31’32% (CNCM3_A2), un cambio bastante más abrupto de lo que apuntan las previsiones en las que no se tiene en cuenta la variable poblacional, en las que en el peor de los casos el aumento del valor medio regional de GACL se estima en poco más del 15%. Otro elemento divergente es que, teniendo en cuenta la distribución de la población, las necesidades de refrigeración medias de la región son superiores a las de calefacción incluso en el periodo de observación, protagonismo que se incrementará hasta el punto de que a finales de siglo más del 75% (CNCM3_B1) o más del 85% (CNCM3_A2) de las necesidades de climatización de la región corresponderán a este tipo de necesidades. Todas estas previsiones negativas incidirán especialmente sobre el sector eléctrico, que deberá asumir la creciente demanda por refrigeración, y que incluso podrá tener un protagonismo creciente en la de calefacción si los combustibles Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 148 fósiles, a la vista de sus decrecientes reservas mundiales, se encarecen. Ante el reto de satisfacer esta más que probable creciente demanda de energía eléctrica las energías renovables suponen una gran oportunidad para la región, cuya abundancia en recursos autóctonos sostenibles garantiza la viabilidad de su desarrollo. Además de los beneficios ambientales obvios que comportan con respecto al uso de las fuentes de energía tradicionales, las energías renovables, aunque no exentas de controversia, favorecen el desarrollo endógeno de los territorios, generan empleo, e indudablemente contribuyen a que disminuya la dependencia energética del exterior, tendencia que se está produciendo en los últimos años gracias fundamentalmente al fuerte desarrollo de estas fuentes alternativas, lo cual tiene beneficios claros sobre la balanza de pagos de la economía regional. Figura IV.27. Evolución de los valores medios regionales de GAC, GAR y GACL para los periodos 2011-2040, 2041-2070 y 2071-2099 según los MCGs CNCM3 y ECHAM5 para los escenarios de emisiones A2 y B1. El gráfico de la izquierda muestra los valores ponderados por la distribución espacial de la población; el de la derecha no tiene en cuenta la variable poblacional. Fuente: Elaboración propia. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 149 IV.3.4. LA EVOLUCIÓN DEL VOLUMEN POBLACIONAL Y SU INCIDENCIA SOBRE LAS NECESIDADES DE CLIMATIZACIÓN REGIONALES Mediante la ponderación según la distribución espacial de la población de nuestras variables climáticas se han conseguido estimar de forma más precisa los valores y cambios regionales de las necesidades de climatización que la sociedad andaluza, en su conjunto, deberá afrontar a lo largo del presente siglo. La evolución del número de habitantes que experimentará la región es, por otra parte, un elemento importante a tener en cuenta en la evolución de la demanda energética por necesidades de climatización. En este sentido, el IECA ha elaborado proyecciones de población hasta el año 2070 considerando tres escenarios (bajo, medio y alto), con el objetivo de ofrecer un abanico de posibilidades que acote la incertidumbre sobre la evolución futura de la población. En los próximos años la población andaluza seguirá creciendo (ver figura IV.28), debido a la relativamente joven estructura poblacional, pero, salvo que se consideren escenarios muy extremos y poco verosímiles, a largo plazo la población andaluza acabará teniendo una tendencia descendente. Figura IV.28. Evolución y proyección de la población en Andalucía. Fuente: IECA Todas las proyecciones de población prevén que el incremento poblacional actual tenga continuidad como mínimo hasta 2030 (según el escenario bajo). Según el Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 150 escenario medio la población continuaría creciendo hasta 2043, y según el escenario alto hasta el año 2054. Con posterioridad a tales fechas la población tendría tendencia a descender. Sólo en el escenario bajo la población media del periodo 2041-2070 sería inferior a la del periodo 2011-2040. En cualquier caso, la población media prevista para cualquiera de los periodos (2011-2040 y 2041- 2070) por parte de todos los escenarios (bajos, medios y altos) se espera que sea siempre mayor que la población media existente en el periodo 1985-1999 (ver tabla IV.8). Por lo tanto, en estos treintenios la dimensión poblacional siempre va a contribuir a que la demanda energética por necesidades de climatización sea mayor que en el periodo de observación. Periodo Población media empadronada Población prevista Escenario bajo Escenario medio Escenario alto 1985-1999 7.086.604 - - - 2011-2040 - 8.365.260 (+18’0%) 8.611.902 (+21’5%) 8.895.398 (+25’5%) 2041-2070 - 7.754.077 (+9’4%) 8.629.190 (+21’8%) 9.638.960 (+36’0%) Tabla IV.8. Población media en el periodo 1985-1999, y población media prevista según distintos escenarios en los periodos 2011-2040 y 2041-2070.Entre paréntesis se especifica el porcentaje de cambio con respecto al periodo 1985-1999. Fuente: IECA El periodo 2011-2070, clave para que la sociedad andaluza pueda adaptarse progresivamente a los cambios más abruptos esperados para finales de siglo, se caracterizaría por un incremento de la población que impediría que la demanda de calefacción disminuyera en los términos climáticos previstos, y que acuciaría todavía más el ascenso de la demanda energética de refrigeración. Como resultado de ambas evoluciones, la demanda de climatización regional tendría tendencia a aumentar de manera más notable a cómo está previsto que lo hagan las necesidades de climatización, lo cual añade un matiz más preocupante al pronóstico, si cabe. La no disponibilidad de proyecciones de población más allá del año 2070 impide realizar este tipo de valoraciones cualitativas a partir de esa fecha. No obstante, a tenor de la probable continuidad de la tendencia descendente del número de habitantes iniciada a mediados de siglo, cabría esperar que ello pudiera representar un atenuante de la creciente demanda energética por necesidades de Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 151 climatización como consecuencia del incesante incremento de temperaturas previsto. En relación también al volumen de población otro elemento fundamental a tener en cuenta son los flujos de personas que genera el turismo, especialmente el estival. En los meses de julio y agosto algunos municipios costeros doblan, triplican o hasta multiplican por diez su población habitual. Muchos de esos turistas proceden de otras zonas de la región, por lo que en alguna medida esa mayor demanda energética de las zonas de costa puede ser compensada, en alguna medida, por una menor demanda de los lugares de procedencia. No obstante, según los datos que ofrece la Consejería de Turismo y Comercio de la Junta de Andalucía, más del 60% del turismo de litoral es exterior (de otras regiones de España o de otros países). En este caso, este turismo no sólo repercute en un incremento de la demanda energética en estas zonas, que precisamente son para las que se prevén las mayores tasas porcentuales de aumento de la climatización de la región, sino que también contribuye a incrementar la demanda energética regional. Existen también otras variables difíciles de controlar como la situación económica, que influye en gran medida en las pautas de consumo, así como las innovaciones tecnológicas que puedan revertir en una mayor eficiencia energética tanto de los sistemas de climatización como de los espacios (arquitectura bioclimática). En cualquier caso, la componente estrictamente climática -incluso en el mejor de los escenariosdebería suscitar desde este momento la preocupación de las autoridades políticas competentes en planificación energética. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 152 CAPÍTULO V. CONCLUSIONES Y FUTURAS LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN V.1. CONCLUSIONES El principal objetivo de esta tesis doctoral ha sido la estimación de las necesidades de climatización actuales y futuras en Andalucía a escala de detalle territorial. En relación a este propósito, al inicio de la investigación se fijaron los siguientes objetivos específicos:  Verificar que, de manera similar a lo que sucede con la temperatura del aire, en Andalucía pueden establecerse relaciones lineales significativas entre sus necesidades de climatización (observadas y previstas) y sus variables fisiográficas/geográficas.  Espacializar las necesidades de climatización en todo el territorio andaluz a escala de detalle territorial, tanto para el periodo observado como para todos los escenarios futuros considerados, a partir de modelos de regresión en los que las variables independientes sean variables fisiográficas o geográficas.  Analizar la evolución de las necesidades de climatización regionales según distintos escenarios futuros teniendo en cuenta todo el territorio andaluz y no únicamente los valores puntuales.  Caracterizar la distribución territorial de la evolución prevista de las necesidades de climatización en Andalucía.  Estimar los cambios regionales previstos de la demanda energética por climatización a partir de la distribución espacial de la población. A tenor de los resultados obtenidos en los capítulos precedentes se pueden establecer las siguientes conclusiones, que se clasifican según cada uno de los objetivos específicos establecidos y son confrontadas con las correspondientes hipótesis de partida. Análisis de la influencia del cambio climático en las necesidades de climatización en Andalucía a escala de detalle territorial 153 V.1.1. CONCLUSIONES RELATIVAS A LAS RELACIONES LINEALES ENTRE LAS NECESIDADES DE CLIMATIZACIÓN Y LAS VARIABLES FISIOGRÁFICAS Se confirma la hipótesis de que las necesidades de climatización, al derivarse directamente de la temperatura, presentan relaciones lineales significativas con las variables fisiográficas altitud y continentalidad. En concreto: -Tanto en el escenario presente como en las proyecciones futuras la altitud es la variable fisiográfica más influyente tanto en las necesidades de calefacción (relación directa) como en las de refrigeración (relación inversa), con correlaciones semiparciales superiores a 0’7 en la mayoría de estimaciones mensuales y anuales. -En referencia a la modelización de la continentalidad, la distancia logarítmica al mar tiene una capacidad explicativa mayor que la distancia euclídea al mar en ambos tipos de necesidades de climatización. -La continentalidad es un factor determinante de las necesidades de refrigeración (correlaciones semiparciales superiores a 0’3). En el caso de las necesidades de calefacción la continentalidad no es determinante pero sí influyente, especialmente en los meses más fríos. En ambos casos la relación es directa. -El incremento de temperaturas que se proyecta para el presente siglo traerá consigo un cambio en las relaciones que se establecen entre las variables fisiográficas y las necesidades de refrigeración, especialmente en el núcleo estival y según las proyecciones más extremas. En concreto, la continentalidad tendrá un protagonismo mayor, en paralelo a un descenso progresivo de la capacidad explicativa de la altitud. Las relaciones entre las variables fisiográficas y las necesidades de calefacción no sufrirán cambios significativos.