Es muy probable que los efectos del cambio climático en las islas caribeñas – tales como aumentos en la erosión costera y ribereña, aguas de inundación contaminadas, y transporte de escombros – en conjunto con actividades humanas como la agricultura y el desarrollo, desplacen los ecosistemas ribereños, costeros y marinos alrededor de las islas. Los cambios en la frecuencia e intensidad de las tormentas pueden alterar las propiedades físicas y químicas de la conexión montaña-al-arrecife desde las cuencas hidrográficas de la isla hasta las aguas oceánicas. Según el nivel del mar sube, los hábitats costeros puede desplazarse o perderse si las comunidades de plantas y animales no tienen áreas desocupadas a las que puedan migrar. Estos desplazamientos pueden reducir la habilidad de los ecosistemas costeros y marinos de proveer alimentos a las pesquerías y protección contra las tormentas costeras.
Las tendencias observadas y las proyecciones de modelos climáticos muestran que un cambio climático rápido está sucediendo, y que el mismo continuará. Los resultados pueden tener impactos sin precedentes en las comunidades terrestres y marinas a través de la región y conllevar consecuencias socioeconómicas negativas para las comunidades humanas. Esto es particularmente preocupante para las islas pequeñas con poblaciones de rápido crecimiento que viven y trabajan en la costa, donde pueden ser vulnerables al aumento del nivel del mar, eventos de lluvia intensa, y brotes de enfermedades marinas.
Se muestran los cambios en temperatura observados y proyectados en comparación con el promedio de 1957-2017. Los datos observados son de 1950-2017, y el alcance proyectado de las simulaciones para el periodo histórico es de 1950-2005. El alcance de los cambios en temperatura proyectados los modelos de clima global se muestra de 2006-2100 bajo un escenario más bajo (RCP4.5) y más alto (RCP8.5) (ver la sección de Productos de Escenarios en el Apéndice 3). Las proyecciones de dos modelos climatológicos regionales se muestran para 2036-2065, y se parean con los modelos globales del mismo periodo.
Las condiciones más cálidas de lo normal, también conocidas como olas de calor, son ahora más frecuentes, amplias, e intensas, afectando los ecosistemas marinos, costeros y de aguas dulces al igual que las poblaciones humanas. En Puerto Rico, las prácticas agrícolas y los desarrollos costeros y marinos tienen impactos negativos en los ecosistemas costeros y marinos, y estos probablemente son exacerbados por el cambio climático. Los efectos similares son probables en USVI por los desarrollos costeros y marinos; sin embargo, a diferencia de Puerto Rico, la agricultura no es común en USVI.
Doble problema: Los Huracanes Irma y María
Vista aérea satelital del Huracán Irma pasando sobre el Caribe estadounidense el 8 de septiembre de 2017. Esta tormenta, junto con el Huracán María, que golpeó las islas del Caribe poco después ese mismo mes, trajo consigo vientos intensos, fuertes lluvias, marejadas ciclónicas, e inundaciones ribereñas, significativamente dañando la vegetación y la infraestructura a lo largo de las islas y permanentemente cambiando el paisaje.
En 2017, cuando los Huracanes Irma y María, de categorías 5 y 4 respectivamente, alcanzaron el Caribe estadounidense, cambiaron de manera significativa el entorno. Los intensos vientos, fuertes lluvias, marejadas ciclónicas e inundaciones ribereñas hicieron grandes daños a la vegetación e infraestructura de las islas. El Huracán María fue la tormenta más fuerte en golpear a Puerto Rico desde el 1992, azotando la isla con vientos sostenidos de hasta 135 nudos, 38 pulgadas de lluvia, inundaciones de hasta 5 pies por encima de la superficie, y marejadas ciclónicas de hasta 9 pies. Las tormentas también causaron altos niveles de corales dañados alrededor de las islas en donde más fuerte golpearon las olas. Los daños serios a los hábitats de corales y yerbas marinas costeros también ocurrieron en parte por los escombros y contaminantes generados por la tormenta y transportados a las aguas cercanas a la costa.
Impactos por huracanes en 2017 Este mapa interactivo en la Cuarta Evaluación Climática Nacional muestra las trayectorias de los Huracanes Irma (Categoría 5) y María (Categorías 4 y 5), que golpearon las islas en septiembre de 2017. Mientras sigues las trayectorias de las tormentas, puedes explorar puntos de datos sobre los huracanes y aprender sobre los impactos sentidos a través de la región.
Explora el mapa interactivo de los Impactos de Huracanes en 2017 a través de este enlace.
Química Oceánica
Los efectos antropogénicos aumentan el dióxido de carbono atmosférico lo cual es un agente causante del calentamiento global. Otra consecuencia de haber más dióxido de carbono en el aire es más dióxido de carbono en el océano, lo que lleva a la acidificación oceánica.
El proceso de acidificación oceánica – cuando la química de las aguas oceánicas cambia la porción básica de la escala pH hacia el espectro acídico – reduce la disponibilidad de iones de carbonato en el agua del mar. Los iones de carbonato son el componente principal de la mayoría del material esquelético marino, y la reducción de su disponibilidad afecta de manera adversa el proceso de calcificación, con consecuencias potencialmente dañinas para la vida marina.
La reducción en la disponibilidad de iones de carbonato hace que los caracoles y esqueletos de carbonato tengan crecimiento lento, malformado, y menos denso.Como resultado, las especies que llevan a cabo la calcificación pueden ser desplazadas por otras que no. Por ejemplo, la acidificación oceánica podría afectar las dinámicas de red alimentaria en los niveles tróficos más bajos y tener efectos fisiológicos en las etapas larvales, y estos efectos ascenderían a través de la red alimentaria, impactando las poblaciones de corales y peces. Un descenso en las especies calcificantes (como corales, algas coralinas, y algas verdes calcáreas) también afectará el suplido de arena a las costas isleñas, potencialmente llevando a disminuciones en turismo basado en playas y arrecifes, y demás actividades económicas.
Además de interferir con la calcificación de los organismos, es probable que la acidificación oceánica aumente la erosión y disolución de las estructuras de carbonato, conchas y sedimentos de carbonato., , Cualquier disminución en la calcificación o aumento en la disolución de la red puede comprometer los ecosistemas de arrecifes de coral.
Impactos a Ecosistemas
El sargazo (Sargassum spp.) es una forma de microalga que impacta negativamente los ecosistemas costeros y marinos. Las mareas marrones causan reducciones en luz, oxígeno, y pH, a la misma vez que causan grandes entradas de nitrógeno y fósforo, causando la eutrofización.
Una reciente amenaza a los recursos costeros es la acumulación de la macroalga marrón Sargassum spp. Se cree que las mareas de sargazo – aumentos masivos de biomasa algal que ocurren cuando el alga tiene amplio acceso a nutrientes esenciales y luz solar – están relacionadas a fluctuaciones climatológicas, entradas de nutrientes del Río Amazonas, cambios en las corrientes oceánicas, y aumento en el abono férreo proveniente de polvos transferidos por aire que se depositan en el mar., La primera acumulación amplia o floración algal de Sargassum spp. en el Caribe fue reportada en 2011. El próximo evento masivo fue en 2015, y el área con la cubierta de sargazo fue 4 veces más grande que en 2011.
Los efectos de las floraciones de sargazo pueden tener un efecto en cadena a lo largo de las comunidades costeras y humedales estuarinos, al igual que en áreas de hierbas marinas y arrecifes de aguas someras. Las mareas de sargazo causan reducciones en luz, oxígeno, y pH, a la misma vez que causan grandes entradas de nitrógeno y fósforo, causando la eutrofización. Esto lleva a impactos en las dinámicas tróficas del erizo de mar de espinas largas (Diadema antillarum), un herbívoro clave para el ecosistema de arrecife de coral; el reemplazo de las praderas de hierbas marinas con comunidades algales; y la muerte parcial o total de los arrecifes de aguas someras.
Efectos del cambio climático en sistemas marinos, costeros y de agua dulce
Las predicciones globales de cambio climático sugieren un cambio generalizado en los patrones de precipitación a nivel mundial. Se proyecta una disminución de 25-50% en las proyecciones de precipitación anual en el Caribe en el futuro Según los patrones de precipitación cambien, las sequías pueden ser más frecuentes y severas. Las sequías aumentan la cantidad de carbono en el suelo, el que puede llegar a las corrientes de agua y causar una disminución en el pH. En Puerto Rico, un aumento experimental de CO2 causó una reducción en el pH de la corriente de agua y un efecto negativo en abundancia de macroinvertebrado con consecuencias potencialmente negativas para los ecosistemas acuáticos.
El Monitor de Sequías de EEUU sintetiza la mejor información de sequías disponible para indicar las áreas en los EEUU que están bajo condiciones de sequía. Esta gráfica indica las condiciones de sequía en Puerto Rico desde el 2000 hasta el presente (2022). La sequía más larga (D1-D4) en Puerto Rico duró 80 semanas, comenzando el 5 de mayo de 2015 y terminando el 8 de noviembre de 2016.
Se espera que la temperatura global aumente por 1° a 3°C dentro de los próximos 100 años, aumentando la amplitud y frecuencia de las olas de calor en los veranos. En el Caribe, la temperatura de la superficie del mar (SST, por sus siglas en inglés) ha estado aumentando durante los pasados 30 años, donde la Cuenca Cálida del Atlántico (AWP, por sus siglas en inglés) (un gran cuerpo de agua cálida que comprende el Golfo de Méjico, el Mar Caribe, y el occidente del Atlántico Norte tropical) ha aumentado de tamaño, alcanzando las aguas puertorriqueñas. La temperatura oceánica está aumentando rápidamente, tanto en la superficie como en las capas más profundas del océano. De igual forma, el pH del océano es 0.1 más bajo (más acídico) debido al aumento en la concentración de CO2 en la atmósfera y el subsecuente aumento en CO2 absorbido por el océano. La retroalimentación entre estos factores físicos y químicos podría tener graves consecuencias para la biodiversidad estuarina. La fauna de los humedales intermareales es especialmente vulnerable, ya que son expuestos de manera simultánea a tanto la alta temperatura como la creciente alcalinidad del agua.
Puerto Rico y las USVI están en el camino de los huracanes del Atlántico y el Caribe. La mayoría de los modelos indican que, si bien puede no aumentar la frecuencia de las tormentas, la intensidad sí. La creciente intensidad de tormentas se ha asociado al cambio climático, al igual que los eventos recurrentes de blanqueamiento y brotes de enfermedad de corales. Los pronósticos de calentamiento global sugieren un aumento de aproximadamente 25 a 30% en intensidad promedio de huracanes por cada centígrado que calienten las cuencas oceánicas. La temporada de huracanes de 2017 fue particularmente activa, y entre septiembre y octubre, Puerto Rico y las USVI sintieron los impactos directos e indirectos de tormentas y huracanes, particularmente los Huracanes Irma, José y María.
Disponibilidad de agua dulce
En general, el cambio climático puede conllevar las siguientes consecuencias relacionadas al agua: menos lluvia; una reducción en la disponibilidad de agua; cambios en la diversidad ribereña, estuarina y de humedales; mayor demanda humana el agua; intrusión de agua salada en abastos terrestres de agua dulce; mayor demanda sobre acuíferos; cambios en la evapotranspiración; cambios en la humedad relativa del suelo; aumento en la probabilidad de inundaciones urbanas y costeras; y posibles aumentos de sedimentación en los ríos, quebradas, y embalses (en Puerto Rico). Debido a los aumentos en la magnitud, frecuencia e intensidad de eventos extremos, se transportan más materiales particulados y disueltos en las corrientes. Los cambios en los patrones de sequías llevan a reducciones en la disponibilidad de agua. Esto cambia la interrelación entre el agua y en acuíferos además de reducciones en el oxígeno disuelto, incluyendo aumento de contaminantes en la columna acuática oceánica después de eventos extremos. Los ciclos de vida y patrones migratorios de las especies acuáticas cambiarán según la calidad y disponibilidad de hábitats cambian favor otras especies más tolerantes.
Impactos Marinos
Se consideran las praderas de hierbas marinas como hábitats importantes dados los múltiples servicios que proveen, tales como la estabilización de sedimentos, viveros de organismos marinos, y almacenamiento de carbono, entre otros. Además de los impactos en el desarrollo costero, el aumento en el nivel del mar y en la intensidad de la precipitación y los huracanes usualmente reducen la penetración de la luz solar en la columna de agua; menos cantidad de luz amenaza la supervivencia de las yerbas marinas y degrada el hábitat. Además, los aumentos en la temperatura superficie en los océanos estresan y afectan el crecimiento y reproducción de las praderas de hierbas marinas, alterando los procesos fotosintéticos y provocando cambios en su estructura y distribución. El aumento de temperatura y la combinación de factores pueden culminar en daños a gran escala los pastos marinos de Puerto Rico. Un punto potencialmente favorable es que la alta disponibilidad de CO2 puede reducir los requisitos de luz solar para las hierbas marinas y ayudarlas a tolerar el estrés por temperatura. Las praderas de hierbas marinas pueden la supervivencia de los arrecifes de coral al reducir la acidificación oceánica y disminuir los niveles de enfermedad. Por lo tanto, el manejo efectivo requiere un entendimiento comprensivo de la historia de vida de las hierbas marinas para así poder proteger estos ecosistemas, al igual que aumentar la participación científica y la consciencia pública.
Un pez amarillo brillante nada a través de un denso arrecife de coral en la costa de Culebra, Puerto Rico. La acidificación oceánica probablemente reducirá la integridad estructural de los arrecifes de coral. Esto podría comprometer la resiliencia de los arrecifes al enfrentar otras amenazas agudas tales como el estrés térmico, las enfermedades, la creciente intensidad de las tormentas, y el aumento en el nivel del mar. Esto hace que las áreas costeras sean cada vez más vulnerables a las olas y a las marejadas ciclónicas, teniendo efectos asociados en el sector turístico, las pesquerías y la infraestructura costera.
A lo largo de la costa, se estima que los arrecifes de coral reducen el impacto de la energía de las olas en un promedio de 97%. Con tal de que los arrecifes continúen proveyendo esta protección costera, los corales deben poder crecer verticalmente lo suficientemente rápido como para mantenerse a la par con el aumento en el nivel del mar. Es probable que la acidificación oceánica reduzca la integridad estructural de los arrecifes de coral. Esto podría comprometer la resiliencia de los arrecifes al enfrentar otras amenazas agudas tales como el estrés térmico, las enfermedades, la creciente intensidad de las tormentas, y el aumento en el nivel del mar. Esto hace que las áreas costeras sean cada vez más vulnerables a las olas y a las marejadas ciclónicas, teniendo efectos asociados en el sector turístico, las pesquerías y la infraestructura costera.
Evidencia anecdótica de parte de los pescadores comerciales en Puerto Rico nos provee insumo sobre los posibles efectos que tiene el cambio climático en las pesquerías. Los pescadores están viendo cambios en las estaciones, específicamente con relación a cambios en las corrientes de estacionales, la temperatura del agua, y las temporadas de desoves. Un estudio sobre las percepciones y los efectos socioeconómicos del cambio climático en las pesquerías comerciales reveló que antes del Huracán María, los pescadores eran más conscientes y se preocupaban más por los impactos de la contaminación costera; aunque sentían que el cambio climático era responsable de muchos de los cambios que observaban (ej. la reducción en poblaciones de peces, cambios en hábitats, tener que irse más lejos de la costa para pescar), los pescadores históricamente han atribuido estos cambios a la contaminación costera y la destrucción de los manglares. Sin embargo, después del Huracán María se vio un nuevo enfoque en las amenazas e impactos del cambio climático en las pesquerías. En su evaluación, Seara et al (2020) descubrió que los pescadores han estado modificando sus prácticas de pesca desde hacen varios años: pescar especies diferentes, utilizar múltiples artes de pesca, y pescando más lejos de la costa en búsqueda de mejores sitios de pesca.
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