Impact of heatwaves events on latent and sensible surface heat flux and future perspectives in shallow lakes based on climate change models

Abstract

De acuerdo con las proyecciones de los modelos climáticos, se espera a nivel mundial un aumento en la frecuencia e intensidad de las olas de calor. Este estudio analiza, por primera vez, el efecto de los eventos de olas de calor en los flujos de calor latente (LE) y calor sensible (H) en dos lagunas someras: Laguna La Salada (LS - 39°27′ S, 62°42′ W) y Laguna Sauce Grande (SG - 38°57′ S, 61°24′ W). La velocidad y dirección del viento, la humedad relativa, y las diferencias de temperatura entre el aire y el agua determinaron los cambios en LE y H. Los valores diarios de ambas variables fueron altamente fluctuantes. Los valores medios diarios de H variaron entre -309,4 y 200,5 W m-2 y entre -78,6 y 104,8 W m-2 en LS y SG, respectivamente. Los valores medios diarios de LE variaron entre -152 y 463,9 W m-2 y entre -59,2 y 360,1 W m-2 en LS y SG, respectivamente. Ambos flujos disminuyeron con el paso de eventos de olas de calor, presentando una gran amplitud en los valores. En días con olas de calor comparados con días regulares se registraron cambios de hasta 96% en la media diaria de LE y 671% en la media diaria de H en LS y cambios de hasta 25% en la media diaria de LE y 987% en la media diaria de H para SG. Finalmente, se analizó el futuro incremento de la temperatura del aire para ambas lagunas bajo dos escenarios de calentamiento global (RCP 4.5 y RCP 8.5), que permiten deducir mayores amplitudes de cambio en ambos flujos de calor. Estos resultados contribuyen al desarrollo de modelos para lagunas someras, y a las decisiones de manejo de los recursos hídricos en el futuro.

According to model projections, increases in the frequency and intensity of heatwaves are expected all over the world. This study analyzed, for the first time, the effect of heatwaves events on long-term surface latent (LE) and sensible heat fluxes (H) from two shallow lakes: La Salada lake (LS-39°27′ S, 62°42′ W) and Sauce Grande lake (SG-38°57′ S, 61°24′ W). The main drivers of LE and H are wind speed and direction, relative humidity, and the difference between air and water temperature. We found that the daily values of both fluxes were highly fluctuating. Mean daily H values ranged between-309.4 to 200.5 W m-2 and-78.6 to 104.8 W m-2 in LS and SG, respectively. LE oscillated between-152 and 463.9 W m-2 and between-59.2 and 360.1 W m-2 in LS and SG, respectively. Both fluxes decreased with the passage of heatwaves events, presenting a high variation in its amplitude. Changes up to 96% in mean daily LE and 671% in mean daily H for LS and up to 25% in LE and 987% in H for SG were accounted in days with heatwaves respect to regular ones. We analyzed the air temperature increase for both lakes under future global warming scenarios (RCP 4.5 y RCP 8.5), expecting higher amplitudes in heat fluxes. These results contribute to the development of lake models, as well as to water resources management in the future.