Desierto de Río Grande do Norte, en la zona de sequías del Nordeste del Brasil (Agosto 1993).


LA CAJA DE HERRAMIENTAS DE SEQUÍA


Victor M. Ponce

Profesor Emérito de Ingeniería Civil y Ambiental

Universidad Estatal de San Diego, California


24 noviembre 2023

RESUMEN.  Las sequías son un elemento omnipresente y recurrente de la Naturaleza, de hecho una realidad a la que deben enfrentarse las sociedades humanas desarrolladas. Este artículo describe una caja de herramientas para sequías, formulada utilizando principios sólidos de climatología e hidrología. El objetivo es proporcionar relaciones claras y fáciles de seguir para mejorar la comprensión de las sequías, su intensidad, duración y frecuencia a través del espectro climático. Este esfuerzo es con el fin de evaluar el impacto del cambio climático global en los fenómenos de sequía. El objetivo es desarrollar estrategias para hacer frente a las sequías en la realidad contemporánea.

1.  INTRODUCTION

Una sequía es un período de poca precipitación en un lugar o región específica de la Tierra, en comparación con la cantidad normal. Una sequía puede durar días, meses o años. La causa de una sequía puede atribuirse al comportamiento cibernético de la Tierra, mediante el cual las sequías siguen a las inundaciones y las inundaciones a las sequías (Lovelock, 1979; Ponce, 1995). La intensidad de sequía (¿Qué tan grave es una sequía?), la duración (¿Cuánto durará?) y la frecuencia (¿Con qué frecuencia se repite?) deben determinarse mediante análisis más detallados.

Los efectos socioeconómicos de las sequías dependen en gran medida del clima predominante. Esto se debe a que la población de la Tierra no está distribuida uniformemente. En general, las regiones semiáridas y subhúmedas tienden a tener mayores concentraciones de población, mientras que las regiones áridas y húmedas tienden a tener menores concentraciones. Hacia los extremos climáticos, en regiones superáridas y superhúmedas, las poblaciones humanas son aún más escasas. En el extremo árido (es decir, en el lado seco), comparativamente menos personas se ven afectadas por una sequía, mientras que en el extremo húmedo (en el lado húmedo), las sequías son naturalmente más leves, más cortas y/o de una frecuencia mucho menor.

Está claro que el análisis, el control y las políticas de sequías dependen en gran medida del clima predominante y de las poblaciones locales afectadas. No existe una sola regla relacionada con las sequías; la multiplicidad de reglas está relacionada con el clima variable. En este artículo contribuimos al conocimiento de las sequías definiendo el espectro climático con un enfoque específico en las regiones subtropicales. La clasificación climática resultante se asemeja a la estructura de una caja de herramientas, diseñada para mejorar la comprensión de las propiedades de sequías. El objetivo es relacionar los fenómenos de sequía con la experiencia del cambio climático contemporáneo.

2.  EL ESPECTRO CLIMÁTICO

Caracterizamos el espectro climático únicamente en términos de precipitación media anual, un enfoque que parece ser útil, como primera aproximación, para regiones subtropicales. El Cuadro A muestra los factores que afectan la precipitación media anual.

Cuadro A.  Factores que afectan la precipitación media anual (Ponce, 2014).

  1. Latitud.

  2. Factor orográfico: La presencia de montañas en el vecindario.

  3. Corrientes oceánicas de mesoscala.

  4. Circulación del aire atmosférico.

  5. Proximidad a océanos y otros cuerpos de agua.

  6. Presión atmosférica.

  7. Carácter de la superficie terrestre, incluyendo color y textura, los cuales determinan el valor del albedo (Ponce y otros, 1997).

  8. Presencia de particulas atmosféricas, tanto naturales como artificiales.

A nivel mundial, la precipitación media anual varía ampliamente. Se ha documentado que varía entre el valor bajo de 15 mm en el desierto de Atacama, en el norte de Chile (Desierto de Atacama), y el valor alto de 11872 mm en Mawsynram, Meghalaya, este de la India (Wikipedia: Mawsynram).

Caracterizamos el espectro climático en términos de la relación entre la precipitación media anual Pma y la precipitación anual global terrestre Pagt. Siguiendo a Ponce y otros (2000), aquí asumimos Pagt = 800 mm.

A nivel mundial, la mitad del espectro climático, es decir, la división entre climas semiáridos y subhúmedos, corresponde a Pma /Pagt = 1. Las regiones con Pma /Pagt < 1 tienen una humedad inferior al promedio; por el contrario, las regiones con Pma /Pagt > 1 tienen una humedad superior al promedio. La precipitación media anual varía típicamente entre 100 y 6400 mm, con algunos casos aislados fuera de este rango. Esta variación permite dividir el espectro climático en los ocho tipos enumerados en el Cuadro B.

Cuadro B.  División del espectro climático en ocho subclimas.

  1. Superárido:  Pma /Pagt < 0.125

  2. Hiperárido:  0.125 ≤ Pma /Pagt < 0.25

  3. Árido:  0.25 ≤ Pma /Pagt < 0.5

  4. Semiárido:  0.5 ≤ Pma /Pagt < 1

  5. Subhúmedo:  1 ≤ Pma /Pagt < 2

  6. Húmedo:  2 ≤ Pma /Pagt < 4

  7. Hiperhúmedo:  4 ≤ Pma /Pagt < 8

  8. Superhúmedo:  Pma /Pagt ≥ 8

3.  LA CAJA DE HERRAMIENTAS DE SEQUÍA

La Tabla 1 muestra el modelo conceptual de caracterización de sequías de Ponce y otros (2000), al que nos referimos en este artículo como la caja de herramientas de sequías. Esta tabla resume las relaciones de intensidad-duración-intervalo de recurrencia, o las relaciones I-D-F (intensidad-duración-frecuencia) de sequías. El Cuadro C resume la justificación detrás del contenido de la Tabla 1.

TABLA 1.  Modelo conceptual de caracterizacion de sequías a través del espectro climático.
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)
Espectro Climático
Tipo de clima Super-
árido
← 		Hyper-
árido
→ 		Árid
→ 		Semi-
árido
→ 		Sub-
húmedo
→ 		Húmedo
→ 		Hiper-
húmedo
→ 		Super-
húmedo
→
Precipitacion media anual Pma (mm) 100 200 400 800 1600 3200 6400
Pma /Pagt 0.125 0.25 0.5 1 2 4 8
Evapotranspiración potencial anual Epa (mm) 3000 2400 2000 1600 1200 1200 1200
Epa /Pma 30 12 5 2 0.75 0.375 0.1875
Duración de la estación lluviosa L (meses) 1 2 3 4 6 9 12
Características de sequía
Intensidad I (adimensional) Moderada 0.25 0.5 1.0 1.5 1.0 0.5 0.25
Severa 0.5 1.0 2.0 3.0 2.0 1.0 0.5
Extrema 0.75 1.5 3.0 4.5 3.0 1.5 0.75
Duración D (años) 1 2 4 6 4 2 1
Intervalo de recurrencia T (años) 2 3 6 12 25 50 100
Nota:   Pma = precipitación media anual; Pagt = precioitación anual global terrestre;
Epa = evapotranspiración potencial anual.

Cuasdro C.  Explicación de las entradas de la Tabla 1.

  1. Un clima superárido corresponde a Pma < 100 mm; hiperárido entre 100 y 200 mm; y así sucesivamente, hasta superhúmedo > 6400 mm.

  2. La relación Pma /Pagt = 0.125 en el límite entre climas superárido e hiperárido, y se duplica en dirección a mayor humedad, para cada tipo de clima, hasta (Pma /Pagt ) > 8 correspondiente a un clima superhúmedo.

  3. Epa ≅ 3000 mm en el limite entre climas superárido e hiperárido.

  4. Epa ≅ 1600 mm en el centro del espectro climático, a Pma = 800 mm.

  5. Epa ≅ 1200 mm y permanece aproximadamente constante en el lado húmedo del espectro climático.

  6. La duración de la temporada de lluvia L varía entre 1 mes en el límite entre climas superárido e hiperárido y 12 meses para climas superhúmedos.

  7. Una intensidad moderada de sequía representa un déficit anual de 25% de la media; una intensidad severa un 50% de la media, y una intensidad extrema un 75% de la media.

  8. La Intensidad de sequía I varía de moderada (1.5) a severa (4.5) en el centro del espectro climático.

  9. Por definición: T > D; por lo tanto, esto justifica los valores de D < T en el lado seco del espectro climático. Para climas superhúmedos, D se estima en 1 año, confirmando el hecho de que las sequías son muy cortas en climas superhúmedos.

  10. La duración de sequía D alcanza un máximo de 6 años en el centro del espectro climático.

  11. El intervalo de recurrencia de sequía T aumenta de muy corto, 2 años, en climas superáridos, a muy largo, acercándose a 100 años en climas superhúmedos.

  12. El intervalo de recurrencia de sequías T es cerca de 12 años en el centro del espectro climático.

4.  RESUMEN

Las sequías son un elemento omnipresente y recurrente de la Naturaleza, una realidad a la que se enfrentan las sociedades desarrolladas. Este artículo describe una caja de herramientas para sequías, formulada utilizando principios sólidos de climatología e hidrología. El objetivo es proporcionar relaciones claras y fáciles de seguir para mejorar la comprensión de las sequías, su intensidad, duración y frecuencia a través del espectro climático. Este trabajo debe ayudar a evaluar el impacto del cambio climático global en los fenómenos de sequía. El objetivo es desarrollar estrategias mejoradas para hacer frente a las sequías en la realidad contemporánea.

BIBLIOGRAFÍA

Lovelock, J. E. 1979. Gaia: A new look at life on Earth. Oxford Landmark Science.

Ponce, V. M. 1995. Management of droughts and floods in the semiarid Brazilian Northeast: The case for conservation. Journal of Soil and Water Conservation, Vol. 50, No. 5, 322-431, September-October.

Ponce, V. M., A. K. Lohani, y P. T. Huston. 1997. Surface albedo and water resources: Hydroclimatological impact of human activities. Journal of Hydrologic Engineering, ASCE, Vol. 2, No. 4, October, 197-203.

Ponce, V. M., R. P. Pandey, y S. Ercan. 2000. Characterization of drought across climatic spectrum. Journal of Hydrologic Engineering, ASCE, Vol. 5, No. 2, April, 222-224.

Ponce, V. M. 2014. Engineering Hydrology: Principles and Practices. Online textbook.

Wikipedia: Atacama Desert. Consulted on September 3, 2023.

Wikipedia: Mawsynram. Consulted on September 3, 2023.

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