TENDENCIA DE LA SEQUIA METEOROLÓGICA EN EL MUNICIPIO VENEZUELA

METEOROLOGICAL DROUGHT TREND IN THE VENEZUELA MUNICIPALITY

RESUMEN

La investigación se desarrolló en el municipio de Venezuela de la provincia de Ciego de Ávila en el periodo comprendido entre los años 2011 y 2020 con el objetivo de determinar la tendencia de la sequía meteorológica a partir de la caracterización de los meses según la probabilidad de la precipitación y la determinación de la magnitud, duración, intensidad e Índice Porcentaje de Precipitación Normal. Los resultados demostraron que el 50 % de los meses fueron normales, mayo un mes muy húmedo y febrero muy seco. La magnitud de la sequía fue superior a 124 mm en el 70 % de los meses y la duración promedio fue de cuatro meses. La magnitud de la sequía mostró un incremento con pendiente positiva de 8,2; mientras que la duración prácticamente no experimentó cambios pues la pendiente es prácticamente nula (0,007). En los últimos 10 años, ocurrió un total de 32 eventos de sequía meteorológica (27 %) lo que representa un promedio de 3,2 sequias por meses. La sequía Severa y Extrema tuvieron una incidencia del 16 %.

Palabras claves: Caracterización de la sequía, Déficit, Probabilidad.

ABSTRACT

The research was carried out in the municipality of Venezuela in the province of Ciego de Ávila in the period between 2011 and 2020 with the objective of determining the trend of meteorological drought based on the characterization of the months according to the probability of drought, precipitation and the determination of the magnitude, duration, intensity and Percentage of Normal Precipitation Index. The results showed that 50 % of the months were normal, May a very wet month and February very dry. The magnitude of the drought was greater than 124 mm in 70 % of the months and the average duration was four months. The magnitude of the drought showed an increase with a positive slope of 8.2; while the duration practically did not experience changes since the slope is practically null (0.007). In the last 10 years, a total of 32 meteorological drought events occurred (27 %), which represents an average of 3.2 droughts per month. Severe and Extreme drought had an incidence of 16 %.

Keywords: Characterization of drought, Deficit, Probability.

INTRODUCCIÓN

La lluvia es la principal variable meteorológica que interviene sobre el clima tanto espacial como temporalmente, e incide en actividades humanas vitales como la agricultura (Priyan, 2015); por este motivo, en un contexto de cambio climático, la estrategia de planificación hídrica debe enfocarse hacia el análisis de las tendencias en las precipitaciones (Taxak, 2014; Calahorrano et al., 2017).

Según datos de la Organización Meteorológica Mundial (OMM), en los últimos años los desastres naturales se han incrementado, entre ellos la sequía, que afecta principalmente a los continente africano y latinoamericano (OMM, 2016).

En Cuba, las pérdidas ocasionadas por la sequía han sido cuantiosas; siendo notables los desembolsos que ha tenido que realizar el país por los daños ocasionados por la sequía a los agricultores (Solano et al., 2007). Estos elementos ponen de manifiesto la urgente necesidad de que en Cuba se preste cuidadosa atención a los reiterados y nocivos eventos de sequía, que combinados con altas tasas de evaporación originan el agotamiento de los suelos y la disminución de las reservas de agua subterráneas (Otero y Barcia, 2018).

La Organización Meteorológica Mundial (OMM) reconoce a la sequía como un periodo de condiciones meteorológicas anormales seca y suficientemente prolongada como para que la falta de precipitación cause un gran desequilibrio hidrológico. Este fenómeno puede abarcar diferentes aspectos hidrológicos, meteorológicos y sociales, lo que dificulta generar una definición única; sin embargo, una de las características más representativas de la sequía es el déficit de agua, en términos de precipitación (Curi, 2014).

La sequía es el resultado de las alteraciones en la humedad atmosférica debido a determinados fenómenos que afectan el ciclo hidrológico como El Niño, la quema de combustibles fósiles, la deforestación y la actividad industrial entre otras. Como consecuencia del cambio climático se espera que estos fenómenos aumenten en intensidad, severidad y duración, incrementando la frecuencia de ocurrencia, así como el impacto en las poblaciones (Velasco, 2013). Para establecer la gravedad del evento de sequía se requiere del análisis de la magnitud, la duración y la intensidad (Olivares, 2016).

Los sistemas perfeccionados de vigilancia y alerta temprana de la sequía son elementos importantes para una gestión eficaz de la sequía. La OMM cuenta con un Plan Estratégico que concede una gran prioridad a la lucha contra la sequía a partir de la elaboración de estrategias a largo plazo destinadas a fomentar actividades meteorológicas e hidrológicas que ayuden a vigilar las sequías (OMM, 2006).

La sequía meteorológica (entendida como la condición en que las lluvias acumuladas en una estación o en un periodo más largo están significativamente por debajo de lo normal) puede convertirse en un peligro climático con grandes costos sociales, ambientales y económicos (Magaña, et al., 2018).

La caracterización de las sequías puede sustentarse en la teoría de rachas propuesta por Yevjevich (García, 2008), la cual analiza las sequías en base a los procesos espacio temporales que consideran los déficits u superávit de la lluvia y permite determinar su magnitud y duración (Lorenzo, 2012).

La evaluación de las sequías se puede realizar a partir del análisis de numerosos índice; sin embargo, es difícil el desarrollo de un único índice numérico universal que pueda representar intensidad, severidad e impactos (Heim, 2002); no obstante, los índices deben ser simples y capaces de definir las características de las sequías (Villalobos, 2007). Los índices más utilizados son: Porcentaje de Precipitación Normal, Índice de Severidad de sequía de Palmer, Índice de Deciles e Índice de Precipitación Estandarizado (Curi, 2014). El objetivo de este trabajo es determinar la tendencia de la sequía meteorológica en el municipio Venezuela como evidencia de cambio climático.

MATERIALES Y MÉTODOS

La investigación se desarrolló en el municipio de Venezuela de la provincia de Ciego de Ávila, situado en la parte meridional de esta provincia, en los 21º 42’ latitud Norte y los 78º 48’ longitud Oeste. Limita al norte, con el municipio de Ciego de Ávila, al sur con el Golfo de Ana María, al este con el municipio Baragüá y al oeste con el municipio de Majagua (Figura 1).

La investigación analizó una serie de precipitaciones diarias en el periodo comprendido de 2011 al 2020 lo que demostró que las evidencias de cambio climático se producen en esta zona fundamentalmente en los últimos diez años. La serie utilizada constó de 10 años de observaciones sistemáticas en la estación pluviométrica CA-722 situada a una altitud de 26,39 msnm.

Los datos de precipitaciones anuales fueron desestacionalizados mediante el método de promedios mensuales (Lobos y Muñoz, 2005); lo que aseguró contar con una serie histórica exenta del componente estacional y sin observaciones extrañas o discordantes. Se aplicó la técnica de estadística descriptiva para analizar los estadígrafos fundamentales de la serie.

La caracterización de los meses según los niveles de precipitación se realizó según el criterio de Elías y Castellví (1996) basado en la probabilidad de la lluvia (Tabla 1).

La curva de probabilidad empírica se calculó mediante la ecuación de Chegadaev (Villón, 2002) y la probabilidad teórica se estimó a partir de la de los componentes de la curva binomial de distribución de Pearson tipo III (Pacheco et al., 2007) debido a la limitación de la curva empírica para la obtención de los valores más extremos de probabilidad.

La caracterización de la sequía meteorológica se realizó a través de los parámetros magnitud, duración e intensidad. La magnitud se obtuvo de la sumatoria de los valores deficitarios de precipitaciones y la duración del conteo de los déficits consecutivos. En la determinación de la intensidad de la sequía se consideró la intensidad promedio y la intensidad máxima. La intensidad promedio se calculó como la relación de la magnitud entre la duración y la intensidad máxima como el valor mayor del déficit. Seguidamente se relacionan las ecuaciones utilizadas:

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Donde M es la magnitud de la sequía (mm); DEF el déficit de precipitaciones; P_i el valor de la precipitación mensual o anual (mm); P_norma es la norma de precipitaciones de cada mes (mm); I_med la intensidad promedio de la sequia (mm mes^-1; mm año^-1); D la duración temporal del evento de sequia (meses o años); I_max la intensidad máxima de la sequia (mm mes^-1; mm año^-1)

La evaluación de la sequía se realizó con el Índice Porcentaje de Precipitación Normal (PPN) por ser uno de los más simples y puede aplicarse en diferentes escalas de tiempo (meses y años). Este índice se calculó mediante la ecuación [11] y su clasificación se realizó mediante las categorías y colores que se muestran en la Tabla 2.

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RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Análisis descriptivo de las lluvias en los últimos diez años

En la Tabla 3 se muestran los valores de las precipitaciones mensuales y anuales en los últimos diez años. Se observa que los valores promedios de las precipitaciones en el periodo estacional definen con claridad un periodo seco comprendido desde noviembre hasta abril con un rango comprendido en el intervalo [17,8 – 70,5] mm, donde los meses de febrero y enero se presentan como los más secos.

En la propia tabla aparecen los valores anuales de las precipitaciones con una media de 1287,4 mm para el periodo 2011 al 2020, la cual resultó ligeramente superior a la norma (1253 mm) determinada para una serie de 30 años, desde el año 1990 al 2019.

En la Tabla 4 se exponen los valores de los estadígrafos fundamentales de la precipitación promedio de los meses de la serie estudiada. Es significativo resaltar que las precipitaciones máximas fueron superiores a 185 mm en todos los meses del periodo húmedo llegando hasta 557,0 mm en el mes de septiembre; en cambio, en los meses del periodo seco las precipitaciones alcanzaron valores entre 0,3 mm y 5,2 mm con la excepción de abril que fue de 20,1 mm. La desviación estándar fue más baja en los meses secos respecto a los meses húmedos con un valor promedio de 62,6 mm y el coeficiente de variación de la serie osciló entre 32,6 % a 150,0 % con un promedio de 77,5 %. Los estadígrafos de la precipitación promedio de los años de la serie fueron los siguientes: precipitación máxima (1571,7 mm); precipitación mínima (1106,2 mm), desviación estándar (148,5 mm) y coeficiente de variación (11,8 %).

Análisis de la acuosidad estacional e interanual

En la Figura 2 se presenta la curva de probabilidad empírica de las precipitaciones mensuales de la serie, la cual responde acertadamente a una función tipo exponencial con elevado coeficiente de determinación (R² = 0,9508), lo que permite estimar con determinada confiabilidad el valor de la precipitación mensual de la serie en función de su probabilidad a partir de la ecuación siguiente:

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Los valores de probabilidad permitieron determinar la acuosidad de los meses de la serie de precipitaciones (Tabla 5). Los resultados demuestran que, por este criterio, el 50% de los meses fueron normales (abril, julio, agosto, octubre, noviembre y diciembre), dos fueron húmedos (septiembre y junio) y dos secos (marzo y enero). Mayo resaltó como mes muy húmedo y febrero como muy seco.

En la Figura 3 se muestra la curva de probabilidad teórica de las precipitaciones anuales de la serie y a partir de sus valores el comportamiento de la acuosidad de los años estudiados (Tabla 6). Estos años se comportaron de la manera siguiente: meses normales (60 %), mes húmedo (10 %), mes muy húmedo (10 %), mes seco (10 %) y mes muy seco (10 %).

Análisis estacional e interanual de los parámetros característicos de la sequía

En la Tabla 7 se muestran los parámetros estacionales para la caracterización de la sequía meteorológica. Se observa que, en cuatro meses del periodo seco, la magnitud de la sequía fluctuó entre 37,3 mm y 60,9 mm con los valores más bajos en los meses de febrero y diciembre; en el reto de los meses los valores de magnitud estuvieron por encima de 131 mm con valores máximos de 250,1 mm y 298,0 mm en los meses de agosto y junio respectivamente. El valor promedio de las variables duración, intensidad media e intensidad máxima de la sequía fue de tres años por mes, 45 mm año^-1 y 67 mm año^-1 respectivamente.

En la Tabla 8 se ofrecen los parámetros interanuales para la caracterización de la sequía meteorológica. Es este caso se debe resaltar que la magnitud de la sequía fue superior a 124 mm en el 70 % de los meses, la duración promedio de la sequía fue de cuatro meses en cada año y las intensidades promedio y máxima sobrepasaron el valer de 39 mm mes^-1 en el 60 % de los meses y 64 mm mes^-1 en 80% de los meses respectivamente.

Las Figuras 4 y 5 muestran la tendencia lineal de la magnitud y duracion de la sequia mensual. En el caso de la magnitud se observa un incremento con pendiente positiva de 8,2 y en la duracion de la sequia practicamente no ocurren cambios pues la pendiente practicamente nula (0,007). Las Figuras 6 y 7 manifiestan tendencias simiares con pendientes de 8,7 y 0,006 para la magnitud y duracion de la sequia respectivamente.

Estudios realizados en Cuba y el Caribe afirman que las tendencias climáticas observadas en las últimas décadas muestran un aumento de la frecuencia y la intensidad del fenómeno sequía, por lo que una determinación rápida y acertada de su manifestación en espacio y tiempo resulta esencial para la reducción de los riesgos asociados con esta (Centella et al., 1997; Cutié, 2013; Durán, 2016).

Los resultados mostrados indican que en el municipio Venezuela la sequía tiene un comportamiento periódico con magnitudes, duraciones e intensidades variables. Este comportamiento es similar al encontrado por Bonilla (2014) en estudio realizado en Centroamérica, donde encontró que la sequía es recurrente, atípica y compleja; con impactos sobre los ecosistemas, la disponibilidad del recurso hídrico de fuentes superficiales y subterráneas, la seguridad alimentaria y nutricional y la producción agrícola.

En la Tabla 9 se expone la cantidad de sequía meteorológica identificada y su clasificación mediante el Índice Porcentaje de Precipitación Normal (PPN). Los resultados demuestran que, en los últimos 10 años, ocurrió un total de 32 eventos de sequía (27 %) lo que representa un promedio de 3,2 sequias por meses. La sequía Severa y Extrema tuvo una incidencia del 16 %; mientras que la sequias severa fue sólo el 8 % al igual que la sequía extrema. En esta Tabla los valores superiores a 100 % representan meses con superávit de precipitaciones (sin sequía). En este caso los años 2014, 2017 y 2019 contribuyen al logro de mejores resultados desde el punto de vista hidrológico, agroproductivo y ambiental.

Efectos de la sequía sobre la agricultura

En la Tabla 4 se demuestra que el año 2017 se comportó hidrológicamente como un año húmedo (H), a partir de la valoración de la acuosidad de los años de la serie según la probabilidad de las precipitaciones. Este comportamiento permitió que se alcanzaran rendimientos beneficiosos con valores de 7,75 t ha^-1 en el cultivo de maíz (Brown et al., 2019), lo cual fue demostrado en la investigación realizada en la Finca Tío Pedro del municipio de Venezuela, provincia Ciego de Ávila, Cuba (Figura 8).

La fecha de siembra del cultivo fue el 08/08/2017 y la cosecha el 23/10/2017 como maíz tierno. La precipitación total ocurrida durante el ciclo vegetativo fue de 775,7 mm de los cuales el 20 % correspondió al mes de agosto, el 71 % al mes de septiembre y el 10 % al mes de octubre (Figura 9).

El número de días con lluvias en cada uno de los meses fue de 6, 9 y 3 respectivamente para un total de 18 días con lluvias; por lo que el intervalo entre lluvias fue de 4, 3 y 4 días respectivamente para un valor promedio de cuatro días. Este comportamiento de la lluvia demostró que no fue necesario la aplicación de riegos para suplir las demandas hídricas en el cultivo de maíz.

La Comisión Económica para América Latina (CEPAL) considera que la mayor amenaza originada por la sequía es la disminución de la humedad de los suelos, lo cual tiene una elevada relación con la agricultura y específicamente con la producción de granos básicos (CEPAL, 2001). El cambio climático y la sobreexplotación de la tierra pueden agravar los efectos de la sequía sobre los cultivos de maíz y frijol (Bonilla, 2014).

La Mesoamerican Famne Early Warning System (MFEWS) opina que la producción de granos básicos requiere hacer coincidir las necesidades de desarrollo de los productos con las condiciones climáticas; pues tanto el déficit hídrico como el exceso pueden afectar el rendimiento del cultivo. En este caso el pronóstico de posibles irregularidades en la precipitación, permite realizar ajustes en las fechas de siembra o de cosecha, para reducir el impacto sobre la producción (MFEWS, 2008).

CONCLUSIONES

La investigación desarrollada para determinar la tendencia de la sequía meteorológica en el municipio Venezuela demostró que el 50 % de los meses tuvieron un comportamiento normal desde el punto de vista hidrológico; sin embargo, mayo fue un mes muy húmedo y febrero muy seco.

La magnitud de la sequía fue superior a 124 mm en el 70 % de los meses, la duración promedio fue de cuatro meses en cada año y las intensidades promedio y máxima sobrepasaron el valer de 39 mm mes^-1 en el 60 % de los meses y 64 mm mes^-1 en 80 % de los meses respectivamente.

La magnitud de la sequía mostró un incremento con pendiente positiva de 8,2; mientras que la duración prácticamente no experimentó cambios pues la pendiente es prácticamente nula (0,007).

En los últimos 10 años, ocurrió un total de 32 eventos de sequía meteorológica (27 %) lo que representa un promedio de 3,2 sequias por meses. La sequía Severa y Extrema tuvieron una incidencia del 16 %.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS