SEQUIA

 
El grupo de investigación Ojos Negros

3.  CARACTERÍSTICAS

Las características de la sequía son expresadas en términos de: (1) índice de sequía, (2) intensidad-duración-frecuencia.

3.1  Índice de Sequía

Un índice de sequía asimila miles de datos de lluvia, nieve, flujo de corriente y otros indicadores de suministro de agua en una imagen comprensible. Un índice es típicamente un número único, pero mucho más útil que los datos crudos para hacer decisiones.

Hay varios índices que miden que tanta precipitación para un período de tiempo dado se ha desviado de normas históricamente establecidas. Algunos índices son más adecuados que otros para ciertos usos. Por ejemplo, el Índice de Severidad de Sequía de Palmer (PDSI, por sus siglas en inglés), ha sido ampliamente usado por el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos para determinar cuando conceder asistencia de emergencia por sequía. El PDSI es más adecuado para grandes áreas con topografía uniforme. Los estados del oeste (de Estados Unidos), con terreno montañoso y los resultantes microclimas regionales complejos, encuentran útil añadir el PDSI con otros índices tal como el Índice de Suministro de Agua Superficial (SWSI, por sus siglas en inglés), que toma en cuenta las nevadas y otras condiciones particulares de la región.

El Centro Nacional de Mitigación de Sequías, de Estados Unidos, está usando un nuevo índice, el Índice de Precipitación Estandarizada (SPI, por sus siglas en inglés) para monitorear las condiciones de suministro de humedad. Los rasgos distinguidos de este índice son que identifica sequías emergentes más pronto que el Índice de Palmer, y de que se calcula en varias escalas de tiempo.

La mayoría de los planificadores de suministro de agua encuentran útil evaluar uno ó más índices antes de tomar una decisión. Importantes índices de sequía usados en los Estados Unidos y en otra parte (Australia) se detallan abajo.

  • Porcentaje de Precipitación Normal (PPN)

    El porcentaje de precipitación normal es la relación de precipitación actual a normal para un lugar y período dado, expresado como un porcentaje. El análisis que usa el porcentaje de precipitación normal es efectivo cuando se usa para una simple región y una sola estación. En otras aplicaciones, el índice puede variar dependiendo de la elección del período, incluyendo mensual, estacional ó anual.

  • Índice de Precipitación Estandarizada (IPE)

    El índice de precipitación estandarizada (SPI) fue desarrollado en el entendido que un cierto déficit de precipitación tiene diferentes impactos en la humedad del suelo, el agua de la tierra, almacenamiento de reservorios, nieve y flujo de corriente. El SPI fue diseñado para cuantificar el déficit de precipitación para múltiples escalas de tiempo. Estas escalas reflejan el impacto de la sequía sobre la disponibilidad de los varios tipos de recursos de agua. Las condiciones de humedad del suelo responden a anomalías en la precipitación sobre una escala relativamente corta, mientras que el agua de la tierra, el flujo de corriente, y el almacenamiento de reservorios reflejan las anomalías de precipitación a largo plazo. Por estas razones, el SPI fue originalmente calculado para períodos de tiempo de 3, 6, 12, 24 y 48 meses.

    El SPI es un índice basado en el registro de precipitación para un lugar y período elegido (meses ó años). El registro está ajustado a una distribución de probabilidad que es transformada a una distribución normal, así que el SPI medio para el lugar y período es cero. El índice es negativo para sequía y positivo para condiciones de no sequía.

    El cuadro 1 muestra un sistema de clasificación que enlaza el SPI con intensidades de sequía. Un evento de sequía ocurre en cualquier tiempo que el SPI sea continuamente negativo y alcance una intensidad menor o igual a -1.0. El evento termina cuando el SPI llega a ser positivo. Cada evento seco tiene una duración definida por su principio y fin, y una intensidad para cada mes que el evento dura. La suma de los SPI para todos los meses dentro de un evento de sequía es la magnitud de la sequía.

Cuadro 1. Clasificación de SPI
2.0 o másExtremadamente húmedo
1.5 a 1.99Muy humedo
1.0 a 1.49Moderadamente humedo
-0.99 a 0.99Casi normal
-1.0 a -1.49Moderadamente seco
-1.5 a -1.99Severamente seco
-2.0 ó menosExtremadamente seco

  • Indice de severidad de sequía de Palmer

    En 1965 Palmer desarrolló un índice para medir la salida (deficit) del suministro de humedad, Palmer basó su indice sobre el concepto de suministro -demanda de la ecuación del balance del agua, tomando en consideración el deficit de precipitación. El objetivo del Índice de Severidad de Sequía de Palmer (ISSP o PDSI, en ingles), es el de proporcionar medidas estandarizadas de condiciones de humedad, de tal forma que permita hacer comparaciones entre condiciones locales y entre duraciones.

    El ISSP es un indice de sequía meteorológica que responde a una condición anormal del tiempo, en cualquiera de las dos situaciones presentes, de sequía o de humedad, por ejemplo, cuando cambian las condiciones de sequía a condición normal o de humedad, la medición de la sequía por el indice de ISSP termina (se determina) sin tomar en consideración el flujo de los arroyos, lagos y niveles de los reservorios y otros aspectos hidrológicos. El ISSP es calculado en base a los datos de temperatura y precipitación, asi como los datos locales del contenido de agua disponible en el suelo (CAD, AWC, por siglas en ingles). De las entradas, todos los terminos básicos de la ecuación del balance del agua pueden ser determinados , incluyendo la evapotranspiración, recarga del suelo, escorrentía y pérdida de humedad de la capa superficial (del suelo). Los impactos humanos sobre el balance de agua, como la irrigación no son considerados.

    Palmer desarrolló el ISSP para incluir la duración de una sequía o un período húmedo (wet spell un periodo casi sin humedad). Un mes anormalmente húmedo a la mitad de un periodo de sequía, no debería tener un impacto mayor sobre el indice, o una serie de meses con precipitación cercana a la normal seguido de una seria sequía, no significa que la sequía ha terminado. Por tanto, Palmer desarrolló criterios para determinar cuando una sequía o un período húmedo (wet spell un periodo casi sin humedad) inicia y termina, para ajustar de acuerdo a estos criterios el indice de Palmer. En la actualidad el Indice de Palmer no se considera un índice meteorológico, sino que ha llegado a ser un índice hidrológico, propiamente referido como El Indice de Sequía Hidrológica de Palmer (ISHP). Este índice esta basado en la entrada de humedad (precipitación), salida del flujo y el almacenamiento, no toma en cuenta la tendencia a largo plazo.

Cuadro 2. Clasificación del ISSP
4 o másExtremadamente humedo
3.0 a 3.99Muy humedo
2.0 a 2.99Moderadamente humedo
1.0 a 1.99Ligeramente humedo
0.5 a 0.99Incipientemente humedo
0.49 a -0.49Cercano a lo normal
-0.5 a -0.99Incipientemente seco
-1.0 a -1.99Sequía ligeramente moderada
-2.0 a -2.99Sequía moderada
-3.0 a -3.99Sequía severa
-4.0 a lessSequía extrema

  • Indice se suministro de agua superficial (ISAS)

    El Indice de suministro de agua superficial (ISAS), complementa al Índice de Palmer para condiciones de humedad. El Indice de Palmer es básicamente un algortimo de humedad del suelo calibrado para regiones relativamente homogéneas. No esta diseñado para grandes variaciones topográficas a través de una región y no considera la acumulación de nieve y su subsecuente escorrentía. El ISAS fue diseñado para ser un indicador de las condiciones de humedad de superficie, incluyendo la acumulación de nieve en la motaña.

    El objetivo del ISAS es incorporar tanto las características hidrológicas como climatológicas en un solo índice parecido al Indice de Palmer y aplicarlo a la mayoría de las cuencas de los ríos. Los valores del ISAS están estandarizados para permitir la comparación entre cuencas. Cuatro variables son requeridas: acumulación de nieve, el flujo laminar, precipitación y reservorios de almacenaje. El ISAS es dependiente de la estación del año; por lo tanto es calculado en el invierno y toma en cuenta la nieve acumulada, precipitación y reservorios de almacenaje. Durante el verano el flujo laminar remplaza la acumulación de nieve como un componente del ISAS. (para esta época del año o para esta estación)

    El procedimiento para determinar el ISAS para una cuenca en particular es el siguiente: los datos mensuales de precipitación son colectados y sumados para todas las estaciones climatológicas, junto con las estaciones a través de la cuenca que tienen datos de reservorios, acumulación de nieve y flujo laminar. Cada componente sumado es normalizado usando un análisis de frecuencia obtenido de un conjunto de datos en un periodo de largo plazo. La probabilidad de no excedencia es determinada para cada componente basada en el análisis de frecuencia. Esto permite comparaciones de las probabilidades entre las componentes. Cada componente tiene un peso asignado, dependiendo de su contribución típica al agua superficial dentro de la cuenca. Estos componentes "pesados" son sumados para determinar el valor del ISAS en toda la cuenca. Al igual que el Indice de Palmer, el ISAS está centrado en cero y tiene un rango entre - 4.2 a + 4.2.

  • Indice de reclamación de sequía

    El Índice de reclamación de sequía (IRS) fue desarrollado como una herramienta para definir la severidad y duración de la sequía y para predecir el inicio y el final de ese periodo.

    Al igual que el ISAS, el IRS es calculado a nivel de cuenca de un río. Incorpora los componentes de la precipitación, nieve acumulada, flujo laminar y niveles de reservorios. El IRS difiere del ISSP en que está construido con una componente de demanda basada en la temperatura y una duración dentro del índice. El IRS es adaptable a cada región en particular y su principal fortaleza es la habilidad de tomar en cuenta tanto el clima como los factores de suministro de agua. Como se muestra en la Tabla 3, los valores del IRS y designación de severidad son similares a los índices de IPE, ISSP y el ISAS.

Cuadro 3. Indice de reclamación de Sequía
4 o másExtremadamente húmedo
1.5 a 4Moderadamente húmedo
0 a 1.5Normal a ligeramente húmedo
0 a -1.5Normal a ligeramente seco
-1.5 a -4Moderadamente seco
-4 o menosExtremadamente seco

  • Deciles (sequía mensual)

    Otra técnica para monitorear la sequía consiste en ordenar los datos de precipitación mensual en deciles. Esta técnica fue desarrollada para evitar alguna de las debilidades de la aproximación "porciento del normal". Esta técnica divide la distribución de ocurrencias de registros de precipitación a largo plazo en décimos de la distribución. Cada una de estas categorías es un "decil". El primer decil es la cantidad de lluvia no excedida por el 10% más bajo de las ocurrencias de precipitación. El segundo decil es la cantidad de precipitación no excedida por el 20 % más bajo de las ocurrencias. Estos deciles continuan hasta que la cantidad de lluvia identificada por el décimos decil es la cantidad de precipitación más grande dentro del registro de largo plazo. Por definición el quinto decil es la mediana, y es la cantidad de precipitación que no exceda el 50 % de las ocurrencias sobre el periodo de registro. Los deciles son agrupados en cinco categorias.

Cuadro 4. Clasificación de Deciles
Deciles 1-2
20 % más bajo
Muy abajo de lo normal
Deciles 3-4
Siguiente 20 % más bajo
Abajo de lo normal
Deciles 5-6
Mitad 20 %
Cercano a lo normaL
Deciles 7-8
Siguiente 20 % más alto
Arriba de lo normal
Deciles 1-10
20 % más alto
Muy arriba de la normal

3.2 Intensidad-Duración-Frecuencia

La relación entre la intensidad, la duración y la frecuencia de la sequía puede ser estudiada con modelos conceptuales, que trata con sequías meteorológicas que duran al menos un año, con aplicaciones especificas para regiones subtropicales y latitudes medias.

Los tipos de climas son definidos a través del espectro climático en términos de la relación entre la precipitación media anual a la precipitación terrestre global anual Pma / Pagt, y adicionalmente sobre la relación de la evapotranspiración potencial anual a la precipitación media anual Eap / Pma. Para completar la descripción, la longitud de la estación lluviosa Lrs a través del espectro climático es también indicada.

ara cualquier año con precipitación P, la intensidad de sequía es definida como la relación del déficit (Pma - P) a la media (Pma). Para eventos prolongados de sequía de más de un año, la intensidad es la sumatoria de las intensidades anuales. El modelo conceptual de intensidad-duración-frecuencia se muestra en el Cuadro 5.

 

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http://ponce.sdsu.edu/tres_problemas_sequia03.html 021104