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Modelo institucional del IDEAM sobre el efecto climtico de los
fenmenos El Nio y La Nia en Colombia
Jos Edgar Montealegre Bocanegra Actividades desarrolladas en el
marco del contrato de
prestacin de servicios No IDEAM 063-2007
______________________________________________________________________
INSTITUTO DE HIDROLOGIA, METEOROLOGIA Y ESTUDIOS AMBIENTALES,
IDEAM - Subdireccin de Meteorologa Bogota, D.C., Diciembre 31 de
2007
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CONTENIDO
1. INTRODUCCIN
2. LOS FENMENOS EL NIO, LA NIA OSCILACIN DEL SUR
2.1 El efecto climtico derivado de los fenmenos del Ciclo ENOS
2.2 Alteraciones Climticas y su Prediccin
3. INVESTIGACIN CIENTFICA INHERENTE A LOS FENMENOS DEL CICLO
ENOS
3.1 Investigacin desarrollada en Colombia durante esta ultima
dcada, sobre los Fenmenos del Ciclo ENOS. 3.2 Investigacin en el
IDEAM: El modelo integral sobre los efectos naturales y
Socioeconmicos del fenmeno El Nio. 3.3 Investigacin en el IDEAM:
Sobre del fenmeno El Nio 3.4 Investigacin en el IDEAM: Sobre del
fenmeno La Nia 3.5 Investigaciones desarrolladas por la Universidad
Nacional Sede Bogot 3.6 Investigaciones desarrolladas por la
Universidad Nacional Sede Medelln 3.7 Investigaciones desarrolladas
por el Comit Tcnico Nacional ERFN 3.8 Otras particularidades de los
programas de investigacin desarrollados
4. INDICES DE MAYOR SIGNIFICACIN UTILIZADOS EN LA VIGILANCIA Y
CARACTERIZACION DE LOS FENOMENOS EL NIO Y LA NIA.
4.1 ndices Ocenicos 4.1.1 La temperatura superficial del mar -
TSM 4.1.2 El contenido de calor en la capa superficial del ocano
4.1.3 Comportamiento de la Termoclina
4.2 ndices Atmosfricos 4.2.1 ndice de Oscilacin del Sur - IOS
4.2.2 Vientos 4.2.3 Temperatura del Aire 4.2.4 Radiacin Solar de
Onda Larga
4.3 ndices Mixtos 4.3.1 ndice Multivariado del ENSO MEI
5. INDICE SELECCIONADO PARA LOS PROPSITOS DE ESTE PROYECTO:
ANOMALIAS DE LA TEMPERATURA SUPERFICIAL DEL MAR EN EL PACIFICO
CENTRAL REGION NIO 3
5.1 Descripcin de la variable 5.2 Estadsticos caractersticos 5.3
Clasificacin de los fenmenos del Ciclo ENOS
6. ASPECTOS METODOLGICOS
6.1 Base de datos utilizada
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6.1.1 Inventario general de la informacin disponible
6.2 Clculo de ndices de anomalas de precipitacin 6.2.1 ndice
puntual (no acumulado) 6.2.2 ndice Acumulado 6.2.3 ndice Categrico
6.2.4 Tabla de Frecuencias 6.2.5 Tabla de Probabilidades 6.2.6
Determinacin cuantitativa de las reas afectadas 6.2.7 Productos
obtenidos de la evaluacin de los perodos de afectacin
6.3 Clculo de ndices de anomalas de temperatura del aire 6.3.1
ndice puntual (no acumulado) 6.3.2 ndice Acumulado 6.3.3 ndice
Categrico 6.3.4 Tablas de frecuencias - Tablas de probabilidades.
6.3.5 Productos obtenidos de la evaluacin de los perodos de
afectacin
7. ANLISIS DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS
7.1 Estadsticas relacionadas con las mayores probabilidades de
afectacin
7.2 Descripcin de los mapas correspondientes a la condicin ms
probable de afectacin del patrn pluviomtrico de Colombia durante la
ocurrencia de los fenmenos El Nio y La Nia.
7.3 Descripcin de los mapas correspondientes a la condicin ms
probable de afectacin de la temperatura del aire en Colombia
durante la ocurrencia de fenmenos El Nio y La Nia.
8. CONCLUSIONES
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Modelo institucional del IDEAM sobre el efecto climtico de los
fenmenos El Nio y La Nia en Colombia.
RESUMEN
Se presenta una sntesis de las actividades desarrolladas por el
IDEAM con miras a estudiar la naturaleza y caractersticas de los
fenmenos El Nio y La Nia, orientado a establecer su efecto sobre el
clima y el medio natural de Colombia y a determinar su impacto
socioeconmico. Se ofrece una breve descripcin de los aspectos mas
relevantes del Ciclo El Nio, La Nia Oscilacin del Sur ENO, como
parte del marco conceptual inherente a este estudio.
Se relacionan los aspectos ms destacados de los procesos de
investigacin desarrollados en Colombia durante esta ltima dcada,
inherente a los fenmenos del Ciclo ENOS as como las actividades
desarrolladas por el IDEAM en el mismo sentido. Se describen los
ndices ocenicos, atmosfricos y mixtos de mayor uso en la vigilancia
y seguimiento de los fenmenos del Ciclo ENOS y se presentan las
caractersticas ms relevantes del ndice seleccionado para los
efectos de este proyecto: las anomalas de la temperatura
superficial del mar en el Pacifico tropical central - regin Nio-3.
A partir de este ndice se categorizan los fenmenos de acuerdo con
su intensidad.
Se describen los aspectos metodolgicos desarrollados inherentes
a las particularidades de la base de datos utilizada, el inventario
general de las series pluviomtricas y termomtricas seleccionadas y
las caractersticas de los algoritmos desarrollados. Se describen
los productos obtenidos durante la fase de clculo (matrices y
tablas de datos). Se desarrolla el anlisis de los resultados
obtenidos y se establecen las caractersticas de los mapas de
alteracin pluviomtrica y termomtrica, durante los eventos El Nio y
La Nia de diferentes categoras (tpico, dbil, moderado y fuerte) y a
nivel trimestral y estacional. Se formulan las conclusiones
generales de este estudio.
1. INTRODUCCIN
A comienzos de 1997, el IDEAM, como parte del Sistema Nacional
Ambiental (SINA) y como coordinador del Sistema de Informacin
Ambiental, previendo la ocurrencia de un fenmeno El Nio durante ese
ao, asumi su responsabilidad de suministrar informacin, oportuna y
veraz, sobre el desarrollo de fenmenos ambientales que de una u
otra forma afectan la actividad nacional, y de inmediato, involucro
a todas sus reas tcnicas en la elaboracin de un estudio sobre la
naturaleza y caractersticas de los fenmenos El Nio; el pronostico
de su advenimiento para ese ao especifico; la determin
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acin los posibles efectos sobre el clima y el medio natural y el
anlisis sobre el
1. INTRODUCCIN
A comienzos de 1997, el IDEAM, como parte del Sistema Nacional
Ambiental (SINA) y como coordinador del Sistema de Informacin
Ambiental, previendo la ocurrencia de un fenmeno El Nio durante ese
ao, asumi su responsabilidad de suministrar informacin, oportuna y
veraz, sobre el desarrollo de fenmenos ambientales que de una u
otra forma afectan la actividad nacional, y de inmediato, involucro
a todas sus reas tcnicas en la elaboracin de un estudio sobre la
naturaleza y caractersticas de los fenmenos El Nio; el pronostico
de su advenimiento para ese ao especifico; la determinacin de los
posibles efectos sobre el clima y el medio natural y el anlisis
sobre el impacto que pudiera llegar a causar a la sociedad y a la
economa del pas.
El modelo integral desarrollado por el IDEAM aquel ao, es una
compilacin de los documentos tcnicos elaborados por las reas
cientficas del instituto en aquella
poca, a saber: Meteorologa, Hidrologa, Ecosistemas, Geomorfologa
y suelos, Poblacin y asentamientos humanos y Ecologa econmica. Con
este modelo, el IDEAM logro consolidar su capacidad de prediccin
del efecto climtico de los fenmenos El Nio, al obtener como
resultado final la determinacin de las posibles alteraciones de la
Oferta Hdrica, producto del cruce de algunas variables
representativas del comportamiento del medio fsico natural
(anomalas de la precipitacin, capacidad de amortiguamiento del
sistema suelo-vegetacin, alteraciones de los rendimientos hdricos,
entre otras). Conociendo de antemano el posible efecto climtico
derivado de la ocurrencia del fenmeno, las predicciones y
tendencias han venido siendo ajustadas sistemticamente de
conformidad con las caractersticas de intensidad y duracin de cada
evento.
En 1998, el IDEAM conciente del enorme beneficio que le
significo al gobierno nacional, a los sectores econmicos y a la
sociedad en general, la informacin sobre el efecto climtico
derivado de los fenmenos El Nio, adelanto una tarea similar para
examinar esta misma condicin durante los eventos fros, La Nia. En
consecuencia, en Agosto de ese ao, el instituto publico el
documento Posibles efectos naturales y socioeconmicos del fenmeno
fro del Pacfico (La Nia) en Colombia en el segundo semestre de 1998
y primer semestre de 1999.
Transcurridos diez aos de la elaboracin de ese primer ejercicio,
el IDEAM ha tomado la decisin de actualizar la componente
Meteorolgica de su modelo institucional con el desarrollo de este
nuevo estudio, a efecto de mejorar sus actuales esquemas de
Prediccin Climtica. El objetivo fundamental de este proyecto es
ampliar, por una parte, la base informtica del anlisis de
precipitacin y temperatura hasta el ao 2005, con miras a obtener
una mejor resolucin espacial de los resultados y por otra, obtener
un nuevo conocimiento sobre el efecto de los fenmenos El Nio y La
Nia, en los patrones de lluvia y temperatura del aire del pas, para
diferentes intensidades del evento, dado el carcter con el que
estos se presentan (dbil, moderado, fuerte e inusualmente intenso),
ya que cada uno de ellos tiene sus propias particularidades.
Igualmente, se busca lograr una mejor comprensin estacional del
efecto climtico, a travs del anlisis de las anomalas de la
precipitacin durante las estaciones secas y lluviosas, en las
diferentes regiones del pas.
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2. LOS FENMENOS EL NIO, LA NIA OSCILACIN DEL SUR
El Ciclo conocido como El Nio, La Nia - Oscilacin del Sur -
ENOS, es la causa de la mayor seal de variabilidad climtica en la
franja tropical del ocano Pacifico, en la escala interanual. El Nio
y su fase opuesta La Nia, son las componentes ocenicas del ENOS y
corresponden, en trminos generales, a la aparicin, de tiempo en
tiempo, de aguas superficiales relativamente ms clidas (El Nio) o
mas fras (La Nia) que lo normal en el Pacfico tropical central y
oriental, frente a las costas del norte de Per, Ecuador y sur de
Colombia. Estas alteraciones de la estructura trmica superficial y
subsuperficial del ocano estn asociadas con el debilitamiento de
los vientos alisios del Este y con el desplazamiento del ncleo de
conveccin profunda del Oeste al Centro del Ocano Pacfico tropical,
en condiciones El Nio o con su permanencia e intensificacin en el
caso de La Nia.
La componente atmosfrica del ENOS, conocida con el nombre de la
Oscilacin del Sur, corresponde a la variacin interanual del campo
de presin atmosfrica cerca de la superficie, en la regin del
Pacfico centro-occidental. Durante algunos aos la presin atmosfrica
en el Pacfico central es mayor que en el occidental, en otros aos
ocurre lo contrario; esta alternancia interanual de las anomalas
positivas y negativas de la presin atmosfrica ha sido comprobada
mediante la correlacin inversa y bien definida entre los valores de
presin atmosfrica en Tahit (isla localizada en el centro del
Pacfico) y Darwin (nororiente de Australia).
Aunque existen registros sobre los fenmenos de El Nio y La Nia
desde los tiempos de la conquista, su origen se remonta a escalas
de tiempo geolgico (miles y millones de aos). Tal vez, las
condiciones para que se presente este fenmeno posiblemente se
establecieron desde la poca en que la circulacin en el sistema
ocano-atmsfera del Pacfico Tropical se torn similar a la actual.
Los fenmenos del Ciclo ENOS son el resultado de la interaccin entre
el ocano y la atmsfera en esta regin ocenica; su ocurrencia produce
fuertes perturbaciones sobre la circulacin atmosfrica global y sus
efectos climticos tienen dramticas implicaciones socioeconmicas y
ambientales en casi todo el planeta.
2.1 EL EFECTO CLIMTICO DERIVADO DE LOS FENMENOS DEL CICLO
ENOS
Dada su localizacin geogrfica, Colombia recibe la influencia
directa de los procesos que se suscitan en el sistema acoplado
ocano-atmsfera del Pacifico tropical, asociados al Ciclo ENOS. Se
ha podido establecer claramente que la intensidad de los fenmenos
El Nio y La Nia esta en funcin directa con la magnitud de las
anomalas registradas en la temperatura superficial y subsuperficial
del ocano y con el rea cubierta por las mismas. La influencia de
dicha intensidad no es lineal y puede ser diferente de la magnitud
del efecto climtico y del impacto producido por los fenmenos en las
actividades humanas, como bien se observo en el evento intenso de
El Nio 1982-83. El efecto climtico depende de la poca del ao en que
se presentan los fenmenos y el impacto socioeconmico est ms
relacionado con la vulnerabilidad de las diferentes regiones del
pas y de los sectores de la actividad nacional.
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2.2 ALTERACIONES CLIMTICAS Y SU PREDICCIN
El anlisis de la informacin histrica, indica que las
alteraciones que se producen en el rgimen de lluvias en Colombia
son explicadas en buena parte, por la variabilidad climtica
interanual, relacionada con los fenmenos El Nio y La Nia, los
cuales han sido causa de sequas extremas y lluvias extraordinarias
en diferentes regiones del pas, ocasionando un efecto negativo
sobre el medio fsico natural y un impacto social y econmico de
grandes proporciones.
Una forma directa de mitigar o reducir el impacto socioeconmico
generado por la variabilidad interanual de la precipitacin es el
conocimiento previo de sus fluctuaciones y tendencias con
anticipacin de meses (prediccin climtica). La necesidad de elaborar
predicciones de tipo climtico en Colombia, se hizo evidente a raz
del severo efecto que sobre las lluvias, la temperatura del aire y
la radiacin solar, produjo el fenmeno El Nio ocurrido en 1991-92,
el cual tuvo un significativo impacto econmico, particularmente en
el sector hidroenergetico del pas. A partir de esa poca, se
realizaron los primeros esfuerzos en el HIMAT (Instituto de
Meteorologa, Hidrologa y Adecuacin de Tierras), mediante la
aplicacin de modelos de tipo conceptual. As mismo, se comenzaron a
incluir algunos aspectos relacionados con la variabilidad climtica
estacional e interanual en los pronsticos climticos y de caudales
de esa poca.
3. INVESTIGACIN CIENTFICA INHERENTE A LOS FENMENOS DEL CICLO
ENOS
A finales de la dcada de los aos noventa los impactos
ocasionados por los fenmenos El Nio y La Nia comenzaron a preocupar
a la comunidad nacional. Ante la falta de conocimientos sobre estos
eventos y sobre su efecto en el territorio nacional, se agudiz la
necesidad de desarrollar investigacin en este tema, orientada a
conocer mejor la fsica de los mismos, su efecto sobre el medio
natural y el clima y el alcance de los impactos que ejercen sobre
los sectores productivos, el comercio, la industria y la sociedad
en general.
El avance mundial en el conocimiento cientfico sobre los
fenmenos del Ciclo ENOS ha sido asimilado satisfactoriamente por
las entidades responsables de dicha temtica en el pas. Si bien, en
Colombia no se ha investigado profunda y directamente la gnesis y
la dinmica del fenmeno en s, se ha avanzado en la determinacin del
efecto directo de los fenmenos en las reas martimas y costeras del
Pacfico colombiano, en su influencia sobre el clima nacional,
particularmente sobre los patrones de lluvias y de temperatura del
aire y en el anlisis preliminar de su impacto socioeconmico. Tambin
se ha descrito el efecto erosivo que los fenmenos ocasionan en la
costa Pacfica colombiana y el efecto que ejercen sobre el ambiente
biolgico marino.
3.1 INVESTIGACIN DESARROLLADA EN COLOMBIA DURANTE ESTA LTIMA
DCADA, SOBRE LOS FENMENOS DEL CICLO ENOS.
En Marzo de 1995, con motivo de la celebracin del Da
Meteorolgico Mundial, el recin creado Instituto de Hidrologa,
Meteorologa y Estudios Ambientales -IDEAM, llev a cabo el primer
panel sobre el fenmeno de El Nio, una de cuyas recomendaciones
apunt a la organizacin y realizacin de un foro ms amplio sobre este
tema, que involucrara el aspecto relacionado con el impacto
socio-econmico sobre los diferentes sectores productivos del pas.
Con el nimo de concretar esta
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recomendacin y de continuar las iniciativas y esfuerzos
realizados hasta ese momento, el IDEAM lidero la realizacin del
Foro sobre el fenmeno El Nio y su Impacto Socio-Econmico en el
marco del IV Congreso Colombiano de Meteorologa que se realizo
entre 19 y el 23 de marzo de 1996. El Foro, dio la oportunidad de
obtener un diagnstico general sobre el tema, lo cual permiti
evaluar la situacin de ese momento y proponer acciones
inmediatas.
3.2 EL MODELO INTEGRAL DESARROLLADO POR EL IDEAM SOBRE LOS
EFECTOS NATURALES Y SOCIOECONMICOS DEL FENMENO EL NIO.
El documento publicado bajo el titulo Posibles efectos naturales
y socioeconmicos del fenmeno El Nio en el periodo 1997-1998, en
Colombia, consolido el conocimiento y el entendimiento que la
sociedad tenia en ese momento, sobre este novedoso tema. El citado
documento sintetizo el comportamiento climtico que generalmente se
observa en el pas bajo la influencia de un fenmeno El Nio,
hacindose la salvedad de que cada evento tiene sus propias
particularidades en lo que a su gnesis, desarrollo, efectos e
impactos se refiere, En consecuencia, quedo muy claro, que la
informacin suministrada no debera considerarse como un pronstico,
sino como una aproximacin de lo que con mayor frecuencia ocurre
durante el perodo de influencia del fenmeno El Nio, lo cual podra
tomarse como el escenario mas probable en caso de que durante un ao
determinado se llegare a presentar dicho fenmeno.
La informacin ofrecida al pas a travs de este importante
documento sirvi de gua a la comunidad nacional para su preparacin
ante la presencia del fenmeno El Nio 1997-98 y libr al pas de
grandes prdidas econmicas, gracias a las oportunas recomendaciones
dirigidas al CONPES, a los ministerios de Agricultura, Medio
Ambiente, Salud, Transporte, Minas y Energa y Hacienda, al
Departamento Nacional de Planeacin y a la Direccin Nacional para la
Prevencin y Atencin de Desastres. Facilito as mismo, la tarea de
organizacin de los planes de contingencia por parte del gobierno
nacional y doto de mejores elementos de juicio para la toma de
decisiones a los planificadores de los diferentes sectores
socioeconmicos, particularmente los sectores agrcola,
hidroenergtico, turstico, pesquero, de transporte fluvial y por
carretera y el sector de prestacin de servicios de acueducto y
alcantarillado.
3.3 INVESTIGACIN EN EL IDEAM SOBRE EL FENMENO EL NIO
El fenmeno El Nio de carcter intenso ocurrido en 1997-98 dio
origen a una serie de estudios y Notas Tcnicas de carcter cientfico
que superaron con creces y en muy poco tiempo, todo lo que se haba
investigado y publicado sobre este tema hasta ese momento. Las
primeras investigaciones fueron orientadas hacia el anlisis de la
probabilidad de ocurrencia de alteraciones en los volmenes
mensuales de precipitacin para las diferentes regiones naturales
del pas y la determinacin de zonas afectadas por dficits o
excedentes de lluvia, con una probabilidad mayor del 75%. Como
producto de estos estudios se edito un documento, con el mapa de
las alteraciones registradas en la precipitacin durante la
ocurrencia de un fenmeno El Nio, el cual se publico en Mayo de 1997
bajo el titulo Probabilidad de afectacin de la precipitacin en
Colombia por el fenmeno El Nio - Nota Tcnica IDEAM-METEO/ 002-97 y
fue el soporte tcnico de la componente Meteorolgica para la
construccin del modelo institucional, descrito anteriormente.
Con el nimo de orientar a las autoridades municipales en la toma
de decisiones relacionadas con la prevencin de los posibles efectos
climticos e impactos socioeconmicos del fenmeno El Nio 1997-98, el
IDEAM prepar un segundo documento tcnico, con la informacin
porcentual del rea municipal que posiblemente
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seria afectada por alteraciones de la oferta hdrica, el cual
ofreci en forma de tablas y mapas, en una publicacin especial
denominada Preparmonos para recibir el fenmeno El Nio en los
municipios colombianos, editada en Agosto de 1997.
No obstante la continua vigilancia que el IDEAM mantiene sobre
el desarrollo de los procesos en el sistema climtico y de los
anlisis y proyecciones que suministra a travs de su informe
Condiciones e indicadores ambientales en Colombia publicado y
difundido mensualmente a travs de diferentes medios (pagina Web,
medios de comunicacin, conferencias), el instituto continu
preparando una serie de documentos especializados de actualizacin,
entre los que cabe destacar Efectos sobre el medio fsico natural de
Colombia ocasionados por el fenmeno El Nio durante el perodo marzo
- noviembre de 1997 y proyeccin de los posibles efectos en los
prximos meses y Estimacin de la necesidad de atender el
abastecimiento de agua a la poblacin urbana en Colombia. Fenmeno El
Nio 1997 1998, editados en Diciembre de 1997. A finales del primer
trimestre del ao siguiente se public el ltimo de esta serie de
documentos relacionados con el evento intenso de El Nio 1997-98,
bajo el titulo Desarrollo del actual fenmeno clido del
Pacfico1997-98, su efecto hidroclimtico sobre el pas, impactos
socioeconmicos y proyeccin.
3.4 INVESTIGACIN EN EL IDEAM SOBRE EL FENMENO LA NIA
Dentro de la escala de variabilidad interanual en el ocano
Pacfico tropical son posibles tres condiciones: El Nio
(calentamiento extremo), condiciones normales y La Nia
(enfriamiento extremo). Hasta finales de los 90s se debata acerca
de la definicin de La Nia. Algunos autores tienden a interpretar La
Nia como la presencia de condiciones normales en el Pacfico
tropical, pero mucho ms definidas e intensas. Sin embargo esta
interpretacin no es del todo correcta.
As como El Nio es el trmino originalmente usado para describir
la aparicin, de tiempo en tiempo, de aguas superficiales
relativamente ms clidas que lo normal en el Pacfico tropical
central y oriental, La Nia se refiere a las condiciones fras
extremas que recurrentemente, pero de manera irregular, se
presentan en los mismos sectores del Pacfico tropical durante por
lo menos seis meses. Dicho enfriamiento de la superficie del mar
cubre grandes extensiones de la superficie de este ocano y por su
magnitud altera sensiblemente el clima en diferentes regiones del
planeta, tal como sucede con El Nio.
Aunque las condiciones La Nia son cercanamente inversas a las
que se presentan durante El Nio, las anomalas negativas de
temperatura superficial del mar durante la fase fra no son
equivalentes o simtricamente inversas a las anomalas positivas que
se registran durante los eventos clidos. No obstante, el hecho de
que de alguna manera sean condiciones contrarias a las del fenmeno
El Nio, sirvi de base para que a finales de los 80s se le empezara
a denominar con el nombre con el que hoy se le conoce en la
comunidad cientfica: La Nia.
Una vez recuperadas las condiciones normales en el sistema
acoplado ocano atmsfera del Pacifico tropical, luego de finalizado
el evento intenso de El Nio 1997-98, se observ una tendencia hacia
condiciones fras. El IDEAM, adelantndose a la posible ocurrencia de
un fenmeno La Nia, elabor un primer documento sobre las
caractersticas mas relevantes de estos fenmenos y su efecto
climtico sobre el territorio nacional, el cual publico bajo el
titulo Efectos naturales y socioeconmicos del fenmeno fro del
Pacfico (La Nia), Nota Tcnica IDEAM-METEO/ 007-98 y, con ello,
ofreci a la comunidad nacional las herramientas tcnicas para lograr
una preparacin y un manejo adecuados de esta circunstancia, de
manera que los impactos sociales y econmicos negativos fuesen los
menores posibles.
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Las investigaciones posteriores fueron orientadas, igual que en
el caso de El Nio, hacia el anlisis de la probabilidad de
ocurrencia de anomalas en los volmenes mensuales de precipitacin
para las diferentes regiones naturales del pas y la determinacin de
zonas afectadas por excedentes de lluvia, con una probabilidad
mayor del 75%. El primer documento preparado junto con el mapa de
las alteraciones registradas en la precipitacin durante la
ocurrencia de un fenmeno La Nia, se public en Agosto de 1998 bajo
el titulo Probabilidad de afectacin de la precipitacin en Colombia
por el fenmeno La Nia - Nota Tcnica IDEAM-METEO/ 008-98.
El IDEAM, como entidad asesora del gobierno nacional en estas
materias y como responsable por la disciplina Meteorolgica en
Colombia, continu prestando el debido acompaamiento y orientacin a
las autoridades municipales, departamentales y nacionales,
proporcionndoles las herramientas adecuadas para facilitarles la
toma de decisiones relacionadas con la prevencin de los posibles
efectos climticos e impactos socioeconmicos del fenmeno La Nia
1998-99. De esta forma, prepar un segundo documento tcnico,
denominado Posibles efectos naturales y socioeconmicos del fenmeno
fro del Pacfico (La Nia) en Colombia en el segundo semestre de 1998
y primer semestre de 1999, el cual publico difundi en Agosto de
1998.
3.5 INVESTIGACIONES DESARROLLADAS POR LA UNIVERSIDAD NACIONAL
SEDE BOGOT
A comienzos de 1998, inicio sus actividades el programa de
Maestra en Meteorologa, implementado por el Departamento de
Geociencias Facultad de Ciencias, de la Universidad Nacional.
Dentro de las lneas de investigacin desarrolladas por este
programa, tomo un papel preponderante el tema relacionado con la
Variabilidad Climtica, en particular, la variabilidad en la escala
interanual, a la cual estn asociados los fenmenos del Ciclo El Nio,
La Nia Oscilacin del Sur (ENOS).
Producto de estos lineamientos, se desarrollo un trabajo de
investigacin encaminado a establecer La influencia de los procesos
de interaccin ocano-atmsfera del Pacfico tropical y el Atlntico en
la variabilidad interanual de la precipitacin en Colombia, tesis de
grado sustentada en Diciembre de 1999; como parte del mismo trabajo
de investigacin, se lograron obtener los primeros resultados del
modelamiento de las relaciones existentes entre los procesos de
interaccin ocano-atmsfera en el Pacfico tropical y la variabilidad
de la precipitacin en Colombia, mediante la aplicacin de modelos de
Regresin Dinmica y modelos de Transferencia, estos ltimos exigen
causalidad unidireccional entre los predictores (variables del
ciclo ENOS) y el predictando (precipitacin).
Como resultado de estas investigaciones se fortalecieron los
esquemas objetivos de Prediccin Climtica que se han venido
implementando dentro del IDEAM en los ltimos aos y cuyas
predicciones han sido de vital importancia para los sectores
productivos del pas, particularmente, el hidroenergetico y el
agropecuario.
3.6 INVESTIGACIONES DESARROLLADAS POR LA UNIVERSIDAD NACIONAL
SEDE MEDELLN
Simultnea a la labor de investigacin desarrollada por el IDEAM y
la Universidad Nacional Sede Bogota, el postgrado en
Aprovechamiento de Recursos Hidrulicos de la Facultad de Minas de
la Universidad Nacional Sede Medelln, emprendi un ambicioso
programa de investigacin relacionado con el efecto climtico del
ciclo ENOS sobre los caudales de los principales ros de Colombia,
en particular los que
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vierten sus aguas en los embalses de las Hidroelctricas
nacionales. Producto de este esfuerzo se fueron sucediendo, titulo
tras titulo, una gran cantidad de estudios e investigaciones, entre
los cuales podemos destacar algunos que sintetizan la magnitud de
la labor desarrollada: Efecto del fenmeno El Nio - Oscilacin del
Sur en la Hidrologa Colombiana,Las fases extremas del fenmeno ENSO
- El Nio - La Nia y su influencia sobre la Hidrologa de Colombia,
Evidencias de la asociacin entre brotes epidmicos de malaria en
Colombia y el fenmeno El Nio - Oscilacin del Sur, Cuantificacin del
efecto de El Nio y La Nia sobre los caudales de Colombia,
Metodologas para la prediccin de la hidrologa colombiana
considerando el fenmeno El Nio-Oscilacin del Sur (ENOS), Caudales
medios mensuales de ros colombianos durante El Nio y La Nia,
etc.
3.7 INVESTIGACIONES DESARROLLADAS POR EL COMIT TCNICO NACIONAL
DEL PROGRAMA ERFN
La recurrencia del fenmeno El Nio en el Pacfico Sudeste, con
significativos efectos socioeconmicos, llev en 1974, a los pases
que conforman la Comisin Permanente del Pacfico Sur - CPPS
(Colombia, Ecuador, Per y Chile) a la constitucin del Programa
Estudio Regional del Fenmeno El Nio ERFEN, el cual funciona con la
participacin de las instituciones de investigacin de los pases
miembros, la coordinacin de la CPPS y el apoyo de otras
organizaciones internacionales, como la Organizacin Meteorolgica
Mundial OMM y la Comisin Oceanogrfica Intergubernamental COI, entre
otras.
La meta bsica del ERFEN es la de poder predecir los cambios
ocenico-atmosfricos, con anticipacin suficiente para permitir
polticas de adaptacin o de manejo de emergencias frente a alteracin
de la oferta hdrica, prdidas en la produccin pesquera, agrcola e
industrial, merma de la produccin energtica, afectacin de las
comunicaciones y de la infraestructura costera, etc., inclusive, la
prdida de vidas humanas.
En 1977, se constituyo El Comit Tcnico del ERFN para Colombia,
como un comit tcnico de la Comisin Colombiana de Oceanografa, hoy
Comisin Colombiana del Ocano - CCO, cuyo objetivo general es el de
aunar los esfuerzos de las diferentes instituciones especializadas
sobre esta temtica, para establecer un sistema de observacin,
vigilancia y prediccin del fenmeno El Nio, de su efecto climtico
sobre el territorio nacional y de su impacto sobre la sociedad y
los sistemas productivos del pas, a efecto de que se puedan
emprender acciones oportunas que permitan mitigar los impactos
sociales, econmicos y medio ambientales.
Como un primer paso, el Comit Tcnico Nacional del ERFEN plante a
comienzos de los aos noventa la elaboracin de un proyecto nacional
de investigacin sobre El Nio a efecto de ser presentado a
Colciencias. Por la misma poca, el entonces Instituto de Hidrologa,
Meteorologa y Adecuacin de Tierras -HIMAT, prepar y present
formalmente a Planeacin Nacional un proyecto de investigacin sobre
El Nio y su impacto socio-econmico. Adicionalmente, el HIMAT
present en el Taller sobre el estado actual de la infraestructura
cientfica y tecnolgica del sector marino, realizado en Medelln en
noviembre de 1994 en el marco del IX Seminario Nacional de Ciencias
y Tecnologas del Mar, un proyecto para la creacin de una institucin
de carcter corporativo, dedicada exclusivamente a la investigacin
sobre este tema, involucrando de manera definitiva la componente
socioeconmica.
Infortunadamente estas iniciativas no prosperaron por diversos
motivos, particularmente aquellos relacionados con la asignacin de
recursos econmicos para el desarrollo de estos proyectos. En
Colombia estamos aun muy lejos de poseer la
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cultura de la prevencin; mientras los fenmenos naturales afectan
nuestras vidas, se trabaja con ahnco en la adopcin de medidas de
tipo curativo y se reciben con entusiasmo las iniciativas y
sugerencias para atacar el problema, pero tan pronto cesan sus
efectos, todo vuelve al olvido y tanto los programas de
investigacin como los proyectos de prevencin, perecen
irremediablemente.
Resulto muy importante el esfuerzo realizado por las
instituciones pertenecientes al comit ERFN, al preparar, publicar y
difundir en septiembre de 2000 el Programa integral y
multidisciplinario para el estudio sobre el fenmeno El Nio, el cual
se puede considerar como la carta de navegacin del comit a mediano
plazo, por cuanto incluy un Plan de Accin a 10 aos.
3.8 OTRAS PARTICULARIDADES DE LOS PROGRAMAS DE INVESTIGACIN
DESARROLLADOS
Vale la pena destacar igualmente, la existencia de una capacidad
de comunicacin del conocimiento para diferentes aplicaciones. Este
aspecto de fundamental importancia para las actividades de
prevencin y mitigacin, ha venido evolucionando favorablemente.
Desde su creacin, el IDEAM cumple la funcin de llevar el
conocimiento sobre estos temas a la sociedad y entrega
permanentemente los avances cientficos obtenidos por sus
investigadores, en un lenguaje apropiado para su lectura y
aplicacin.
Hay que reconocer, sin embargo, que aun falta desarrollar
investigacin relativa a la fsica de los fenmenos en lo que a su
gnesis y dinmica, se refiera. Por ejemplo, el evento El Nio 1997-98
se desarroll fuera del esquema conceptual que hasta ahora ha
explicado el origen y evolucin del fenmeno. Este vaco en la
comprensin y el conocimiento constituye una fuerte vulnerabilidad
en las entidades responsables por esta temtica, por cuanto, afecta
los esquemas de prediccin sobre el advenimiento del fenmeno, que
son una herramienta importante de la prevencin.
Si bien se ha avanzado en el conocimiento de los efectos sobre
el medio natural y los impactos en la sociedad y la economa, este
conocimiento aun se limita al grupo de investigadores, siendo ellos
nicos portadores del mismo. Aunque en el IDEAM se ha avanzado en la
objetivizacin de este conocimiento en esquemas de prediccin, todava
se requiere hacer esfuerzos hacia la consolidacin de modelos
objetivos de prediccin del fenmeno y de su efecto climtico.
-
13
4. INDICES DE MAYOR SIGNIFICACIN UTILIZADOS EN LA VIGILANCIA Y
CARACTERIZACION DE LOS FENOMENOS EL NIO Y LA NIA.
Una gran cantidad de ndices son utilizados actualmente por la
comunidad cientfica para caracterizar los fenmenos del ciclo ENOS,
dada la gran cantidad de variables objeto de observacin y medicin
dentro del sistema climtico ocano atmsfera, en la cuenca del ocano
Pacifico tropical. Probablemente los dos ndices mas utilizados en
la actualidad son el ndice de la Oscilacin del Sur (de carcter
atmosfrico) y el ndice Nio 3 (de carcter ocenico).
Como El Nio y La Nia son fenmenos de carcter ocenico y los
ndices utilizados para determinar sus caractersticas son de la
misma naturaleza, abordaremos inicialmente la descripcin de estos
ndices, reparando en la sensibilidad de los mismos a efecto de
seleccionar el de mayor conveniencia para la consecucin de los
objetivos de este proyecto. Describiremos tambin algunos de los
ndices ms significativos desde el punto de vista atmosfrico, como
el caso del IOS, mal utilizado en un comienzo como identificador de
El Nio y La Nia, y otros ndices de carcter mixto (ocenicos y
atmosfricos), como el MEI, utilizado con un doble propsito: el de
seguimiento de los fenmenos El Nio La Nia y la caracterizacin de
ENOS.
4.1 INDICES OCENICOS
Ya hemos visto que los fenmenos de El Nio y La Nia estn
asociados a las anomalas positivas y negativas que se observan
durante varios meses en aguas del ocano Pacfico tropical. Es fcil
entender entonces, el hecho de que la temperatura superficial del
mar se convierta en un valioso indicador de la estructura trmica de
la capa superior del ocano y en consecuencia, en una importante
herramienta en el seguimiento y vigilancia de los fenmenos El Nio y
La Nia.
4.1.1 Anomalas de la temperatura superficial del mar (TSM)
Para la vigilancia de la variabilidad de la TSM en la franja
tropical del Pacifico, se han establecido cuatro regiones muy bien
definidas a saber (figura 4.1):
Regin Occidental: (Regin Nio 4): Entre las latitudes 5 Norte y 5
Sur y las Longitudes 160 Este y 150 Oeste. Regin Central; (Regin
Nio 3): Entre las latitudes 5 Norte y 5 Sur y las Longitudes 90 y
150 Oeste. Regin Centro-occidental: (Regin Nio 3-4): Entre las
Latitudes 5 Norte y 5 Sur y las Longitudes 120 y 170 Oeste. Regin
Oriental: (Regin Nio 1+2): Entre las Latitudes 0 y 10 S ur y las
Longitudes 90 y 80 Oeste.
-
14
Figura 4.1 Regiones El Nio, definidas por la comunidad cientfica
internacional con fines de seguimiento y vigilancia de los fenmenos
del Ciclo ENOS. Fuente de datos: NOAA/NCEP/CAC, USA
En cada una de estas regiones se mide la temperatura de la
superficie del mar en grados Celsius y se determinan sus anomalas,
evaluadas como la diferencia entre un valor mensual cualquiera y su
promedio climatolgico o valor normal. La temperatura registrada en
la regin Nio 1+2, es el promedio de la temperatura medida en las
regiones Nio1 y Nio 2. Las anomalas estimadas corresponden a los
ndices utilizados para el seguimiento de su variabilidad y sus
valores mensuales aparecen en el boletn de diagnstico climtico,
editado por la National Oceanic and Atmospheric Administration
NOAA, de los Estados Unidos de Norteamrica.
Los ndices mas utilizados en la vigilancia de los fenmenos El
Nio y La Nia son los de las regiones Nio 3 y Nio 3-4, en
consideracin a que en el sector central del Pacifico tropical se
observan los mayores contrastes de la termodinmica ocenica. No
obstante, en la actualidad no hay consenso dentro de la comunidad
cientfica mundial respecto al uso de alguno de ellos en forma
prioritaria, a tal punto, que los modelos numricos de pronstico de
los centros mundiales especializados predicen el comportamiento de
la TSM, en trminos de anomalas, para ambas regiones.
Para poder definir entre ellos el que sirva de base para
establecer la intensidad y duracin de los fenmenos de El Nio y La
Nia, tendremos en cuenta las siguientes consideraciones:
El gradiente trmico a lo largo del Pacifico Ecuatorial es de
unos 7 Celsius, con temperaturas superficiales del mar (TSM)
cercanas a los 30 C en el borde occidental de la cuenca (Australia
e Indonesia) y del orden de 23 C en el sector oriental (costas de
Sudamrica). La temperatura superficial del ocano en la regin centro
occidental del Pacfico tropical (Regin Nio 3-4) es cerca de 2 C ms
clida y de menor variabilidad que la temperatura de la regin
central (Regin Nio 3), como se puede apreciar en la figura 4.2.
Este ltimo aspecto es de suma importancia en la definicin del ndice
a seleccionar.
-
15
Temperatura superficial del mar - Pacfico Tropical
22.0
24.0
26.0
28.0
30.0
Ene-
50
Ene-
53
Ene-
56
Ene-
59
Ene-
62
Ene-
65
Ene-
68
Ene-
71
Ene-
74
Ene-
77
Ene-
80
Ene-
83
Ene-
86
Ene-
89
Ene-
92
Ene-
95
Ene-
98
Ene-
01
Ene-
04
Ene-
07
C
N-34 N-3
Figura 4.2 Temperatura de superficie del mar (grados Celsius)
registrada en el ocano Pacifico tropical - regin Nio 3-4 comparada
con la regin Nio 3, desde 1950 hasta 2007. Ntese la magnitud de las
anomalas y la mayor amplitud del rango de variabilidad en la regin
Nio 3. Fuente de datos: NOAA/NCEP/CAC, USA
El hecho de que el rango de variabilidad normal de la TSM en la
regin Nio 3, sea mucho ms amplio que el de la regin Nio 3-4, es una
de las razones por las cuales los investigadores y los centros
especializados de seguimiento de los fenmenos El Nio y La Nia no
coinciden en la determinacin de las pocas de comienzo y finalizacin
de los eventos, como tampoco en la determinacin de la magnitud de
su intensidad en ambas reas. Al comparar los ndices obtenidos para
las dos regiones aparecen en la regin Nio 3-4, ocho fenmenos El Nio
que no son registrados como tales en la regin Nio 3, a saber:
1963-64, 1968-69, 1977-78, 1993, 1994-95, 2002-03, 2004-05 y
2006-07. Para el caso de la Nia ocurre algo similar, se han
reportado seis eventos en los aos 1950-51, 1961-62, 1983-84,
1984-85, 1995-96 y 2000-01, que no son catalogados como fenmeno la
Nia utilizando el ndice de la regin Nio 3 (figura 4.3)
Duracin Fenmenos LA NIA
0
510
1520
25
3035
40
1950
1953
1956
1959
1962
1965
1968
1971
1974
1977
1980
1983
1986
1989
1992
1995
1998
Aos de ocurrencia
Meses
ONI N3
Figura 4.3 Duracin de los fenmenos La Nia, comparando los ndices
ONI y N3 (regin Nio 3). Se puede observar que durante varios aos,
este ltimo ndice aparece con duracin 0 meses, es decir no se
registr como evento Nia, con este ndice. Fuente de datos:
NOAA/NCEP/CAC, USA
Es importante mencionar adems, que la menor variabilidad de la
TSM en la regin Nio 3-4 dificulta el reconocimiento de verdaderas
fases extremas de esa variable dentro del ciclo ENOS. Por las
razones expuestas anteriormente, adoptamos como ndice de los
fenmenos de El Nio y La Nia, el de las ANOMALIAS MENSUALES DE LA
TEMPERATURA SUPERFICIAL DEL MAR EN LA REGION NIO 3 (aTSM-N3, sin
desconocer el
-
16
grado de popularidad que ha alcanzado el ndice ocenico ONI
(siglas en Ingls), desarrollado recientemente por la NOAA y el cual
es calculado con base en las anomalas de la TSM en la Regin Nio
3-4.
Para establecer plenamente la ocurrencia de un fenmeno El Nio
(La Nia), el ndice definido (aTSM-N3) debe registrar anomalas
positivas (negativas) superiores a una desviacin estndar durante un
perodo no inferior a cinco meses consecutivos, es decir el 50% de
la duracin promedio de los eventos.
Se espera que la comunidad cientfica mundial adopte en un futuro
cercano, un ndice comn, que permita la unificacin de los anlisis y
facilite su interpretacin.
4.1.2 ndice Ocenico del Nio - ONI : Este ndice es calculado como
la media mvil de tres puntos de la serie mensual de anomalas de la
temperatura de la superficie del mar en la Regin Nio 3-4. De
acuerdo con este ndice, en condiciones El Nio (La Nia), el ONI debe
ser igual superior (igual o inferior) a medio grado Celsius de
anomala.
4.1.3 Anomalas de la temperatura subsuperficial del mar: Este
ndice permite determinar el comportamiento de la estructura trmica
subsuperficial de la franja tropical del ocano Pacfico (entre 140
Este y 80 Oeste), hasta una profundad de 400 metros. Las anomalas
son desviaciones respecto al promedio del perodo 1983-1992.
4.1.3 El contenido de calor en la capa superior del ocano: Este
ndice esta basado en las anomalas que se registran en la estructura
trmica superficial y subsuperficial (0 300 metros de profundidad)
del ocano Pacfico centro-oriental (180 100 grados de longitud
oeste).
4.1.4 Comportamiento de la Termoclina: Este ndice es valorado
como las anomalas que se observan en la profundidad de la isoterma
de 20 C dentro de la franja ecuatorial (5 N 5 S) del ocano Pacfico
tropical. Las anomalas son desviaciones respecto al promedio del
perodo 1983-1992.
4.2 NDICES ATMOSFRICOS
4.2.1 ndice de Oscilacin del Sur - IOS: es calculado como las
diferencias normalizadas entre la presin atmosfrica medida en Tahit
(Polinesia Francesa, representa el sector central del Pacfico
tropical) y Darwin (norte de Australia, representa el sector
occidental) y es un indicador de las fluctuaciones de la masa
atmosfrica entre los sectores centro-oriental y occidental del
pacfico. Diferentes cientficos han desarrollado metodologas para el
clculo del IOS; el obtenido por el Climate Analysis Center de la
NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) de los
Estados Unidos, es el ms utilizado por la comunidad que hace
seguimiento e investigaciones sobre el ENOS.
4.2.2 Vientos: Se utilizan tambin otros ndices atmosfricos
igualmente eficaces en caracterizar los fenmenos del ciclo ENSO,
como las anomalas de viento zonal en niveles bajos (850
hectopascales - hPa) y el flujo zonal de altura a 200 hPa, el cual
sirve para describir los vientos troposfricos, cuyas anomalas
tienden a oponerse a los de 850 hPa. Los vientos zonales en 850
hPa, corresponden al movimiento del aire que sopla de Este a Oeste,
a una altura aproximada de 1500 metros sobre el nivel del mar, en
tanto que los vientos en 200 hPa, soplan de Oeste a Este, a una
altura aproximadamente de 12 kilmetros.
-
17
4.2.3 Temperatura del Aire: La temperatura del aire en la media
troposfera (500 hPa) es un indicador del contenido de calor de la
troposfera tropical y constituye un valioso indicador de los
procesos de la componente atmosfrica dentro del ENOS.
4.2.4 Radiacin Solar de Onda Larga: Este importante ndice est
relacionado con la radiacin solar de onda larga saliente de la
tierra (OLR), la cual es una medida indirecta de la conveccin, por
cuanto sus valores extremos estn asociados directamente a conveccin
profunda (mnimos de OLR) o ausencia de sta (mximos de OLR). El
seguimiento de la OLR se realiza directamente va el satlite; su
valor en las vecindades de la lnea de cambio de fecha en el Pacfico
tropical (180 de longitud) determina la frecuencia y la magnitud de
la actividad convectiva asociada a los procesos de ENOS.
4.3 NDICES MIXTOS
Se han desarrollado algunos ndices de carcter mixto que
involucran tanto variables atmosfricas como ocenicas en su
composicin. Uno de los ms conocidos es el ndice MEI (Multivariate
ENSO Index).
4.3.1 ndice Multivariado del ENSO - MEI: Este ndice puede ser
entendido como la media ponderada de seis variables sobre el
Pacifico tropical, a saber: presin atmosfrica a nivel del mar,
componente zonal (este-oeste) y meridional (norte-sur) del viento
en superficie, temperatura de la superficie del mar, temperatura
del aire en superficie, y cantidad total de nubosidad. Los valores
positivos del MEI representan la fase caliente de ENOS (EL
Nio).
5. INDICE SELECCIONADO PARA LOS PROPSITOS DE ESTE PROYECTO:
ANOMALIAS DE LA TEMPERATURA SUPERFICIAL DEL MAR EN EL PACIFICO
CENTRAL REGION NIO 3
5.1 DESCRIPCION DE LA VARIABLE
La regin del Pacifico central (Regin Nio 3) ha sido considerada
un rea muy sensible a las alteraciones que se producen en el
sistema acoplado ocano atmsfera durante la ocurrencia de los
fenmenos del Ciclo ENOS. Considerando tan solo un aspecto de la
componente atmosfrica, se puede mencionar que es all justamente
donde la celda convectiva de la circulacin de Walter (lluvias
abundantes) se ubica durante los episodios de El Nio y desaparece
durante la fase opuesta. Ahora, en relacin con la componente
ocenica, es importante notar la buena definicin que se observa en
las alteraciones de estructura trmica superficial del ocano,
durante la ocurrencia de ambas fases (Nio y Nia).
Para efectos de vigilancia y prediccin, la comunidad
internacional ha definido el rea comprendida ente las latitudes 5
Norte y 5 Sur y las Longitudes 90 y 150 Oeste, como la regin Nio 3
y desde 1950 se han efectuado mediciones de la temperatura
superficial del mar y se han calculado sus anomalas (figura 5.1),
cuyas series de tiempo son ofrecidas por los centros
internacionales especializados, como el Climate Analysis Center de
la NOAA (EU).
5.2 ESTADISTICOS CARACTERISTICOS
Las anomalas positivas registradas en la temperatura superficial
del mar durante los fenmenos El Nio, son de mayor magnitud que las
negativas observadas durante La Nia. En el Pacifico central (regin
Nio 3), por ejemplo, son prcticamente el doble, si
-
18
comparamos la mxima desviacin positiva (3.9 C) r egistrada
durante El Nio 1997-98 contra la mnima desviacin negativa (-2.02 C)
registrada durante La Nia 1954-56 (ver figura 5.2). Algo similar
ocurre analizando la desviacin estndar de la serie de anomalas
positivas (0.77) con la de las anomalas negativas (0.40). Esa mayor
amplitud en el rango de variabilidad de las anomalas positivas esta
asociada igualmente con su varianza, ya que sta es prcticamente el
triple de correspondiente a las anomalas negativas. Otros
estadsticos caractersticos de la serie completa y sus componentes
positivas y negativas se pueden apreciar en los datos de la tabla
5.1.
Tabla 5.1 Estadsticos caractersticos de la secuencia temporal de
anomalas de la temperatura superficial del mar en la regin Nio 3
del ocano Pacfico tropical y sus componentes positivas y negativas,
registrados durante el perodo 1950-2001.
Anomalas Anomalas Anomalias Positivas NegativasSerie Completa
Positivas Negativas > 1.03 < -0.79
No Total de datos 639 326 313 97 80Mnimo -2.02 0.00 -2.02 1.03
-2.02Mximo 3.90 3.90 0.02 3.90 -0.79Media 0.12 0.91 -0.57 1.74
-1.13Desviacin Std 0.91 0.76 0.40 0.74 0.26
El anlisis de la serie de anomalas acumuladas durante el perodo
1950-2001 muestra una tendencia creciente y sostenida durante los
ltimos treinta aos, favorecida por la ocurrencia de dos eventos
intensos de El Nio (1982-83 y 1997-98) durante este lapso, como se
puede observar claramente en la figura 5.1.
Anomalas acumuladas de TSM en la regin Nio 3
y = 0.0002x2 - 0.3078x + 87.206
-40
-20
0
20
40
60
80
100
Ene-
50
Ene-
53
Ene-
56
Ene-
59
Ene-
62
Ene-
65
Ene-
68
Ene-
71
Ene-
74
Ene-
77
Ene-
80
Ene-
83
Ene-
86
Ene-
89
Ene-
92
Ene-
95
Ene-
98
Ene-
01
Figura 5.1 Anomalas acumuladas de la temperatura de superficie
del mar (grados Celsius) registradas en el Pacifico tropical Regin
Nio 3, desde 1950 hasta 2001. Se puede apreciar muy bien
crecimiento sostenido de la variable a partir del ao 1975. Fuente
de datos: NOAA/NCEP/CAC, USA
5.3 CLASIFICACION DE LOS FENOMENOS DEL CICLO ENOS
Uno de los aspectos ms importantes de este proyecto, es la
categorizacin de los fenmenos del Ciclo ENOS en funcin de la
intensidad de los mismos. La intensidad es el fiel reflejo de la
magnitud de las anomalas que se registran, tanto en el ocano
Pacfico tropical como en la atmsfera que yace sobre l. Las anomalas
que se observan en ambos fluidos no son siempre de magnitud
proporcional a la intensidad
-
19
que se asigna al fenmeno. Aunque algunos autores han
categorizado los diferentes eventos ocurridos, actualmente no
existe una metodologa estndar para clasificarlos, ni hay acuerdos
sobre el tipo de ndice a utilizar con este propsito; algunos se
basan en la magnitud de las anomalas de la temperatura superficial
del mar, otros en el ndice de oscilacin del sur y, ltimamente, se
estn desarrollando ndices multivariados con este mismo
propsito.
Asumiendo una distribucin normal en la secuencia temporal de
anomalas de la temperatura superficial del mar (aTSM) en la regin
Nio 3, se puede obtener una clasificacin de los eventos, como
Dbiles, Moderados y Fuertes, con base en la desviacin estndar () de
la serie, como se aprecia en los datos de la tabla 5.2. Estudiando
los deciles de esta serie, se puede comprobar que las anomalas
correspondientes a estas tres categoras estn restringidas a los
deciles noveno y dcimo (valores altos).
Tabla 5.2 Clasificacin de los fenmenos El Nio con base en
diferentes rangos de la desviacin estndar de la serie de anomalas
de la Temperatura Superficial del Mar (TSM) registrada en el ocano
Pacfico central (Regin Nio3) y su equivalente en grados
Celsius.
NIOS Rangos (D. Std.) Indice Nio 3 Anomalas positivasNo Datos
639 326
Media 0.12 0.91Desviacin Estndar 0.91 0.76
% Desviacin 83.5%Media + D. Std 1.03 1.67Evento Dbil 1,0 s <
aTSM < 1,5 s 1,03 - 1,485 1,67 - 2,05
Evento Moderado 1.5 s < aTSM < 2,0 s 1.485 - 1.94 2,05 -
2.43Evento Fuerte aTSM > 2 ,0 s > 1,94 > 2.43
Una clasificacin de los fenmenos El Nio ocurridos en los ltimos
50 aos, con su respectiva intensidad y duracin identificados por
las anomalas de la TSM en el ocano Pacfico central (Regin Nio3), se
puede observar en los datos de la tabla 5.3.
-
20
Tabla 5.3 pocas de ocurrencia de fenmenos El Nio clasificados
por su intensidad y duracin, de acuerdo a la magnitud de las
anomalas positivas de la Temperatura Superficial del Mar (TSM)
registradas en el ocano Pacfico central (Regin Nio3). El ndice
corresponde al valor medio de las anomalas mensuales durante el
perodo de permanencia de las mismas y es consistente con el rango
de clasificacin presentado en la tabla 5.2.
Dbil Inicio Final Duracion Indice Indice Mx. Fecha1951 Jul-51
Dic-51 6 1.14 1.27 Oct-51
1969-70 May-69 Ene-70 9 0.99 1.40 Dic-691976-77 Ago-76 Ene-77 6
1.11 1.23 Oct-76
Moderado1957-58 Jun-57 Feb-58 9 1.31 1.81 Dic-571965-66 Jun-65
Ene-66 8 1.46 1.77 Dic-651986-87 Oct-86 Dic-87 15 1.40 2.03
Sep-871991-92 Oct-91 May-92 8 1.44 1.66 May-92
Fuerte1972-73 May-72 Feb-73 10 1.81 2.64 Dic-721982-83 May-82
Ago-83 16 2.07 3.60 Ene-831997-98 May-97 May-98 13 2.74 3.90
Dic-97
En la figura 5.2 se puede comprobar que la magnitud de las
anomalas positivas registradas en la temperatura superficial del
mar durante los eventos calidos, son casi el doble de las anomalas
negativas registradas en la fase fra.
Anomalas de la temperatura superficial del mar en el Pacifico
tropical - Regin Nio
-3.00-2.00-1.000.001.002.003.004.00
Ene
-50
Ene
-53
Ene
-56
Ene
-59
Ene
-62
Ene
-65
Ene
-68
Ene
-71
Ene
-74
Ene
-77
Ene
-80
Ene
-83
Ene
-86
Ene
-89
Ene
-92
Ene
-95
Ene
-98
Ene
-01
Figura 5.2 Anomalas de temperatura de superficie del mar (grados
Celsius) registradas en el Pacifico tropical Regin Nio 3, desde
1950 hasta 2003. Ntese la magnitud de las anomalas durante el
evento calido de 1997-98 y en el evento fro de 1954-56. Fuente de
datos: NOAA/NCEP/CAC, USA
Esta diferencia en la magnitud de las anomalas entre ambas fases
(Nio y Nia), conlleva a que los rangos de variabilidad para los dos
eventos sean igualmente diferentes. Los datos presentados en la
tabla 5.4, relativos a los eventos fros (la Nia), comprueba este
hecho. El anlisis de los deciles de las series de TSM asociadas a
los fenmenos La Nia corrobora que las anomalas correspondientes a
las categoras dbil, moderada y fuerte estn localizadas nicamente en
los dos primeros deciles (valores bajos).
-
21
Tabla 5.4 Clasificacin de los fenmenos La Nia con base en
diferentes rangos de la desviacin estndar de la serie de anomalas
positivas de la Temperatura Superficial del Mar (TSM) registrada en
el ocano Pacfico central (Regin Nio3) y su equivalente en grados
Celsius.
NIAS Rangos (D. Std.) Indice Nio 3 Anomalas negativosNo Datos
639 313
Media 0.12 -0.57Desviacin Estndar 0.91 0.4
% Desviacin 44.0%Media - D. Std -0.79 -0.97Evento Dbil 1,0 s
< aTSM < 1.3 s (-0,79) - (-1.063) (-1,02) - (-1.137)
Evento Moderado 1.3 s < aTSM < 1.6 s (-1.063) - (-1.336)
(-1.137) - (-1.254)Evento Fuerte aTSM > 1.6 s < -1.336 <
-1.254
En la Tabla 5.5 se presentan los fenmenos La Nia ocurridos en
los ltimos 50 aos, con su respectiva intensidad y duracin
identificados por la TSM en la regin central del Pacfico tropical
(Nio 3). En el perodo de registros instrumentales de la temperatura
superficial del mar, es posible identificar los eventos fros del
1954-1956, 1964, 1967-1968, 1970-1971, 1973-1974, 1975-976,
1988-1989, 1999-2000. Los mejor documentados son los de los ltimos
tres decenios.
Tabla 5.5 pocas de ocurrencia de fenmenos La Nia clasificados
por intensidad y duracin, de acuerdo a la magnitud de las anomalas
negativas de la Temperatura Superficial del Mar (TSM) registrada en
el ocano Pacfico central (Regin Nio3). El ndice corresponde al
valor medio de las anomalas mensuales durante el perodo de
permanencia de las mismas y es consistente con el rango de
clasificacin presentado en la tabla 5.4.
Dbil Inicio Final Duracion Indice Indice Mx. Fecha1964 Abr-64
Dic-64 9 -0.88 -1.33 May-64
1967-68 Sep-67 Mar-68 7 -0.88 -1.28 Feb-68Moderado1954-55 Abr-54
Dic-55 21 -0.87 -2.02 Nov-551973-74 Jun-73 Feb-74 9 -1.11 -1.37
Ene-741975-76 Jun-75 Feb-76 9 -1.01 -1.51 Ene-76Fuerte
1970-71 Jun-70 Feb-71 9 -1.16 -1.50 Jul-701988-89 May-88 Mar-89
11 -1.35 -1.75 Jun-881999-00 Ago-99 Feb-00 7 -1.16 -1.60 Ene-00
6. ASPECTOS METODOLGICOS
En este contexto, es importante describir los aspectos de
carcter metodolgico desarrollados en la actualizacin del componente
Meteorolgico del estudio sobre el efecto climtico de los fenmenos
El Nio y La Nia en Colombia. La informacin relacionada con la base
de datos y el inventario general de las series seleccionadas, es
complementaria a la ofrecida en la Memoria inherente a los
algoritmos y programas de software desarrollados por el Ing. Nelly
Nova, la cual hace parte integral de este informe final, junto con
los mapas y tablas elaboradas.
-
22
6.1 BASE DE DATOS UTILIZADA
Los elementos meteorolgicos que caracterizan la atmsfera
(presin, temperatura, humedad, precipitacin, etc.) presentan
diferentes rangos de variabilidad entre unos y otros. La
variabilidad mensual de la temperatura del aire, por ejemplo, es
muy pequea comparada con la de la precipitacin. Algunos parmetros
estn acotados inferiormente pero se caracterizan por presentar
amplios rangos de variabilidad superior, tal como ocurre con este
ltimo parmetro. Por ello, la densidad de las redes de medicin para
cada uno de ellos es igualmente variable. Los parmetros
meteorolgicos de mayor variabilidad exigen, normalmente, una red de
mediciones ms densa. La red de estaciones meteorolgicas de Colombia
esta constituida por cerca de 5200 estaciones, de las cuales un
poco mas del 50% son de propiedad del IDEAM. De stas, el 71% son
pluviomtricas (mediciones de precipitacin) y el porcentaje restante
son de tipo Climatolgico (mediciones de precipitacin, temperatura y
algunas otras variables climticas).
6.1.1 Inventario general de la informacin disponible
La informacin utilizada en este proyecto es obtenida
directamente de la base de datos central del IDEAM (plataforma
SISDHIM). La base del anlisis es la informacin mensual. Se
utilizaron los meses que tuvieran mas de 20 das de informacin y los
aos que tuvieran al menos 10 meses de datos. Se seleccionaron
igualmente, aquellos series que dispusieran del total mensual
(precipitacin) la media mensual (temperatura), as no contaran con
el respaldo de los datos diarios. Del anlisis del inventario
general de la informacin pluviomtrica y termomtrica disponible en
la base de datos central, se obtuvieron las siguientes
conclusiones:
6.1.1.1 Precipitacin
Dado que existen datos de anomalas de la temperatura superficial
del mar en la regin central (Nio-3) del ocano Pacfico tropical
desde 1950, se analiza el comportamiento de las precipitaciones en
el pas desde dicha poca. Para este lapso se dispone de un total de
2010 series pluviomtricas, de las cuales 1669 cuentan con ms de 20
aos de datos mensuales de precipitacin. No todas las series tienen
los aos completos, es decir, aos con doce meses de informacin.
A partir de 1969, ao de creacin del Servicio Colombiano de
Meteorologa e Hidrologa, aument considerablemente el nmero de
estaciones meteorolgicas en el pas y la informacin disponible se
concentr en el perodo 1970-2005, como puede apreciarse en los datos
consignados en la tabla No 6.1, donde aparecen desglosados el total
de estaciones con aos completos aos con meses faltantes, para cada
uno de los eventos Nio y Nia categorizados como dbil, moderado
fuerte.
-
23
Tabla 6.1 Nmero de estaciones con aos de informacin disponible
para cada uno de los perodo en que se presentaron eventos la Nia Y
El Nio.
Nmero de estaciones con aos de informacin disponible para cada
uno de los perodo en que se presentaron eventos la Nia
1964 1967 1968 1954 1955 1956 1973 1974 1975 1976 1970 1971 1988
1989 1999 2000
Total de estaciones 234 289 326 48 41 42 826 918 966 1077 560
621 1536 1536 1375 1390Total de estaciones con:Aos completos 230
279 314 48 39 42 782 882 945 1064 538 613 1529 1530 1354 1385Aos
con 11 meses 4 3 4 25 25 11 2 2 4 1 1 10 3Aos con 10 meses 7 8 2 19
11 10 11 20 4 6 5 11 2
Nmero de estaciones con aos de informacin disponible para cada
uno de los perodo en que se presentaron eventos El Nio
1951 1969 1970 1976 1977 1957 1958 1965 1966 1986 1987 1991 1992
1972 1973 1982 1983 1997 1998
Total de estaciones 18 516 560 1077 1081 73 74 241 280 1547 1565
1561 1569 709 826 1316 1366 1519 1471Total de estaciones con:Aos
completos 18 513 538 1064 1078 70 69 239 275 1529 1555 1553 1563
700 782 1294 1353 1515 1465Aos con 11 meses 1 2 2 0 1 2 3 13 3 5 2
2 25 11 8 1 4Aos con 10 meses 2 20 11 3 3 4 2 5 7 3 4 7 19 11 5 3
2
EVENTOS LA NIA
EVENTO EL NIO
MODERADO FUERTE
DBIL MODERADO FUERTE
DBIL
Otro aspecto importante de resaltar es la distribucin irregular
de las estaciones a lo largo y ancho del pas. En las regiones
Caribe y Andina, donde se concentra la mayor cantidad de la
poblacin y donde se localizan los principales polos
agroindustriales del pas, se caracterizan por una buena densidad de
estaciones, en marcado contraste con las regiones Pacfica,
Orinoquia y Amazonia, donde es muy baja, como se observa en el
histograma de la figura 6.1
NMERO DE ESTACIONES SELECCIONADAS POR DEPARTAMENTO
0
50
100
150
200
250
Figura 6.1 Distribucin de las 2010 estaciones meteorolgicas
seleccionadas por departamento. Ntese el contraste entre los
departamentos de las regiones Andina y Caribe con los departamentos
de las regiones Pacfica, Orinoquia y Amazonia.
6.1.1.2 Temperatura del aire
De 1950 a la fecha se dispone de 786 estaciones climatolgicas
con ms de 10 aos de datos mensuales de temperatura del aire. Igual
que ocurre con las series de precipitacin, no todas las estaciones
tienen los aos completos. En consecuencia, se descartaron 60
estaciones que no disponan siquiera del 90% de informacin
requerida. En la tabla No 6.2, aparecen desglosadas el total de
estaciones climatolgicas con aos completos aos con meses faltantes,
para cada uno de los eventos categorizados como dbil, moderado
fuerte.
-
24
Tabla 6.2 Nmero de estaciones con aos de informacin termomtrica
disponible para cada uno de los perodo en que se presentaron
eventos la Nia Y El Nio.
Nmero de estaciones con aos de informacin disponible para cada
uno de los perodo en que se presentaron eventos la Nia
1964 1967 1968 1954 1955 1956 1973 1974 1975 1976 1970 1971 1988
1989 1999 2000
Total de estaciones 80 101 129 28 26 54 233 237 235 251 180 188
298 334 359 349Total de estaciones con:Aos completos 78 99 119 28
26 54 213 212 218 238 174 182 287 326 357 345Aos con 11 meses 1 1 2
0 0 0 14 16 7 8 0 2 8 4 1 3Aos con 10 meses 1 1 8 0 0 0 6 9 10 5 6
4 3 4 1 1
Nmero de estaciones con aos de informacin disponible para cada
uno de los perodo en que se presentaron eventos El Nio
1951 1969 1970 1976 1977 1957 1958 1965 1966 1986 1987 1991 1992
1972 1973 1982 1983 1997 1998
Total de estaciones 15 132 180 251 229 71 69 90 99 280 311 316
335 204 233 282 296 328 352Total de estaciones con:Aos completos 15
127 174 238 217 70 69 77 95 269 297 304 320 193 213 255 274 317
348Aos con 11 meses 0 4 0 8 8 0 0 7 2 10 8 2 8 4 14 16 8 6 2Aos con
10 meses 0 1 6 5 4 1 0 6 2 1 6 10 7 7 6 11 14 5 2
EVENTO EL NIO DBIL MODERADO FUERTE
EVENTOS LA NIA DBIL MODERADO FUERTE
La red de estaciones climatolgicas tambin se caracteriza por una
distribucin irregular a lo largo y ancho del pas. En el caso de los
registros de temperatura del aire, las regiones Pacfica, Orinoquia
y Amazonia se caracterizan igualmente por su baja densidad, como se
registra en el histograma de la figura 6.2
NMERO DE ESTACIONES SELECCIONADAS POR DEPARTAMENTO
0102030405060708090
Figura 6.2 Distribucin de las 726 estaciones climatolgicas
seleccionadas por departamento. Aparece nuevamente un fuerte
contraste entre los departamentos de las regiones Andina y Caribe
con los departamentos de las regiones Pacfica, Orinoquia y
Amazonia.
6.2 Clculo de ndices de anomalas de precipitacin
Se construyen ndices mensuales, trimestrales, estacionales y de
periodo extendido que detectan anomalas o alteraciones del
comportamiento de la precipitacin con respecto a la media
multianual (perodo 1961-2005). Las anomalas son calculadas como el
cociente, expresado en porcentaje (%), entre un dato cualquiera y
su valor promedio.
6.2.1 ndice puntual (no acumulado)
Si el ndice es puntual, es decir, para un solo mes en
particular, el ndice (Ip) se calcula de acuerdo con la siguiente
expresin:
-
25
100=j
ijij P
PIp
Donde:
ijIp - es el ndice del parmetro del mes j y el ao i; Pij - es el
valor del parmetro a nivel mensual del mes j y el ao i; P j - es el
promedio multianual (perodo 1961-2005) del parmetro del mes j.
6.2.2 ndice Acumulado
Posteriormente se construye el ndice acumulado iIa trimestral,
estacional o para cualquier perodo de tiempo definido en trminos de
meses, de acuerdo con la siguiente expresin:
=
=
=
2
1
Nj
Njiji PIa /
j N
j N
1
2
P j
Donde:
IP i - es el ndice acumulado del parmetro para cada perodo
definido en el ao i; N1, N2 son los meses de inicio del ao i y de
finalizacin del ao i e i + 1 Pij - es el valor del parmetro en el
mes j del ao i; P j - es el promedio multianual (perodo 1961-2005)
del parmetro en el mes j.
Con base en el ndice puntual o acumulado, definido como IPi en
general, se establecen las siguientes categoras de interpretacin,
que corresponden a las utilizadas actualmente por el IDEAM para
caracterizar el comportamiento de la precipitacin:
Rango de variacin Descripcin del efecto IPi 40% Dficit severo
(muy por debajo de lo normal) 40% < IPi 80% Dficit (por debajo
de lo normal) 80% < IPi 120% Normal 120% < IPi 160% Excedente
(por encima de lo normal) IPi > 160% Excedente severo (muy por
encima de lo normal)
Para cada estacin se calcula el ndice acumulado, en trminos
porcentuales, cubriendo la totalidad del perodo, los trimestres las
temporadas secas lluviosas afectadas por los eventos Nio y Nia de
diferentes categoras de intensidad (dbil, moderado fuerte). Para
cada caso, se obtiene una matriz de n estaciones x m eventos, con
el ndice porcentual acumulado.
6.2.3 ndice Categrico
Se define un ndice categrico para los 5 rangos de afectacin que
permite restringir la variabilidad (absoluta o relativa) de las
anomalas registradas en los
-
26
parmetros meteorolgicos, asignndole a cada rango de
comportamiento, uno de los siguientes valores:
Rango de variacin Descripcin del efecto ndice Categrico IPi 40%
Dficit severo -2 40% < IPi 80% Dficit -1 80% < IPi 120%
Normal 0 120% < IPi 160% Excedente 1 IPi > 160% Excedente
severo 2
Para cada estacin se calcula el ndice categrico, para los mismos
perodos de tiempo y categoras de evento, como los definidos para el
ndice acumulado, obteniendo igualmente una matriz de n estaciones x
m eventos.
6.2.4 Tabla de Frecuencias
A partir de la matriz de ndices categricos, se calculan las
frecuencias absolutas y relativas con la que se presenta cada ndice
dentro de cada una de las categoras definidas (-2, -1, 0, 1, 2)
para el perodo afectado en cada uno de los eventos, para los
perodos afectados durante los eventos dbiles, moderados fuertes;
igual procedimiento se utiliz para los trimestres y las temporadas
lluviosas y secas de las regiones naturales estudiadas. Las
matrices resultantes, consideran para todas las estaciones
seleccionadas, las frecuencias con las que se presentan los
diferentes grados de afectacin dentro de las cinco categoras
definidas.
6.2.5 Tabla de Probabilidades
Con base en la matriz resultante de las frecuencias, se estima
la condicin ms probable de afectacin para los eventos El Nio y La
Nia de tipo estndar (evento tpico), dbil, moderado fuerte y para
los correspondientes perodos trimestrales y temporadas secas y
lluviosas. De esta matriz se conforman las tablas para la
elaboracin de los mapas de afectacin categrica y los mapas de la
condicin ms probable, a diferentes niveles de confiabilidad (60, 75
y 90%). En la determinacin de la condicin ms probable, se utiliza
un criterio de seleccin que favorece la poca (Nio Nia) que se
analiza, cuando existe igual porcentaje de presentacin en dos ms
categoras en particular.
6.2.6 Determinacin cuantitativa de las reas afectadas
Se pueden determinar cuantitativamente, en trminos absolutos y/o
relativos, las reas afectadas a nivel municipal para todo el
territorio nacional, haciendo uso de Sistemas de Informacin
Geogrfica (SIG) y de conformidad con las siguientes
caractersticas:
Para 2 reas con probabilidad de afectacin por dficit severo Para
1 reas con probabilidad de afectacin por dficit Para 0 reas con
probabilidad de comportamiento pluviomtrico normal Para 1 reas con
probabilidad de afectacin por excedente Para 2 reas con
probabilidad de afectacin por excedente severo
6.2.7 Productos obtenidos de la evaluacin de los perodos de
afectacin
A partir de los ndices mensuales, trimestrales, estacionales
acumulados de periodo extendido, se analizan diferentes pocas de
alteracin de la precipitacin
-
27
durante los eventos de El Nio y La Nia, para el territorio de la
repblica de Colombia, obtenindose los siguientes productos, a
saber:
1. Determinacin de la probabilidad de afectacin por dficit
severo, dficit, excedente excedente severo y de la probabilidad de
comportamiento pluviomtrico normal para eventos El Nio y La Nia
tpicos (eventos estndar, es decir, sin considerar la intensidad de
las anomalas registradas). Igualmente se estima la condicin ms
probable y tambin el grado de afectacin con una probabilidad igual
superior al 75%. Total de mapas: 14
2. Determinacin de la afectacin del patrn pluviomtrico de
Colombia durante cada uno de los fenmenos El Nio (diez eventos) y
La Nia (ocho eventos), ocurridos desde 1950. Total de mapas: 18
3. Determinacin de la probabilidad de afectacin, para las cinco
categoras definidas, en presencia de eventos El Nio y La Nia de
carcter dbil, moderado fuerte. Estimacin de la condicin ms probable
y del grado de afectacin con una probabilidad igual superior al
75%. Total de mapas: 42
4. Determinacin de la probabilidad de afectacin para las cinco
categoras definidas, para el tercero y cuarto trimestres del primer
ao y el primero del segundo ao, en presencia de un fenmeno tpico de
El Nio y La Nia. Total de mapas: 42. Para los eventos de carcter
dbil, moderado y fuerte se estima solamente la condicin ms probable
y el grado de afectacin con una probabilidad igual superior al 75%,
para los tres trimestres considerados. Total de mapas: 36. Total de
mapas de esta categora: 78
Nota: De requerirse un anlisis trimestral a nivel de categoras
Dbil, Moderado y Fuerte, tanto para Nio como para Nia, se pueden
obtener 126 mapas adicionales.
5. Determinacin de la probabilidad de afectacin estacional
(temporadas secas y lluviosas) para las cinco categoras definidas,
en presencia de un fenmeno tpico de El Nio y La Nia, en las
regiones Andina, Caribe, Orinoquia, Amazonia y Pacfica. Estimacin
de la condicin ms probable y del grado de afectacin a un nivel del
75%. Total de mapas de esta categora: 224.
Nota: De manera similar a lo anotado en el punto anterior, es
posible construir 672 mapas adicionales si se consideran las
categoras dbil, moderado y fuerte, tanto para Nio como para Nia y
considerando las cinco categoras definidas y estimacin de la
condicin ms probable y del grado de afectacin a un nivel del
75%.
En sntesis, se elaboraron 376 mapas para determinar la afectacin
del patrn pluviomtrico de Colombia por los fenmenos de El Nio y La
Nia, considerando cuatro categoras de evento (Tpico, dbil, moderado
y fuerte), siete tipos de afectacin (Dficit severo, dficit,
excedente, excedente severo, reas con comportamiento normal,
condicin ms probable y grado de afectacin con una probabilidad
igual superior al 75%) y afectacin en perodos Trimestrales y
Estacionales.
Para facilitar la identificacin de los mapas se construy un
cdigo para diferenciar el parmetro analizado (precipitacin
temperatura), el tipo de evento (Nio Nia), el perodo de afectacin
(trimestres) y la estacionalidad de las diferentes
-
28
regiones naturales del pas (temporadas lluviosa secas). En el
anexo 1, aparecen las tablas que describen cada uno de los
mapas.
6.3 Clculo de ndices de anomalas de temperatura del aire
Se construyen ndices mensuales y de periodo extendido IT que
detectan anomalas o alteraciones del comportamiento de la
temperatura del aire, con respecto a la media multianual (perodo
1961-2005). Las anomalas son calculadas como la diferencia entre un
dato cualquiera y su valor promedio, en trminos absolutos.
6.3.1 ndice puntual (no acumulado)
Si el ndice es puntual, es decir, para un solo mes en
particular, el ndice (It) se calcula de acuerdo con la siguiente
expresin:
Itij = Tij - Tj
Donde:
Itij - es el ndice del parmetro del mes j y el ao i; Tij - es el
valor del parmetro a nivel mensual del mes j y el ao i; Tj - es el
promedio multianual (perodo 1961-2005) del parmetro del mes j.
6.3.2 ndice Acumulado
Posteriormente se construye el ndice acumulado ITij trimestral,
estacional o para cualquier perodo de tiempo definido en trminos de
meses, de acuerdo con la siguiente expresin:
ITij = j N
j N
1
2
Tij / n - j N
j N
1
2
Tj /n
Donde:
ITij - es el ndice acumulado del parmetro para cada perodo
definido en el ao i; N1, N2 son los meses de inicio del ao i y de
finalizacin del ao i e i + 1 Tij - es el valor del parmetro en el
mes j del ao i; Tj - es el promedio multianual (perodo 1961-2005)
del parmetro en el mes j. n - es el nmero de meses afectados,
estimado como la diferencia entre N2 y N1
Con base en los ndices puntuales y acumulados se establecen las
siguientes categoras de interpretacin, considerando los rangos
utilizados por el IDEAM en la determinacin de las anomalas
mensuales de este parmetro:
Rango de variacin Descripcin del efecto IT -0.5 C Enfriamiento
severo (muy por debajo de lo normal)
-0.5 C < IT -0.2 C Enfriamiento (por debajo de lo normal)
-0.2 C < IT 0.2 C Normal 0.2 C < IT 0.5 C Calentamiento (por
encima de lo normal)
IT > 0.5 C Calentamiento severo (muy por encima de lo
normal)
-
29
6.3.3 ndice Categrico
Se define un ndice categrico para los 5 rangos de afectacin que
permite restringir la variabilidad (absoluta o relativa) de las
anomalas registradas en los parmetros meteorolgicos, asignndole a
cada rango de comportamiento, uno de los siguientes valores:
Rango de variacin Descripcin del efecto ndice Categrico IT -0.5
C Enfriamiento severo -2
-0.5 C < IT -0.2 C Enfriamiento -1 -0.2 C < IT 0.2 C
Normal 0 0.2 C < IT 0.5 C Calentamiento 1
IT > 0.5 C Calentamiento severo 2
Siguiendo un procedimiento similar al de la precipitacin, se
calcula para cada estacin el ndice categrico, cubriendo los mismos
perodos de afectacin para los eventos Nio y Nia, as como las
diferentes categoras de intensidad. Para cada caso, se obtiene una
matriz de n estaciones x m eventos.
6.3.4 Tablas de frecuencias, tablas de probabilidades y
determinacin Cuantitativa de las reas afectadas.
El procedimiento para la elaboracin de las tablas de frecuencia
y de probabilidad, as como la determinacin cuantitativa de las reas
afectadas es similar al descrito en los numerales 6.2.4 al 6.2.6
relacionadas con la precipitacin.
6.3.5 Productos obtenidos de la evaluacin de los perodos de
afectacin
1. Determinacin de la probabilidad de afectacin por
calentamiento severo, calentamiento, enfriamiento enfriamiento
severo y de la probabilidad de comportamiento termomtrico normal
para eventos El Nio y La Nia tpicos (eventos estndar, es decir, sin
considerar la intensidad de las anomalas registradas). Igualmente
se estima la condicin ms probable y tambin el grado de afectacin
con una probabilidad igual superior al 75%. Total de mapas: 14
2. Determinacin de la afectacin del patrn termomtrico de
Colombia durante cada uno de los fenmenos El Nio (diez eventos) y
La Nia (ocho eventos), ocurridos desde 1950. Total de mapas: 18
3. Determinacin de la probabilidad de afectacin, para las cinco
categoras definidas, en presencia de eventos El Nio y La Nia de
carcter dbil, moderado fuerte. Estimacin de la condicin ms probable
y del grado de afectacin con una probabilidad igual superior al
75%. Total de mapas: 42
4. Determinacin de la probabilidad de afectacin para las cinco
categoras definidas, para el tercero y cuarto trimestres del primer
ao y el primero del segundo ao, en presencia de un fenmeno tpico de
El Nio y La Nia. Total de mapas: 42. Para los eventos de carcter
dbil, moderado y fuerte se estima solamente la condicin ms probable
y el grado de afectacin con una probabilidad igual superior al 75%,
para los tres trimestres considerados. Total de mapas: 36. Total de
mapas de esta categora: 78
-
30
Nota: De requerirse un anlisis trimestral a nivel de categoras
Dbil, Moderado y Fuerte, tanto para Nio como para Nia, se pueden
obtener 126 mapas adicionales.
En sntesis, se elaboraron 152 mapas para determinar la afectacin
del patrn termomtrico de Colombia por los fenmenos de El Nio y La
Nia, considerando cuatro categoras de evento (Tpico, dbil, moderado
y fuerte), siete tipos de afectacin (Dficit severo, dficit,
excedente, excedente severo, reas con comportamiento normal,
condicin ms probable y grado de afectacin con una probabilidad
igual superior al 75%) y afectacin en perodos Trimestrales y
Estacionales.
7. ANLISIS DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS
7.1 ESTADSTICAS RELACIONADAS CON LAS MAYORES PROBABILIDADES DE
AFECTACIN
Con miras determinar el tipo de efecto que los fenmenos El Nio y
La Nia producen sobre los patrones de precipitacin y temperatura
del aire en Colombia, se examinaron los datos porcentuales
correspondientes a la mayor probabilidad de afectacin para cada una
de las categoras definidas, obtenindose los siguientes
resultados:
La seal caracterstica del Nio reflejada en dficits de
precipitacin y aumentos de la temperatura del aire, particularmente
en las regiones Andina y Caribe, no aparece bien definida en la
determinacin de El Nio Tpico (fenmeno estudiado en forma integral,
sin considerar la intensidad de las anomalas registradas); el 62%
de las series pluviomtricas analizadas indican un comportamiento
normal en presencia de un Nio de estas condiciones y tan solo el
36% muestra la seal caracterstica, como se puede apreciar en los
datos de la tabla 7.1.
Tabla 7.1 Datos porcentuales correspondientes a la mayor
probabilidad de afectacin pluviomtrica en cada una de las categoras
definidas: dficit severo (-2), dficit (-1), normal (0), excedente
(1) y excedente severo (2)
EVENTO Nio Tpico 1 36 62 1 0
Nia 0 1 38 49 11
Nio Dbil 2 48 46 3 0
Nia 1 11 70 15 4 CATEGORA Nio Moderado 2 50 46 1 0
Nia 0 1 29 55 15
Nio Fuerte 2 42 54 2 0
Nia 0 1 33 51 14
Nio 3er Trimestre 12 52 34 2 0
Nia 0 3 36 33 28 TRIMESTRES Nio 4o Trimestre 5 46 46 3 0 (Evento
Tpico) Nia 0 3 38 45 14
Nio 1er Trimestre 24 56 16 2 1
Nia 5 7 27 29 32
-
31
Los Nios de carcter dbil y moderado presentan un porcentaje
mayoritario (entre 48 y 50%) con la seal caracterstica, mientras
que en los de carcter fuerte predomina el comportamiento normal,
comprobndose de esta manera, que la influencia de la intensidad de
los fenmenos no es lineal y puede ser diferente de la magnitud del
efecto climtico y del impacto sobre la economa y la sociedad, como
bien se observo en el evento intenso de El Nio 1982-83, cuyo efecto
en las lluvias fue prcticamente imperceptible, como se muestra ms
adelante en el mapa correspondiente.
La seal de El Nio se observa bien definida (porcentajes
mayoritarios entre 46 y 56%) en las precipitaciones del tercero y
cuarto trimestres del primer ao y el primer trimestre del segundo
ao en presencia de un fenmeno tpico de El Nio. Este resultado
indica claramente que a nivel trimestral la seal del Nio esta muy
bien definida, pero se diluye cuando se analiza, en forma acumulada
todo el periodo de influencia del mismo. Por ello, la condicin ms
probable de afectacin (62%), fue la de precipitaciones normales,
cuando se presenta un fenmeno tpico de El Nio.
Estacionalmente, predomina la condicin de normalidad en
presencia de un fenmeno tpico de El Nio, durante las temporadas
lluviosas de la regin Andina, Pacfica y Orinoquia. En las
temporadas lluviosa y seca de la Amazonia la seal es imperceptible
(tabla 7.2).
-
32
Tabla 7.2 Datos porcentuales correspondientes a la mayor
probabilidad de afectacin estacional de las lluvias en cada una de
las categoras definidas: dficit severo (-2), dficit (-1), normal
(0), excedente (1) y excedente severo (2)
Nio 1a T. Lluviosa 1 25 66 7 0Nia 0 8 64 23 5Nio 2da T. Seca 14
59 25 2 0
ANDINA Nia 0 2 29 35 33(Evento Tpico) Nio 2da T. Lluviosa 2 39
55 3 0
Nia 0 2 34 52 12Nio 1a T. Seca 13 72 14 1 0Nia 1 3 25 36 35Nio
T. Lluviosa 3 52 44 0 0
CARIBE Nia 0 1 48 38 12(Evento Tpico) Nio T. Seca 69 24 5 1
0
Nia 6 11 17 15 50Nio T. Lluviosa 0 8 89 3 0
ORINOQUIA Nia 0 3 88 8 1(Evento Tpico) Nio T. Seca 9 45 34 9
3
Nia 0 10 48 24 17Nio T. Lluviosa 1 39 60 0 0
PACFICO N-C Nia 0 3 57 38 2(Evento Tpico) Nio T. Seca 21 57 21 2
0
Nia 1 5 44 30 20Nio T. Seca 3 44 44 6 3
PACFICO SUR Nia 0 6 56 36 3(Evento Tpico) Nio T. Lluviosa 0 36
61 3 0
Nia 0 3 67 22 8Nio T. Lluviosa 1 14 81 4 0
AMAZONIA Nia 0 1 75 21 3(Evento Tpico) Nio T. Seca 1 38 56 4
0
Nia 0 4 67 23 5Nio T. Seca 11 22 67 0 0
AMAZONIA SO Nia 0 0 67 22 11Nio T. Lluviosa 0 22 78 0 0Nia 0 11
78 11 0
Ahora, la seal caracterstica de los fenmenos La Nia, reflejada
en excedentes de precipitacin en las regiones Andina y Caribe,
principalmente, no se percibe en la categora Nia dbil, donde la
mayor probabilidad de afectacin (70%) corresponde a lluvias
normales (tabla 7.1). Otro tanto ocurre durante el tercer trimestre
del primer ao de un evento tpico de La Nia, cuando los excedentes
observados (alrededor del 30%) son similares a los de la condicin
de normalidad. Estacionalmente, predomina la normalidad en
presencia de un fenmeno tpico de La Nia (tabla 7.2) durante la
primera temporada lluviosa de la regin Andina, la temporada
lluviosa de la regin Caribe y las temporadas lluviosas y secas de
las regiones Orinoquia, Amazonia y Pacfica.
En las series termomtricas, la seal caracterstica del Nio
reflejada en aumentos de la temperatura del aire, particularmente
en los valles interandinos y en la regin Caribe, aparece bien
definida en El Nio Tpico, donde la mayor probabilidad de afectacin
(57%), corresponde a la categora calentamiento severo (tabla 7.3).
Los Nios de carcter moderado y fuerte presentan un porcentaje
mayoritario (40 y 70%) con la seal caracterstica de El Nio,
mientras que en los de carcter dbil predomina el comportamiento
normal. La seal de El Nio se observa muy bien definida en el primer
trimestre del segundo ao en presencia de un fenmeno tpico de El
Nio,
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33
cuando la mayor probabilidad de afectacin (77%) corresponde a la
categora de calentamiento severo, en marcado contraste con el
tercero y cuarto trimestre del primer ao, en los cuales predomina
la condicin de normalidad, con lo cual se establece que el mayor
efecto sobre la temperatura del aire ocurre igualmente durante la
fase madura de los eventos El Nio.
Tabla 7.3 Datos porcentuales correspondientes a la mayor
probabilidad de afectacin termomtrica en cada una de las categoras
definidas: enfriamiento severo (-2), enfriamiento (-1), normal (0),
calentamiento (1) y calentamiento severo (2)
TEMPERATURA-2 -1 0 1 2
EVENTO Nio Tpico 2 1 18 22 57Nia 71 18 9 1 1Nio Dbil 10 17 31 24
19Nia 57 21 11 3 8
CATEGORA Nio Moderado 3 3 22 32 40(Evento Tpico) Nia 83 9 6 2
1
Nio Fuerte 1 1 10 17 70Nia 59 26 13 2 1Nio 3er Trimestre 2 6 53
19 20Nia 46 21 32 0 0
TRIMESTRES Nio 4o Trimestre 0 5 66 21 7(Evento Tpico) Nia 20 50
30 0 0
Nio 1er Trimestre 0 1 12 10 77Nia 84 6 9 1 0
La seal caracterstica del fenmeno La Nia sobre la temperatura
del aire, se refleja en la ocurrencia de anomalas negativas
(enfriamientos). En los datos de la tabla 7.3, se comprueba que
este efecto es muy claro durante los trimestres y las categoras
analizadas, por cuanto los resultados obtenidos, establecen que la
mayor probabilidad de afectacin corresponde a la condicin de
enfriamiento, con porcentajes que oscilan entre el 50 y el 85%.
7.2 DESCRIPCIN DE LOS MAPAS CORRESPONDIENTES A LA CONDICIN MS
PROBABLE DE AFECTACIN DEL PATRN PLUVIOMTRICO DE COLOMBIA DURANTE LA
OCURRENCIA DE FENMENOS EL NIO Y LA NIA.
En el numeral 5.3 se estableci que la intensidad de los fenmenos
de El Nio y La Nia esta relacionada con la magnitud de las anomalas
que se registran, tanto en el ocano Pacfico tropical como en la
atmsfera que yace sobre l y de esta forma se clasificaron los
diferentes eventos ocurridos de 1950 a la fecha. Infortunadamente,
el nmero de series pluviomtricas disponibles, con una extensin
aceptable, no fue suficiente para la elaboracin de mapas confiables
de las anomalas registradas durante los eventos El nio ocurridos en
1951, 1957-58 y 1965-66 as como para La Nia 1954. En trminos
generales, los mapas elaborados para eventos anteriores a 1970,
disponen de muy poca informacin y por lo tanto, deben tomarse como
una primera aproximacin y adoptar una actitud muy cuidadosa en la
interpretacin de los resultados.
A continuacin se hace una breve descripcin de los aspectos ms
relevantes de los mapas elaborados, en el entendido de que los
detalles se pueden apreciar mejor considerando por separado cada
uno de ellos examinando los datos de cada
-
34
estacin contenidos en las matrices y las tablas de probabilidad
desarrolladas. Los mapas descritos corresponden a la categora de la
condicin ms probable, los mapas restantes son un complemento y
sirven para estudiar con mejor detalle las reas afectadas por
condiciones extremas.
7.2.1 ANLISIS CATEGRICO
7.2.1.1 Mapas de las alteraciones de la precipitacin en
Colombia, ocasionadas por fenmenos DEBILES EL NIO ocurridos en
1969-70, 1976-77 y mapa de la condicin ms probable de esta
categora.
Mapa POD 1 Mapa POD 2 Mapa POD 3
En el evento 1969-70 (mapa POD 1) se aprecian dficits y
excedentes de precipitacin de forma puntual e indiscriminada,
aunque hacia la parte nororiental de la regin Caribe se observa un
patrn de excedencia bien definido. Durante el Nio 1976-77 se
aprecia una mejor definicin de las alteraciones pluviomtricas
registradas (mapa POD 2); durante este evento los dficits de
precipitacin cubrieron buena parte del viejo Caldas, la regin del
Catatumbo, el sur de la regin Andina, el Pacfico central y el
litoral y las llanuras del Caribe Central. Estas caractersticas se
reprodujeron en el mapa POD 3, relacionado con la condicin ms
probable, en el cual los dficits se extendieron a la regin del
Trapecio Amaznico.
7.2.1.2 Mapas de las alteraciones de la precipitacin en
Colombia, ocasionadas por fenmenos MODERADOS EL NIO ocurridos en
1986-87, 1991-92 y mapa de la condicin ms probable de esta
categora.
Mapa POM 1 Mapa POM 2 Mapa POM 3
Las alteraciones pluviomtricas durante el evento de 1986-87
fueron prcticamente imperceptibles (mapa POM 1), en contraste con
las observadas en El Nio 1991-92, cuando condiciones de dficit
abarcaron extensas reas Andina, Caribe, Pacfico y
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Orinoquia (mapa POM 2). Vale la pena recordar que el efecto
climtico de este evento de carcter mo