INTRODUCCIÓN

Las alteraciones atribuibles a la variabilidad climática como las sequías, inundaciones, entre otros; impactan la economía y el desarrollo social debido a las significativas pérdidas materiales y humanas. En este siglo XXI ha sido notable un aumento creciente de la variabilidad, que de manera consensual entre la comunidad científica, se atribuye cada vez con más frecuencia, al cambio climático global.

Particularmente, la sequía representa una de las amenazas naturales que puede desencadenar un desastre; principalmente porque es el resultado de una disminución significativa de las precipitaciones en una localidad, respecto a la cantidad de agua que normalmente cae, partiendo de esto, cuando este fenómeno se extiende durante un largo período, afecta negativamente la oferta hídrica generando un déficit que suele comprometer el abastecimiento de agua con repercusiones importantes en el ambiente (Wilhite y Glantz, 1985; Wilhite, 2000; Rojas y Alfaro, 2000; Seth, 2003).

De lo antes expuesto se desprende la definición de la vulnerabilidad como el grado en el cual un sistema es susceptible o incapaz de enfrentarse a los efectos adversos de la variabilidad climática natural y del cambio climático (MARN, 2005). En este sentido, la sociedad y la economía agrícola que se desarrolla en Venezuela son altamente vulnerables a la ocurrencia de eventos de sequía, por lo cual es de vital importancia tener un mejor entendimiento sobre las variaciones de la precipitación, sus tendencias y escenarios futuros. Bajo la influencia del cambio climático, dichos efectos pueden ser minimizados si se conocen las zonas más susceptibles, ante su intensidad y periodicidad, para hacerle frente mediante medidas preventivas.

Es a partir de 1998, cuando el Estado venezolano, adquirió el compromiso de presentar un programa de acción nacional de lucha contra la desertificación y mitigación de la sequía en el marco de la convención de la Organización de las Naciones Unidas de lucha contra la desertificación y mitigación de la sequía. En 2002, el Ministerio del Poder Popular para el Ambiente creó el Programa de Acción Nacional, donde se plantea, entre otros aspectos, la necesidad de generar información básica de las condiciones ambientales, sociales y económicas de las cuencas o subcuencas hidrográficas de las áreas afectadas por procesos de desertificación, así como impulsar la investigación científica y la innovación tecnológica para el desarrollo de actividades científicamente fundamentadas, económicamente rentables y ambientalmente sostenibles en las áreas degradadas, que permitan la recuperación de estos ambientes y una mejor calidad de vida de sus habitantes (MARN, 2004).

Por otra parte, se plantea entonces el problema asociado a que en los Andes venezolanos existe información en un nivel muy general sobre las áreas más propensas a sufrir desertificación, pero casi no existe información cuantificada, por medio de índices, sobre el riesgo de ocurrencia, tipo o intensidad de las sequías a nivel de mesoescala. Es precisamente por esta razón que el presente trabajo tiene como objetivo determinar las características de la sequía meteorológica en dos localidades de los Andes venezolanos, utilizando el Índice de Precipitación Estandarizada (SPI), el cual permitirá identificar y describir convenientemente el fenómeno, precisando su inicio, intensidad, duración y magnitud.

MÉTODO

La unidad de estudio fueron dos estaciones: Mucuchíes en el estado Mérida y Bramón en el estado Táchira, las cuales conforman la red de estaciones agrometeorológicas del INIA, abarcando la región de los Andes venezolanos (figura 1). En los Andes, la combinación de estos factores de temperatura y precipitación condicionan la existencia de varios pisos climáticos, algunos de ellos en zonas con manifiestas condiciones de desertificación tanto por acción del clima como por actividades antrópicas, la diversidad climática influenciada por el efecto orográfico andino con varios pisos altitudinales de la cordillera andina, destacando el régimen unimodal de lluvia en la vertiente de los llanos, que varía entre precipitaciones de 1200 mm en Mucuchíes hasta 1600 mm en Bramón.

Figura 1
Distribución geográfica de la Red de estaciones agrometeorológicas del INIA en la región de los Andes venezolanos.
Fuente: Elaboración propia.

El cuadro 1 presenta la información de la metadata básica representada por el serial nacional, el cual es un código asignado por el organismo responsable de la estación meteorológica, nombre de la estación, fecha de instalación, altitud en m.s.n.m, ubicación en grados, minutos y segundos para obtener la georeferenciación (Latitud y Longitud). Es conveniente señalar que el periodo de años utilizados en este estudio corresponde al indicado desde la fecha de instalación hasta el último año de registro de cada estación agrometeorológica con la finalidad de conocer la variación temporal de los eventos de sequía en el trascurso histórico para esas localidades.

Cuadro 1

Listado de estaciones agrometeorológicas bajo estudio

Procedimientos aplicados para el control de calidad de datos climáticos

Se aplicó el control de calidad a las series de precipitación diaria de las estaciones del INIA, mediante la determinación de datos faltantes, el cálculo de estadística descriptiva, análisis de concentración y tendencia de series temporales y análisis de dispersión de acuerdo a la metodología propuesta por Parra y Cortez (2005); y los procedimientos estadísticos desarrollados por Ablan et al. (2008) y Olivares et al. (2013) en estaciones climatológicas a nivel nacional.

El cuadro 2 presenta un resumen de los procedimientos estadísticos aplicados a las series de precipitación, el principal problema característico lo constituyen los datos faltantes mensuales, afectando la longitud de las series que se quieren analizar. El resto de los procedimientos estadísticos arrojaron resultados adecuados dentro de lo esperado.

Cuadro 2

Resultados de la aplicación de los procedimientos para el control de calidad de las series de precipitación de las estaciones agrometeorológicas durante el periodo histórico

Fuente: Elaboración propia.Nota: (N: Patrón Normal esperado).

Determinación del Índice de Precipitación Estandarizado (SPI)

En este trabajo, para la caracterización de la sequía en las áreas bajo estudio, se utilizó el Índice de Precipitación Estandarizado (SPI, Standardized Precipitation Index), desarrollado por McKee et al. (1993). Para lo cual se requiere únicamente el uso de series históricas de precipitación mensual y ofrece la ventaja de manipular diversas escalas de tiempo, haciendo posible identificar los impactos de la sequía en periodos de corto, mediano y largo plazo; además permite identificar y describir convenientemente el fenómeno, precisando su inicio, intensidad, duración, magnitud y cobertura espacial. Este método admite que la lluvia es el principal factor que define si un período o área determinados son o no deficientes de agua.

Para cada mes se determinó el valor acumulado mensual, obteniéndose así 12 sub-series en cada estación. Se estimaron los parámetros (α) y (ß) de la Distribución de Probabilidad Teórica Gamma (DPTG) asociada a cada una de esas 12 sub-series de precipitación acumulada. La función de densidad de probabilidad de la DPTG está dada por la ecuación 1:

(1)

Donde f (x, α, β): es la función de densidad de probabilidad Gamma, (x): es la lluvia acumulada mensual expresada en mm; (α y β): son los parámetros de escala y de forma de la distribución, respectivamente y Ӷ: Distribución Gamma.

Por otra parte, la probabilidad de que el acumulado mensual, en una sub-serie, sea menor o igual al registro existente, se representa como F(x) y se estima según la ecuación 2:

(2)

Para estimar los parámetros α y ß de la ecuación 1, se utilizó la metodología propuesta por Campos (2005), que se resume a continuación: en primer lugar, se calcula para cada sub-serie mensual, una variable auxiliar adimensional (A), definida de la siguiente manera (ecuación 3):

(3)

Donde ln(xi) es el logaritmo neperiano del registro acumulado, n´ representa el número de registros no nulos, y es la media aritmética de la subserie mensual expresada en mm. Del paso anterior se obtienen 12 variables auxiliares, A. Posteriormente, la estimación de los parámetros α y ß de cada sub-serie se realiza aplicando las ecuaciones 4 y 5.

(4)

(5)

Los registros nulos en las sub-series mensuales imposibilitan calcular la variable auxiliar A (el logaritmo neperiano de cero tiende a infinito), por lo tanto se empleó la Función Gamma Mixta (FGM) propuesta por Thom (1971) y Wu et. al. (2005) como sigue en la ecuación 6:

(6)

Donde (q) es la probabilidad de que se presente un valor nulo en la sub-serie, (p=1-q) es la probabilidad de que no se presente un valor nulo en la sub-serie, y H(x) es la probabilidad de no excedencia del registro.

Una vez obtenidas las 12 series de probabilidades Gamma, se estimó el valor Z ó valor de SPI que le corresponde, en una distribución normal estandarizada con media cero y desviación estándar igual a 1.

Categorización de la intensidad del SPI

McKee et al. (1993) utilizaron el sistema de clasificación mostrado en el cuadro 3 los valores de SPI que se muestran a continuación. Para definir las distintas intensidades de la sequía según los distintos valores de SPI. Estas categorías están referidas al fenómeno de la sequía meteorológica (aquellas cuyo valor de SPI es negativo) y por tanto, corresponden a eventos secos coyunturales, mas no constituyen una condición de aridez (Colotti et al., 2013).

Cuadro 3

Clasificación del SPI

Fuente: McKee et al. (1993)

Determinación de la magnitud, duración y frecuencia de ocurrencia de la sequia

Para calcular la magnitud del periodo seco durante un año cualquiera, en una estación determinada, se empleó una variante del método original propuesto por Edwards y McKee (1997) donde se acumularon los SPI mensuales cuya magnitud era igual o inferior a -1, y cuando el SPI era mayor a -1 se sustituyó por un cero. Bajo este enfoque, un valor de SPI >-1 indica una condición normal o húmeda (ecuación 7)

(7)

Dónde (MS): representa la magnitud de la sequía para el período evaluado, (SPI): es el índice SPI para series de lluvia acumulada mensual.

El cuadro 4 muestra las categorías de la magnitud de la sequía.

Cuadro 4

Magnitud de la sequía

Fuente: Hernández (2008).

Según McKee et al, (1993) los valores del SPI continuamente negativos alcanzando el valor (-1) o inferior, son considerados una secuencia seca significativa relacionada con la deficiencia suficientemente importante de agua, mientras que los valores positivos se identifican con la categoría normal o húmeda.

La frecuencia de ocurrencia se determinó mediante el número de casos de sequía que se producen durante un periodo determinado, estableciendo así, la probabilidad empírica de que ocurra una sequía de determinada magnitud. Para la realización de todos los cálculos, se utilizó una hoja de cálculo de Microsoft Office Excel 2013.

RESULTADOS

Intensidad de la sequia

Para la estación Mucuchíes, los valores de sequía extrema representan el 1,90% del total de SPI mensuales, la intensidad severa alcanzó un 3,10% y la intensidad moderada fue de un 7,14% (figura 2). En la estación Bramón se hallaron valores de intensidad severa, los cuales constituyen el 4,65%, intensidad extrema con un 1,90% y finalmente, la intensidad moderada con un 9,30%. Conviene resaltar que los valores del SPI muy húmedos y extremadamente húmedos para esta estación se concentran mayormente en el trimestre de septiembre a noviembre; y en ciertos años (1983, 1987, 1999, 2000, 2005 y 2006) los meses secos tales como diciembre, enero y febrero presentaron valores dentro de la categoría muy húmedo (figura 3).

Figura 2
Transcurso del SPI mensual para el periodo (1980-2012) en la estación Mucuchíes.
Fuente: Elaboración propia.

Figura 3
Transcurso del SPI mensual para el periodo (1980-2014) en la estación Bramón

Durante la actuación del fenómeno “El Niño”, la región suramericana y el país se afectan de modo diferente. En Venezuela, El Niño, (Episodio Cálido), suele asociarse a sequías y déficit hídrico, al igual que en la mayor parte de América Central y el Caribe particularmente en el segundo semestre del año.

Para las economías de la región de Los Andes venezolanos, generalmente en condiciones de gran inestabilidad estas alteraciones climáticas con frecuencia aumentan el nivel de dificultades y penurias económicas, o en el peor de los casos, tienen efectos catastróficos, por lo que la anticipación de estos eventos tiene gran importancia para disminuir el impacto social y ambiental.

Para el caso de las estaciones Mucuchíes y Bramón, estas son consideradas tierras inadecuadas para cultivos generalmente, pero admiten ciertos cultivos ocasionales o muy limitados, con métodos intensivos, debido a que requieren un manejo cuidadoso. En esta región de los Andes venezolanos las tierras son usadas para cultivos agrícolas restringidos, pasto e incluso producción forestal. En el caso de Mucuchíes predominan los sistema de producción agrícola de hortalizas de piso alto (papa, zanahoria, cebollín, coliflor, repollo); uso pecuario (ganadería extensiva de doble propósito); por otra parte, en Bramón dominan las plantaciones de (café, plátanos, cacao y piña), frutales (cítricas, aguacate y cambures), leguminosas de grano, raíces y tubérculos (semi-comercial); hortalizas de pisos intermedios y altos (papa, lechuga, repollo) combinadas con las de piso bajo (hasta los 800 msnm), ganadería intensiva Leche y ceba.

Las principales limitantes en Bramón son la erosión y acidez de los suelos que coexisten con algunas áreas de mejor fertilidad, en las zonas de mayor pendiente con horticultura y frutales prácticas de conservación y recuperación de suelos y aguas (curvas de nivel, coberturas, aplicación de enmiendas orgánicas, barreras vivas, terrazas, zanjas de desviación); para las zonas planas, mejorar las rotaciones o combinaciones de cultivos anuales.

La vulnerabilidad a la erosión y riesgos de contaminación de cuerpos de agua son las mayores limitantes para Mucuchíes, donde la conservación de la biodiversidad y de los recursos hídricos es el destino de las áreas de los picos andinos.

Para el año de 2003 se registraría un importante déficit hídrico, que terminó de profundizar la crisis de los embalses que abastecen de agua (a la región central metropolitana) y de energía al país, que se inició en el segundo trimestre del 2001 y se mantuvo durante el período 2002-2003, en el que se registró un evento Niño o cálido profundizándose la situación de escasez y sequía en el primer trimestre del 2003.

Sin embargo, debido a la variabilidad climática, es necesario monitorear permanentemente esta situación, dado a los pronósticos apuntaban hacia un predominio de condiciones favorables a El Niño, que en Venezuela se asocia a un déficit hídrico (Martelo, 2000).

Magnitud de la sequía

Para describir la gravedad de los eventos de sequía según el SPI mensual, se calculó la magnitud de cada una de las sequías detectadas; clasificadas en cinco clases anteriormente señaladas. Por consiguiente, se presentan los gráficos que reflejan su frecuencia de ocurrencia, en otras palabras, para cada clase de magnitud se grafica el riesgo de que se presente una sequía de esa magnitud. El hecho de establecer este tipo de caracterizaciones basadas en los resultados de la magnitud, constituye la fuente primordial para desarrollar una planificación estratégica, que esté orientada a tomar decisiones para hacer frente de manera eficiente y eficaz al problema de la sequía en estas zonas de importancia agrícola para el país.

La figura 4 muestra la frecuencia de ocurrencia de eventos de sequía según las clases de magnitudes para las tres estaciones en el período 1980-2014. Particularmente, predominan las sequías fuertes en la estación Bramón (figura 4b), la cual presentó 45 eventos de sequía constituyendo el 15,86% del total de la serie y Mucuchíes (figura 4a) con 32,40% de sequias extremadamente fuertes.

Figura 4
Frecuencia de ocurrencia de eventos de sequía según las clases de magnitudes (SPI mensual) en el período estudiado
Fuente: Elaboración propia.

Duración de las magnitudes máximas de las sequías

En el caso de la estación Mucuchíes, para el año 1992, se registró una sequía cuya magnitud genero montos de lluvia anual muy por debajo de lo esperado en esa zona (cuadro 5). Así mismo, de las tres estaciones bajo estudio, Bramón presento la mayor magnitud de sequía registrada, siendo esta de 11,56 durante cinco meses en el año 1993.

Los principales problemas de desertificación en la región de los Andes están asociados a la degradación acelerada de los suelos, debido a la erosión hídrica y eólica, contaminación de los suelos, alteración del régimen hídrico, poco desarrollo de prácticas conservacionista y la importante degradación del paisaje en ciertas áreas del municipio Rangel. La importante cantidad de población rural que vive en condición de pobreza en estas zonas, cuyas características de escases e intensidad de lluvias, altas pendientes, irregularidad en el relieve y la variabilidad climática hacen que las actividades antrópicas de subsistencia se vean afectadas.

Cuadro 5

Duración de las magnitudes máximas detectadas en las estaciones bajo estudio.

Por otra parte, resulta interesante resaltar el estudio realizado por Hernández (2015), en cual establece que la sequía que se inició en el 2013, continuó durante gran parte de la temporada lluviosa 2014. De septiembre a octubre de 2014 hubo un ligero incremento en las precipitaciones que contribuyó a la disminución del déficit en algunas regiones llevándolo del rango Extremadamente Seco al Cercano a lo Normal, en noviembre en casi todo el país y posteriormente en diciembre de 2014 disminuyó considerablemente la sequía, a excepción de la zona costera oriental e insular (Cumaná, Guiria, Porlamar), el Vigía en Mérida, Kavanayen en la Cuenca del Caroní del estado Bolívar.

Este mismo autor señala que las precipitaciones en agosto 2015, se caracterizaron por presentarse dentro y por debajo de su promedio hacia el sur del territorio nacional; y, con muchos días secos continuos sin precipitaciones sobre grandes regiones hacia el norte del país y cuando en ella se registraron, fueron de corta duración pero de gran intensidad, en especial sobre la región Central, Centro Occidental y Zuliana, sin embargo no lograron alcanzar los promedios históricos originando sequías de carácter Extremadamente seco, Severa y Moderada sobre la región Central y llanos Centrales, Moderadas hacia las regiones Zuliana parte Falconiana y Andina, además de sectores de la parte Sur y Oriental del país.

Los principales problemas de desertificación en la región de los Andes están asociados a la degradación acelerada de los suelos, debido a la erosión hídrica y eólica, contaminación de los suelos, alteración del régimen hídrico, poco desarrollo de prácticas conservacionista y la importante degradación del paisaje en ciertas áreas del municipio Rangel. La importante cantidad de población rural que vive en condición de pobreza en estas zonas, cuyas características de escases e intensidad de lluvias, altas pendientes, irregularidad en el relieve y la variabilidad climática hacen que las actividades antrópicas de subsistencia se vean afectadas.

Ante este panorama, el MARN (2004) plantea la necesidad de prevenir y combatir la desertificación, siendo prioritario emprender acciones de forma multidisciplinaria e interinstitucional, teniendo como protagonista más importante a la comunidad y donde se incorpore el elemento del género como agente principal en esta lucha contra la desertificación y por la mitigación de la sequía.

CONCLUSIONES

El historial de series de datos SPI mensual obtenidos en el presente estudio permitieron concluir, que los eventos de sequía observados a mediados y al término de las décadas de 1990-2000 fueron los de mayor severidad, duración, intensidad y extensión geográfica que se han registrado al interior de los andes venezolanos durante el periodo de 1980 - 2014.

Un mayor entendimiento sobre el comportamiento temporal y local de la sequía en los andes venezolanos, con una visión de largo plazo, proporcionaría elementos técnicos para planear estrategias de mitigación adecuadas en términos de gestión del agua para la agricultura andina, previamente y durante la presencia de períodos de sequía, lo cual a su vez permitiría reducir la alta vulnerabilidad que presenta esta región ante este evento climático.

REFERENCIAS

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Notas de autor