Artículo de Revisión
Estudios de clima de montaña en Cuba, topoclimas
Mountain climate studies in Cuba, topoclimates
Estudios de clima de montaña en Cuba, topoclimas
Revista Cubana de Meteorología, vol. 27, núm. 3, e07, 2021
Instituto de Meteorología
Recepción: 10 Mayo 2021
Aprobación: 21 Agosto 2021
RESUMEN: Los recursos naturales y cadenas agroproductivas de importancia alimentaria y económica tienen una estrecha dependencia de la dinámica climática en las montañas. La presente investigación analizó los antecedentes de los estudios del clima de montaña en Cuba, enfatizando en los relacionados con el topoclima. Se realizó una revisión de antecedentes de los estudios que tuvieron como objetivo, completa o parcialmente, la dinámica del clima de las montañas en Cuba durante el periodo 1965 al 2020. La revisión examinó tres indicadores para cada publicación: escala espacial, factores climático-geográficos, y elementos del clima. Se determinó que 21 de los 29 estudios evaluados se realizaron a escala mesoclimática. La altura, como factor climático-geográfico, ha sido analizada en la totalidad de los estudios revisados. La precipitación ha sido el elemento climático abordado por el mayor número de investigaciones. El método de análisis de gradientes ha sido el más utilizado en los estudios de montaña a escala local. Se identificó una tendencia incipiente al uso de modelos numéricos y reanálisis climáticos globales, con altas potencialidades para este tipo de estudio. El estudio concluyó que, en condiciones de limitada capacidad tecnológica, se precisa una propuesta que integre las potencialidades de los métodos de gradientes y modelos numéricos para los estudios topoclimáticos para minimizar las limitaciones de ambos métodos.
Palabras clave: Clima de montaña, topoclima, gradientes climáticos.
ABSTRACT: Natural resources and agro-productive chains of food and economic importance are closely dependent on climatic dynamics in the mountains. This research analyzed the antecedents of mountain climate studies in Cuba, emphasizing those related to the topoclimate. A bibliographic review was carried out of the studies that had as objective, completely or partially, the dynamics of the climate of the mountains in Cuba during the period 1965 to 2020. The review examined three indicators for each publication: spatial scale, climatic-geographical factors, and weather elements. It was determined that 21 of the 29 studies evaluated were carried out on a mesoclimatic scale. Height, as a climatic-geographical factor, has been analyzed in all the studies reviewed. Precipitation has been the climatic element addressed by the largest number of investigations. The gradient analysis method has been the most widely used in mountain studies on a local scale. An incipient trend to the use of numerical models and global climate reanalysis is identified, with high potential for this type of study. The study concluded that, under conditions of limited technological capacity, a proposal is needed that integrates the potentialities of gradient methods and numerical models for topoclimatic studies to minimize the limitations of both methods.
Keywords: Mountain climate, topoclimate, climatic gradients.
INTRODUCCIÓN
Las montañas y sus valles interiores ocupan el 24% de la superficie terrestre a nivel global y albergan aproximadamente el 12 % de la población mundial (UNESCO, 2013). Los ecosistemas montañosos ofrecen numerosas y diversas fuentes de servicios, siendo el suministro de agua uno de los más importantes. Alrededor del 40% de la población mundial depende indirectamente de las montañas para el suministro de agua (FAO, 2015). Existen referencias de la indudable importancia y complejidad de las montañas en el equilibrio climático del planeta y su susceptibilidad ante el cambio climático (IPCC, 1995, 2001, 2008; Barry, 2008; OMM, 2011; Andres et al., 2013; Ramallo, 2013; UNESCO, 2013; IPCC, 2015; FAO, 2015). Adicionalmente, la evaluación, predicción y proyección del clima en terrenos complejos es un desafío difícil debido a los procesos físicos, geográficos y termodinámicos involucrados (Fernando, et al., 2017). Es también documentado que los procesos tierra-atmósfera que ocurren en terreno complejo elevan exponencialmente su naturaleza multifactorial, por lo que se hace pertinente un tratamiento particularizado (Yoshino, 1975; Barry & Seimon, 2000; Barry, 2008; Gil & Olcina, 2017; Fernando, et al., 2017).
Gil y Olcina (2017) afirman que el estudio del clima de las montañas medias y pequeñas es una de las lagunas con que aún hoy cuentan las investigaciones climáticas. Asimismo, dentro del fortalecimiento del Sistema Meteorológico Nacional de Cuba en el año 2011, en el Consejo Científico del Instituto de Meteorología (INSMET) se adopta el acuerdo # 11, relacionado con las especialidades perdidas o dispersas y especialidades nuevas o encontradas dentro del Sistema. Los estudios de clima de montaña se relacionan dentro de las especialidades perdidas o dispersas.
Los recursos naturales y cadenas agroproductivas de importancia alimentaria y económica, tienen una estrecha dependencia de la dinámica climática en las montañas. Esta situación se hace especialmente visible en las principales cadenas montañosas de Cuba; siendo las montañas cubanas notables además, por el aporte relevante de las lluvias orográficas a los principales acuíferos y la ubicación de significativas reservas de agua superficiales.
La presente investigación analiza los antecedentes de los estudios del clima de montaña en Cuba, enfatizando en los relacionados con el topoclima.
MATERIALES Y MÉTODOS
En este trabajo se realizó una revisión de antecedentes de los estudios climáticos de montaña en Cuba. Se delimitó el estudio, desde el punto de vista geográfico, a las montañas medianas, bajas y pequeñas premontañas, además de las alturas tectónico-litológicas (Portela, 1989; Acevedo, 1992). Igualmente la investigación se limitó a los resultados que relacionan la influencia de las montañas con el comportamiento del clima.
Como marco teórico se adoptaron los conceptos y métodos referenciados en fuentes nacionales e internacionales. Las escalas espaciales fueron evaluadas en microclima, clima local, mesoclima y macroclima (Yoshino, M.M., 1975; Oke T.R., 1987; Geiger, R. et al., 2003; Barry, R., 2008).
En la investigación se analizaron los resultados que tuvieron como objetivo, completa o parcialmente, la dinámica del clima de las montañas en Cuba durante el periodo 1965 al 2020. El estudio consideró los artículos en revistas académicas, artículos de revistas, libros, informes y documentos inéditos conservados en archivos y bibliotecas del Sistema Meteorológico Nacional.
La revisión examinó tres indicadores: escalas espaciales, factores climático-geográficos y elementos del clima abordados; además, agrupó los estudios que analizan cada indicador por clases.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En la investigación se analizaron 29 resultados que tuvieron como objetivo, completa o parcialmente, la dinámica del clima de las montañas en Cuba durante el periodo 1965-2020 (ver Anexo).
En la investigación, 21 de los 29 estudios evaluados se realizaron a escala mesoclimática. La altura, como factor climático-geográfico, ha sido analizada en la totalidad de los estudios de clima de montaña en Cuba. De los elementos climáticos la precipitación fue el objeto de estudio en el mayor número de las investigaciones (tabla 1).

En coincidencia con Lecha et al., (1994), los resultados del presente estudio evidencian que los factores climático-geográficos determinan las condiciones físicas objetivas que definen los rasgos climáticos en orografía complejas y son evaluados en todos los estudios de clima de montaña en Cuba. Asimismo, la influencia de los factores climático-geográficos como la altura, orientación de la ladera, forma del relieve y la distancia al mar, asignan las singularidades a los estudios de clima de montaña. La anterior confirmación corrobora la necesaria particularización de los estudios climáticos en las regiones de terrenos complejos en Cuba (Boytel-Jambú, 1972; Díaz, 1983; González & Lora, 1987; Peña-de la Cruz et al., 2013).
Por su importancia ambiental y socioeconómica las precipitaciones han sido el elemento climático más estudiado en montañas. No obstante, la modelación del patrón espacial y regionalización de este elemento en las montañas de Cuba continúa siendo tarea compleja, situación señalada por Hernández, (2016). Esta autora acota que los autores Solano y Vázquez, (Solano et al., 2007; Vázquez & Solano, 2013), elaboraron mapas isoyéticos con correcciones homogéneas, tomando en cuenta la altura. Estos resultados no tienen en cuenta otros factores climático-geográficos como la orientación de la ladera con respecto a la dirección predominante del viento: sotavento, barlovento y la orientación de la ladera con respecto a la trayectoria aparente del sol: solana, umbría, que definen diferencias espaciales del clima de montaña (Boytel, 1972; Montenegro, 1993; Peña-de la Cruz, et al., 2017; Roque, et al., 2016, 2018). Evidencia de lo antes expuestos es que la ubicación geográfica de los mayores acumulados de precipitación en el macizo Nipe-Sagua-Baracoa, y de Cuba, no se registran en las mayores alturas (Díaz, 1983; Lecha et al., 1994; Solano et al., 2003; Baza-Pacho et al., 2005; Cutié & Lapinel, 2013). Exceptuando la precipitación, la temperatura y el viento son los elementos climáticos con mayor cantidad de resultados dentro de los estudios de clima de montaña en Cuba en el periodo 1965-2020.
Hacia el estudio del Topoclima en Cuba.
Geiger, a finales de los años 20 del pasado siglo, distinguió los conceptos de microclima y topoclima (Geiger, 2003). Desde entonces han sido diversas las definiciones de topoclima, generalmente atendiendo a variados criterios de extensión espacial con alto margen de subjetividad (Gil & Olcina, 2017). No obstante, un elemento en común de todas las definiciones es el topoclima como características del clima local asociadas a la presencia de montañas (Yoshino,1975; Flohn, 1979; Choisnel, 1981; Landsberg, 1981; Oke, 1987; Barry, 2008; Gil & Olcina, 2017). En este estudio se utiliza topoclima según Yoshino (1975), caracterizado por una escala horizontal de 10 m a 10000 m y una escala vertical entre 0.1 m a 1000 m, desde superficie (figura 1).

Para los estudios de topoclima se identificaron tres métodos en fuentes nacionales e internacionales:
Sin embargo, estos procedimientos presentan algunas limitaciones. El primero de ellos es poco preciso espacialmente según aumenta la distancia al punto de monitoreo, ya que la representatividad del estudio se circunscribe según clasificación por ubicación geográfica de la estación de vigilancia utilizada (OMM, 2011a). El segundo de los métodos generaliza, espacial y temporalmente, la relación elemento climático con un factor del clima, lo que es cuestionable en un contexto de clima cambiante; Además, para el uso de este segundo método es necesario campañas específicas para mediciones en superficie debido a la baja densidad de estaciones meteorológicas en las regiones montañosas y la poca correlación entre ellas (Barry & Seimon, 2000; Barry, 2008; Hernández-Sosa, 2016). La correlación puede ser especialmente débil entre las observaciones de las estaciones meteorológica ubicadas en las montañas de regiones tropicales insulares como Cuba (Planos-Gutiérrez et al., 2012, 2013). En el tercero de los métodos de estudios topoclimáticos se han logrado rápidos avances en los últimos años. No obstante, el volumen de datos implicado para responder a la resolución espacial y temporal que se precisan, lo convierte en computacional y logísticamente complejo (Argüeso et al., 2011; Liu et al., 2018; Varga & Breuer, 2020). Estas limitaciones restringen la prestación de servicios climatológicos que beneficien el desarrollo económico, social y ambiental de las montañas actualmente en Cuba y limitan la efectividad de los sistemas de protección a las personas y la propiedad, ante desastres originados por eventos meteorológicos.
El procedimiento de gradientes ha sido el utilizado en el estudio topoclimático realizado en Cuba más extenso en tiempo cronológico y abarcador en alcance territorial, factores y elementos climáticos analizados (Montenegro,1993).
CONCLUSIONES
En los más de 50 años de estudio del clima en Cuba de forma sistemática, el clima de montaña ha sido analizado de manera intermitente. De los estudios de clima de montaña la mayor parte se han realizado a escala mesoclimática. La altura, como factor climático-geográfico, ha sido analizada en la totalidad de los estudios de clima de montaña en Cuba y el elemento climático más investigado ha sido la precipitación.
El método de análisis de gradientes ha sido el que más se utiliza en los estudios topoclimáticos en Cuba.
El desarrollo científico y tecnológico de las últimas décadas permite contar con modelos numéricos y reanálisis climáticos globales con altas potencialidades para estudios topoclimáticos. Se identificó una tendencia incipiente al uso de modelos numéricos y reanálisis climáticos globales, con altas potencialidades para este tipo de estudio.
Las limitaciones de los métodos utilizados para los estudios topoclimáticos restringen la prestación de servicios climatológicos que beneficien el desarrollo económico, social y ambiental de las montañas actualmente en Cuba y limitan la efectividad de los sistemas de protección a las personas y la propiedad ante desastres originados por eventos meteorológicos.
En condiciones de limitada capacidad tecnológica, se precisa una propuesta que integre las potencialidades de los métodos de gradientes y modelos numéricos para los estudios topoclimáticos para minimizar las limitaciones de ambos métodos.
AGRADECIMIENTOS
Este estudio ha sido financiado por el proyecto “Modelación de la variabilidad y los cambios del topoclima con WRF en la región oriental de Cuba.” del Programa de Ciencia, Tecnología e Innovación de Interés Nacional “Adaptación y mitigación del Cambio Climático”
Los autores agradecen al Lic. Ursinio Montenegro Moracen por los aportes y apoyo brindado a los estudios topoclimáticos en Cuba.
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ANEXO
Estudios del clima de montaña en Cuba, periodo 1965-2020, indicadores: escalas espaciales, factores climático-geográficos y elementos del clima

Notas de autor
*Autor para correspondencia: Arisleidys Peña-de la Cruz. E-mail: arisdelacruz1977@gmail.com
Declaración de intereses