27 Nov Aumenta la frecuencia e intensidad de la sequía por el cambio climático en España

CAMBIO CLIMÁTICO

Aumenta la frecuencia e intensidad de la sequía por el cambio climático en España

 

El cambio climático es inequívoco. Así lo demuestran los diferentes informes y estudios realizados sobre el aumento de la temperatura global, y España no es una excepción. El calentamiento es una de las evidencias fundamentales que confirman el proceso de cambio climático en el que estamos inmersos, si bien, no la única. Desde la Fundación Matrix y en el marco del proyecto de investigación CLIMVAC se evalúa, entre otros fenómenos extremos, el cambio en la frecuencia, duración e intensidad de las sequías en España en las últimas décadas. Los resultados preliminares revelan, por primera vez para todo el territorio nacional, tendencias muy relevantes y de urgente consideración para la adaptación al cambio climático. En todas las demarcaciones hidrográficas se registra un incremento en la frecuencia y la severidad de las sequías aunque con notables contrastes geográficos, siendo especialmente significativo este aumento en las cuencas de la mitad sur peninsular y mediterráneas. En las últimas décadas, los eventos de sequía más intensa se convierten en protagonistas en el periodo 1991-2019 en todo el territorio nacional.

 

El aumento de la temperatura en promedio espacial para el conjunto de España se acerca a los 0,3ºC por década en el periodo 1971-2018, confirmándose como uno de los países de la Unión Europea que sufre un mayor impacto del cambio climático. El calentamiento es una de las evidencias fundamentales que confirman el proceso de cambio climático en el que estamos inmersos, aunque no la única.

Interesa evaluar, entre otros fenómenos extremos, cuál ha sido el comportamiento de las sequías en España en el ámbito territorial de cada una de las demarcaciones hidrográficas españolas, que incluyen una o más cuencas hidrográficas vecinas. Cada demarcación es un espacio geográfico objeto de un plan hidrológico, y a veces disponen de planes especiales de sequía que incluyen medidas específicas para prevenir y mitigar los impactos de las sequías sobre el medio ambiente y promover el desarrollo sostenible. Estudiamos la sequía en las demarcaciones hidrográficas durante la serie histórica 1961-2019, de casi 60 años. La sequía en España, por su mayoritario clima mediterráneo, es algo natural. Tanto por una estación del año coincidente con el verano, cálida y sin lluvias, que es un rasgo climático característico, como por la alta frecuencia de episodios o eventos más o menos duraderos de falta de agua por irregularidad de las precipitaciones. La sequía estacional es regular y predecible, mientras que los episodios de sequía irregular causan preocupación de forma recurrente. Esta última clase de sequía es la que mantiene bajo el nivel de los embalses, entre otras consecuencias negativas, y a veces se califica como pertinaz, que significa duradera y persistente.

Cabe preguntarse sobre los siguientes impactos del cambio climático reciente en España: ¿ha aumentado la frecuencia de eventos de sequía? ¿y su duración e intensidad? ¿existen tendencias de variación geográfica de la sequía? ¿qué áreas geográficas son las más afectadas?

No existe una definición de sequía universalmente aceptada. Difiere de un lugar a otro, e incluso cada usuario del agua tiene su propia concepción. La literatura científica contempla más de 150 definiciones diferentes, si bien existe un nexo común. La causa inicial de toda sequía es la escasez de precipitaciones (sequía meteorológica), lo que deriva en una insuficiencia de agua disponible o recursos hídricos (sequía hidrológica). Cualquier disminución de la disponibilidad de agua local, afecta en primer lugar a la demanda por los ecosistemas para su normal funcionamiento. Los recursos hídricos son necesarios para abastecer una demanda humana creciente,  sobre la cual debemos asegurar su mejor gestión.

La sequía es un fenómeno complejo, dependiente de diversos factores. La falta de agua no solo depende de una escasez de precipitaciones prolongada, sino también de la demanda evaporativa de la atmósfera, que es la máxima transferencia de agua por evapotranspiración a la atmósfera (por evaporación desde la superficie y por transpiración de la vegetación). Esta demanda evaporativa depende, entre otros factores, de la temperatura del aire. Por tanto, el déficit de agua disponible es más que un déficit de precipitación.

Existen numerosos métodos para cuantificar y evaluar la sequía, la Organización Meteorológica Mundial (OMM) recomienda utilizar indicadores o índices estandarizados, con el fin de homogeneizar criterios a nivel global, así como prevenir y monitorizar estos eventos extremos.

En un escenario de cambio climático, es fundamental considerar el impacto del aumento de la temperatura sobre los fenómenos de sequía. Por ello, el equipo de investigación del proyecto CLIMVAC ha realizado un estudio pionero y preliminar sobre sequía y cambio climático en España, empleando para la modelización el Índice Estandarizado de Precipitación y Evapotranspiración (SPEI), desarrollado por investigadores del Instituto Pirenaico de Ecología.

Alberto González, investigador del proyecto CLIMVAC de la Universidad Complutense de Madrid.

El atributo diferencial del índice de sequía SPEI, que justifica su uso creciente, es que no se basa únicamente en la variable precipitación. Su fundamento es una estimación sistémica y sencilla del balance hídrico climático, en el que las ‘entradas’ de agua son por precipitación (P) y su pérdida o ‘salida’ por evapotranspiración potencial (ETP). El índice SPEI utiliza la diferencia mensual entre precipitación y evapotranspiración potencial; esta última variable aumenta con la temperatura. Así, P-ETP representa un balance hídrico climático simple, positivo o negativo (medido en mm), que se calcula en diferentes escalas temporales.

Para el cálculo del índice SPEI en un lugar y periodo determinado, se parte de la serie histórica del balance hídrico climático (P-ETP), que se ajusta a una distribución teórica de probabilidad y después se transforma en una distribución normal. Esta estandarización implica que el valor medio del índice SPEI del lugar y período elegidos sea cero y adimensional (sin unidades).

Por tanto, los valores positivos del índice SPEI indican un balance hídrico superior a la media (positivo, ausencia de sequía), y los valores negativos un balance inferior a la media (negativo, presencia de sequía). Debido a que el índice SPEI está normalizado, los períodos con disponibilidad de agua y de déficit de agua se pueden representar gráficamente y realizar un seguimiento en cualquier período climático (Figura 1). Este método de estimación no distingue entre sequía estacional o irregular, se limita a explorar de forma cuantitativa este fenómeno.

 

Figura 1. Índice de sequía SPEI estimado a escala de 12 meses del periodo 1961-2019 promedio espacial de la cuenca hidrográfica del Duero. Los valores menores a -1 indican eventos de sequía.

 

Se puede identificar y caracterizar un período temporal concreto  en función del signo (positivo o negativo) y valor absoluto del índice SPEI (por encima o por debajo de cero). Los valores del índice comprendidos entre -1 y 1 definen períodos definidos como “normales”, por situarse en la parte central de la distribución (en torno a la media). Esto permite identificar y clasificar un evento de sequía en función de su intensidad. En el presente estudio hemos considerado tres eventos claros de sequía, categorizados en tres clases: moderada, comprendidos entre -1 y -1,5; severa, entre -1,5 y -2, y extrema, por debajo del umbral de -2.

Figura 2. Incremento en la frecuencia de sequía anual promedio (moderada, severa y extrema) entre los periodos climáticos por demarcaciones hidrográficas.

 

Aumento de la frecuencia anual de la sequía en España

La principal conclusión del estudio es un aumento claro de la frecuencia de los eventos de sequía en el conjunto de las demarcaciones hidrográficas españolas (Figura 2). No obstante, este aumento es claramente heterogéneo en el territorio estudiado. Desde 1961, el territorio español experimenta en promedio un incremento anual de la frecuencia de eventos de sequía notable, de 2,7 días al año, con un intervalo de confianza al 95% entre 1,2 y 3,9 días. Esta medida sintética tan sólo refleja la tendencia general en el conjunto de las demarcaciones hidrográficas estudiadas. Un análisis espacial en cada demarcación en particular ofrece una visión de la heterogeneidad de esta tendencia temporal entre territorios.

Aunque todas las demarcaciones hidrográficas españolas experimentan un incremento de la frecuencia anual promedio de sequía y de su intensidad, presentan contrastes acusados. Las cuencas de la mitad sur peninsular y las cuencas mediterráneas son las que manifiestan un mayor incremento de estos fenómenos extremos.

La Figura 3 muestra la evolución del número de meses al año con eventos de sequía de diferente intensidad, así como las tendencias, para el caso particular de la cuenca hidrográfica del Ebro (85.362 km²). Es evidente el aumento del número de meses con presencia de sequía desde el comienzo de la serie histórica. Esta tendencia temporal se traduce en un incremento de los eventos de sequía moderada de 1,8 días por año (18 días por decenio). Mientras que, para el caso de los eventos de sequía severa y extrema es de 17 días por decenio y 1,2 días por decenio, respectivamente.

Figura 3. Frecuencia anual de eventos de sequía por categoría de intensidad y tendencias de variación para la cuenca hidrográfica del Ebro. Las líneas intermitentes expresan el ajuste a un modelo de regresión lineal.

 

Así pues, en la cuenca del Ebro es evidente un creciente aumento de la presencia de eventos de sequía a lo largo del periodo estudiado, destacando especialmente el indudable contraste entre la primera mitad de la serie histórica, donde apenas se registran episodios de sequía, y la segunda mitad, donde tienden a concentrarse y en la que los eventos de sequía severa y extrema adquieren protagonismo.

Por otra parte, la diferencia entre los valores promedio anual de dos periodos climáticos de 29 años cada uno, 1961-1989 y 1991-2019, es significativa y confirma esta realidad en la cuenca del Ebro. El promedio de meses correspondientes a eventos de sequía es 0,41 para el primer periodo y cuatro en el segundo periodo, casi 10 veces más, lo que representa una diferencia promedio de tres meses y medio entre periodos.

La Agencia Catalana del Agua (ACA) informa diariamente de las reservas de agua en los embalses. En la imagen, las reservas totales de las cuencas internas de Cataluña del día 27/11/20. Fuente: ACA, Generalitat de Catalunya.

La Figura 2 ilustra esta realidad para el conjunto de España, mostrando el incremento de la sequía anual promedio por demarcaciones hidrográficas entre los periodos considerados. Todas las demarcaciones aumentan la frecuencia de sequía anual, el 90% experimenta un aumento de hasta un mes y medio más entre los periodos estudiados. Es especialmente significativo el aumento producido en la mitad sur peninsular y en las cuencas mediterráneas. Las cuencas internas de Cataluña y la demarcación hidrográfica del Ebro, con incrementos de más de tres meses entre periodos, manifiestan los valores máximos.

En conjunto, las áreas con menor incremento en la frecuencia de sequía se corresponden con el noroeste peninsular. Además de las cuencas galaicas, se incluyen en este grupo las pertenecientes a la demarcación hidrográfica del Cantábrico Occidental, áreas donde se producen incrementos menores a un mes y medio entre periodos. En todo caso, este aumento no es despreciable teniendo en cuenta que se trata de la región climática más húmeda del país y con una mayor regularidad en las precipitaciones.

El impacto de la reducción del agua disponible puede visualizarse mejor con un ejemplo. La Agencia Catalana del Agua actualiza diariamente la información sobre las reservas de agua en los embalses de las cuencas internas de Cataluña, cuya capacidad total es de 700 hectómetros cúbicos. Según esta agencia, 7,5 millones de personas consumen “en situación de normalidad hídrica” un hectómetro cúbico al día, equivalente a mil millones de litros de agua.

 

Eventos de sequía más intensos y persistentes

Para estudiar el número de eventos de sequía en un periodo climático determinado, en primer lugar, se necesita aplicar un criterio común para todas las cuencas. En nuestro caso, definimos un evento de sequía como un periodo temporal consecutivo con un índice SPEI negativo y un valor de al menos -1. Este evento finaliza en el momento en el que el índice SPEI vuelve a ser mayor de -1. Con este criterio identificamos el número total de eventos de sequía que se presentan en cada demarcación hidrográfica, y los clasificamos según su intensidad y duración.

Figura 4. Número total de eventos de sequía y categoría de intensidad por demarcación hidrográfica de España peninsular y Baleares en los dos periodos climáticos estudiados.

 

La Figura 4 muestra el número de eventos de sequía por demarcación hidrográfica y su intensidad. El número de eventos aumenta en todas las demarcaciones hidrográficas españolas. Destaca el caso del Ebro, que registró dos eventos de sequía durante el periodo 1961-1889, pero son 10 en segundo periodo 1991-2019. Pero aún más importante que el número de eventos de sequía registrados es su categoría de intensidad, ya que mientras los dos eventos del primer periodo son de sequía moderada, esta clase de eventos se duplica en el periodo reciente, donde además aparecen, y es lo más importante, cuatro eventos de sequía severa y dos de sequía extrema, ausentes en el primer periodo.

Río Ebro a su paso por Zaragoza, en cuya ribera se encuentra su emblemática catedral, La Seo.

 

Esta realidad se reproduce en el resto de demarcaciones hidrográficas, donde los eventos de sequía más intensa se convierten en protagonistas en el periodo 1991-2019. Este hecho sustenta la hipótesis de que los fenómenos extremos son cada vez más frecuentes por el cambio climático.

En cuanto a la duración promedio de los eventos de sequía, se observa la misma tendencia. En conjunto los eventos son cada vez más persistentes. Cabe destacar el cambio producido en los eventos de sequía moderada, cuya duración promedio tiende a descender en buena parte de las demarcaciones, especialmente en las mediterráneas, si bien este descenso es ampliamente compensado por el incremento de aquellos episodios de sequía más intensa, severa o extrema (Figura 5).

Por tanto, es evidente que el balance hídrico climático para el conjunto de las demarcaciones hidrográficas españolas es cada vez más negativo, las sequías son cada vez más frecuentes, especialmente las más intensas. Este hecho crucial debe ser considerado apropiadamente a la hora de planificar aquellas políticas públicas orientadas a la adaptación al cambio climático.

Figura 5. Diferencia en la duración promedio de los eventos de sequía severa y extrema (superior), y moderada (inferior) entre los periodos estudiados.

 

 

Severidad de la sequía

La magnitud acumulada de la sequía anual, un indicador de la severidad de este fenómeno, se estimó como la suma de índices SPEI negativos consecutivos de los eventos de sequía identificados. De este modo, la severidad de la sequía aumenta cuanto más negativo sea el valor de este indicador.

La Figura 6 muestra la severidad de la sequía para los dos periodos considerados. Se manifiesta un notable incremento, común para todas las demarcaciones hidrográficas. Destacan las demarcaciones del Ebro y las cuencas internas de Cataluña, con una magnitud de hasta medio punto mayor.

Figura 6. Magnitud acumulada de la sequía anual promedio por demarcación hidrográfica de España peninsular y Baleares para los dos periodos climáticos considerados. Valores más negativos indican mayor severidad.

 

Embalse en el río Sil, en la Ribeira Sacra (Ourense), espacio reconocido por su estado de conservación favorable de hábitats naturales y especies de interés comunitario.

 

En el lado opuesto aparecen las cuencas del noroeste peninsular, Miño-Sil y Cantábrico Occidental, con incrementos de severidad más modestos, que se acercan a 0,2 puntos en ambos casos.

En conjunto, volvemos a observar que las demarcaciones hidrográficas con mayores diferencias de magnitud de la sequía entre periodos pertenecen a las cuencas de la vertiente mediterránea y de la mitad sur peninsular. Esta realidad confirma la hipótesis de que los impactos del cambio climático en España son muy heterogéneos y presentan sustanciales contrastes geográficos susceptibles de una evaluación objetiva.

 

El reto es la adaptación

España, por sus características climáticas presenta una importante parte del territorio próxima al estrés hídrico, por lo que se hace especialmente importante conocer la probabilidad de los eventos de sequía, así como identificar, realizar un seguimiento y evaluar sus tendencias y consecuencias.

En un escenario de cambio climático es cada vez más importante disponer de herramientas apropiadas y estudios de evaluación de riesgo con una sólida base científica y espacialmente explícita, para contribuir de manera efectiva a las políticas públicas orientadas a la adaptación al cambio climático.

Precisamente, el nuevo Plan Nacional de Adaptación al Cambio Climático (PNACC) contempla entre sus líneas estratégicas de acción, la necesidad de la observación sistemática del clima como un medio para reconocer las tendencias del cambio climático hasta el momento presente y estimar su evolución futura para planificar las respuestas adaptativas más adecuadas.

La gestión y el uso de los recursos hídricos requiere una buena planificación ante el cambio climático reciente y futuro. Conocer cómo cambia el balance hídrico climático en nuestras demarcaciones hidrográficas es tan solo un primer paso, pero esencial, para detectar vulnerabilidades sectoriales a nivel de cuencas hidrográficas. También para actuar, mitigar o adaptarnos a los múltiples impactos directos e indirectos de un fenómeno que ya es irreversible.

El camino hacia la adaptación al cambio climático es complejo. Sin duda debe apoyarse en estudios científicos a nivel sectorial que determinen los cambios producidos y anticipen los cambios e impactos esperados por el proceso acelerado en el que estamos inmersos. Por ello desde la Fundación Matrix y el proyecto CLIMVAC impulsamos un mejor conocimiento de un fenómeno multidimensional y complejo, con un desigual impacto territorial y sectorial. En definitiva, conocer apropiadamente el cambio producido y evaluar sus consecuencias es el primer paso en el camino hacia la adaptación.

La Fundación Matrix mediante esta investigación aplicada contribuye al logro de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la Agenda 2030 de Naciones Unidas. Expresa su compromiso con los ODS11, Ciudades y Comunidades Sostenibles, y ODS15, Vida de Ecosistemas Terrestres,  y muy especialmente con el ODS13, Acción por el Clima y el ODS6, Agua limpia y Saneamiento.

El ODS15 impulsa la conservación de hábitats naturales y acciones para reducir la degradación y pérdida de biodiversidad; para este fin es vital proteger el ciclo del agua. El ODS11 promueve que las ciudades, áreas que concentran la mayoría de la población, tengan un abastecimiento de agua apropiado.

El ODS13 promueve combatir el cambio climático y sus efectos, y el ODS6, garantizar la disponibilidad de agua y su gestión sostenible y el saneamiento para todos.

El ODS13 exige involucrar a todas las Administraciones y actores de la sociedad civil, en particular del ámbito científico, en una tarea de adaptación multipropósito, transversal y multisectorial que afecta, entre otros aspectos clave, tanto a la demanda de agua de los ecosistemas naturales como a la provisión de servicios ecosistémicos de abastecimiento de agua para consumo humano, turismo o agricultura.

 

Mtr. Alberto González, Investigador de la Universidad Complutense de Madrid (UCM)

Gda. María Santos y Mtr. Juan Carlos Hernández, Investigadores de la Fundación Matrix

Dra. Belén Acosta Gallo, Profesora de Ecología de la UCM

Dr. Javier Montalvo, Profesor de Ecología de la Universidad de Vigo y Director de la Fundación Matrix

Artículo divulgativo del Proyecto CLIMVAC, que forma parte del Programa PIET, subvencionado por el Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico. Está realizado por la Fundación Matrix, Investigación y Desarrollo Sostenible en colaboración con la Universidad de Vigo y la Universidad Complutense de Madrid. Cuenta con el apoyo de la Agencia Estatal de Meteorología (AEMET) y la Oficina Española para el Cambio Climático (OECC).

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