Estudio de la variabilidad temporal y espacial de las

Evaluación de parámetros y procesos hidrológicos en el suelo.
VII Escuela Latinoamericana de Física de Suelos. La Serena, Chile, 2003
Estudio de la variabilidad temporal y espacial de las lluvias
anuales de la Depresión de Carora, estado Lara, Venezuela
Valentina Toledo Bruzual1 y Diana Hernández-Szczurek2
1
Universidad Pedagógica Experimental Libertador, Instituto Pedagógico de Caracas, Departamento de
Geografía e Historia. y Biología y Química. Caracas, Venezuela. [email protected]
2
Universidad Pedagógica Experimental Libertador, Instituto Pedagógico de Caracas, Departamento de
Biología y Química. Caracas, Venezuela. [email protected]
INTRODUCCIÓN
La precipitación, al igual que otras variables climáticas, puede considerarse como un proceso
espacio-temporal ya que exhibe aspectos aleatorios tanto en el tiempo como en el espacio y cuya
estructura de variabilidad pueden explorarse mediante técnicas estadísticas apropiadas (Pradere,
1999). En las variables climáticas es común observar que los mecanismos de variación operan a
diferentes escalas espaciales y temporales (Sánchez, 1999). Uno de los principales factores a
considerar en este problema es la evolución de la precipitación y el posible impacto que la
variabilidad climática tenga sobre la misma (Capó et al., 1999). Por tanto, la variabilidad
constituye un parámetro descriptivo de las series de observación, al mismo nivel que los
parámetros de tendencia central (Galán et al., 1999), donde las series de datos de precipitación
son periódicas y estadísticamente independientes (Fernández y Montt, 2001).
El comportamiento temporal de la variabilidad puede tener implicaciones socio-económicas para
muchas zonas pobladas del mundo que se encuentran en regiones semiáridas, donde el déficit
de agua y la sequía prolongada obliga a un manejo inadecuado de los recursos por parte de los
pobladores de la zona. Entre las causas que podrían acentuar los efectos de la sequía se
encuentran: el deterioro progresivo del suelo, representado básicamente por la reducción de la
cobertura vegetal y la intensa explotación de los recursos naturales.
En la Depresión de Carora, municipio Torres, estado Lara, Venezuela, las precipitaciones son
erráticas y una evaporación bastante alta, lo que causa un desbalance hídrico marcado durante
todo el año. El objetivo de este trabajo es analizar la distribución de la precipitación y verificar la
periodicidad o ciclos estadísticamente significativos con registros cronológicos de precipitaciones
anuales y mensuales, en el lapso 1965-1996 a través de series temporales.
MATERIALES Y MÉTODOS
Descripción del área de estudio: El sector de estudio es conocido como "La Otra Banda"; se
encuentra ubicado a 10º 02' /10º 28' N y a 70º 00' / 70º 29' 42" O. Limita por el norte: con las
divisorias de aguas de la Serranía de Baragua (flanco sur); oeste y sur: márgenes izquierdas de
los ríos Diquiva y Morere; este: Quebrada La Tetona, abarcando aproximadamente unos 1.825
2
km . Las alturas de la región son variables; en las cumbres de la Serranía de Baragua 1.250
m.s.n.m. (Cerro Valla); 560 m.s.n.m. en el piedemonte y 400 m.s.n.m. en las márgenes del Río
Morere cerca de Aregue. Las formaciones vegetales predominantes en La Otra Banda son las de
bosque espinoso premontano en la parte montañosa y bosque espinoso tropical en la
depresional, ambas formaciones vegetales en transición con el bosque muy seco tropical. Este
tipo de vegetación ofrece poca o ninguna protección contra los impactos de las gotas de lluvia,
por lo que generalmente se forman costras en el suelo lo que dificulta la infiltración, favorece el
escurrimiento superficial y por ende la erosión hídrica, la cual en la parte media y baja de La Otra
Banda reviste características catastróficas. Se observan paisajes de Badlands (tierras malas) y
erosión completa de los horizontes superficiales, en este último caso, la compactación del suelo,
la poca aireación, la cantidad de sales presentes en solución, condicionan un ambiente donde el
suelo prácticamente se presenta desnudo. La precipitación media anual en Carora, es de 707
mm, si se compara con otras localidades venezolanas tales como, Calabozo o Barinas, las
cuales presentan montos anuales de 1.254 mm y 1.624 mm, respectivamente, se observa que
los montos anuales de precipitación en el sector de estudio son bajos, caracterizado por tener un
clima que de acuerdo con la clasificación climática de Thornthwaite es un DdA´ a´, semiárido con
poco o ningún exceso de agua megatérmico o cálido. Los montos bajos de precipitación (707
53
mm/año) unida a los altos valores de temperatura (28ºC) y evaporación de (2000 mm/año)
determina en la zona una marcada característica de semiaridez. (Toledo, 1997).
Las series de precipitaciones mensuales y anuales correspondientes a las cuatro estaciones
pluviométricas ubicadas en la Depresión de Carora, aparecen en el cuadro 1. El período de
observación analizado fue de 32 años, (1965-1996).
Cuadro 1. Situación geográfica de las estaciones de estudio
Estaciones
Pluviométricas
Los Pedernales
Altagracia
Burere
Carora-Granja
Longitud (ºW)
70º
70º
70º
70º
11’
12’
14’
04’
53”
14”
39”
55”
Latitud (ºN)
10º
10º
10º
10º
25’
20’
06’
09’
44”
56”
22”
46”
Altitud (m)
645
479
430
413
La metodología propuesta se inserta dentro de los procedimientos estadísticos propios del
análisis de series temporales, el cual comprende cuatro fases de estudio sugeridos para ésta
investigación: A) Homogeneidad de las series: se realizó mediante la aplicación de test del
cúmulo de doble masa y cálculos de sus estadísticos básicos; B) Evolución secular de la
precipitación 1965-1996: consistió en la tipificación de los valores anuales de precipitación y, a
partir de los mismos, el cálculo de medias móviles centradas en dos años, así como el de la recta
de tendencia, calculada con el número mínimo de cuadrados, a fin de resaltar la alternancia de
períodos en los que la precipitación ha sido relativamente alta, con otros en lo que ha sucedido
todo lo contrario. C) Periodicidad: permitió verificar la existencia o no de algún componente
cíclico en las series, es decir, una posible estructura temporal en la tendencia de la precipitación,
a través de la Función de Autocorrelación (ACF).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
A medida que se desciende de la línea de partición de agua hacia el piedemonte dirección
noreste-sureste, las precipitaciones disminuyen, dado el aumento del número de años con totales
inferiores a 500 mm, y la disminución de años con totales superiores a 900 mm (Toledo,1997).
Este descenso en el gradiente de precipitación va acompañado de la altitud (Cuadro 2).
Cuadro 2. Orientación Noreste Sureste
Estaciones
Precipitación (mm)
Altitud (m)
Los Pedernales
747.0
645
Altagracia
636.2
479
Burere
712.1
430
Carora Granja
574.7
413
El año pluviométrico comienza frecuentemente en diciembre, con la primera estación seca que se
extiende hasta marzo o abril; los valores medios están comprendidos entre 80 y 140 mm.,
representando un 11% en Pedernales a 24% en Carora Granja. Después de abril o mayo,
comienza la primera estación lluviosa. Se observa, un descenso de la amplitud de la oscilación
entre 10 a 12% con valores medios entre 60 a 77 mm en Carora Granja y Altagracia
respectivamente. A partir de junio hasta agosto, se ubica la segunda estación seca, con una
amplitud de oscilación es descenso similar a la primera, siendo los valores medios algo
diferentes. La segunda estación lluviosa, desde septiembre hasta noviembre, presenta una
amplitud de oscilación entre 48 a 62% del total del año pluviométrico, con valores medios entre
339 a 462 mm para Burere y Pedernales, respectivamente, lo que representa el aporte de lluvia
considerable para la zona.
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Evaluación de parámetros y procesos hidrológicos en el suelo.
VII Escuela Latinoamericana de Física de Suelos. La Serena, Chile, 2003
El régimen pluviométrico en el sector de estudio comprende dos estaciones secas y dos
lluviosas. La primera estación seca va desde diciembre a marzo o a abril; la primera estación
lluviosa de abril a mayo o mayo sólo; la segunda estación seca entre junio a julio o hasta agosto
y la segunda estación lluviosa y la más importante se inicia en agosto hasta septiembre o hasta
noviembre para todos los casos (Figura 1).
La distribución espacial de las precipitaciones en la Depresión de Carora responde
fundamentalmente a la altitud de las estaciones. Los meses al final de año son los de mayor
precipitación, producto del reforzamiento del flujo alisio (Goldbrunner, 1984). La entrada del
período lluvioso, responde a la migración gradual de la zona de convergencia intertropical (ZCIT)
hacia el norte; sin embargo, la salida del período lluvioso, no obedece a este mecanismo,
contradiciendo lo señalado por Goldbrunner (1984) según Velásquez (2003). Así mismo,
Velásquez (2003) señala que esta zona muestra un período lluvioso poco definido, debido a la
predominancia de bajas precipitaciones. El efecto friccionar, parece ser un mecanismo que inhibe
la precipitación (Figura 1).
120
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
100
80
60
40
20
En Feb Mar Abr My Jn
0
Jl Ag Sep Oct Nov Dic
En FebMar Abr My Jn Jl Ag SepOctNov Dic
Carora Granja
Los Pedernales
160
160
140
140
120
120
100
100
80
80
60
60
40
40
20
20
0
0
En Feb Mar Abr My Jn Jl Ag Sep Oct Nov Dic
Altagracia
En FebMar Abr My Jn Jl Ag SepOctNov Dic
Burere
Figura 1. Distribución mensual de la precipitación. Período 1965-1996
La curva de las medias móviles (Figura 2), registran valores más bajos entre los años 1975-78 y
1982-85, con un descenso constante a finales de los años noventa en forma mantenida. Aún
cuando la recta de tendencia carece de significación estadística, muestra una pendiente
descendente en todos los casos.
55
Precipitación anual
(mm)
1500
y = -4.9892x + 830.19
1000
500
31
28
25
22
19
16
13
10
7
4
1
0
Años
Precipitación anual
(mm)
Los Pedernales
1500
y = -10.76x + 890.06
1000
500
31
28
25
22
19
16
13
10
7
4
1
0
Años
Precipitación anual
(mm)
Burere
1200
1000
800
600
400
200
0
y = -5.6213x + 729.73
1
3
5
7
9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31
Años
1500
y = -18,443x + 879,61
1000
500
Carora Granja
Años
Figura 2. Evolución de las precipitaciones anuales
56
31
28
25
22
19
16
13
10
7
4
0
1
Precipitación anual
(mm)
Altagracia
Evaluación de parámetros y procesos hidrológicos en el suelo.
VII Escuela Latinoamericana de Física de Suelos. La Serena, Chile, 2003
Los autocorrelogramas (Figura 3) denotan una estructura temporal, es decir, se observa la
existencia de un comportamiento periódico de valores máximos de orden (1º, 6º, 11º, 12º, 13º) y
mínimos (3º, 4º, 8º, 9º, 15º, 16º) expresado en las barras de lo coeficientes calculados, las
cuales sobrepasan los límites de confianza del 95% para todos los casos , es decir, ciclos
estadísticamente significativos.
Burere
1,0
,5
,5
Coeficientes
Coeficientes
Los Pedernales
1,0
0,0
-,5
-,5
Límites de confianza
-1,0
Coeficiente
1
3
2
5
4
7
6
9
8
11
10
13
12
0,0
-1,0
15
14
Límites de confianza
Coeficiente
1
16
3
2
5
4
7
6
Nº de retardos
9
8
11
10
13
12
15
14
16
Nº de retardos
Altagracia
Carora Granja
1,0
1,0
,5
Coeficientes
Coeficientes
,5
0,0
0,0
-,5
Límites de confianza
-1,0
Coeficiente
1
3
2
5
4
7
6
9
8
11
10
13
12
Nº de retardos
15
14
16
-,5
Límites de confianza
-1,0
Coeficiente
1
3
2
5
4
7
6
9
8
11
10
13
12
15
14
16
Nº de retardos
Figura 3. Autocorrelogramas
CONCLUSIONES
− La entrada del período lluvioso en la Depresión de Carora, responde a la migración gradual de
la zona de convergencia intertropical (ZCIT) hacia el norte mientras que la salida del período
lluvioso, al efecto friccionar, que parece ser en esta zona un importante mecanismo que inhibe
la precipitación. El descenso en el gradiente de precipitación va acompañado de la altitud.
− Los mayores contrastes se dan por la alternancia de momentos con valores máximos seguidos
por valores mínimos en la función de autocorrelogramas.
− Quizás podría hablarse de que la variabilidad pluviométrica es en sí misma, también muy
variable, lo cual dificultaría identificar períodos persistentes con escasez de lluvia para lograr
definirlas como sequía pero ésta función pone de manifiesto diferencias de significación
estadística en la conformación de una estructura temporal, lo cual ayudaría para este propósito.
No obstante, se recomienda extender el análisis a otros conceptos como el de variabilidad o el
de persistencia, mediante el cálculo del coeficiente de variación y de la probabilidad de año
seco tras año seco, respectivamente.
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REFERENCIAS
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siglo XXI: I Congreso de la Asociación Española de Climatología. España: Asociación
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