ALGUNOS ASPECTOS HIDROLÓGICOS EN LA ARGENTINA VINCULADOS CON EL NIÑO

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1 ALGUNOS ASPECTOS HIDROLÓGICOS EN LA ARGENTINA VINCULADOS CON EL NIÑO Guillermo J. Berri (1); Pablo Cacik; Eduardo Flamenco; Marcela Ghietto (1) Departamento de Ciencias de la Atmósfera, Universidad de Buenos Aires, Pabellón 2 Ciudad Universitaria, Buenos Aires, Argentina, teléfono ó , extensión 19, fax , berri@at1.fcen.uba.ar Miembro del Conicet ABSTRACT The effect of El Niño/Southern Oscillation (Enso) on river discharges of some major river systems in Argentina is presented. This includes the Paraná River basin, the Paraguay River basin and the Diamante River basin in the province of Mendoza. In all these cases, the warm Enso phase, also known as El Niño, is associated with above normal river discharges. A positive correlation coefficient is found between the sea surface temperatures in the Niño3 region of the Pacific Ocean and monthly and seasonal mean river discharges, simultaneously and with different lead times. In the case of the Paraná River, the relationship peaks during January-March, whereas May-July is the peak season for the Paraguay River. We present an example of 4-month lead October-March seasonal volume predictions for the Diamante River based on Niño3 observations and predictions, with a skill of 71% of correct 3-category forecast during the period Key words: hydrometeorology, river flows, El Niño Introducción Es sabido que el fenómeno ENOS (El Niño/Oscilación del Sur) es una de las fuentes más importantes de variabilidad climática estacional e interanual en amplias regiones del cono sur de América del Sur. Su influencia se hace sentir tanto en la precipitación (Ropelewski y Halpert, 1987; 1989 y Diaz y otros 1998, entre otros), como en los caudales y volúmenes acumulados de diferentes ríos de la región (Waylen y Caviedes, 1990; Mechoso e Iribarren, 1992; Piechota y otros 1994, etc.). El conocimiento de estas relaciones puede ser utilizado con fines prácticos aplicados a la planificación y la toma de decisión (ver, por ejemplo, Berri, 1996a y 1996b). Este trabajo presenta algunos resultados obtenidos al estudiar la relación entre las temperaturas de la superficie del mar (TSM) de los océanos Pacífico y Atlántico y los caudales y volúmenes acumulados de los ríos Paraná y Paraguay de la cuenca del Plata y el río Diamante en la provincia de Mendoza. Los resultados obtenidos en este último caso pueden considerarse como representativos del comportamiento de los ríos de las provincias de San Juan y Mendoza. Caudales del Río Paraná La Tabla 1 muestra los 10 mayores caudales promedio trimestrales en el río Paraná medidos en las estaciones Corrientes y Posadas a partir de 1949, ordenados de mayor a menor de acuerdo a Corrientes. Junto a éstos se muestran las correspondientes anomalías de TSM del

2 océano Pacífico ecuatorial en la región denominada Niño3 (5 S-5 N, ), durante igual trimestre. Como referencia se indica que el máximo caudal promedio mensual en Posadas es m 3 /s y en Corrientes es m 3 /s, ambos en el mes de febrero. Tabla 1 Mayores caudales promedio trimestrales del río Paraná medidos en Corrientes y Posadas a partir de 1949, y promedio de las TSM de la región Niño3 del océano Pacífico en igual trimestre. Año(meses) Corrientes Posadas Niño3 ( C) (*) año Niño (m 3 /s) (m 3 /s) 1983(AMJ)(*) (MAM)(*) sin dato (EFM)(*) (AMJ)(*) (OND)(*) (EFM)(*) (EFM) (EFM) (EFM) (EFM) En la Tabla 1 se puede observar que los mayores caudales se corresponden con anomalías promedio trimestrales del Niño3 positivas y superiores a +0.5 C, considerado como el umbral para definir como Niño a un evento caliente del ENOS. Los primeros 6 casos se corresponden con los siguientes eventos El Niño 1982/83, 1997/98, 1991/92, 1965/66 y 1976/77. En virtud de estos resultados se realizó un análisis de contingencia categórica de eventos entre las anomalías de las TSM del Niño3 durante el trimestre abril-junio y los caudales del río Paraná en Posadas durante el trimestre octubre-diciembre. Para ello se utilizó los datos del período Se ordenó ambas series de datos de mayor a menor y se las dividió en tres partes iguales, denominadas terciles, que de aquí en adelante se identifican con los términos sobre la normal, normal y debajo la normal, respectivamente. Los resultados del análisis se muestran en la Tabla 2. En la misma se puede observar que existe una bien definida relación directa entre las TSM y los caudales, ya que el 57% de los casos se ubican en la diagonal principal. Se puede observar también que no se registra un sólo caso en el cual las TSM por encima de la normal hayan estado asociadas a caudales por debajo de la normal. Tabla 2 Contingencia categórica de terciles entre las anomalías del Niño3 durante abril-junio y los caudales del río Paraná en Posadas durante octubre-diciembre. El período de análisis es Caudales Posadas oct-dic Debajo Sobre Niño3 Debajo abril-junio Sobre Con el objetivo de formular un modelo de pronóstico estadístico de caudales del río Paraná en Posadas, se estudió la correlación de los mismos con las TSM de los océanos Pacífico y Atlántico, en búsqueda de regiones cuya variabilidad estuviera asociada a la variabilidad observada en el río Paraná. Se identificó entonces a la región Niño3 del océano Pacífico durante el bimestre abril-mayo, junto con la región del océano Atlántico comprendida entre

3 20 S-5 S y durante el trimestre julio-setiembre. La correlación lineal múltiple entre las anomalías de caudales en Posadas durante el trimestre octubre-diciembre, las anomalías de las TSM arriba mencionada, arroja un coeficiente de correlación de La validación cruzada del modelo de pronóstico de los caudales del trimestre octubrediciembre en Posadas basadas en los dos predictores anteriores arrojó un coeficiente de correlación de 0.68 y un acierto categórico del 64%. El resultado se puede apreciar en la Figura 1, donde la línea gruesa representa los caudales observados durante el trimestre octubre-diciembre y la línea fina los caudales pronosticados a comienzos de octubre. Los resultados están expresados en unidades de desviación estándar. Un análisis similar se realizó con los caudales del río Paraná en Corrientes, lo que arrojó un coeficiente de correlación de 0.73 y un acierto categórico del 64%, resultado similar al anterior. Es conveniente destacar que la estación Posadas mide el caudal del alto Paraná, mientras que la estación Corrientes suma al anterior el aporte del río Paraguay. Figura 2 Anomalías estandarizadas del caudal del río Paraná en Posadas observado (línea gruesa) durante octubrediciembre y el pronosticado (línea fina) en base a las anomalías de TSM en la región Niño3 del océano Pacífico durante abril-junio y del océano Atlántico (5 S-20 S, 25 O-40 O) durante julio-septiembre. El período de análisis es Caudales del Río Paraguay Se estudia la relación entre los caudales del río Paraguay medidos en Puerto Bermejo durante el período y las anomalías de la temperatura de la superficie de los océanos Pacífico y Atlántico. Se estudia en particular esta relación durante el período de mayores caudales y a tal fin se utiliza como variable hidrológica el volumen acumulado durante el trimestre mayo-julio. Se exploran las regiones de los océanos tropicales cuya variabilidad de la temperatura de las aguas superficiles está más fuertemente relacionada con la variabilidad de los caudales del río Paraguay. Este análisis permite identificar las

4 siguientes regiones: 10 S-0, 85 O-135 O en el océano Pacífico y 25 S-35 S, 10 O-40 O en el océano Atlántico. Se desarrolla un modelo de pronóstico categórico de anomalías del volumen mayo-julio, basado en un análisis de regresión lineal múltiple utilizando el promedio de las temperaturas del mar observadas en las dos regiones arriba indicadas durante el período agosto-octubre del año anterior. El modelo incluye al volumen de igual período del año anterior como variable autoregresiva. El resultado de la validación cruzada del modelo durante el período se muestra en la Tabla 3. Tabla 3. Pronóstico de anomalías del caudal del río Paraguay en Puerto Bermejo durante mayo-julio basado en las TSM observadas durante agostooctubre del año anterior en el océano Pacífico (10 S-0, 85 O-135 O) y el océano Atlántico (25 S -35 S, 10 O-40 O). Período de análisis es Pronosticado Sobre Debajo Sobre Observ Debajo Caudales de los ríos Cordilleranos de San Juan y Mendoza El río Diamante en la provincia de Mendoza es un buen ejemplo del efecto potenciador de El Niño sobre la precipitación invernal en la cordillera de las provincias de San Juan y Mendoza (ver Berri, 1996a para mayores detalles). Existe una relación estadísticamente significativa entre el volumen de agua acumulado en el río Diamante durante el período octubre-marzo y las anomalías de TSM del Niño3 observadas durante abril-mayo anterior y noviembre-diciembre. Basado en estas relaciones se construye un modelo de pronóstico categórico del volumen acumulado octubre-marzo en el río Diamante (terciles sobre la normal, normal y debajo de la normal). Para ello se utilizan las observaciones del Niño3 de abril-mayo, mientras que los datos del Niño3 de noviembre-diciembre se reemplazan por pronósticos realizados en mayo (Chen y otros, 1995, Zebiak y Cane, 1987). Los coeficientes del modelo se desarrollan con los datos del período La validación del modelo se lleva a cabo durante el período independiente Tabla 4. Pronóstico del volumen de agua en el río Diamante (Mendoza) acumulado durante el período octubre-marzo, a partir de las anomalías de TSM del Niño3 durante abril-mayo anterior y noviembre-diciembre. El período de cálculo es y el de validación es Pronosticado Sobre Debajo Sobre Observ Debajo La Tabla 4 resume la validación en la que 10 pronósticos resultan correctos sobre un total de 14, es decir un 71% de aciertos, lo que es estadísticamente significativo. El método tradicional de pronóstico se basa en la estimación de la nieve acumulada en la cuenca y se puede aplicar sólo al final del invierno, es decir en setiembre. El modelo aquí descripto permite adelantar el pronóstico en 4 meses, es decir aún antes de que se produzcan las

5 principales nevadas, ampliando notablemente el horizonte de decisión de los operadores de la región. Conclusiones Estos resultados demuestran que existe una fuerte influencia del fenómeno El Niño sobre los caudales y volúmenes de los ríos de la cuenca del Plata durante el verano y el otoño y los caudales y volúmenes de deshielo de los ríos de la cordillera de los Andes en las provincias de San Juan y Mendoza durante el verano. Las relaciones halladas muestran que El Niño está siempre asociado con caudales y volúmenes superiores a los normales en los casos arriba mencionados. Esta relación tiene a su vez un marcado impacto sobre la generación hidroeléctrica y la producción agropecuaria. Por otra parte, el conocimiento de tal influencia es de utilidad para su empleo en la prevensión de catástrofes vinculadas a la variabilidad del clima, tales como inundaciones y sequías. Esa capacidad actual de pronóstico climático estacional permite vislumbrar una significativa trascendencia económica y social, ante la posibilidad de poder mitigar, aunque sea en parte, los efectos adversos del clima al poder conocer de antemano tales contingencias. Referencias Berri G.J. (ed.), 1996a, El Niño Impact on Water Resources in Central and South America, and New Methodologies of Parcial Use to Seasonal and Interannual Hydrologic Forecast, IRIP-CR-SF96/1, International Research Institute for Climate Prediction (IRI), Palisades, New York, 99 pp. Berri, G.J., 1996b, Practical Application of Statistical Modeling of Seasonal to Interannual Climate Variability to Environmental Problems in South America, Anais Academia Brasileira de Ciencias, 68 Supl.1, Chen, D., S.E. Zebiak, A.J. Busalacchi and M.A. Cane, 1995, An improved procedure for El Niño forecasting: Implications for predictability, Science, 269, Diaz, A.F., C.D. Studzinski, and C.R. Mechoso, 1998, Relationships between Precipitation Anomalies in Uruguay and Southern Brazil and Sea Surface Temperature in the Pacific and Atlantic Ocean, J. Clim., 11, Mechoso, C.R. and G.P. Iribarren, 1992, Streamflow in Southeastern South America and the Southern Oscillation, J. Clim., 6, Piechota, T.C., J.A. Dracup, E.F. Brown, T. McMahon and F. Chiew, 1994, South American Streamflow and the Extreme Phases of the Southern Oscillation, pp 85-92, in Proceedings of the Eleventh Annual Pacific Climate Workshop, C.M. Isaacs and V.L. Tharp (editors), 1995, Technical Report 40, California Department of Water Resources. Ropelewski, C.F. and M.S. Halpert, 1987, Global and Regional Scale Precipitation Patterns Associated with the El Niño/Southern Oscillation, Mon. Wea. Rev., 115, Ropelewski, C.F. and M.S. Halpert, 1989, Precipitation Patterns Associated with the High Phase of the Southern Oscillation, J. Clim., 2, Waylen, P.R. and C.N. Caviedes, 1990, Annual and Seasonal Fluctuations of Precipitation and Streamflows in the Aconcagua River Basin, Chile, J. Hydrol., 120, Zebiak, S.E. and M.A. Cane, 1987, A model of El Niño/Southern Oscillation, Mon. Wea. Rev., 115,

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