EL ENOS Y SU RELACIÓN CON LAS LLUVIAS EN BAJA CALIFORNIA

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1 EL ENOS Y SU RELACIÓN CON LAS LLUVIAS EN BAJA CALIFORNIA O. Rafael García Cueto 1, Enrique Dávalos González 2 Instituto de Ingeniería, UABC Mexicali, B.C., México 1 rafaelcueto@uabc.mx, 2 enrique@iing.mxl.uabc.mx RESUMEN En este estudio se analizaron las precipitaciones anuales ocurridas en las principales ciudades del estado de Baja California y su relación con el fenómeno de El Niño/Oscilación del Sur (ENOS) y su contraparte La Niña. En el período de análisis, , ocurrieron 12 eventos ENOS. Aquí se eligió incluir aquellos años que fueron clasificados como eventos ENOS por al menos tres autores: , , , , , , , , , , y ; los eventos La Niña, 12 en total, fueron , , , , , , , , , , y Para cada estación climatológica se calculó una serie de tiempo normalizada de lluvia anual; este paso fue necesario de realizarse porque las cantidades de lluvia son altamente diversas, y aún más variable para las zonas áridas. Posteriormente se realizó un análisis exploratorio para encontrar la relación de la variabilidad de la lluvia con las categorías ENOS y La Niña encontradas, y el Índice del ENSO Multivariado (). Se encontró que los eventos ENOS y La Niña conducen a años secos y húmedos, respectivamente, por lo que su inclusión para el pronóstico climático de las lluvias resulta muy útil en esta región del país. INTRODUCCIÓN Una de las fuentes más importantes de las variaciones interanuales en el tiempo y el clima alrededor del mundo es el fenómeno El Niño/Oscilación del Sur (ENOS). Éste, se refiere a un evento en el que se acopla el océano y la atmósfera; se presenta a intervalos de dos a siete años y se caracteriza porque la superficie del mar y la atmósfera sobre él presentan una condición anormal durante un período que va de doce a dieciocho meses. El Niño, que se refiere a un calentamiento periódico de las temperaturas de la superficie del mar a lo largo de la costa de América del Sur, inicia con un calentamiento en el Pacífico Tropical Oeste, un debilitamiento de los vientos alisios del oeste, y un incremento en la actividad convectiva (fig. 1), en la que el aire por arriba del agua cálida se eleva, forma nubes y se enfría en la atmósfera ocasionando precipitación (Cane, 1993). Cuando el evento continúa, el área de calentamiento se incrementa desde la línea de fecha (180 W) hacia la costa de América del Sur, causando que, eventualmente, el agua a lo largo de la costa se caliente tanto como 6 C. Como resultado de las más altas temperaturas de la superficie del mar y viento debilitado, el incremento de convección causa más precipitación sobre un área más grande que lo usual. Este fenómeno ocurre acoplado con otro, conocido como la Oscilación del Sur (para distinguirla de otros patrones de teleconexión: las oscilaciones del Pacífico Norte y del Atlántico Norte), que sucede cuando la presión del aire al nivel del mar, en el Pacífico central ecuatorial es alta y la presión es baja en el Pacífico Oeste y el océano Índico, y viceversa, creando una alternancia entre las fases caliente y fría (El Niño y la Niña, respectivamente). A la combinación de ambos fenómenos se le llama El Niño/Oscilación del Sur (ENOS).

2 Cuando El Niño se desarrolla, perturba la vida marina en el Océano Pacífico e influye en los patrones de tiempo de casi todo el mundo; es a lo que se le llama teleconexiones (impactos atmosféricos y oceánicos influidos por el ENOS en áreas alejadas de donde se presenta el fenómeno) y causa serias variaciones socioeconómicas en diferentes partes del mundo (fig. 2). Los impactos directos de El Niño se manifiestan en muchas formas: intensas y recurrentes precipitaciones en México y Estados Unidos, devastación de peces a lo largo de la costa peruana, graves inundaciones en Ecuador, Chile, Argentina, sur de Brasil, etc.; también está asociado con sequías en Australia, Indonesia, India, sur de África, Centroamérica y el Caribe. Fig. 1 Condiciones del evento ENOS Fig. 2 Anomalías de precipitación durante El Niño en (a) Verano y (b) Invierno En particular para el Estado de Baja California la presencia del evento ENOS parece estar enlazado a la variabilidad interanual de la lluvia por lo que en este trabajo se relacionan las cantidades de precipitación anual con el índice de Oscilación del Sur. Esto puede ayudar a mejorar los pronósticos a largo plazo y a su vez proponer el uso del recurso hídrico, así como la planeación oportuna de distintas actividades socioeconómicas. ÁREA DE ESTUDIO Se eligieron analizar las principales ciudades del Estado de Baja California en las que se ha detectado aumento en la cantidad de lluvia cuando se presenta el evento ENOS. Estas ciudades son: Tijuana, Ensenada, Mexicali, y Tecate. Ya que la ubicación geográfica de cada una de ellas, dentro del Estado, es diferente, permitirá saber si su

3 localización es importante en relación a la precipitación anual e intensidad del fenómeno. DATOS Se utilizaron los datos de precipitación mensual y anual de las estaciones climatológicas de las ciudades mencionadas. El período de información comprendió de 1950 al 2000; los registros se obtuvieron de la base de datos de la Comisión Nacional del Agua, sede Mexicali. En cuanto al Índice del ENSO Multivariado () se obtuvo de la página web METODOLOGÍA Las distribuciones de lluvia anual correspondientes a eventos ENOS se determinaron analizando la distribución de la lluvia en eventos individuales. Se incluyeron aquellos años que fueron clasificados como eventos ENOS por al menos dos autores: , , , , , , , , , , y Mientras que para los eventos La Niña se eligieron los años , , , , , , , , , , y Para cada estación climatológica se calculó una serie de tiempo normalizada de lluvia anual por medio de: P norm = (P i P med ) / s donde P norm = desviación anual normalizada de precipitación P i = precipitación en el año i P med = Σ P i /N N = número de años de la serie pluviométrica s = desviación estándar del total anual Este paso fue necesario porque los regímenes de lluvia son altamente diversos, y aún más en las regiones áridas donde se realizó el estudio (Schonher y Nicholson, 1989). Posteriormente se realizó un análisis exploratorio entre la precipitación anual normalizada y el Índice del ENSO Multivariado (, por sus siglas en inglés) con el propósito de analizar la relación existente entre ambas variables. RESULTADOS Las figuras 3 a 6 muestran las precipitaciones anuales normalizadas para las siguientes ciudades del estado de Baja California: Tijuana, Ensenada, Mexicali y Tecate, respectivamente. En esas gráficas se puede ver la gran variabilidad interanual que existe, y por otra parte la persistencia que se presenta, ya sea hacia años secos ó húmedos. En términos generales, se puede ver que hasta la década de principios de los setentas se tuvieron años secos; posteriormente y hasta mediados de los noventas se tuvo un ciclo húmedo, y actualmente aún persiste el ciclo de sequía. En las figuras mostradas (7 a 10), la línea punteada representa el percentil 70 de la cantidad de lluvia, lo que significa que las lluvias que exceden este valor son más grandes que el 70% de los valores medios observados. En las ciudades de Tijuana y Mexicali, ocho de los doce eventos ENOS rebasan el percentil 70, en Ensenada, diez de los doce eventos; y en Tecate nueve de los doce eventos. Esto significa, a pesar de que la muestra es pequeña, que en eventos ENOS la cantidad de lluvia que se espera rebasa significativamente la cantidad promedio anual, es decir, se esperan años

4 húmedos. Del total de años que rebasan esta cantidad (percentil 70), solamente tres no están asociados con eventos ENOS, siendo (aunque cuando menos un autor cataloga a este como un evento ENOS), y Fig. 3 LLUVIA NORMALIZADA TIJUANA, B.C. ( ) 3.50 Fig. 5 LLUVIA NORMALIZADA, MEXICALI, B.C. ( ) Fig. 4 LLUVIA NORMALIZADA, ENSENADA, B.C. ( ) Fig. 6 LLUVIA NORMALIZADA, TECATE, B.C. ( ) En las figuras 7 a 10 se presentan las lluvias normalizadas en eventos ENOS y su relación con el Índice ENOS Multivariado (). Se podrá observar que un positivo se relaciona, en la mayoría de los casos (a excepción de dos casos en Mexicali y dos en Tecate), con lluvia por encima de la normal. La relación no es lineal, así que los coeficientes de correlación son muy bajos; esto nos indica que la respuesta al ENOS, con sus diferentes categorías de intensidad, ocasiona respuestas en la lluvia, por arriba de lo normal, pero es altamente variable. Se da el caso, por ejemplo, que con El Niño fuerte de , para Ensenada y Tecate se tuvo menos lluvia que con El Niño débil a moderado de ; para Mexicali se tuvo una situación parecida, pues en el evento ENOS fuerte de , se tuvo menos lluvia que con el ENOS débil a moderado de Es así que el ENOS tiene una distinta, pero consistente señal en la precipitación de las ciudades estudiadas, lo que está de acuerdo con el estudio de

5 Minnich et al Al comparar la variabilidad interanual con el, se debe reconocer que grandes desviaciones de la precipitación normal son inherentes en las regiones áridas, así que algo de la varianza no está relacionada a los fenómenos de teleconexión. 3.5 Fig. 7 LLUVIA NORMALIZADA EN EVENTOS ENSO Y RELACION CON TIJUANA, B.C. ( ) 3.5 Fig. 9 LLUVIA NORMALIZADA EN EVENTOS ENSO Y RELACION CON MEXICALI, B.C. ( ) L lu v ia N o rm a liz a d a Fig. 8 LLUVIA NORMALIZADA EN EVENTOS ENSO Y RELACION CON ENSENADA, B.C. ( ) L lu v ia N o rm a liz a d a Fig. 10 LLUVIA NORMALIZADA EN EVENTOS ENSO Y RELACION CON TECATE, B.C. ( ) En las figuras 11 a 14 se presentan las lluvias normalizadas en eventos La Niña y su relación con el Índice ENOS Multivariado (). Aquí se observa que con un negativo se tiene una respuesta consistente de lluvias por debajo del normal, lo que nos conduce a años secos. Al igual que con El Niño, en eventos La Niña, la respuesta en la cantidad de precipitación es altamente variable; para Tijuana y Ensenada se pueden presentar años con precipitación normal con eventos de este tipo (ver gráficas 11 y 12, La Niña: , , ), para Mexicali (fig. 13), particularmente el año de , y para Tecate (fig. 14), , , y

6 Fig.11 LLUVIA NORMALIZADA EN EVENTOS LA NIÑA Y RELACION CON TIJUANA, B.C. ( ) N o r m a l i z a d a Fig. 13 LLUVIA NORMALIZADA EN EVENTOS NIÑA Y RELACION CON MEXICALI, B.C.( ) L lu v ia N o rm a liz a d a Fig. 12 LLUVIA NORMALIZADA EN EVENTOS LA NIÑA Y RELACION CON ENSENADA, B.C. ( ) Fig. 14 LLUVIA NORMALIZADA EN EVENTOS NIÑA Y RELACION CON TECATE, B.C. ( ) En las tablas 1 a 4 se presentan las cantidades de lluvia asociadas a eventos ENOS, durante la estación húmeda, que comprende los meses de noviembre a abril. Se observa que en eventos ENOS pueden ocurrir lluvias importantes desde el mes de octubre, cuyo promedio normal es de alrededor 13mm; por ejemplo, en Tijuana, con un evento débil a moderado, como fue el de , se tuvo una cantidad acumulada cercana a los 100mm, y en Mexicali en otro evento similar ( ) se tuvieron 82 mm. Estas lluvias tempranas parecen estar asociadas a fenómenos de origen tropical, como fue el caso del huracán Joanne, que en octubre de 1972 (evento ENOS ), ingresó por Punta Prieta, B.C. como tormenta tropical, y causó una precipitación en Mexicali de 76.5mm en dos días (5 y 6 de octubre).

7 Tabla 1. Lluvias en eventos ENOS en Tijuana, B.C., de Octubre a Abril Lluvia Normal Tabla 2. Lluvias en eventos ENOS en Ensenada, B.C., de Octubre a Abril Lluvia Normal El principal período de lluvias ocurre en los meses de diciembre a marzo, pero para la zona costa del Pacífico (ciudades de Tijuana y Ensenada), este período se puede prolongar hasta el mes de abril, como fue el caso de los eventos , y El total con más cantidad de lluvia, de octubre a noviembre, es un evento ENOS fuerte para Tijuana, , con 523.4mm, que es el doble más un tercio veces que el normal para ese mismo período, el cual causó un desastre social muy fuerte por la pérdida de vidas humanas; para Ensenada fue el año de el de mayor cantidad de lluvia (610.9 vs que es el total normal). En el caso de Mexicali, el evento ENOS que produjo más lluvia fue el de (débil a moderado), con 213.9mm, que es el cuádruplo de la lluvia normal (50.7mm). Para Tecate también el evento ha sido el de la precipitación más cuantiosa (836.3mm), que es dos veces dos tercios más grande que el de la lluvia normal para ese mismo período. Tabla 3. Lluvias en eventos ENOS en Mexicali, B.C., de Octubre a Abril Lluvia Normal

8 Tabla 4. Lluvias en eventos ENOS en Tecate, B.C., de Octubre a Abril Lluvia Normal En las tablas 5 a 8 se presenta la cantidad de lluvias que ha ocurrido en eventos La Niña, en el período de octubre a abril. Se observa que las cantidades son altamente variables, pudiéndose tener desde años secos, hasta años por encima del total normal para ese período; del total de 12 eventos, en Tijuana se contabilizan 6 años secos, en Ensenada 7, en Mexicali 9, y en Tecate 8. Es por tanto posible decir que con la presencia de eventos La Niña es más probable tener años secos. Esto obviamente está enlazado con la dinámica atmosférica, ya que la corriente de chorro polar se posiciona más al norte de su posición habitual, y el sistema de alta presión del Pacífico Noroeste imposibilita la entrada de frentes fríos hacia la región. Tabla 5. Lluvias en eventos La Niña en Tijuana, B.C., de Octubre a Abril Lluvia Normal Tabla 6. Lluvias en eventos La Niña en Ensenada, B.C., de Octubre a Abril Lluvia Normal

9 Tabla 7. Lluvias en eventos La Niña en Mexicali, B.C., de Octubre a Abril Lluvia Normal Tabla 8. Lluvias en eventos La Niña en Tecate, B.C., de Octubre a Abril Lluvia Normal CONCLUSIONES Los eventos ENOS modulan fuertemente la lluvia en las principales ciudades del estado de Baja California ocasionando anomalías positivas, independientemente de la intensidad del evento, lo que nos da la confianza de pronosticar años húmedos cuando prevalece esa condición. Los eventos La Niña, por lo contrario, producen años secos. Por otro lado, si bien hay una alta probabilidad de ciclos húmedos o secos, con el ENOS y La Niña, respectivamente, es decir hay una clara teleconexión, no se puede ignorar la naturaleza altamente variable de la precipitación en las zonas áridas, lo cual es manifiesto en cualquiera de los dos eventos, ya sea con cantidades arriba o abajo del normal. La relación del ENOS y La Niña, con el, es muy claro: presencia del ENOS, positivo; presencia de La Niña, negativo. La relación no es lineal y los coeficientes de determinación encontrados son muy bajos, por lo que tomar al como un predictor en la cantidad de lluvia es muy aventurado. Es importante que el ENOS, y su contraparte La Niña, sean tomados en cuenta en el pronóstico climático de la precipitación en las ciudades analizadas, ya que se pueden tomar medidas preventivas con el propósito de que no ocurran desastres como ha ocurrido en el pasado. BIBLIOGRAFÍA Cane, A.M.,1993. Oceanographic events during El Niño. Science, 222, Minnich, A.R., E.F. Vizcaíno, R.J. Dezzani, The El Niño/Southern Oscillation and Precipitation Variability in Baja California, Mexico. Atmosfera 13, 1-20.

10 Página web Consultada el 10 de octubre de Schonher, T. and S.E. Nicholson, The relationship between California rainfall and ENSO events. Journal of Climate, 2,