Temperaturas Extremas en la Comunitat Valenciana Verano 2014

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4 Temperaturas Extremas en la Comunitat Valenciana Verano 2014

5 VIGILANCIA Y PREDICCIÓN DE RIESGOS AMBIENTALES Volumen 1 Editor: Jose Luis Palau, Fundación CEAM, Valencia. Consejo Editorial: E. Mantilla, Fundación CEAM, Valencia. F. Pastor, Fundación CEAM, Valencia. J.A. Valiente, Fundación CEAM, Valencia. Solicitud de copia del Volumen:

6 Temperaturas Extremas en la Comunitat Valenciana Verano 2014

7 Edita Fundación Centro de Estudios Ambientales del Mediterráneo Paterna (València) ESPAÑA ISBN Impreso el 30 de Octubre, 2014 Paterna (València) ESPAÑA Este trabajo está sujeto a derechos de autor. Todos los derechos están reservados a los autores. La redacción, la edición y la publicación de este libro han sido cofinanciadas por la Conselleria de Medio Ambiente, la Conselleria de Sanidad, la Conselleria de Educación, Cultura y Deportes (Proyecto DESESTRES -- PROMETEOII/2014/038, del Programa PROMETEO para Grupos de Investigación de Excelencia de la Generalitat Valenciana) y por el Ministerio de Economía y Competitividad (Proyectos del Plan Nacional de I+D+i, MODELISMOS -- CGL y TERMED -- CGL C02-01).

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10 Índice AGRADECIMIENTOS... INTRODUCCIÓN... Jose Luis Palau CAPÍTULO UNO: Procesos de Dinámica Atmosférica y Cambio Climático en la Cuenca Mediterránea... Jose Luis Palau Aloy vii Modos de acumulación de vapor de agua precipitable Acumulación de vapor de agua y precipitaciones torenciales Acumulación de contaminantes, calidad del aire y temperaturas extremas. Vigilancia de eventos atmosféricos extremos CAPÍTULO DOS: Predicción Operativa de Niveles de Riesgo por Olas de Calor en la Comunitat Valenciana Verano Francisco Pastor, Jose Antonio Valiente y Enrique Mantilla Caracterización climatológica del verano de 2014 en la Comunitat Valenciana Activación de alertas durante el varano de Mes de Junio de Mes de Julio de Mes de Agosto de Mes de Septiembre de Pronóstico meteorológico Validación de resultados... 29

11 ii Vigilancia y Predicción Riesgos Atmosféricos: Temperaturas extremas C.V. - Verano 2014 ANEXOS ANEXO I : Red de Estaciones Meteorológicas y de Montaña en la Comunitat Valenciana... José Antonio Valiente ANEXO II : Sistema de Pronóstico... Francisco Pastor ANEXO III : PREVIOZONO: Programa especial de vigilancia de la contaminación por ozono troposférico en la Comunitat Valenciana... Enrique Mantilla BIBLIOGRAFÍA... 73

12 Agradecimientos Los autores de este libro desean reconocer y agradecer explícitamente la labor científico-técnica de todos los compañeros que desde 2004, de una manera directa o indirecta, han ido participando en la puesta en marcha y desarrollo del Sistema de Vigilancia y Predicción de Temperaturas Extremas en la Comunitat Valenciana de la que hoy dispone la Fundación CEAM. Todas estas personas, que no forman parte ya de este grupo de I+D+i (muchos de ellos por haber sufrido muy directamente los recortes presupuestarios originados por la grave y profunda crisis económica acontecida), cuentan con nuestro aprecio, nuestra solidaridad y a ellos va dedicado este libro. La redacción, la edición y la publicación de este libro han sido cofinanciadas por la Conselleria de Sanidad, la Conselleria de Infraestructuras, Territorio y Medio Ambiente, la Conselleria de Educación, Cultura y Deportes (Proyecto DESESTRES -- PROMETEOII/2014/038, del Programa PROMETEO para Grupos de Investigación de Excelencia de la Generalitat Valenciana), y por el Ministerio de Economía y Competitividad (Proyectos del Plan Nacional de I+D+i, MODELISMOS -- CGL y TERMED - - CGL C02-01). Los autores

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14 Introducción El riesgo asociado a la ocurrencia de eventos meteorológicos extremos es intrínseco a la propia Naturaleza. La posibilidad de que se conviertan en desastres naturales está asociado a la posibilidad de gestión de los mismos y, en el caso de los procesos atmosféricos, las posibilidades de minimización vienen casi exclusivamente asociadas a las posibilidades de anticipación de su ocurrencia. Las inundaciones y las tormentas son los riesgos más costosos en Europa. Las pérdidas totales registradas entre 1998 y 2009 suman alrededor de 52 mil millones de euros debidas a las inundaciones y 44 millones de euros causadas por tormentas 1. Tal y como se viene repitiendo en los distintos informes de evaluación del IPCC (por ejemplo, en el AR4 del Grupo de Trabajo 1 - The 1 European Environmental Agency, 12/01/11:

15 2 Vigilancia y Predicción Riesgos Atmosféricos: Temperaturas extremas C.V. - Verano 2014 Physical Science Basis 2,); It is very likely that hot extremes, heat waves and heavy precipitation events will continue to become more frequent. No obstante, tal y como también se apunta en el mismo informe, although the ability of Atmosphere-Ocean General Circulation Models (AOGCMs) to simulate extreme events, especially hot and cold spells, has improved, the frequency and amount of precipitation falling in intense events are underestimated (IPCC ). La fuerte transitoriedad de estos eventos extremos (no estacionarios), dificultan enormemente su pronóstico numérico ya que la incertidumbre de los modelos de predicción meteorológica aumenta sensiblemente al alejarse de condiciones estacionarias. En este marco, cabe resaltar los esfuerzos que tanto la Conselleria de Sanidad (en el ámbito de los riesgos por temperaturas extremas) como la de Infraestructuras, Territorio y Medio Ambiente (en el ámbito de la vigilancia de la contaminación atmosférica y de la radiación ultravioleta) están realizando al mantener operativos, año tras año, sistemas de vigilancia y pronóstico de estos factores de riesgo para la salud humana. La Fundación CEAM ha canalizado esos esfuerzos económicos focalizándolos, por un lado, en dar un servicio continuo a las necesidades de ambas Consellerias y, por otro, en posibilitar una mejora continua en la prestación de estos servicios mediante la Investigación, Desarrollo e Innovación de sistemas de vigilancia adaptados a las necesidades reales de las administraciones Valencianas. Esta publicación resume los resultados obtenidos por la Fundación CEAM en este ámbito. El primer capítulo de este libro describe, precisamente, algunos de aquellos aspectos científicos más relevantes a la hora de diseñar un sistema de Vigilancia y Predicción Regional de Riesgos Ambientales en la Cuenca Mediterránea Occidental. En este ámbito cabe resaltar que, durante los últimos veinticinco años, diferentes investigadores de la Fundación CEAM hemos venido liderando en el ámbito internacional gran parte del acervo científico referente a la dinámica mesometeorológica del Mediterráneo Occidental, y de la caracterización y vigilancia tanto de la contaminación atmosférica 2

16 Introducción 3 como de los eventos meteorológicos extremos en la Comunitat Valenciana. En el segundo capítulo se presentan los resultados de los pronósticos de riesgo por olas de calor efectuados durante el verano de 2014, un resumen de las alertas remitidas desde la Fundación CEAM y una evaluación de la versión del sistema de vigilancia y predicción implementado en operativo en la campaña de Tal y como se indica en el texto, nuestro actual sistema alcanza niveles de fiabilidad (aciertos) del orden del 85%. Valores de fiabilidad que, por otro lado, son del todo competitivos si se comparan con los obtenidos por otros sistemas regionales de vigilancia y predicción de eventos ambientales similares. El libro finaliza con tres anexos que pueden ayudar al lector a percibir la complejidad y la gran cantidad de recursos materiales y humanos (de conocimiento científico-técnico) necesarios para mantener un sistema de vigilancia y predicción regional de temperaturas extremas y de niveles de concentración por ozono troposférico en la Comunitat Valenciana.

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18 CAPÍTULO UNO Procesos de Dinámica Atmosférica y Cambio Climático en la Cuenca Mediterránea Al igual que la mano sostenida ante los ojos impide ver la montaña más alta, así nuestra simple existencia terrenal nos impide ver los destellos maravillosos y secretos que el mundo encierra. Nachman de Breslau ( ) Pensador Sufí En los países de la cuenca mediterránea, el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC, 2007) prevé una intensificación de los fenómenos meteorológicos extremos durante el siglo XXI: incremento de los períodos de sequía, intensificación y aumento de la variabilidad en los eventos por ola de calor, aumento de los incendios forestales de gran extensión, reducción de la disponibilidad de agua, incremento de la salinidad de suelos y masas de agua superficiales, pérdidas de biodiversidad y reducción de las áreas de cultivo. Muchas de las regiones de los países europeos han tomado ya conciencia de estas amenazas y han desarrollado planes incipientes de adaptación como son los sistemas de alerta temprana y los planes de emergencia preventivos, además de la realización del seguimiento de las consecuencias del evento una vez que éste ha concluido. En lo concerniente a la salud humana, tanto en la Comunitat Valenciana como en los países ribereños del mar Mediterráneo y en el marco del impacto y vulnerabilidad causados por el cambio climático y las medidas de adaptación necesarias, cobran especial

19 6 1. Capítulo 1 relevancia los eventos por ola de calor como fenómeno meteorológico extremo capaz de causar daños a la población en general. Prueba de los efectos negativos de estos fenómenos en particular fue el verano de 2003 en el que se registraron tres olas de calor intensas sobre la Península Ibérica y que finalmente produjo un incremento de la mortalidad cifrado en 3100 personas tan sólo en España (Simón et al. 2005), un exceso del orden del 8% con respecto a un verano promedio. La población afectada por estos fenómenos extremos suelen ser las personas mayores de 75 años. Se ha comprobado como un número consecutivo de días con altas temperaturas, máximas y mínimas por encima de determinados valores umbrales, genera un riesgo de incremento de la mortalidad en forma de ascenso lineal (Pirard et al. 2005). Así mismo, el exceso de mortalidad se halla relacionado con la desviación de la temperatura diaria alcanzada con respecto a la temperatura media climatológica para cada una de las zonas en las que se puede dividir una región atendiendo a sus características orográficas, urbanas o rurales, climáticas e incluso sociodemográficas. El impacto por temperaturas extremas se revela como geográficamente heterogéneo, con ciudades y regiones más vulnerables que otras en función de sus características propias. El modo en el que el Mar Mediterráneo actúa como una fuente de calor y humedad para las regiones circundantes es diferente respecto de otros mares y océanos no sólo porque es un mar cerrado y cálido, sino porque además la cuenca mediterránea se encuentra en latitudes medias, con una elevada radiación solar, y está prácticamente en su totalidad rodeada de montañas. La combinación de todas estas características favorece una fuerte evapotranspiración con condiciones de ventilación (neta) mucho más débiles en el lado occidental que en otras zonas geográficas del mundo como, por ejemplo, las áreas bajo la influencia directa de los grandes océanos. Desde un punto de vista meteorológico, la cuenca mediterránea se puede considerar constituida por dos subcuencas bien diferenciadas: la Occidental y la Oriental (Tabla 1.1). Desde finales de la primavera hasta el inicio del otoño, los procesos atmosféricos a lo largo y ancho de la cuenca mediterránea están dominados por dos grandes sistemas atmosféricos semipermanentes localizados a cada lado de la cuenca: el Anticiclón de las Azores al Oeste (Palau y Rovira 2014), y un sistema de bajas presiones que se extiende desde Oriente Medio hasta el Suroeste Asiático (es decir, el sistema Monzónico Asiático). Como resultado de esta configuración isobárica se pueden desarrollar diferencias de presión de hasta hpa entre la costa Atlántica, al Oeste de Portugal, y la Península Arábiga (Meteorological Office, 1962).

20 1. Procesos de Dinámica Atmosférica 7 Occidental Cuenca Mediterránea Oriental Verano * Sistema Anticiclónico de las Azores * Circulaciones mesoescalares * Recirculación vertical * Escasa ventilación * Sistema Monzónico Asiático * Condiciones advectivas * Elevada ventilación Invierno * Circulación templada * Borrascas atlánticas * Mayor ventilación * Sistema Anticiclónico Siberiano * Inversiones de subsidencia * Estancamiento 1.1 Modos de acumulación de vapor de agua precipitable Como resultado de las diferentes condiciones meteorológicas que predominan sobre cada una de las dos subcuencas, en la atmósfera de la cuenca mediterránea existen, al menos, dos modos de acumulación del vapor de agua precipitable (y de otros gases de efecto invernadero), representados en la Figura 1 por sendas series anuales (Palau et al. en prensa). Estas series anuales promedio han sido calculadas a partir de los datos diarios obtenidos a lo largo de diez años ( ) por el instrumento MODIS (MODerate Resolution Imaging Spectroradiometer) a bordo del satélite multinacional de la NASA, AQUA (Earth Observing System AM-1). Cada una de las dos series es el resultado del promedio espacial efectuado sobre el mar en dos zonas representativas de las dos subcuencas mediterráneas, una frente las costas de la Península Ibérica y la otra frente a las costas Líbano-Israelitas (Palau and Rovira 2012; Millán 2013). Tabla 1.1 Cuadro resumen de las diferencias meteorológicas más relevantes de las dos subcuencas mediterráneas. Observando las dos series anuales, la primera característica que salta a la vista es la marcada estacionalidad de los valores totales de agua precipitable presentes en las atmósferas de las dos subcuencas, con menores valores en las épocas de menor insolación (y, por lo tanto, de menor evaporación) y con valores mayores coincidentes con las épocas de mayor radiación solar (primavera, verano y comienzos del otoño). No obstante, la evolución anual de la cuenca oriental no sigue la curva acampanada de variación anual de la radiación solar sobre el mediterráneo occidental. Es sólo durante las estaciones de transición (primavera y otoño) cuando los niveles de vapor de agua presentes en la atmósfera se igualan en ambas subcuencas.

21 8 1. Capítulo 1 Figura 1.1 Arriba: Modos de acumulación del Total de Vapor de Agua Precipitable en la cuenca mediterránea occidental y oriental. Las series han sido calculadas a partir del promedio de los datos diarios obtenidos desde 2002 hasta 2011 con el instrumento MODIS a bordo del satélite AQUA. Abajo: Valor climático de la temperatura de la superficie del agua del Mar Mediterráneo (SST); se ha calculado como el promedio de los valores medidos desde satélite entre 2003 y Fuente: Palau et al. (en prensa) Este hecho, junto con la no correlación entre las observaciones de la evaporación desde el mar y la columna atmosférica total de vapor de agua precipitable, indica que además de la evaporación del agua del mar (directamente relacionada con la radiación solar) existen otros procesos que determinan los niveles totales de vapor de agua precipitable presentes sobre cada una de las subcuencas mediterráneas. 1.2 Acumulación de vapor de agua y precipitaciones torrenciales En la cuenca mediterránea occidental, desde la primavera hasta el otoño prevalecen las recirculaciones verticales (asociadas a los ciclos de brisas). Esto quiere decir que las masas de aire permanecen circulando dentro de la subcuenca cargándose día tras día de

22 1. Procesos de Dinámica Atmosférica 9 humedad procedente de la evapotranspiración de las zonas costeras y de la evaporación del agua de la superficie del mar (Figura 1.2, arriba). Este agua evaporada permanece en la atmósfera en forma de vapor de agua precipitable recirculando dentro de la subcuenca junto con las masas de aire. Durante los ciclos de acumulación, el efecto invernadero del vapor de agua y foto-oxidantes (como, por ejemplo, el ozono troposférico) propicia un aumento adicional de la temperatura del mar a finales de verano. A su vez, las altas temperaturas del agua de mar en otoño propician la formación de lluvias torrenciales y el aumento de riadas en las zonas costeras mediterráneas (Pastor et al. 2001; 2010; Gómez et al. 2011), reforzando ambos efectos los procesos de desertificación en las áreas costeras mediterráneas. Figura 1.2 Izquierda: Datos diarios del total de vapor de agua precipitable obtenidos por el satélite AQUA durante un periodo de acumulación. Las unidades son en centímetros de agua total precipitable (1 cm = 10 l/m2 de agua precipitable). Derecha: Precipitación diaria acumulada, medida con el satélite TRMM durante el mismo periodo de acumulación de vapor de agua (el día 20 de Junio de 2004 se registraron precipitaciones torrenciales en Centro Europa). La escala de los vectores velocidad está expresada en m/s y la de precipitación en milímetros (1 mm=1 l/m2 de agua precipitada). Sólo existen dos mecanismos capaces de hacer disminuir la cantidad de vapor de agua precipitable presente en el aire: la condensación en forma de lluvia o el desplazamiento (advección o ventilación) del vapor de agua fuera de la cuenca. Ambos procesos pueden darse simultáneamente provocando lluvias de origen mediterráneo en los alrededores de la cuenca (Figura 1.2). Así, modificaciones de alguno de los agentes que intervienen en el proceso de acumulación de

23 10 1. Capítulo 1 vapor de agua en la atmósfera (radiación, evapotranspiración, dinámica atmosférica) o una combinación de los mismos (cambio en la altura de condensación o de formación de nube, por encima de las montañas costeras) puede provocar un cambio sustancial en el clima mediterráneo y de su entorno a partir de un cambio en el ciclo hidrológico dentro de la cuenca (Millán et al. 2005; Millán 2013). La paulatina acumulación del vapor de agua sobre distintas zonas de la cuenca mediterránea se observa sistemáticamente desde satélites instrumentados con espectrómetros, como el instrumento MODIS a bordo del satélite AQUA. La precipitación acumulada se observa también desde satélites como, por ejemplo, el Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM). 1.3 Acumulación de contaminantes, calidad del aire y temperaturas extremas. Vigilancia de eventos atmosféricos extremos. La troposfera es la región de la atmósfera en la que la mayor parte de los contaminantes son emitidos como resultado de las actividades humanas (contaminantes primarios antropogénicos) así como por fuentes naturales (contaminantes primarios biogénicos). Estos compuestos, una vez emitidos, sufren transformaciones físicas y químicas que dan como resultado la formación de otros compuestos secundarios, algunos de los cuales pueden llegar a ser incluso más perjudiciales que sus precursores (Atkinson 2000, LI-2). Las transformaciones físicas y químicas de cada una de las especies no se suceden aisladas del resto por lo que una perturbación producida por un componente puede afectar de manera significativa a otra especie amplificando o amortiguando el efecto producido por dicha perturbación (Finlayson-Pitts et al. 2000). Además, estos procesos están fuertemente marcados por las condiciones meteorológicas; por ejemplo, la formación de compuestos oxidantes como el ozono en un área determinada se ve favorecida por situaciones estacionarias de altas presiones (anticiclones) asociadas a una fuerte radiación solar y, en el caso de la cuenca mediterránea occidental, a vientos en régimen de brisa que favorecen la recirculación vertical y, por ende, la acumulación de los contaminantes (Figura 1.3).

24 1. Procesos de Dinámica Atmosférica 11 Los compuestos oxidantes (responsables del inicio de los procesos de degradación química) más importantes en la troposfera son el radical OH- y el ozono junto con una mayor contribución del NO3- durante la noche (Finlayson-Pitts et al., 2000). La mayor fuente de radicales OH- es la fotólisis de la molécula de ozono y su posterior reacción con el vapor de agua presente en la atmósfera, por lo tanto una variación de la concentración de vapor de agua, debido a los ciclos de acumulación sobre el litoral Mediterráneo, afectará a la concentración de radicales y, por lo tanto, a los procesos de degradación de contaminantes. Figura 1.3 Estacionalidad (verano frente a invierno) de los ciclos/periodos de acumulación del ozono troposférico medido simultáneamente en tres estaciones de Vigilancia de la Calidad del Aire de la Comunidad Valenciana. Valores calculados a partir del análisis estadístico de 14 años de datos horarios. Extraído de Palau et al. (2012). 1 O h ( 336nm) O( D) O 3 1 O( D) H O 1 M O( D) ( O 2 3 P) 2OH 2

25 12 1. Capítulo 1 De este modo, la acumulación de vapor de agua sobre el litoral de la cuenca mediterránea implica la formación de radicales OH- y HO2-, así como de peróxido de hidrógeno (H 2 O 2 ), incrementando la capacidad oxidante de la baja troposfera y, por tanto, variando los mecanismos químicos de degradación de especies químicas contaminantes. El impacto derivado de las alteraciones en la dinámica atmosférica debido al cambio climático puede tener también consecuencias sobre los niveles de contaminación convencional, cuya amplia casuística hace difícil su previsión. El posible aumento de periodos de estancamiento, variación de los ciclos normales de brisas, alteración de las condiciones propicias a la limpieza atmosférica (intensa ventilación, precipitaciones) y estimulación de emisiones naturales de especies primarias, puede dar lugar también a variaciones no previstas en los niveles de concentración ambiente de algunos de los contaminantes. Además, algunas de las medidas orientadas a la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero pueden estar contribuyendo a un aumento neto de los niveles superficiales de otras especies nocivas para la salud. Como ejemplo potencial de este último hecho pueden indicarse las estrategias de reducción de emisiones incorporadas a los sucesivos planes EURO 4 y 5, o el fomento del uso de biocombustibles para uso doméstico. Es por ello relevante el incluir una estrategia de vigilancia de la contaminación convencional y su posible relación con los efectos derivados del cambio climático. El término que usualmente se emplea para describir la acumulación de contaminantes atmosféricos es el de ciclo de recarga que se puede definir como el aumento gradual y progresivo de los niveles máximos diarios de concentración de un contaminante a lo largo de días consecutivos. Este incremento gradual de los niveles de concentración máximos es debido a la recirculación de las masas de aire sobre zonas en las que, de manera continua, se están emitiendo diariamente contaminantes primarios a la atmósfera. La duración típica de los ciclos de recarga de contaminantes en la cuenca occidental mediterránea es de entre dos a ocho días (Millán et al. 1992, Gangoiti et al. 2001, Palau et al. 2012). Estos ciclos de recarga de contaminantes, al ser debidos a las recirculaciones verticales de las masas de aire sobre las zonas litorales de la cuenca, deben de estar asociados con los ciclos de acumulación de vapor de agua precipitable descritos en las secciones anteriores. Todo indica que se produce una acumulación sobre las zonas costera del vapor de agua no precipitado, junto con los

26 1. Procesos de Dinámica Atmosférica 13 contaminantes que lleva la brisa sobre el mar, donde tanto el vapor de agua (x 47) como el ozono (x 200) actúan como gases de efecto invernadero con propiedades muy superiores al CO2 (x 1). La evidencia experimental disponible indica que el ciclo de acumulación y aumento del efecto invernadero dura de 4 a 10 días, hasta que alguna perturbación transitoria se lleva el vapor de agua y contaminantes acumulados hacia otras regiones y el ciclo comienza de nuevo. En el contexto actual de cambio climático, la evolución previsible de las temperaturas será de tendencia al incremento por lo cual se pueden registrar en el futuro un mayor número de episodios de olas de calor o altas temperaturas. Uno de los aspectos de interés es la revisión, validación y adecuación de estudios previos ya realizados por el grupo en aspectos tales como la regionalización de temperaturas y la determinación de umbrales. Por ello, es necesaria la constante actualización de las series temporales y espaciales de temperatura disponibles para incorporar toda la variabilidad del sistema atmosférico. También es importante incorporar los efectos sobre la salud humana registrados a la hora de establecer qué condiciones ambientales determinan cada uno de los niveles de intervención. Durante los últimos años se ha producido un importante desarrollo tecnológico y de conocimiento que ha incrementado notablemente las capacidades de predicción (Cotton et al. 2003). Uno de los retos que se propone abordar en el marco de este proyecto es la de llevar a cabo una asimilación de datos de la temperatura superficial terrestre obtenidos desde satélite, de mucha mayor resolución espacial que los del modelo global, para la inicialización del modelo de pronóstico meteorológico (Pielke et al. 1992). Para valorar la conveniencia de esta nueva implementación de condiciones locales, se pretende estudiar episodios con atmósfera estable durante la fase de verano que lleven asociados el desarrollo de circulaciones locales de limitado alcance en el que el frente de brisas se sitúe en el interior a pocos kilómetros de la línea de costa; escenarios proclives al desarrollo de temperaturas extremas, al aumento del riesgo de propagación de incendios forestales y a la disminución de la calidad del aire. La incertidumbre inherente asociada a toda simulación numérica se acota a través de medidas experimentales, evaluando tanto a posteriori como a tiempo real las previsiones frente a los valores realmente medidos. Mediante la utilización de la red de estaciones meteorológicas de la Fundación CEAM complementada con la Red Valenciana de Vigilancia y Control de la Contaminación Atmosférica perteneciente a la Consellería de Infraestructuras, Territorio y Medio Ambiente es posible realizar un seguimiento de las temperaturas extremas a tiempo real de forma rutinaria y de manera continuada.

27 14 1. Capítulo 1 Tabla 1.2 Temperaturas máximas registradas en la red de estaciones de la Fundación CEAM entre el 9 y el 12 de Agosto de 2012 (resaltadas en rojo las temperaturas superiores a 40 C). Disponer de datos experimentales de manera directa es clave a la hora de vigilar la intensidad en tiempo real de las olas de calor, tanto para la identificación de posibles desviaciones de las temperaturas pronosticadas por el modelo meteorológico como para la evaluación de los niveles de alerta alcanzados respecto a los valores termométricos registrados (Tabla 1.2). Fecha Población TMAX Fecha Población TMAX 09/08/2012 Ayora 42,1 11/08/2012 Villena 42,6 Utiel 40 Ayora 41,9 10/08/2012 Villena 45,1 Cortes de Pallas 40,7 Ayora 42,2 Cortes de Pallas 39,9 Tollos 41,5 Cortes de Pallas 39,4 Cortes de Pallas 41 Utiel 39,2 Utiel 40,9 Xativa 39,1 Cortes de Pallas 40,6 Alfas del Pi 38,9 Cortes de Pallas 39,4 Relleu 38,9 Vallanca 39 Tollos 38,8 Teresa de Cofrentes 38,9 12/08/2012 Villena 41,1 Ayora 38,8 Orihuela 39,2 Ayora 38,8 Albatera 38,6 Xeresa 38,7 Monforte del Cid 38,6 Aras de los Olmos 38,7 Para desarrollar el proceso de mejora continua del Sistema de Vigilancia desarrollado en la Fundación CEAM, es necesaria la mejora de las herramientas de seguimiento en tiempo real de la temperatura del aire en la Comunidad Valenciana. La red meteorológica de la Fundación CEAM (Figura 1.4) consta en la actualidad de una importante, pero limitada, distribución de estaciones a lo largo de todo el territorio de la Comunidad Valenciana (31 torres meteorológicas), reportando datos meteorológicos en tiempo real con una cadencia diezminutal y una extensa base de datos históricos ya acumulada. Pese a estos progresos, se hace necesario avanzar en la gestión espacial de los datos en el anterior entorno, expandiendo la información registrada a todos los dominios geográficos en los que se carece de mediciones (Valiente et al. 2010). Esta extensión de la información termométrica sobre el territorio permitiría la evaluación de la importancia de cada una de las estaciones actualmente presentes en la red meteorológica y por lo tanto la identificación de redundancias y/o huecos que deberían ser contemplados. La consecución de una distribución espacial de las temperaturas alcanzadas a lo largo del territorio de la Comunidad

28 1. Procesos de Dinámica Atmosférica 15 Valenciana permitiría la generación de información más avanzada al término de una jornada dominada por temperaturas extremas si los efectos sobre la salud humana fuesen adicionalmente combinados. Figura 1.4 Presentación mediante una herramienta de difusión telemática de la distribución geográfica de la red de estaciones (31 torres en total) junto a la información de la temperatura del aire registrada en tiempo real.

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30 CAPÍTULO DOS Predicción Operativa de Niveles de Riesgo por Olas de Calor en la Comunitat Valenciana Verano 2014 La evidencia no es nada sin un juicio de valor Frank Herbert En este capítulo se presentan y analizan los resultados obtenidos tras la campaña de predicción operativa de los niveles de riesgo por temperaturas extremas en la Comunitat Valenciana durante el periodo de Junio a Septiembre de El capítulo se estructura en tres partes diferenciadas, refiriéndose las dos primeras a la caracterización climatológica del verano de 2014 en la Comunitat Valenciana, incluyendo los mapas de predicción de riesgo por altas temperaturas para los diferentes episodios de calor del periodo. Finalmente, se presentan los resultados obtenidos de la validación objetiva de las previsiones de temperaturas extremas realizadas a partir de los resultados del modelo de predicción mesometeorológica RAMS 1 mediante la comparación de las previsiones con los datos registrados en diferentes estaciones de control distribuidas por todo el territorio de la Comunitat Valenciana. 1 Modelo RAMS : Regional Atmospheric Modeling System.

31 18 2. Capítulo Caracterización climatológica del verano de 2014 en la Comunitat Valenciana En la Península Ibérica, en lo referente a las temperaturas el verano de 2014 ha sido ligeramente cálido en la Península Ibérica (respecto al periodo de referencia ) aunque con diferencias apreciables entre distintas regiones y periodos. Así, el verano se inició con temperaturas relativamente cálidas que posteriormente pasaron a ser normales o incluso más bajas durante el mes de Julio, siempre con diferencias entre distintas áreas de la Península, para remontar de nuevo a temperaturas ligeramente más cálidas en el mes de Agosto. El mes de Septiembre ha sido, de manera notable, el más cálido durante el periodo estival, especialmente en su primera mitad en los tercios Norte y Este de la Península. Durante la segunda quincena del mes, la llegada de inestabilidad y precipitaciones en una situación típica otoñal provocaron un apreciable descenso en las temperaturas que se situaron ya en valores normales para la época del año. Tabla 2.1 Temperaturas media, máxima y mínima diarias de verano (promedio Junio a Septiembre) en el periodo y anomalía del verano 2014 (en rojo anomalías positivas). En la Comunidad Valenciana se ha registrado un comportamiento térmico durante el verano de 2014 similar al referido como general para la Península Ibérica. De esta manera se puede decir que ha resultado entre normal a ligeramente más cálido dependiendo del área, con algunos picos de calor notables y un periodo sensiblemente más cálido de lo habitual en la primera mitad de Septiembre. T Media Anomalía Tmed 2014 T Máxima Anomalía Tmax 2014 T Mínima Anomalía Tmin 2014 Monforte del Cid Castelló Requena Benifaió Segorbe Xátiva Villena Vila Joiosa 23,60 23,33 21,17 24,10 22,17 24,48 22,40 24,36 Global 0,59-0,09 1,52 0,36 0,41 0,56 0,27 0,02 0,46 30,15 28,69 30,03 29,61 29,04 32,06 30,17 28,70 0,63 0,02 1,92-0,01 0,22 0,49 0,02-0,39 0,36 17,13 18,15 13,54 18,65 15,13 17,67 14,74 20,08 0,67 0,06 1,51 0,86 0,76 0,76 0,49 0,32 0,68 En la tabla 1 se muestran los valores medios de temperatura estival en diferentes estaciones de la Comunitat Valenciana durante un

32 2. Predicción Operativa Verano periodo que se extiende desde el verano de 2001 hasta el más reciente de 2014, así como las anomalías de temperatura registradas en 2014 respecto al promedio del citado intervalo. También se muestra la anomalía térmica global del verano que alcanza un valor de 0.46 grados centígrados para la temperatura media. Se observa que la anomalía térmica positiva (temperatura por encima del promedio climático) ha sido mayor en el caso de las temperaturas mínimas que en las máximas. La figura 1 muestra la evolución global de la temperatura media estival (de Junio a Septiembre) para las mismas estaciones y periodo. Se puede observar que la temperatura media durante el verano de 2014 ha sido apreciablemente más alta que en el de 2013 y que, para la mayoría de las estaciones se sitúa en valores superiores al global del periodo Figura 1.1 Temperatura media de verano (promedio Junio a Septiembre) en el periodo Monforte del Cid Castelló Requena Benifaió Segorbe Xátiva Villena La Vila Joiosa

33 20 2. Capítulo 2 Figura 1.2 Temperatura máxima de verano (promedio Junio a Septiembre) en el periodo A su vez, la figura 2 muestra la evolución global del promedio de la temperatura máxima estival (Junio a Septiembre) durante el mismo periodo desde 2001 hasta 2014 para las mismas estaciones de la Comunitat Valenciana. Se aprecia a partir de la figura que el comportamiento de la temperatura máxima es menos estable o uniforme a lo largo del periodo de estudio que el de la temperatura media (figura 1) ya que picos de calor extraordinarios pueden afectar a este promedio. En el verano de 2014 se aprecia un claro ascenso del promedio de temperatura máxima, en relación al verano de 2013, en todas las estaciones excepto en Benifaió y Castelló, afectadas por los regímenes de brisas que han suavizado las temperaturas extremas. El ascenso más destacable se ha registrado en una estación del interior de la Comunitat Valenciana, Requena Monforte del Cid Castelló Requena Benifaió Segorbe Xátiva Villena La Vila Joiosa Los datos de temperatura registrados entre el 10 de Junio y el 30 de Septiembre de 2014, periodo de vigencia de la campaña de vigilancia, en diferentes estaciones representativas de zonas tanto del interior como de la costa de la Comunitat Valenciana se muestran en las

34 2. Predicción Operativa Verano figuras 3 a 10. En todas ellas se observa cómo las temperaturas han presentado una relativa estabilidad, sin grandes diferencias entre los periodos habitualmente más cálidos en el intervalo central del verano y el resto de los meses de campaña, salvo para la segunda mitad de septiembre. Así, el inicio del verano fue más cálido de lo habitual con valores ligeramente altos en Junio que posteriormente se situaron en valores normales. Esta situación de relativa normalidad se mantuvo en los meses de Julio y Agosto, solamente con algunos picos o episodios de calor no muy prolongados. A inicios de Septiembre las temperaturas de nuevo remontaron hacia valores más altos de lo normal en la Comunitat Valenciana, especialmente en el interior de Valencia y en Alicante. Cabe destacar que, salvo en los episodios de viento de poniente, los regímenes de brisas suavizaron notablemente los picos de calor más importantes en las áreas costeras respecto a otras zonas, por lo que el régimen termométrico ha sido más estable en estas zonas. En la segunda quincena de septiembre se observa un notable y generalizado descenso de las temperaturas en todas las estaciones representadas en las figuras 3 a 10. Figura 1.3 Temperaturas media, máxima y mínima registradas en Castellón durante el Verano de 2014.

35 22 2. Capítulo 2 Figura 1.4 Temperaturas media, máxima y mínima registradas en Segorbe durante el Verano de Figura 1.5 Temperaturas media, máxima y mínima registradas en Requena durante el Verano de 2014.

36 2. Predicción Operativa Verano Figura 1.6 Temperaturas media, máxima y mínima registradas en Benifaio durante el Verano de Figura 1.7 Temperaturas media, máxima y mínima registradas en Xàtiva durante el Verano de 2014.

37 24 2. Capítulo 2 Figura 1.8 Temperaturas media, máxima y mínima registradas en Villena durante el Verano de Figura 1.9 Temperaturas media, máxima y mínima registradas en La Vila Joiosa durante el Verano de

38 2. Predicción Operativa Verano Figura 1.10 Temperaturas media, máxima y mínima registradas en Monforte del Cid durante el Verano de A modo de breve resumen se pueden destacar los siguientes puntos respecto al comportamiento climático del verano de 2014: Temperaturas ligeramente más cálidas que los promedios climáticos. Inicio (Junio) y final (primera quincena de Septiembre) del verano, más cálidos de lo normal. Temperaturas relativamente más cálidas en el interior de la Comunitat Valenciana que en las zonas costeras. 2.2 Activación de alertas durante el verano de 2014 Durante la campaña de vigilancia de 2014, se emitieron 260 alertas de nivel moderado, 27 de nivel alto y ninguna de nivel extremo.

39 26 2. Capítulo 2 Tabla 2.2 Alertas activadas por zonas durante la campaña de vigilancia del verano de En la tabla 2 se muestra la distribución de las alertas atendiendo a las diferentes zonas termoclimáticas consideradas en la Comuintat Valenciana (más información en anexo II). Zona Nivel bajo Nivel moderado Nivel alto Nivel extremo

40 2. Predicción Operativa Verano Atendiendo a los diferentes meses en los que estuvo activado el sistema de vigilancia y predicción de temperaturas extremas en la Comunitat Valenciana, a continuación se sintetizan mensualmente los eventos de alertas acontecidos. Mes de Junio de 2014: A pesar del carácter relativamente cálido del mes de Junio, no se registró ningún episodio importante de calor salvo de manera puntual. Se activaron niveles moderados en días y zonas aisladas, entre los que solamente cabe destacar un episodio más persistente con alertas de nivel moderado en una extensión apreciable del territorio hacia final de mes, concretamente en los días 27 y 28. Mes de Julio de 2014: Durante el mes de Julio se registró un mayor número de niveles de alerta, destacando especialmente el primer episodio cálido importante, tanto en duración como en extensión espacial, del verano entre los días 15 a 19. En este episodio se activaron niveles de alerta moderados para un número elevado de zonas en la Comunitat Valenciana, registrándose el mayor pico de alerta los días 17 y 18. En estos dos días se activaron, respectivamente, niveles de alerta altos para las zonas 14, 17, 18 y 9, 12, 17, 18. El día 19 el nivel alto solamente se mantuvo en la zona 17. Además de este episodio de calor de mayor duración también se activaron alertas de nivel moderado o alto, con menor extensión espacial, los días 23, 27 y 31. Figura 1.11 De izquierda a derecha, mapas de riesgo en la Comunitat Valenciana los días 15 al 19 de Julio de 2014.

41 28 2. Capítulo 2 Mes de Agosto de 2014: Figura 1.12 Mapas de riesgo en la Comunitat Valenciana los días 25 y 26 de Agosto de Durante este mes se registraron, en cuanto a activación de alertas, tres periodos bien diferenciados. La primera quincena del mes registró un número notable de ellas, al menos de nivel moderado, mientras que alrededor del día 20 se registró un descenso de temperaturas que redundó en la práctica ausencia de alertas. A partir del día 25 se recuperaron tanto las temperaturas como la activación de niveles de alerta en general moderados, con algún valor alto (zona 17 el día 25 y zonas 15, 16, 17 y 18 el día 26. Mes de Septiembre de 2014: Figura 1.13 Mapas de riesgo en la Comunitat Valenciana los días 7 y 11 de Septiembre de La primera parte del mes se caracterizó por la presencia de temperaturas más altas de lo habitual aunque a lo largo de su segunda mitad éstas decayeron notablemente. Especialmente destacable durante este mes fue el pico de calor del día 11 cuando se alertaron en nivel alto las zonas 13, 16 y 17. Con menor intensidad también se registraron alertas los días 2 a 4 y el día 7 de Septiembre.

42 2. Predicción Operativa Verano Pronóstico Meteorológico El sistema de Vigilancia y Pronóstico de Riesgos Meteorógicos de la Fundación CEAM está constituído por tres elementos fundamentales: Una extensa Red de Torres Meteorológicas distribuidas a lo largo y ancho de la Comunidad Valenciana (anexo I), el modelo numérico de pronóstico mesometeorológico RAMS (Regional Atmospheric Modeling System) utilizado ampliamente por la Comunidad Cientíco- Técnica Internacional y con el que la Fundación CEAM ha venido trabajando con sus diferentes versiones y actualizaciones desde la segunda mitad de los años noventa (anexo II) y un sistema de adquisición de información satelital que permite la asimilación de datos en tiempo real de distintas magnitudes relevantes para la definición de las condiciones de contorno del modelo numérico. El modelo RAMS está especialmente diseñado para su uso en simulación de fenómenos meteorológicos de escalas regionales y locales. Durante los últimos años, el citado modelo ha sido utilizado para el estudio de los riesgos meteorológicos en la Comunitat Valenciana, centrándose principalmente en el estudio de eventos atmosféricos extremos (lluvias torrenciales, campo de viento en situaciones meteorológicas propicias al inicio o propagación de los incendios forestales, situaciones episódicas de contaminación atmosférica, temperaturas extremas, etc.). En el proceso de estos estudios se ha ido adaptando el modelo RAMS a las características de la región mediterránea y específicamente a la Comunidad Valenciana con la inclusión y mejora de calidad de datos topográficos, de cobertura vegetal, de usos del suelo y de asimilación de datos medidos en tiempo real (temperatura superficial del mar, etc.) Validación de resultados El procedimiento utilizado en la validación de los niveles de riesgo ha sido la comparación del nivel de alerta pronosticado por el modelo meteorológico RAMS con el calculado a partir de las observaciones en diferentes estaciones agro-climáticas del Sistema de Información Agroclimática para el Regadío (SIAR) del Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino para las diferentes zonas termoclimáticas de la Comunitat Valenciana, de acuerdo a la definición de ola de calor desarrollada en la implementación del sistema de vigilancia en el año Dada la gran cantidad de datos que genera la simulación de un modelo de estas características funcionando de manera operativa para el periodo de la campaña de olas de calor, se dispone de una base de datos que almacena diariamente los

43 30 2. Capítulo 2 resultados de temperatura máxima y mínima, así como los niveles de alerta pronosticados por el modelo para los tres días de simulación. Los datos observados han sido obtenidos al finalizar la campaña, a través del SIAR. Estos datos han sido tratados para proceder a la comparación con los datos de previsión almacenados en la base de datos indicada. Tabla 2.3 Resultados (en porcentaje de acierto/sobrestimación/subestima ción) de la validación del sistema de alerta de temperaturas extremas durante la campaña Junio-Septiembre de Se ha realizado una comparación de los niveles previstos por el modelo con los niveles correspondientes a las temperaturas medidas en diferentes estaciones que se muestran en la Tabla 3. En ésta se presentan los resultados de la validación para las zonas termoclimáticas en las que se dispone de datos observados, para los dos primeros días de simulación del modelo. Para cada estación y cada día de simulación se presentan sucesivamente el porcentaje de acierto del modelo en la previsión de los niveles observados, el porcentaje de situaciones en que el modelo ha sobrestimado el nivel de riesgo respecto a las observaciones y, por último, se muestra el porcentaje de las situaciones en que los niveles proporcionados por el modelo son inferiores a los niveles observados. Porcentaje Población Día 1 Día 2 San Rafael del Río Benicarló Onda Segorbe Ribera de Cabanes Castelló Vilareal Nules Burriana Vall d'uixò Sagunt Requena Campo Arcís Cheste Chulilla Llíria Godelleta Bétera

44 2. Predicción Operativa Verano Pedralba Manises Benifaió Moncada Polinyà de Xúquer Algemesí Carlet Picassent Bolbaite Carcaixent Xàtiva V. de Castellón Llutxent Planes Bèlgida Montesa Ondara Villalonga Denia Gandía Tavernes de V Villena Camp de Mirra Altea La Vila Joiosa Pinoso Crevillent Monforte del Cid Elx Almoradí Catral P. de la Horadada Dado que los niveles de riesgo observados por estaciones representan datos puntuales mientras que los niveles de alerta

45 32 2. Capítulo 2 Tabla 2.4 Porcentaje de acierto global del sistema de alerta de situaciones de temperaturas extremas durante la campaña Junio- Septiembre de 2014 (validación con 50 estaciones). previstos por el modelo RAMS se obtienen como promedio de distintas estaciones en cada zona termoclimática por lo que se tiende a suavizar los comportamientos locales extremos; procede que, a la hora de valorar el grado de acierto del modelo se más representativo hacerlo sin proceder a una desagregación local; es decir, obtener los estadísticos a nivel global de toda la Comunitat Valenciana (tabla 2.3). Validación campaña 2014 Año Día 1 Dia 2 Acierto Sobrestim. Subestim. Acierto Sobrestim. Subestim Como se puede apreciar en los valores mostrados en las tablas 3 y 4 los resultados del modelo presentan porcentajes de acierto superiores al 80% en el 84% de las estaciones consideradas, siendo superior al 90% en el 56% de estaciones. Estos porcentajes corresponden también a la mayor parte de las zonas termoclimáticas de la Comunidad Valenciana. Durante esta campaña de 2014 se observan valores muy similares de acierto en el primer y segundo día de pronóstico, siendo muy ligeramente superior para las primeras 24 horas pronosticadas. Se observa también a partir de la tabla que el porcentaje de días en que el modelo meteorológico subestimó el nivel de riesgo corresponden solamente al 6% tanto en la previsión del primer día como para el segundo por lo que de manera general se desprende que en el 95% de los días se activaron niveles de alerta correctos o superiores a los observados. Estos resultados avalan el adecuado funcionamiento de las previsiones del sistema de vigilancia ya que este se trata de un sistema que en la actualidad es relativamente conservador (sólo hay un 6% de subestimaciones de situaciones episódicas). Atendiendo a la estabilidad del sistema y la robustez que viene demostrando durante los últimos siete años, la tabla 5 muestra la validación global del sistema de vigilancia de temperaturas extremas durante las campañas de verano de 2008 a Esta validación se ha realizado con un número menor de estaciones que en el caso de la campaña de 2014 debido a la diferente disponibilidad de las series de datos climáticos.

46 2. Predicción Operativa Verano Como resultado de las sucesivas mejoras del sistema de pronóstico que ha ido incorporando el equipo de investigación responsable de este sistema, si comparamos los resultados recientes del 2014 (tabla 4) con las campañas más antiguas (datos globales que consideran los pronósticos efectuados desde 2008, tabla 5), se puede observar un ligero incremento del nivel de acierto en el pronóstico del primer día de previsión durante la campaña actual (2014) respecto al balance global del periodo , manteniéndose en un valor similar al global para el segundo día de previsión. Tabla 2.5 Porcentaje de acierto global del sistema de alerta de situaciones de temperaturas extremas durante las campañas de 2008 a 2014 (validación con 19 estaciones). Validación sistema de previsión Año Día 1 Dia 2 Acierto Sobrestim. Subestim. Acierto Sobrestim. Subestim Como principales conclusiones del funcionamiento del sistema de alertas ambientales de origen meteorológico relevantes para la salud cabe destacar que: El sistema presenta un elevado porcentaje de acierto con un valor global del 88%. El porcentaje de acierto es superior al 80% en el 84% de las estaciones validadas. En el 95% de los casos se activaron niveles de alerta correctos o superiores a los observados. Solamente, de manera global, se subestimó el nivel de alerta en un 5% de los casos. Durante la campaña 2014 se incrementó ligeramente el nivel de acierto del sistema respecto al promedio de las campañas en el periodo