21 mayo, 2024 12:15 am

Algunos componentes de la resiliencia ante fenómenos hidrometeorológicos extremos

El incremento en la resiliencia de la sociedad es uno de los factores en los que la bibliografía especializada en el manejo de fenómenos naturales adversos ha puesto más énfasis en los años recientes. Pero frecuentemente dedica muchas líneas a establecer lo que es la resiliencia y muy pocas a recomendaciones concretas sobre cómo lograrla. El presente trabajo pretende resaltar algunos componentes concretos para lograr mayor resiliencia ante fenómenos hidrometeorológicos extremos.

Moisés Michel Rosengaus Moshinsky Consultor privado en hidrometeorología.

La resiliencia es entendida como la capacidad de asimilar condiciones adversas características de fenómenos naturales extremos que producen peligro a la vida, daños a los bienes materiales e interrupción de la vida rutinaria, para volver a condiciones normales en tiempos breves. Coloquialmente se asocia con la capacidad de rebotar ante una caída. El énfasis del concepto no debe ponerse en eliminar los peligros, daños o interrupciones, sino en asimilarlos de una forma tal que no se conviertan en una situación de emergencia prolongada y costosa. La resiliencia ayuda a que un fenómeno natural adverso no se convierta en un desastre.

El cambio climático global (por emisión de gases de efecto invernadero) en el que estamos inmersos ahora, y que se prolongará al menos por unos 100 años más, simultáneamente nos augura intervalos de sequía más prolongados y tormentas intensas más frecuentes, es decir, nos coloca en condiciones más extremas en ambos sentidos (escasez y exceso de agua) alejándonos de las condiciones promedio a las que naturalmente nos hemos adaptado. Dicho cambio climático global, aunque típicamente se imagina como un simple incremento en la temperatura global promedio del planeta, en realidad nos presenta cambios potencialmente importantes en una multitud de fenómenos atmosféricos que presentarán todo tipo de extremos.

Ejemplo de esto es la probable más frecuente condición inestable del flujo alrededor del vórtice polar, como se muestra en la figura 1: del lado izquierdo se observa una condición estable, más frecuente en el pasado, y del lado derecho una condición inestable, con frecuencia incrementada en el futuro. Estas oscilaciones llevan masas de aire frío más cerca del Ecuador y masas de aire cálido más cerca de los polos. Ocasionalmente estas masas se separan de su origen y pueden llegar a formar un patrón cuasiestacionario de centros de baja presión y centros de alta presión con fuerte permanencia sobre cierta parte de los continentes.  En dichos centros de alta presión aislados se presenta flujo de aire seco desde la atmósfera alta y media hacia la superficie que mantienen al aire superficial muy caliente atrapado en una cierta zona, siendo este el principal mecanismo de disparo de las así llamadas ondas de calor, con temperaturas extremas que permanecen largo tiempo sobre la misma región, como nos ocurrió en el norte de México durante el verano de este año 2023.

Además, estas ondas de calor se combinaron con una fase de establecimiento del fenómeno de El Niño y produjeron escasez de lluvias de verano sobre una extensa parte de México (véase figura 2).

Ubicación de pronósticos en contexto de la climatología histórica

Hoy en día se cuenta con herramientas de pronóstico meteorológico y climatológico cada vez más confiables y detalladas, casi todas ellas basadas en la solución numérica de las ecuaciones gobernantes a través de códigos computacionales más poderosos y ágiles. Pero una de las formas de explotarlos mejor, para incrementar nuestra resiliencia, es poder ubicar los fenómenos extremos que dichas herramientas pronostican en el contexto de las estadísticas climatológicas históricas. Para poder hacer esta tarea ágilmente es necesario contar con dichos datos históricos bien ordenados y preprocesados, de manera que el resultado de estos pronósticos no sea, simplemente, el valor absoluto de la variable de interés, sino que conozcamos cuán normal o anormal es, tengamos un indicador de su probabilidad de ocurrencia y podamos estimar el nivel de daños al que podría estar asociado. Como primer ejemplo de este contexto, en la figura 3 se muestra la climatología de precipitaciones pluviales promedio dentro del Valle de México, día a día, a lo largo del año. En ella se muestra no solo la media, sino también los percentiles 84% y 16% (similar a media ± desviación estándar, pero para una variable con distribución de probabilidad asimétrica), e incluso unas líneas horizontales (hipotéticas) que podrían mostrar los niveles umbrales para la saturación del drenaje y para la recarga deficitaria del acuífero. Pero es importante estar consciente de que el cambio climático global está haciendo que estas estadísticas ya no sean estacionarias, por lo que deben ser tomadas solo como indicadores de cuán extremos resultan los pronósticos obtenidos de las herramientas de pronóstico numérico antes mencionadas.

Un segundo ejemplo se presenta en la figura 4, donde se muestra el mapa de isoyetas de la tormenta (lámina en 24 h) más intensa que puntualmente se ha dado dentro del estado de Guanajuato en el intervalo 1961-2010, que ocurrió el 19 de julio de 1970 sobre el nodo con coordenadas 101.2 W, 20.4 N  acumulando 95.98 mm en 24 horas, a la que corresponde un periodo de retorno de 50 años. De tener un pronóstico de los modelos numéricos con una lámina puntual diaria mayor a este valor, se estaría ante un fenómeno verdaderamente extremo (en el contexto del estado de Guanajuato).

Sistemas de alerta temprana modernos

Los sistemas de alerta temprana, en adelante abreviados como SAT, no son simples sistemas de medición sobre los fenómenos que representan peligro para los seres humanos. De acuerdo con la Organización Meteorológica Mundial (OMM), un SAT debe contar al menos con los siguientes cuatro componentes:

  • Una evaluación previa y objetiva del riesgo en la zona (no solo del peligro)
  • Un subsistema de medición o monitoreo sobre la manifestación concreta de dicho peligro
  • Un subsistema de notificación oportuna sobre el peligro a los potenciales afectados
  • Que los potenciales afectados cuenten ya (a priori) con un plan de acción sobre qué acciones deben ejecutar para mitigar el peligro que se presenta.

Por ejemplo, un SAT contra inundaciones en una cierta población que es atravesada por el cauce de un río podría contar con:

Un estudio hidrológico detallado de la cuenca que corresponde al tramo del cauce que pasa por la población, incluyendo datos históricos, periodos de retorno, zonas inundables para diversos niveles de peligro, etcétera.

Una red de pluviógrafos digitales telemétricos distribuidos sobre la cuenca, más una red de medición de niveles y caudales sobre las diferentes corrientes en la cuenca, con su centro de concentración de datos, procesamiento y emisión de la alerta, todo automatizado.

Una serie de sirenas que notifiquen a la población sobre el inminente desbordamiento fuera del cauce usual del río, conectado al centro del punto anterior, de disparo automático o manual.

La población debe conocer y haber practicado un plan para guarecerse de los efectos de la inundación en refugios seguros fuera de las zonas de inundación, con servicios y capacidad suficiente, y las rutas de evacuación seguras y tiempos disponibles para completarla.

Dado que una de las consecuencias del cambio climático global previstas es la redistribución de la probabilidad hacia los extremos de la distribución de probabilidad original, por ejemplo déficits y excesos de agua más frecuentes, con menor intervalo dentro de las condiciones típicas previas, se hace necesario tomar medidas que funcionen robustamente en ambos tipos de extremos. Varios de los componentes de los SAT son útiles en ambos extremos. En el ejemplo de SAT contra inundación previo, la red de monitoreo de precipitaciones pluviales y niveles/caudales en el río tienen utilidad tanto para déficits de agua como para excesos que causan inundaciones (aunque la urgencia de notificar es mayor en este último extremo). Por supuesto, el contexto climatológico del que se habló en la sección anterior resulta aquí esencial. Así pues, los SAT son considerados medidas adecuadas para aumentar sensiblemente la resiliencia de la población, dicho sea de paso, en todos sus componentes.

Vienen a cuento de inmediato dos componentes adicionales que pueden ser conectados a los SAT tradicionales: el primero muy asociado a la capacidad de pronóstico numérico hidrometeorológico antes discutido. Al sistema de medición o monitoreo del SAT se puede anticipar un modelo de pronóstico meteorológico numérico, que nos indica (con cierta incertidumbre) la precipitación pluvial que puede haber en el futuro cercano (digamos en las siguientes 72 horas). Con el acoplamiento de este al SAT, se cuenta con mucho más tiempo de antelación para ir informando a la población sobre la posibilidad de un alertamiento posterior, y mejorar la respuesta en caso de ser necesario tomar acción. Además de los resultados independientes de cada corrida, el conjunto de todas ellas nos indica qué tan probable es que el peligro previsto se manifieste. Por ejemplo, un modelo de pronóstico meteorológico numérico que se corre cada 6 horas con horizonte de 72 horas, completaría 12 pronósticos relativamente independientes antes de cumplirse las 72 horas después de los primeros indicios de peligro. La consistencia entre estas 12 corridas sería un indicador valioso de la confianza que se le puede tener a dicho pronóstico, no se diga su convergencia hacia soluciones invariables de corrida a corrida. Con este elemento extra al principio de un SAT se puede aumentar sensiblemente nuestra resiliencia al peligro.

El segundo componente que se puede adherir al subsistema de medición o monitoreo de un SAT es un módulo, nuevamente computacional, que calcule directamente la variable de interés (por ejemplo, el tirante de inundación y la velocidad de flujo fuera del cauce) a partir de las mediciones del subsistema de monitoreo. En el caso de inundaciones, puede ser un módulo de cálculo de zona inundada dentro de la población, a partir de las mediciones pluviográficas en la cuenca (modelando el proceso lluvia-escurrimiento y tránsito de avenidas). Obsérvese que nada impide utilizar los pronósticos numéricos previos para correr estos módulos de posprocesamiento para obtener escenarios oportunos de lo que pudiera suceder de darse las lluvias pronosticadas. Este acoplamiento, por supuesto, aumenta nuestra resiliencia al peligro.

Ciclones tropicales y cambio climático

México es uno de los países del mundo con mayor afectación por ciclones tropicales. Estos fenómenos son los que mayores daños concentrados producen sobre su territorio. México es uno de los dos países del mundo que reciben ciclones tropicales de dos cuencas ciclógenas distintas: la del Atlántico norte, que aporta el 11% de los sistemas a nivel mundial, y del Pacífico nororiental, que aporta el 17% de los sistemas a nivel mundial. Solo Australia recibe ciclones tropicales de dos cuencas ciclógenas distintas también. La vecindad de 300 km alrededor de México recibe el 9.4% de la actividad ciclónica del Atlántico norte y el Pacífico nororiental tomados en conjunto. Aproximadamente el 2.6% de la actividad ciclónica mundial ocurre dentro de esta vecindad de 300 km alrededor de México, y aproximadamente cinco ciclones tropicales por año inciden en alguna parte de México.

Pero, por lo mismo, la población del país se ha ya adaptado a estas condiciones relativamente frecuentes. Sin embargo, los posibles efectos del cambio climático global sobre los ciclones tropicales sí son un factor importante para México, bastante más que para la mayoría de los otros países del planeta, por lo que una forma de aumentar nuestra resiliencia ante el fenómeno es considerar estos posibles efectos. La realidad es que ha sido difícil evaluarlos, ya que estadísticamente el fenómeno es bastante escaso, brinda muestras relativamente pequeñas que difícilmente muestran cambios significativos, esto adherido a la gran variabilidad de uno a otro de sus miembros. Por otro lado, los modelos numéricos comunes actuales han tenido resoluciones que no alcanzan a resolver las escalas adecuadas para este tipo de fenómenos. Resoluciones comunes han sido de unos 15 km, mientras que muchos factores importantes para el desarrollo de un ciclón tropical requieren escalas de subkilómetro. Sin embargo, en la última década, con gran creatividad, la comunidad científica ha encontrado formas de obtener indicios sobre los cambios esperados a través de herramientas numéricas, y ha llegado a las siguientes conclusiones tentativas:

Paradójicamente, el número total de ciclones tropicales podría disminuir moderadamente; esto porque bajo las condiciones cambiantes, se esperan mayores cortantes de viento en la profundidad de la atmósfera, lo que dificultará la génesis inicial.

Pero lo ciclones tropicales que se formen y desarrollen cierto grado de madurez tendrán mayores probabilidades de alcanzar intensidades más cercanas a las categorías huracán 3, 4 y 5.

Puesto que la mayor parte de los daños se producen por los ciclones tropicales más intensos, se espera que la destructividad total aumente.

Se estima que las precipitaciones pluviales en la parte nuclear de los ciclones tropicales podrían aumentar en el orden de 20%.

Se estima que las velocidades de traslación de los sistemas se reducirán levemente, sobre todo en las zonas costeras en las que empieza a interactuar con tierra firme, lo que indica que las acumulaciones de lluvia en dichos puntos podrían alcanzar valores mayores que los actuales.

Se estima que las intensidades máximas de los ciclones tropicales serán alcanzadas a latitudes ligeramente mayores que las actuales, es decir, ligeramente más al norte en el Hemisferio Norte.

Conclusiones

Se han planteado diversas formas de aumentar la resiliencia de la población a fenómenos hidrometeorológicos extremos en las cambiantes condiciones que el cambio climático global nos impone, aprovechando mejor las grandes capacidades de los modelos numéricos de pronóstico meteorológico y climatológico. Se enfatiza la posibilidad real de ubicar estos pronósticos en el contexto del historial climatológico para su mejor interpretación. Se plantean los sistemas de alerta temprana como respuestas robustas al hecho de las esperadas polarizaciones hacia los extremos, en detrimento de las condiciones típicas del pasado. Se proponen adiciones racionales a los sistemas de alerta temprana tradicionales. Finalmente, se enumeran las expectativas que respecto de los ciclones tropicales se tienen para el futuro

Referencias

Rosengaus M., M. M. (1995). Una propuesta para el manejo eficiente de la información climatológica en México. Memorias del VII Congreso Nacional de Meteorología. Chapingo: OMMAC.

Rosengaus M., M. M. (1996). Explotación moderna de la base de datos climatológica nacional. Memorias del XIV Congreso Nacional de Hidráulica. Acapulco: AMH.

Compartir en:

DESTACADOS

OPERACIÓN

Desafíos y logros de la gestión del agua en la capital En aras de garantizar que todos los habitantes de la Ciudad de México tengan

Leer más »