Modelo institucional del IDEAM sobre el efecto climtico de los fenmenos El Nio y La Nia en Colombia

Jos Edgar Montealegre Bocanegra Actividades desarrolladas en el marco del contrato de

prestacin de servicios No IDEAM 063-2007 ______________________________________________________________________

INSTITUTO DE HIDROLOGIA, METEOROLOGIA Y ESTUDIOS AMBIENTALES, IDEAM - Subdireccin de Meteorologa Bogota, D.C., Diciembre 31 de 2007

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CONTENIDO

1. INTRODUCCIN

2. LOS FENMENOS EL NIO, LA NIA OSCILACIN DEL SUR

2.1 El efecto climtico derivado de los fenmenos del Ciclo ENOS 2.2 Alteraciones Climticas y su Prediccin

3. INVESTIGACIN CIENTFICA INHERENTE A LOS FENMENOS DEL CICLO ENOS

3.1 Investigacin desarrollada en Colombia durante esta ultima dcada, sobre los Fenmenos del Ciclo ENOS. 3.2 Investigacin en el IDEAM: El modelo integral sobre los efectos naturales y Socioeconmicos del fenmeno El Nio. 3.3 Investigacin en el IDEAM: Sobre del fenmeno El Nio 3.4 Investigacin en el IDEAM: Sobre del fenmeno La Nia 3.5 Investigaciones desarrolladas por la Universidad Nacional Sede Bogot 3.6 Investigaciones desarrolladas por la Universidad Nacional Sede Medelln 3.7 Investigaciones desarrolladas por el Comit Tcnico Nacional ERFN 3.8 Otras particularidades de los programas de investigacin desarrollados

4. INDICES DE MAYOR SIGNIFICACIN UTILIZADOS EN LA VIGILANCIA Y CARACTERIZACION DE LOS FENOMENOS EL NIO Y LA NIA.

4.1 ndices Ocenicos 4.1.1 La temperatura superficial del mar - TSM 4.1.2 El contenido de calor en la capa superficial del ocano 4.1.3 Comportamiento de la Termoclina

4.2 ndices Atmosfricos 4.2.1 ndice de Oscilacin del Sur - IOS 4.2.2 Vientos 4.2.3 Temperatura del Aire 4.2.4 Radiacin Solar de Onda Larga

4.3 ndices Mixtos 4.3.1 ndice Multivariado del ENSO MEI

5. INDICE SELECCIONADO PARA LOS PROPSITOS DE ESTE PROYECTO: ANOMALIAS DE LA TEMPERATURA SUPERFICIAL DEL MAR EN EL PACIFICO CENTRAL REGION NIO 3

5.1 Descripcin de la variable 5.2 Estadsticos caractersticos 5.3 Clasificacin de los fenmenos del Ciclo ENOS

6. ASPECTOS METODOLGICOS

6.1 Base de datos utilizada

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6.1.1 Inventario general de la informacin disponible

6.2 Clculo de ndices de anomalas de precipitacin 6.2.1 ndice puntual (no acumulado) 6.2.2 ndice Acumulado 6.2.3 ndice Categrico 6.2.4 Tabla de Frecuencias 6.2.5 Tabla de Probabilidades 6.2.6 Determinacin cuantitativa de las reas afectadas 6.2.7 Productos obtenidos de la evaluacin de los perodos de afectacin

6.3 Clculo de ndices de anomalas de temperatura del aire 6.3.1 ndice puntual (no acumulado) 6.3.2 ndice Acumulado 6.3.3 ndice Categrico 6.3.4 Tablas de frecuencias - Tablas de probabilidades. 6.3.5 Productos obtenidos de la evaluacin de los perodos de afectacin

7. ANLISIS DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS

7.1 Estadsticas relacionadas con las mayores probabilidades de afectacin

7.2 Descripcin de los mapas correspondientes a la condicin ms probable de afectacin del patrn pluviomtrico de Colombia durante la ocurrencia de los fenmenos El Nio y La Nia.

7.3 Descripcin de los mapas correspondientes a la condicin ms probable de afectacin de la temperatura del aire en Colombia durante la ocurrencia de fenmenos El Nio y La Nia.

8. CONCLUSIONES

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Modelo institucional del IDEAM sobre el efecto climtico de los fenmenos El Nio y La Nia en Colombia.

RESUMEN

Se presenta una sntesis de las actividades desarrolladas por el IDEAM con miras a estudiar la naturaleza y caractersticas de los fenmenos El Nio y La Nia, orientado a establecer su efecto sobre el clima y el medio natural de Colombia y a determinar su impacto socioeconmico. Se ofrece una breve descripcin de los aspectos mas relevantes del Ciclo El Nio, La Nia Oscilacin del Sur ENO, como parte del marco conceptual inherente a este estudio.

Se relacionan los aspectos ms destacados de los procesos de investigacin desarrollados en Colombia durante esta ltima dcada, inherente a los fenmenos del Ciclo ENOS as como las actividades desarrolladas por el IDEAM en el mismo sentido. Se describen los ndices ocenicos, atmosfricos y mixtos de mayor uso en la vigilancia y seguimiento de los fenmenos del Ciclo ENOS y se presentan las caractersticas ms relevantes del ndice seleccionado para los efectos de este proyecto: las anomalas de la temperatura superficial del mar en el Pacifico tropical central - regin Nio-3. A partir de este ndice se categorizan los fenmenos de acuerdo con su intensidad.

Se describen los aspectos metodolgicos desarrollados inherentes a las particularidades de la base de datos utilizada, el inventario general de las series pluviomtricas y termomtricas seleccionadas y las caractersticas de los algoritmos desarrollados. Se describen los productos obtenidos durante la fase de clculo (matrices y tablas de datos). Se desarrolla el anlisis de los resultados obtenidos y se establecen las caractersticas de los mapas de alteracin pluviomtrica y termomtrica, durante los eventos El Nio y La Nia de diferentes categoras (tpico, dbil, moderado y fuerte) y a nivel trimestral y estacional. Se formulan las conclusiones generales de este estudio.

1. INTRODUCCIN

A comienzos de 1997, el IDEAM, como parte del Sistema Nacional Ambiental (SINA) y como coordinador del Sistema de Informacin Ambiental, previendo la ocurrencia de un fenmeno El Nio durante ese ao, asumi su responsabilidad de suministrar informacin, oportuna y veraz, sobre el desarrollo de fenmenos ambientales que de una u otra forma afectan la actividad nacional, y de inmediato, involucro a todas sus reas tcnicas en la elaboracin de un estudio sobre la naturaleza y caractersticas de los fenmenos El Nio; el pronostico de su advenimiento para ese ao especifico; la determin

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acin los posibles efectos sobre el clima y el medio natural y el anlisis sobre el

1. INTRODUCCIN

A comienzos de 1997, el IDEAM, como parte del Sistema Nacional Ambiental (SINA) y como coordinador del Sistema de Informacin Ambiental, previendo la ocurrencia de un fenmeno El Nio durante ese ao, asumi su responsabilidad de suministrar informacin, oportuna y veraz, sobre el desarrollo de fenmenos ambientales que de una u otra forma afectan la actividad nacional, y de inmediato, involucro a todas sus reas tcnicas en la elaboracin de un estudio sobre la naturaleza y caractersticas de los fenmenos El Nio; el pronostico de su advenimiento para ese ao especifico; la determinacin de los posibles efectos sobre el clima y el medio natural y el anlisis sobre el impacto que pudiera llegar a causar a la sociedad y a la economa del pas.

El modelo integral desarrollado por el IDEAM aquel ao, es una compilacin de los documentos tcnicos elaborados por las reas cientficas del instituto en aquella

poca, a saber: Meteorologa, Hidrologa, Ecosistemas, Geomorfologa y suelos, Poblacin y asentamientos humanos y Ecologa econmica. Con este modelo, el IDEAM logro consolidar su capacidad de prediccin del efecto climtico de los fenmenos El Nio, al obtener como resultado final la determinacin de las posibles alteraciones de la Oferta Hdrica, producto del cruce de algunas variables representativas del comportamiento del medio fsico natural (anomalas de la precipitacin, capacidad de amortiguamiento del sistema suelo-vegetacin, alteraciones de los rendimientos hdricos, entre otras). Conociendo de antemano el posible efecto climtico derivado de la ocurrencia del fenmeno, las predicciones y tendencias han venido siendo ajustadas sistemticamente de conformidad con las caractersticas de intensidad y duracin de cada evento.

En 1998, el IDEAM conciente del enorme beneficio que le significo al gobierno nacional, a los sectores econmicos y a la sociedad en general, la informacin sobre el efecto climtico derivado de los fenmenos El Nio, adelanto una tarea similar para examinar esta misma condicin durante los eventos fros, La Nia. En consecuencia, en Agosto de ese ao, el instituto publico el documento Posibles efectos naturales y socioeconmicos del fenmeno fro del Pacfico (La Nia) en Colombia en el segundo semestre de 1998 y primer semestre de 1999.

Transcurridos diez aos de la elaboracin de ese primer ejercicio, el IDEAM ha tomado la decisin de actualizar la componente Meteorolgica de su modelo institucional con el desarrollo de este nuevo estudio, a efecto de mejorar sus actuales esquemas de Prediccin Climtica. El objetivo fundamental de este proyecto es ampliar, por una parte, la base informtica del anlisis de precipitacin y temperatura hasta el ao 2005, con miras a obtener una mejor resolucin espacial de los resultados y por otra, obtener un nuevo conocimiento sobre el efecto de los fenmenos El Nio y La Nia, en los patrones de lluvia y temperatura del aire del pas, para diferentes intensidades del evento, dado el carcter con el que estos se presentan (dbil, moderado, fuerte e inusualmente intenso), ya que cada uno de ellos tiene sus propias particularidades. Igualmente, se busca lograr una mejor comprensin estacional del efecto climtico, a travs del anlisis de las anomalas de la precipitacin durante las estaciones secas y lluviosas, en las diferentes regiones del pas.

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2. LOS FENMENOS EL NIO, LA NIA OSCILACIN DEL SUR

El Ciclo conocido como El Nio, La Nia - Oscilacin del Sur - ENOS, es la causa de la mayor seal de variabilidad climtica en la franja tropical del ocano Pacifico, en la escala interanual. El Nio y su fase opuesta La Nia, son las componentes ocenicas del ENOS y corresponden, en trminos generales, a la aparicin, de tiempo en tiempo, de aguas superficiales relativamente ms clidas (El Nio) o mas fras (La Nia) que lo normal en el Pacfico tropical central y oriental, frente a las costas del norte de Per, Ecuador y sur de Colombia. Estas alteraciones de la estructura trmica superficial y subsuperficial del ocano estn asociadas con el debilitamiento de los vientos alisios del Este y con el desplazamiento del ncleo de conveccin profunda del Oeste al Centro del Ocano Pacfico tropical, en condiciones El Nio o con su permanencia e intensificacin en el caso de La Nia.

La componente atmosfrica del ENOS, conocida con el nombre de la Oscilacin del Sur, corresponde a la variacin interanual del campo de presin atmosfrica cerca de la superficie, en la regin del Pacfico centro-occidental. Durante algunos aos la presin atmosfrica en el Pacfico central es mayor que en el occidental, en otros aos ocurre lo contrario; esta alternancia interanual de las anomalas positivas y negativas de la presin atmosfrica ha sido comprobada mediante la correlacin inversa y bien definida entre los valores de presin atmosfrica en Tahit (isla localizada en el centro del Pacfico) y Darwin (nororiente de Australia).

Aunque existen registros sobre los fenmenos de El Nio y La Nia desde los tiempos de la conquista, su origen se remonta a escalas de tiempo geolgico (miles y millones de aos). Tal vez, las condiciones para que se presente este fenmeno posiblemente se establecieron desde la poca en que la circulacin en el sistema ocano-atmsfera del Pacfico Tropical se torn similar a la actual. Los fenmenos del Ciclo ENOS son el resultado de la interaccin entre el ocano y la atmsfera en esta regin ocenica; su ocurrencia produce fuertes perturbaciones sobre la circulacin atmosfrica global y sus efectos climticos tienen dramticas implicaciones socioeconmicas y ambientales en casi todo el planeta.

2.1 EL EFECTO CLIMTICO DERIVADO DE LOS FENMENOS DEL CICLO ENOS

Dada su localizacin geogrfica, Colombia recibe la influencia directa de los procesos que se suscitan en el sistema acoplado ocano-atmsfera del Pacifico tropical, asociados al Ciclo ENOS. Se ha podido establecer claramente que la intensidad de los fenmenos El Nio y La Nia esta en funcin directa con la magnitud de las anomalas registradas en la temperatura superficial y subsuperficial del ocano y con el rea cubierta por las mismas. La influencia de dicha intensidad no es lineal y puede ser diferente de la magnitud del efecto climtico y del impacto producido por los fenmenos en las actividades humanas, como bien se observo en el evento intenso de El Nio 1982-83. El efecto climtico depende de la poca del ao en que se presentan los fenmenos y el impacto socioeconmico est ms relacionado con la vulnerabilidad de las diferentes regiones del pas y de los sectores de la actividad nacional.

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2.2 ALTERACIONES CLIMTICAS Y SU PREDICCIN

El anlisis de la informacin histrica, indica que las alteraciones que se producen en el rgimen de lluvias en Colombia son explicadas en buena parte, por la variabilidad climtica interanual, relacionada con los fenmenos El Nio y La Nia, los cuales han sido causa de sequas extremas y lluvias extraordinarias en diferentes regiones del pas, ocasionando un efecto negativo sobre el medio fsico natural y un impacto social y econmico de grandes proporciones.

Una forma directa de mitigar o reducir el impacto socioeconmico generado por la variabilidad interanual de la precipitacin es el conocimiento previo de sus fluctuaciones y tendencias con anticipacin de meses (prediccin climtica). La necesidad de elaborar predicciones de tipo climtico en Colombia, se hizo evidente a raz del severo efecto que sobre las lluvias, la temperatura del aire y la radiacin solar, produjo el fenmeno El Nio ocurrido en 1991-92, el cual tuvo un significativo impacto econmico, particularmente en el sector hidroenergetico del pas. A partir de esa poca, se realizaron los primeros esfuerzos en el HIMAT (Instituto de Meteorologa, Hidrologa y Adecuacin de Tierras), mediante la aplicacin de modelos de tipo conceptual. As mismo, se comenzaron a incluir algunos aspectos relacionados con la variabilidad climtica estacional e interanual en los pronsticos climticos y de caudales de esa poca.

3. INVESTIGACIN CIENTFICA INHERENTE A LOS FENMENOS DEL CICLO ENOS

A finales de la dcada de los aos noventa los impactos ocasionados por los fenmenos El Nio y La Nia comenzaron a preocupar a la comunidad nacional. Ante la falta de conocimientos sobre estos eventos y sobre su efecto en el territorio nacional, se agudiz la necesidad de desarrollar investigacin en este tema, orientada a conocer mejor la fsica de los mismos, su efecto sobre el medio natural y el clima y el alcance de los impactos que ejercen sobre los sectores productivos, el comercio, la industria y la sociedad en general.

El avance mundial en el conocimiento cientfico sobre los fenmenos del Ciclo ENOS ha sido asimilado satisfactoriamente por las entidades responsables de dicha temtica en el pas. Si bien, en Colombia no se ha investigado profunda y directamente la gnesis y la dinmica del fenmeno en s, se ha avanzado en la determinacin del efecto directo de los fenmenos en las reas martimas y costeras del Pacfico colombiano, en su influencia sobre el clima nacional, particularmente sobre los patrones de lluvias y de temperatura del aire y en el anlisis preliminar de su impacto socioeconmico. Tambin se ha descrito el efecto erosivo que los fenmenos ocasionan en la costa Pacfica colombiana y el efecto que ejercen sobre el ambiente biolgico marino.

3.1 INVESTIGACIN DESARROLLADA EN COLOMBIA DURANTE ESTA LTIMA DCADA, SOBRE LOS FENMENOS DEL CICLO ENOS.

En Marzo de 1995, con motivo de la celebracin del Da Meteorolgico Mundial, el recin creado Instituto de Hidrologa, Meteorologa y Estudios Ambientales -IDEAM, llev a cabo el primer panel sobre el fenmeno de El Nio, una de cuyas recomendaciones apunt a la organizacin y realizacin de un foro ms amplio sobre este tema, que involucrara el aspecto relacionado con el impacto socio-econmico sobre los diferentes sectores productivos del pas. Con el nimo de concretar esta

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recomendacin y de continuar las iniciativas y esfuerzos realizados hasta ese momento, el IDEAM lidero la realizacin del Foro sobre el fenmeno El Nio y su Impacto Socio-Econmico en el marco del IV Congreso Colombiano de Meteorologa que se realizo entre 19 y el 23 de marzo de 1996. El Foro, dio la oportunidad de obtener un diagnstico general sobre el tema, lo cual permiti evaluar la situacin de ese momento y proponer acciones inmediatas.

3.2 EL MODELO INTEGRAL DESARROLLADO POR EL IDEAM SOBRE LOS EFECTOS NATURALES Y SOCIOECONMICOS DEL FENMENO EL NIO.

El documento publicado bajo el titulo Posibles efectos naturales y socioeconmicos del fenmeno El Nio en el periodo 1997-1998, en Colombia, consolido el conocimiento y el entendimiento que la sociedad tenia en ese momento, sobre este novedoso tema. El citado documento sintetizo el comportamiento climtico que generalmente se observa en el pas bajo la influencia de un fenmeno El Nio, hacindose la salvedad de que cada evento tiene sus propias particularidades en lo que a su gnesis, desarrollo, efectos e impactos se refiere, En consecuencia, quedo muy claro, que la informacin suministrada no debera considerarse como un pronstico, sino como una aproximacin de lo que con mayor frecuencia ocurre durante el perodo de influencia del fenmeno El Nio, lo cual podra tomarse como el escenario mas probable en caso de que durante un ao determinado se llegare a presentar dicho fenmeno.

La informacin ofrecida al pas a travs de este importante documento sirvi de gua a la comunidad nacional para su preparacin ante la presencia del fenmeno El Nio 1997-98 y libr al pas de grandes prdidas econmicas, gracias a las oportunas recomendaciones dirigidas al CONPES, a los ministerios de Agricultura, Medio Ambiente, Salud, Transporte, Minas y Energa y Hacienda, al Departamento Nacional de Planeacin y a la Direccin Nacional para la Prevencin y Atencin de Desastres. Facilito as mismo, la tarea de organizacin de los planes de contingencia por parte del gobierno nacional y doto de mejores elementos de juicio para la toma de decisiones a los planificadores de los diferentes sectores socioeconmicos, particularmente los sectores agrcola, hidroenergtico, turstico, pesquero, de transporte fluvial y por carretera y el sector de prestacin de servicios de acueducto y alcantarillado.

3.3 INVESTIGACIN EN EL IDEAM SOBRE EL FENMENO EL NIO

El fenmeno El Nio de carcter intenso ocurrido en 1997-98 dio origen a una serie de estudios y Notas Tcnicas de carcter cientfico que superaron con creces y en muy poco tiempo, todo lo que se haba investigado y publicado sobre este tema hasta ese momento. Las primeras investigaciones fueron orientadas hacia el anlisis de la probabilidad de ocurrencia de alteraciones en los volmenes mensuales de precipitacin para las diferentes regiones naturales del pas y la determinacin de zonas afectadas por dficits o excedentes de lluvia, con una probabilidad mayor del 75%. Como producto de estos estudios se edito un documento, con el mapa de las alteraciones registradas en la precipitacin durante la ocurrencia de un fenmeno El Nio, el cual se publico en Mayo de 1997 bajo el titulo Probabilidad de afectacin de la precipitacin en Colombia por el fenmeno El Nio - Nota Tcnica IDEAM-METEO/ 002-97 y fue el soporte tcnico de la componente Meteorolgica para la construccin del modelo institucional, descrito anteriormente.

Con el nimo de orientar a las autoridades municipales en la toma de decisiones relacionadas con la prevencin de los posibles efectos climticos e impactos socioeconmicos del fenmeno El Nio 1997-98, el IDEAM prepar un segundo documento tcnico, con la informacin porcentual del rea municipal que posiblemente

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seria afectada por alteraciones de la oferta hdrica, el cual ofreci en forma de tablas y mapas, en una publicacin especial denominada Preparmonos para recibir el fenmeno El Nio en los municipios colombianos, editada en Agosto de 1997.

No obstante la continua vigilancia que el IDEAM mantiene sobre el desarrollo de los procesos en el sistema climtico y de los anlisis y proyecciones que suministra a travs de su informe Condiciones e indicadores ambientales en Colombia publicado y difundido mensualmente a travs de diferentes medios (pagina Web, medios de comunicacin, conferencias), el instituto continu preparando una serie de documentos especializados de actualizacin, entre los que cabe destacar Efectos sobre el medio fsico natural de Colombia ocasionados por el fenmeno El Nio durante el perodo marzo - noviembre de 1997 y proyeccin de los posibles efectos en los prximos meses y Estimacin de la necesidad de atender el abastecimiento de agua a la poblacin urbana en Colombia. Fenmeno El Nio 1997 1998, editados en Diciembre de 1997. A finales del primer trimestre del ao siguiente se public el ltimo de esta serie de documentos relacionados con el evento intenso de El Nio 1997-98, bajo el titulo Desarrollo del actual fenmeno clido del Pacfico1997-98, su efecto hidroclimtico sobre el pas, impactos socioeconmicos y proyeccin.

3.4 INVESTIGACIN EN EL IDEAM SOBRE EL FENMENO LA NIA

Dentro de la escala de variabilidad interanual en el ocano Pacfico tropical son posibles tres condiciones: El Nio (calentamiento extremo), condiciones normales y La Nia (enfriamiento extremo). Hasta finales de los 90s se debata acerca de la definicin de La Nia. Algunos autores tienden a interpretar La Nia como la presencia de condiciones normales en el Pacfico tropical, pero mucho ms definidas e intensas. Sin embargo esta interpretacin no es del todo correcta.

As como El Nio es el trmino originalmente usado para describir la aparicin, de tiempo en tiempo, de aguas superficiales relativamente ms clidas que lo normal en el Pacfico tropical central y oriental, La Nia se refiere a las condiciones fras extremas que recurrentemente, pero de manera irregular, se presentan en los mismos sectores del Pacfico tropical durante por lo menos seis meses. Dicho enfriamiento de la superficie del mar cubre grandes extensiones de la superficie de este ocano y por su magnitud altera sensiblemente el clima en diferentes regiones del planeta, tal como sucede con El Nio.

Aunque las condiciones La Nia son cercanamente inversas a las que se presentan durante El Nio, las anomalas negativas de temperatura superficial del mar durante la fase fra no son equivalentes o simtricamente inversas a las anomalas positivas que se registran durante los eventos clidos. No obstante, el hecho de que de alguna manera sean condiciones contrarias a las del fenmeno El Nio, sirvi de base para que a finales de los 80s se le empezara a denominar con el nombre con el que hoy se le conoce en la comunidad cientfica: La Nia.

Una vez recuperadas las condiciones normales en el sistema acoplado ocano atmsfera del Pacifico tropical, luego de finalizado el evento intenso de El Nio 1997-98, se observ una tendencia hacia condiciones fras. El IDEAM, adelantndose a la posible ocurrencia de un fenmeno La Nia, elabor un primer documento sobre las caractersticas mas relevantes de estos fenmenos y su efecto climtico sobre el territorio nacional, el cual publico bajo el titulo Efectos naturales y socioeconmicos del fenmeno fro del Pacfico (La Nia), Nota Tcnica IDEAM-METEO/ 007-98 y, con ello, ofreci a la comunidad nacional las herramientas tcnicas para lograr una preparacin y un manejo adecuados de esta circunstancia, de manera que los impactos sociales y econmicos negativos fuesen los menores posibles.

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Las investigaciones posteriores fueron orientadas, igual que en el caso de El Nio, hacia el anlisis de la probabilidad de ocurrencia de anomalas en los volmenes mensuales de precipitacin para las diferentes regiones naturales del pas y la determinacin de zonas afectadas por excedentes de lluvia, con una probabilidad mayor del 75%. El primer documento preparado junto con el mapa de las alteraciones registradas en la precipitacin durante la ocurrencia de un fenmeno La Nia, se public en Agosto de 1998 bajo el titulo Probabilidad de afectacin de la precipitacin en Colombia por el fenmeno La Nia - Nota Tcnica IDEAM-METEO/ 008-98.

El IDEAM, como entidad asesora del gobierno nacional en estas materias y como responsable por la disciplina Meteorolgica en Colombia, continu prestando el debido acompaamiento y orientacin a las autoridades municipales, departamentales y nacionales, proporcionndoles las herramientas adecuadas para facilitarles la toma de decisiones relacionadas con la prevencin de los posibles efectos climticos e impactos socioeconmicos del fenmeno La Nia 1998-99. De esta forma, prepar un segundo documento tcnico, denominado Posibles efectos naturales y socioeconmicos del fenmeno fro del Pacfico (La Nia) en Colombia en el segundo semestre de 1998 y primer semestre de 1999, el cual publico difundi en Agosto de 1998.

3.5 INVESTIGACIONES DESARROLLADAS POR LA UNIVERSIDAD NACIONAL SEDE BOGOT

A comienzos de 1998, inicio sus actividades el programa de Maestra en Meteorologa, implementado por el Departamento de Geociencias Facultad de Ciencias, de la Universidad Nacional. Dentro de las lneas de investigacin desarrolladas por este programa, tomo un papel preponderante el tema relacionado con la Variabilidad Climtica, en particular, la variabilidad en la escala interanual, a la cual estn asociados los fenmenos del Ciclo El Nio, La Nia Oscilacin del Sur (ENOS).

Producto de estos lineamientos, se desarrollo un trabajo de investigacin encaminado a establecer La influencia de los procesos de interaccin ocano-atmsfera del Pacfico tropical y el Atlntico en la variabilidad interanual de la precipitacin en Colombia, tesis de grado sustentada en Diciembre de 1999; como parte del mismo trabajo de investigacin, se lograron obtener los primeros resultados del modelamiento de las relaciones existentes entre los procesos de interaccin ocano-atmsfera en el Pacfico tropical y la variabilidad de la precipitacin en Colombia, mediante la aplicacin de modelos de Regresin Dinmica y modelos de Transferencia, estos ltimos exigen causalidad unidireccional entre los predictores (variables del ciclo ENOS) y el predictando (precipitacin).

Como resultado de estas investigaciones se fortalecieron los esquemas objetivos de Prediccin Climtica que se han venido implementando dentro del IDEAM en los ltimos aos y cuyas predicciones han sido de vital importancia para los sectores productivos del pas, particularmente, el hidroenergetico y el agropecuario.

3.6 INVESTIGACIONES DESARROLLADAS POR LA UNIVERSIDAD NACIONAL SEDE MEDELLN

Simultnea a la labor de investigacin desarrollada por el IDEAM y la Universidad Nacional Sede Bogota, el postgrado en Aprovechamiento de Recursos Hidrulicos de la Facultad de Minas de la Universidad Nacional Sede Medelln, emprendi un ambicioso programa de investigacin relacionado con el efecto climtico del ciclo ENOS sobre los caudales de los principales ros de Colombia, en particular los que

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vierten sus aguas en los embalses de las Hidroelctricas nacionales. Producto de este esfuerzo se fueron sucediendo, titulo tras titulo, una gran cantidad de estudios e investigaciones, entre los cuales podemos destacar algunos que sintetizan la magnitud de la labor desarrollada: Efecto del fenmeno El Nio - Oscilacin del Sur en la Hidrologa Colombiana,Las fases extremas del fenmeno ENSO - El Nio - La Nia y su influencia sobre la Hidrologa de Colombia, Evidencias de la asociacin entre brotes epidmicos de malaria en Colombia y el fenmeno El Nio - Oscilacin del Sur, Cuantificacin del efecto de El Nio y La Nia sobre los caudales de Colombia, Metodologas para la prediccin de la hidrologa colombiana considerando el fenmeno El Nio-Oscilacin del Sur (ENOS), Caudales medios mensuales de ros colombianos durante El Nio y La Nia, etc.

3.7 INVESTIGACIONES DESARROLLADAS POR EL COMIT TCNICO NACIONAL DEL PROGRAMA ERFN

La recurrencia del fenmeno El Nio en el Pacfico Sudeste, con significativos efectos socioeconmicos, llev en 1974, a los pases que conforman la Comisin Permanente del Pacfico Sur - CPPS (Colombia, Ecuador, Per y Chile) a la constitucin del Programa Estudio Regional del Fenmeno El Nio ERFEN, el cual funciona con la participacin de las instituciones de investigacin de los pases miembros, la coordinacin de la CPPS y el apoyo de otras organizaciones internacionales, como la Organizacin Meteorolgica Mundial OMM y la Comisin Oceanogrfica Intergubernamental COI, entre otras.

La meta bsica del ERFEN es la de poder predecir los cambios ocenico-atmosfricos, con anticipacin suficiente para permitir polticas de adaptacin o de manejo de emergencias frente a alteracin de la oferta hdrica, prdidas en la produccin pesquera, agrcola e industrial, merma de la produccin energtica, afectacin de las comunicaciones y de la infraestructura costera, etc., inclusive, la prdida de vidas humanas.

En 1977, se constituyo El Comit Tcnico del ERFN para Colombia, como un comit tcnico de la Comisin Colombiana de Oceanografa, hoy Comisin Colombiana del Ocano - CCO, cuyo objetivo general es el de aunar los esfuerzos de las diferentes instituciones especializadas sobre esta temtica, para establecer un sistema de observacin, vigilancia y prediccin del fenmeno El Nio, de su efecto climtico sobre el territorio nacional y de su impacto sobre la sociedad y los sistemas productivos del pas, a efecto de que se puedan emprender acciones oportunas que permitan mitigar los impactos sociales, econmicos y medio ambientales.

Como un primer paso, el Comit Tcnico Nacional del ERFEN plante a comienzos de los aos noventa la elaboracin de un proyecto nacional de investigacin sobre El Nio a efecto de ser presentado a Colciencias. Por la misma poca, el entonces Instituto de Hidrologa, Meteorologa y Adecuacin de Tierras -HIMAT, prepar y present formalmente a Planeacin Nacional un proyecto de investigacin sobre El Nio y su impacto socio-econmico. Adicionalmente, el HIMAT present en el Taller sobre el estado actual de la infraestructura cientfica y tecnolgica del sector marino, realizado en Medelln en noviembre de 1994 en el marco del IX Seminario Nacional de Ciencias y Tecnologas del Mar, un proyecto para la creacin de una institucin de carcter corporativo, dedicada exclusivamente a la investigacin sobre este tema, involucrando de manera definitiva la componente socioeconmica.

Infortunadamente estas iniciativas no prosperaron por diversos motivos, particularmente aquellos relacionados con la asignacin de recursos econmicos para el desarrollo de estos proyectos. En Colombia estamos aun muy lejos de poseer la

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cultura de la prevencin; mientras los fenmenos naturales afectan nuestras vidas, se trabaja con ahnco en la adopcin de medidas de tipo curativo y se reciben con entusiasmo las iniciativas y sugerencias para atacar el problema, pero tan pronto cesan sus efectos, todo vuelve al olvido y tanto los programas de investigacin como los proyectos de prevencin, perecen irremediablemente.

Resulto muy importante el esfuerzo realizado por las instituciones pertenecientes al comit ERFN, al preparar, publicar y difundir en septiembre de 2000 el Programa integral y multidisciplinario para el estudio sobre el fenmeno El Nio, el cual se puede considerar como la carta de navegacin del comit a mediano plazo, por cuanto incluy un Plan de Accin a 10 aos.

3.8 OTRAS PARTICULARIDADES DE LOS PROGRAMAS DE INVESTIGACIN DESARROLLADOS

Vale la pena destacar igualmente, la existencia de una capacidad de comunicacin del conocimiento para diferentes aplicaciones. Este aspecto de fundamental importancia para las actividades de prevencin y mitigacin, ha venido evolucionando favorablemente. Desde su creacin, el IDEAM cumple la funcin de llevar el conocimiento sobre estos temas a la sociedad y entrega permanentemente los avances cientficos obtenidos por sus investigadores, en un lenguaje apropiado para su lectura y aplicacin.

Hay que reconocer, sin embargo, que aun falta desarrollar investigacin relativa a la fsica de los fenmenos en lo que a su gnesis y dinmica, se refiera. Por ejemplo, el evento El Nio 1997-98 se desarroll fuera del esquema conceptual que hasta ahora ha explicado el origen y evolucin del fenmeno. Este vaco en la comprensin y el conocimiento constituye una fuerte vulnerabilidad en las entidades responsables por esta temtica, por cuanto, afecta los esquemas de prediccin sobre el advenimiento del fenmeno, que son una herramienta importante de la prevencin.

Si bien se ha avanzado en el conocimiento de los efectos sobre el medio natural y los impactos en la sociedad y la economa, este conocimiento aun se limita al grupo de investigadores, siendo ellos nicos portadores del mismo. Aunque en el IDEAM se ha avanzado en la objetivizacin de este conocimiento en esquemas de prediccin, todava se requiere hacer esfuerzos hacia la consolidacin de modelos objetivos de prediccin del fenmeno y de su efecto climtico.

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4. INDICES DE MAYOR SIGNIFICACIN UTILIZADOS EN LA VIGILANCIA Y CARACTERIZACION DE LOS FENOMENOS EL NIO Y LA NIA.

Una gran cantidad de ndices son utilizados actualmente por la comunidad cientfica para caracterizar los fenmenos del ciclo ENOS, dada la gran cantidad de variables objeto de observacin y medicin dentro del sistema climtico ocano atmsfera, en la cuenca del ocano Pacifico tropical. Probablemente los dos ndices mas utilizados en la actualidad son el ndice de la Oscilacin del Sur (de carcter atmosfrico) y el ndice Nio 3 (de carcter ocenico).

Como El Nio y La Nia son fenmenos de carcter ocenico y los ndices utilizados para determinar sus caractersticas son de la misma naturaleza, abordaremos inicialmente la descripcin de estos ndices, reparando en la sensibilidad de los mismos a efecto de seleccionar el de mayor conveniencia para la consecucin de los objetivos de este proyecto. Describiremos tambin algunos de los ndices ms significativos desde el punto de vista atmosfrico, como el caso del IOS, mal utilizado en un comienzo como identificador de El Nio y La Nia, y otros ndices de carcter mixto (ocenicos y atmosfricos), como el MEI, utilizado con un doble propsito: el de seguimiento de los fenmenos El Nio La Nia y la caracterizacin de ENOS.

4.1 INDICES OCENICOS

Ya hemos visto que los fenmenos de El Nio y La Nia estn asociados a las anomalas positivas y negativas que se observan durante varios meses en aguas del ocano Pacfico tropical. Es fcil entender entonces, el hecho de que la temperatura superficial del mar se convierta en un valioso indicador de la estructura trmica de la capa superior del ocano y en consecuencia, en una importante herramienta en el seguimiento y vigilancia de los fenmenos El Nio y La Nia.

4.1.1 Anomalas de la temperatura superficial del mar (TSM)

Para la vigilancia de la variabilidad de la TSM en la franja tropical del Pacifico, se han establecido cuatro regiones muy bien definidas a saber (figura 4.1):

Regin Occidental: (Regin Nio 4): Entre las latitudes 5 Norte y 5 Sur y las Longitudes 160 Este y 150 Oeste. Regin Central; (Regin Nio 3): Entre las latitudes 5 Norte y 5 Sur y las Longitudes 90 y 150 Oeste. Regin Centro-occidental: (Regin Nio 3-4): Entre las Latitudes 5 Norte y 5 Sur y las Longitudes 120 y 170 Oeste. Regin Oriental: (Regin Nio 1+2): Entre las Latitudes 0 y 10 S ur y las Longitudes 90 y 80 Oeste.

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Figura 4.1 Regiones El Nio, definidas por la comunidad cientfica internacional con fines de seguimiento y vigilancia de los fenmenos del Ciclo ENOS. Fuente de datos: NOAA/NCEP/CAC, USA

En cada una de estas regiones se mide la temperatura de la superficie del mar en grados Celsius y se determinan sus anomalas, evaluadas como la diferencia entre un valor mensual cualquiera y su promedio climatolgico o valor normal. La temperatura registrada en la regin Nio 1+2, es el promedio de la temperatura medida en las regiones Nio1 y Nio 2. Las anomalas estimadas corresponden a los ndices utilizados para el seguimiento de su variabilidad y sus valores mensuales aparecen en el boletn de diagnstico climtico, editado por la National Oceanic and Atmospheric Administration NOAA, de los Estados Unidos de Norteamrica.

Los ndices mas utilizados en la vigilancia de los fenmenos El Nio y La Nia son los de las regiones Nio 3 y Nio 3-4, en consideracin a que en el sector central del Pacifico tropical se observan los mayores contrastes de la termodinmica ocenica. No obstante, en la actualidad no hay consenso dentro de la comunidad cientfica mundial respecto al uso de alguno de ellos en forma prioritaria, a tal punto, que los modelos numricos de pronstico de los centros mundiales especializados predicen el comportamiento de la TSM, en trminos de anomalas, para ambas regiones.

Para poder definir entre ellos el que sirva de base para establecer la intensidad y duracin de los fenmenos de El Nio y La Nia, tendremos en cuenta las siguientes consideraciones:

El gradiente trmico a lo largo del Pacifico Ecuatorial es de unos 7 Celsius, con temperaturas superficiales del mar (TSM) cercanas a los 30 C en el borde occidental de la cuenca (Australia e Indonesia) y del orden de 23 C en el sector oriental (costas de Sudamrica). La temperatura superficial del ocano en la regin centro occidental del Pacfico tropical (Regin Nio 3-4) es cerca de 2 C ms clida y de menor variabilidad que la temperatura de la regin central (Regin Nio 3), como se puede apreciar en la figura 4.2. Este ltimo aspecto es de suma importancia en la definicin del ndice a seleccionar.

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Temperatura superficial del mar - Pacfico Tropical

22.0

24.0

26.0

28.0

30.0

Ene-

50

Ene-

53

Ene-

56

Ene-

59

Ene-

62

Ene-

65

Ene-

68

Ene-

71

Ene-

74

Ene-

77

Ene-

80

Ene-

83

Ene-

86

Ene-

89

Ene-

92

Ene-

95

Ene-

98

Ene-

01

Ene-

04

Ene-

07

C

N-34 N-3

Figura 4.2 Temperatura de superficie del mar (grados Celsius) registrada en el ocano Pacifico tropical - regin Nio 3-4 comparada con la regin Nio 3, desde 1950 hasta 2007. Ntese la magnitud de las anomalas y la mayor amplitud del rango de variabilidad en la regin Nio 3. Fuente de datos: NOAA/NCEP/CAC, USA

El hecho de que el rango de variabilidad normal de la TSM en la regin Nio 3, sea mucho ms amplio que el de la regin Nio 3-4, es una de las razones por las cuales los investigadores y los centros especializados de seguimiento de los fenmenos El Nio y La Nia no coinciden en la determinacin de las pocas de comienzo y finalizacin de los eventos, como tampoco en la determinacin de la magnitud de su intensidad en ambas reas. Al comparar los ndices obtenidos para las dos regiones aparecen en la regin Nio 3-4, ocho fenmenos El Nio que no son registrados como tales en la regin Nio 3, a saber: 1963-64, 1968-69, 1977-78, 1993, 1994-95, 2002-03, 2004-05 y 2006-07. Para el caso de la Nia ocurre algo similar, se han reportado seis eventos en los aos 1950-51, 1961-62, 1983-84, 1984-85, 1995-96 y 2000-01, que no son catalogados como fenmeno la Nia utilizando el ndice de la regin Nio 3 (figura 4.3)

Duracin Fenmenos LA NIA

0

510

1520

25

3035

40

1950

1953

1956

1959

1962

1965

1968

1971

1974

1977

1980

1983

1986

1989

1992

1995

1998

Aos de ocurrencia

Meses

ONI N3

Figura 4.3 Duracin de los fenmenos La Nia, comparando los ndices ONI y N3 (regin Nio 3). Se puede observar que durante varios aos, este ltimo ndice aparece con duracin 0 meses, es decir no se registr como evento Nia, con este ndice. Fuente de datos: NOAA/NCEP/CAC, USA

Es importante mencionar adems, que la menor variabilidad de la TSM en la regin Nio 3-4 dificulta el reconocimiento de verdaderas fases extremas de esa variable dentro del ciclo ENOS. Por las razones expuestas anteriormente, adoptamos como ndice de los fenmenos de El Nio y La Nia, el de las ANOMALIAS MENSUALES DE LA TEMPERATURA SUPERFICIAL DEL MAR EN LA REGION NIO 3 (aTSM-N3, sin desconocer el

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grado de popularidad que ha alcanzado el ndice ocenico ONI (siglas en Ingls), desarrollado recientemente por la NOAA y el cual es calculado con base en las anomalas de la TSM en la Regin Nio 3-4.

Para establecer plenamente la ocurrencia de un fenmeno El Nio (La Nia), el ndice definido (aTSM-N3) debe registrar anomalas positivas (negativas) superiores a una desviacin estndar durante un perodo no inferior a cinco meses consecutivos, es decir el 50% de la duracin promedio de los eventos.

Se espera que la comunidad cientfica mundial adopte en un futuro cercano, un ndice comn, que permita la unificacin de los anlisis y facilite su interpretacin.

4.1.2 ndice Ocenico del Nio - ONI : Este ndice es calculado como la media mvil de tres puntos de la serie mensual de anomalas de la temperatura de la superficie del mar en la Regin Nio 3-4. De acuerdo con este ndice, en condiciones El Nio (La Nia), el ONI debe ser igual superior (igual o inferior) a medio grado Celsius de anomala.

4.1.3 Anomalas de la temperatura subsuperficial del mar: Este ndice permite determinar el comportamiento de la estructura trmica subsuperficial de la franja tropical del ocano Pacfico (entre 140 Este y 80 Oeste), hasta una profundad de 400 metros. Las anomalas son desviaciones respecto al promedio del perodo 1983-1992.

4.1.3 El contenido de calor en la capa superior del ocano: Este ndice esta basado en las anomalas que se registran en la estructura trmica superficial y subsuperficial (0 300 metros de profundidad) del ocano Pacfico centro-oriental (180 100 grados de longitud oeste).

4.1.4 Comportamiento de la Termoclina: Este ndice es valorado como las anomalas que se observan en la profundidad de la isoterma de 20 C dentro de la franja ecuatorial (5 N 5 S) del ocano Pacfico tropical. Las anomalas son desviaciones respecto al promedio del perodo 1983-1992.

4.2 NDICES ATMOSFRICOS

4.2.1 ndice de Oscilacin del Sur - IOS: es calculado como las diferencias normalizadas entre la presin atmosfrica medida en Tahit (Polinesia Francesa, representa el sector central del Pacfico tropical) y Darwin (norte de Australia, representa el sector occidental) y es un indicador de las fluctuaciones de la masa atmosfrica entre los sectores centro-oriental y occidental del pacfico. Diferentes cientficos han desarrollado metodologas para el clculo del IOS; el obtenido por el Climate Analysis Center de la NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) de los Estados Unidos, es el ms utilizado por la comunidad que hace seguimiento e investigaciones sobre el ENOS.

4.2.2 Vientos: Se utilizan tambin otros ndices atmosfricos igualmente eficaces en caracterizar los fenmenos del ciclo ENSO, como las anomalas de viento zonal en niveles bajos (850 hectopascales - hPa) y el flujo zonal de altura a 200 hPa, el cual sirve para describir los vientos troposfricos, cuyas anomalas tienden a oponerse a los de 850 hPa. Los vientos zonales en 850 hPa, corresponden al movimiento del aire que sopla de Este a Oeste, a una altura aproximada de 1500 metros sobre el nivel del mar, en tanto que los vientos en 200 hPa, soplan de Oeste a Este, a una altura aproximadamente de 12 kilmetros.

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4.2.3 Temperatura del Aire: La temperatura del aire en la media troposfera (500 hPa) es un indicador del contenido de calor de la troposfera tropical y constituye un valioso indicador de los procesos de la componente atmosfrica dentro del ENOS.

4.2.4 Radiacin Solar de Onda Larga: Este importante ndice est relacionado con la radiacin solar de onda larga saliente de la tierra (OLR), la cual es una medida indirecta de la conveccin, por cuanto sus valores extremos estn asociados directamente a conveccin profunda (mnimos de OLR) o ausencia de sta (mximos de OLR). El seguimiento de la OLR se realiza directamente va el satlite; su valor en las vecindades de la lnea de cambio de fecha en el Pacfico tropical (180 de longitud) determina la frecuencia y la magnitud de la actividad convectiva asociada a los procesos de ENOS.

4.3 NDICES MIXTOS

Se han desarrollado algunos ndices de carcter mixto que involucran tanto variables atmosfricas como ocenicas en su composicin. Uno de los ms conocidos es el ndice MEI (Multivariate ENSO Index).

4.3.1 ndice Multivariado del ENSO - MEI: Este ndice puede ser entendido como la media ponderada de seis variables sobre el Pacifico tropical, a saber: presin atmosfrica a nivel del mar, componente zonal (este-oeste) y meridional (norte-sur) del viento en superficie, temperatura de la superficie del mar, temperatura del aire en superficie, y cantidad total de nubosidad. Los valores positivos del MEI representan la fase caliente de ENOS (EL Nio).

5. INDICE SELECCIONADO PARA LOS PROPSITOS DE ESTE PROYECTO: ANOMALIAS DE LA TEMPERATURA SUPERFICIAL DEL MAR EN EL PACIFICO CENTRAL REGION NIO 3

5.1 DESCRIPCION DE LA VARIABLE

La regin del Pacifico central (Regin Nio 3) ha sido considerada un rea muy sensible a las alteraciones que se producen en el sistema acoplado ocano atmsfera durante la ocurrencia de los fenmenos del Ciclo ENOS. Considerando tan solo un aspecto de la componente atmosfrica, se puede mencionar que es all justamente donde la celda convectiva de la circulacin de Walter (lluvias abundantes) se ubica durante los episodios de El Nio y desaparece durante la fase opuesta. Ahora, en relacin con la componente ocenica, es importante notar la buena definicin que se observa en las alteraciones de estructura trmica superficial del ocano, durante la ocurrencia de ambas fases (Nio y Nia).

Para efectos de vigilancia y prediccin, la comunidad internacional ha definido el rea comprendida ente las latitudes 5 Norte y 5 Sur y las Longitudes 90 y 150 Oeste, como la regin Nio 3 y desde 1950 se han efectuado mediciones de la temperatura superficial del mar y se han calculado sus anomalas (figura 5.1), cuyas series de tiempo son ofrecidas por los centros internacionales especializados, como el Climate Analysis Center de la NOAA (EU).

5.2 ESTADISTICOS CARACTERISTICOS

Las anomalas positivas registradas en la temperatura superficial del mar durante los fenmenos El Nio, son de mayor magnitud que las negativas observadas durante La Nia. En el Pacifico central (regin Nio 3), por ejemplo, son prcticamente el doble, si

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comparamos la mxima desviacin positiva (3.9 C) r egistrada durante El Nio 1997-98 contra la mnima desviacin negativa (-2.02 C) registrada durante La Nia 1954-56 (ver figura 5.2). Algo similar ocurre analizando la desviacin estndar de la serie de anomalas positivas (0.77) con la de las anomalas negativas (0.40). Esa mayor amplitud en el rango de variabilidad de las anomalas positivas esta asociada igualmente con su varianza, ya que sta es prcticamente el triple de correspondiente a las anomalas negativas. Otros estadsticos caractersticos de la serie completa y sus componentes positivas y negativas se pueden apreciar en los datos de la tabla 5.1.

Tabla 5.1 Estadsticos caractersticos de la secuencia temporal de anomalas de la temperatura superficial del mar en la regin Nio 3 del ocano Pacfico tropical y sus componentes positivas y negativas, registrados durante el perodo 1950-2001.

Anomalas Anomalas Anomalias Positivas NegativasSerie Completa Positivas Negativas > 1.03 < -0.79

No Total de datos 639 326 313 97 80Mnimo -2.02 0.00 -2.02 1.03 -2.02Mximo 3.90 3.90 0.02 3.90 -0.79Media 0.12 0.91 -0.57 1.74 -1.13Desviacin Std 0.91 0.76 0.40 0.74 0.26

El anlisis de la serie de anomalas acumuladas durante el perodo 1950-2001 muestra una tendencia creciente y sostenida durante los ltimos treinta aos, favorecida por la ocurrencia de dos eventos intensos de El Nio (1982-83 y 1997-98) durante este lapso, como se puede observar claramente en la figura 5.1.

Anomalas acumuladas de TSM en la regin Nio 3

y = 0.0002x2 - 0.3078x + 87.206

-40

-20

0

20

40

60

80

100

Ene-

50

Ene-

53

Ene-

56

Ene-

59

Ene-

62

Ene-

65

Ene-

68

Ene-

71

Ene-

74

Ene-

77

Ene-

80

Ene-

83

Ene-

86

Ene-

89

Ene-

92

Ene-

95

Ene-

98

Ene-

01

Figura 5.1 Anomalas acumuladas de la temperatura de superficie del mar (grados Celsius) registradas en el Pacifico tropical Regin Nio 3, desde 1950 hasta 2001. Se puede apreciar muy bien crecimiento sostenido de la variable a partir del ao 1975. Fuente de datos: NOAA/NCEP/CAC, USA

5.3 CLASIFICACION DE LOS FENOMENOS DEL CICLO ENOS

Uno de los aspectos ms importantes de este proyecto, es la categorizacin de los fenmenos del Ciclo ENOS en funcin de la intensidad de los mismos. La intensidad es el fiel reflejo de la magnitud de las anomalas que se registran, tanto en el ocano Pacfico tropical como en la atmsfera que yace sobre l. Las anomalas que se observan en ambos fluidos no son siempre de magnitud proporcional a la intensidad

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que se asigna al fenmeno. Aunque algunos autores han categorizado los diferentes eventos ocurridos, actualmente no existe una metodologa estndar para clasificarlos, ni hay acuerdos sobre el tipo de ndice a utilizar con este propsito; algunos se basan en la magnitud de las anomalas de la temperatura superficial del mar, otros en el ndice de oscilacin del sur y, ltimamente, se estn desarrollando ndices multivariados con este mismo propsito.

Asumiendo una distribucin normal en la secuencia temporal de anomalas de la temperatura superficial del mar (aTSM) en la regin Nio 3, se puede obtener una clasificacin de los eventos, como Dbiles, Moderados y Fuertes, con base en la desviacin estndar () de la serie, como se aprecia en los datos de la tabla 5.2. Estudiando los deciles de esta serie, se puede comprobar que las anomalas correspondientes a estas tres categoras estn restringidas a los deciles noveno y dcimo (valores altos).

Tabla 5.2 Clasificacin de los fenmenos El Nio con base en diferentes rangos de la desviacin estndar de la serie de anomalas de la Temperatura Superficial del Mar (TSM) registrada en el ocano Pacfico central (Regin Nio3) y su equivalente en grados Celsius.

NIOS Rangos (D. Std.) Indice Nio 3 Anomalas positivasNo Datos 639 326

Media 0.12 0.91Desviacin Estndar 0.91 0.76

% Desviacin 83.5%Media + D. Std 1.03 1.67Evento Dbil 1,0 s < aTSM < 1,5 s 1,03 - 1,485 1,67 - 2,05

Evento Moderado 1.5 s < aTSM < 2,0 s 1.485 - 1.94 2,05 - 2.43Evento Fuerte aTSM > 2 ,0 s > 1,94 > 2.43

Una clasificacin de los fenmenos El Nio ocurridos en los ltimos 50 aos, con su respectiva intensidad y duracin identificados por las anomalas de la TSM en el ocano Pacfico central (Regin Nio3), se puede observar en los datos de la tabla 5.3.

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Tabla 5.3 pocas de ocurrencia de fenmenos El Nio clasificados por su intensidad y duracin, de acuerdo a la magnitud de las anomalas positivas de la Temperatura Superficial del Mar (TSM) registradas en el ocano Pacfico central (Regin Nio3). El ndice corresponde al valor medio de las anomalas mensuales durante el perodo de permanencia de las mismas y es consistente con el rango de clasificacin presentado en la tabla 5.2.

Dbil Inicio Final Duracion Indice Indice Mx. Fecha1951 Jul-51 Dic-51 6 1.14 1.27 Oct-51

1969-70 May-69 Ene-70 9 0.99 1.40 Dic-691976-77 Ago-76 Ene-77 6 1.11 1.23 Oct-76

Moderado1957-58 Jun-57 Feb-58 9 1.31 1.81 Dic-571965-66 Jun-65 Ene-66 8 1.46 1.77 Dic-651986-87 Oct-86 Dic-87 15 1.40 2.03 Sep-871991-92 Oct-91 May-92 8 1.44 1.66 May-92

Fuerte1972-73 May-72 Feb-73 10 1.81 2.64 Dic-721982-83 May-82 Ago-83 16 2.07 3.60 Ene-831997-98 May-97 May-98 13 2.74 3.90 Dic-97

En la figura 5.2 se puede comprobar que la magnitud de las anomalas positivas registradas en la temperatura superficial del mar durante los eventos calidos, son casi el doble de las anomalas negativas registradas en la fase fra.

Anomalas de la temperatura superficial del mar en el Pacifico tropical - Regin Nio

-3.00-2.00-1.000.001.002.003.004.00

Ene

-50

Ene

-53

Ene

-56

Ene

-59

Ene

-62

Ene

-65

Ene

-68

Ene

-71

Ene

-74

Ene

-77

Ene

-80

Ene

-83

Ene

-86

Ene

-89

Ene

-92

Ene

-95

Ene

-98

Ene

-01

Figura 5.2 Anomalas de temperatura de superficie del mar (grados Celsius) registradas en el Pacifico tropical Regin Nio 3, desde 1950 hasta 2003. Ntese la magnitud de las anomalas durante el evento calido de 1997-98 y en el evento fro de 1954-56. Fuente de datos: NOAA/NCEP/CAC, USA

Esta diferencia en la magnitud de las anomalas entre ambas fases (Nio y Nia), conlleva a que los rangos de variabilidad para los dos eventos sean igualmente diferentes. Los datos presentados en la tabla 5.4, relativos a los eventos fros (la Nia), comprueba este hecho. El anlisis de los deciles de las series de TSM asociadas a los fenmenos La Nia corrobora que las anomalas correspondientes a las categoras dbil, moderada y fuerte estn localizadas nicamente en los dos primeros deciles (valores bajos).

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Tabla 5.4 Clasificacin de los fenmenos La Nia con base en diferentes rangos de la desviacin estndar de la serie de anomalas positivas de la Temperatura Superficial del Mar (TSM) registrada en el ocano Pacfico central (Regin Nio3) y su equivalente en grados Celsius.

NIAS Rangos (D. Std.) Indice Nio 3 Anomalas negativosNo Datos 639 313

Media 0.12 -0.57Desviacin Estndar 0.91 0.4

% Desviacin 44.0%Media - D. Std -0.79 -0.97Evento Dbil 1,0 s < aTSM < 1.3 s (-0,79) - (-1.063) (-1,02) - (-1.137)

Evento Moderado 1.3 s < aTSM < 1.6 s (-1.063) - (-1.336) (-1.137) - (-1.254)Evento Fuerte aTSM > 1.6 s < -1.336 < -1.254

En la Tabla 5.5 se presentan los fenmenos La Nia ocurridos en los ltimos 50 aos, con su respectiva intensidad y duracin identificados por la TSM en la regin central del Pacfico tropical (Nio 3). En el perodo de registros instrumentales de la temperatura superficial del mar, es posible identificar los eventos fros del 1954-1956, 1964, 1967-1968, 1970-1971, 1973-1974, 1975-976, 1988-1989, 1999-2000. Los mejor documentados son los de los ltimos tres decenios.

Tabla 5.5 pocas de ocurrencia de fenmenos La Nia clasificados por intensidad y duracin, de acuerdo a la magnitud de las anomalas negativas de la Temperatura Superficial del Mar (TSM) registrada en el ocano Pacfico central (Regin Nio3). El ndice corresponde al valor medio de las anomalas mensuales durante el perodo de permanencia de las mismas y es consistente con el rango de clasificacin presentado en la tabla 5.4.

Dbil Inicio Final Duracion Indice Indice Mx. Fecha1964 Abr-64 Dic-64 9 -0.88 -1.33 May-64

1967-68 Sep-67 Mar-68 7 -0.88 -1.28 Feb-68Moderado1954-55 Abr-54 Dic-55 21 -0.87 -2.02 Nov-551973-74 Jun-73 Feb-74 9 -1.11 -1.37 Ene-741975-76 Jun-75 Feb-76 9 -1.01 -1.51 Ene-76Fuerte

1970-71 Jun-70 Feb-71 9 -1.16 -1.50 Jul-701988-89 May-88 Mar-89 11 -1.35 -1.75 Jun-881999-00 Ago-99 Feb-00 7 -1.16 -1.60 Ene-00

6. ASPECTOS METODOLGICOS

En este contexto, es importante describir los aspectos de carcter metodolgico desarrollados en la actualizacin del componente Meteorolgico del estudio sobre el efecto climtico de los fenmenos El Nio y La Nia en Colombia. La informacin relacionada con la base de datos y el inventario general de las series seleccionadas, es complementaria a la ofrecida en la Memoria inherente a los algoritmos y programas de software desarrollados por el Ing. Nelly Nova, la cual hace parte integral de este informe final, junto con los mapas y tablas elaboradas.

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6.1 BASE DE DATOS UTILIZADA

Los elementos meteorolgicos que caracterizan la atmsfera (presin, temperatura, humedad, precipitacin, etc.) presentan diferentes rangos de variabilidad entre unos y otros. La variabilidad mensual de la temperatura del aire, por ejemplo, es muy pequea comparada con la de la precipitacin. Algunos parmetros estn acotados inferiormente pero se caracterizan por presentar amplios rangos de variabilidad superior, tal como ocurre con este ltimo parmetro. Por ello, la densidad de las redes de medicin para cada uno de ellos es igualmente variable. Los parmetros meteorolgicos de mayor variabilidad exigen, normalmente, una red de mediciones ms densa. La red de estaciones meteorolgicas de Colombia esta constituida por cerca de 5200 estaciones, de las cuales un poco mas del 50% son de propiedad del IDEAM. De stas, el 71% son pluviomtricas (mediciones de precipitacin) y el porcentaje restante son de tipo Climatolgico (mediciones de precipitacin, temperatura y algunas otras variables climticas).

6.1.1 Inventario general de la informacin disponible

La informacin utilizada en este proyecto es obtenida directamente de la base de datos central del IDEAM (plataforma SISDHIM). La base del anlisis es la informacin mensual. Se utilizaron los meses que tuvieran mas de 20 das de informacin y los aos que tuvieran al menos 10 meses de datos. Se seleccionaron igualmente, aquellos series que dispusieran del total mensual (precipitacin) la media mensual (temperatura), as no contaran con el respaldo de los datos diarios. Del anlisis del inventario general de la informacin pluviomtrica y termomtrica disponible en la base de datos central, se obtuvieron las siguientes conclusiones:

6.1.1.1 Precipitacin

Dado que existen datos de anomalas de la temperatura superficial del mar en la regin central (Nio-3) del ocano Pacfico tropical desde 1950, se analiza el comportamiento de las precipitaciones en el pas desde dicha poca. Para este lapso se dispone de un total de 2010 series pluviomtricas, de las cuales 1669 cuentan con ms de 20 aos de datos mensuales de precipitacin. No todas las series tienen los aos completos, es decir, aos con doce meses de informacin.

A partir de 1969, ao de creacin del Servicio Colombiano de Meteorologa e Hidrologa, aument considerablemente el nmero de estaciones meteorolgicas en el pas y la informacin disponible se concentr en el perodo 1970-2005, como puede apreciarse en los datos consignados en la tabla No 6.1, donde aparecen desglosados el total de estaciones con aos completos aos con meses faltantes, para cada uno de los eventos Nio y Nia categorizados como dbil, moderado fuerte.

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Tabla 6.1 Nmero de estaciones con aos de informacin disponible para cada uno de los perodo en que se presentaron eventos la Nia Y El Nio.

Nmero de estaciones con aos de informacin disponible para cada uno de los perodo en que se presentaron eventos la Nia

1964 1967 1968 1954 1955 1956 1973 1974 1975 1976 1970 1971 1988 1989 1999 2000

Total de estaciones 234 289 326 48 41 42 826 918 966 1077 560 621 1536 1536 1375 1390Total de estaciones con:Aos completos 230 279 314 48 39 42 782 882 945 1064 538 613 1529 1530 1354 1385Aos con 11 meses 4 3 4 25 25 11 2 2 4 1 1 10 3Aos con 10 meses 7 8 2 19 11 10 11 20 4 6 5 11 2

Nmero de estaciones con aos de informacin disponible para cada uno de los perodo en que se presentaron eventos El Nio

1951 1969 1970 1976 1977 1957 1958 1965 1966 1986 1987 1991 1992 1972 1973 1982 1983 1997 1998

Total de estaciones 18 516 560 1077 1081 73 74 241 280 1547 1565 1561 1569 709 826 1316 1366 1519 1471Total de estaciones con:Aos completos 18 513 538 1064 1078 70 69 239 275 1529 1555 1553 1563 700 782 1294 1353 1515 1465Aos con 11 meses 1 2 2 0 1 2 3 13 3 5 2 2 25 11 8 1 4Aos con 10 meses 2 20 11 3 3 4 2 5 7 3 4 7 19 11 5 3 2

EVENTOS LA NIA

EVENTO EL NIO

MODERADO FUERTE

DBIL MODERADO FUERTE

DBIL

Otro aspecto importante de resaltar es la distribucin irregular de las estaciones a lo largo y ancho del pas. En las regiones Caribe y Andina, donde se concentra la mayor cantidad de la poblacin y donde se localizan los principales polos agroindustriales del pas, se caracterizan por una buena densidad de estaciones, en marcado contraste con las regiones Pacfica, Orinoquia y Amazonia, donde es muy baja, como se observa en el histograma de la figura 6.1

NMERO DE ESTACIONES SELECCIONADAS POR DEPARTAMENTO

0

50

100

150

200

250

Figura 6.1 Distribucin de las 2010 estaciones meteorolgicas seleccionadas por departamento. Ntese el contraste entre los departamentos de las regiones Andina y Caribe con los departamentos de las regiones Pacfica, Orinoquia y Amazonia.

6.1.1.2 Temperatura del aire

De 1950 a la fecha se dispone de 786 estaciones climatolgicas con ms de 10 aos de datos mensuales de temperatura del aire. Igual que ocurre con las series de precipitacin, no todas las estaciones tienen los aos completos. En consecuencia, se descartaron 60 estaciones que no disponan siquiera del 90% de informacin requerida. En la tabla No 6.2, aparecen desglosadas el total de estaciones climatolgicas con aos completos aos con meses faltantes, para cada uno de los eventos categorizados como dbil, moderado fuerte.

24

Tabla 6.2 Nmero de estaciones con aos de informacin termomtrica disponible para cada uno de los perodo en que se presentaron eventos la Nia Y El Nio.

Nmero de estaciones con aos de informacin disponible para cada uno de los perodo en que se presentaron eventos la Nia

1964 1967 1968 1954 1955 1956 1973 1974 1975 1976 1970 1971 1988 1989 1999 2000

Total de estaciones 80 101 129 28 26 54 233 237 235 251 180 188 298 334 359 349Total de estaciones con:Aos completos 78 99 119 28 26 54 213 212 218 238 174 182 287 326 357 345Aos con 11 meses 1 1 2 0 0 0 14 16 7 8 0 2 8 4 1 3Aos con 10 meses 1 1 8 0 0 0 6 9 10 5 6 4 3 4 1 1

Nmero de estaciones con aos de informacin disponible para cada uno de los perodo en que se presentaron eventos El Nio

1951 1969 1970 1976 1977 1957 1958 1965 1966 1986 1987 1991 1992 1972 1973 1982 1983 1997 1998

Total de estaciones 15 132 180 251 229 71 69 90 99 280 311 316 335 204 233 282 296 328 352Total de estaciones con:Aos completos 15 127 174 238 217 70 69 77 95 269 297 304 320 193 213 255 274 317 348Aos con 11 meses 0 4 0 8 8 0 0 7 2 10 8 2 8 4 14 16 8 6 2Aos con 10 meses 0 1 6 5 4 1 0 6 2 1 6 10 7 7 6 11 14 5 2

EVENTO EL NIO DBIL MODERADO FUERTE

EVENTOS LA NIA DBIL MODERADO FUERTE

La red de estaciones climatolgicas tambin se caracteriza por una distribucin irregular a lo largo y ancho del pas. En el caso de los registros de temperatura del aire, las regiones Pacfica, Orinoquia y Amazonia se caracterizan igualmente por su baja densidad, como se registra en el histograma de la figura 6.2

NMERO DE ESTACIONES SELECCIONADAS POR DEPARTAMENTO

0102030405060708090

Figura 6.2 Distribucin de las 726 estaciones climatolgicas seleccionadas por departamento. Aparece nuevamente un fuerte contraste entre los departamentos de las regiones Andina y Caribe con los departamentos de las regiones Pacfica, Orinoquia y Amazonia.

6.2 Clculo de ndices de anomalas de precipitacin

Se construyen ndices mensuales, trimestrales, estacionales y de periodo extendido que detectan anomalas o alteraciones del comportamiento de la precipitacin con respecto a la media multianual (perodo 1961-2005). Las anomalas son calculadas como el cociente, expresado en porcentaje (%), entre un dato cualquiera y su valor promedio.

6.2.1 ndice puntual (no acumulado)

Si el ndice es puntual, es decir, para un solo mes en particular, el ndice (Ip) se calcula de acuerdo con la siguiente expresin:

25

100=j

ijij P

PIp

Donde:

ijIp - es el ndice del parmetro del mes j y el ao i; Pij - es el valor del parmetro a nivel mensual del mes j y el ao i; P j - es el promedio multianual (perodo 1961-2005) del parmetro del mes j.

6.2.2 ndice Acumulado

Posteriormente se construye el ndice acumulado iIa trimestral, estacional o para cualquier perodo de tiempo definido en trminos de meses, de acuerdo con la siguiente expresin:

=

=

=

2

1

Nj

Njiji PIa /

j N

j N

1

2

P j

Donde:

IP i - es el ndice acumulado del parmetro para cada perodo definido en el ao i; N1, N2 son los meses de inicio del ao i y de finalizacin del ao i e i + 1 Pij - es el valor del parmetro en el mes j del ao i; P j - es el promedio multianual (perodo 1961-2005) del parmetro en el mes j.

Con base en el ndice puntual o acumulado, definido como IPi en general, se establecen las siguientes categoras de interpretacin, que corresponden a las utilizadas actualmente por el IDEAM para caracterizar el comportamiento de la precipitacin:

Rango de variacin Descripcin del efecto IPi 40% Dficit severo (muy por debajo de lo normal) 40% < IPi 80% Dficit (por debajo de lo normal) 80% < IPi 120% Normal 120% < IPi 160% Excedente (por encima de lo normal) IPi > 160% Excedente severo (muy por encima de lo normal)

Para cada estacin se calcula el ndice acumulado, en trminos porcentuales, cubriendo la totalidad del perodo, los trimestres las temporadas secas lluviosas afectadas por los eventos Nio y Nia de diferentes categoras de intensidad (dbil, moderado fuerte). Para cada caso, se obtiene una matriz de n estaciones x m eventos, con el ndice porcentual acumulado.

6.2.3 ndice Categrico

Se define un ndice categrico para los 5 rangos de afectacin que permite restringir la variabilidad (absoluta o relativa) de las anomalas registradas en los

26

parmetros meteorolgicos, asignndole a cada rango de comportamiento, uno de los siguientes valores:

Rango de variacin Descripcin del efecto ndice Categrico IPi 40% Dficit severo -2 40% < IPi 80% Dficit -1 80% < IPi 120% Normal 0 120% < IPi 160% Excedente 1 IPi > 160% Excedente severo 2

Para cada estacin se calcula el ndice categrico, para los mismos perodos de tiempo y categoras de evento, como los definidos para el ndice acumulado, obteniendo igualmente una matriz de n estaciones x m eventos.

6.2.4 Tabla de Frecuencias

A partir de la matriz de ndices categricos, se calculan las frecuencias absolutas y relativas con la que se presenta cada ndice dentro de cada una de las categoras definidas (-2, -1, 0, 1, 2) para el perodo afectado en cada uno de los eventos, para los perodos afectados durante los eventos dbiles, moderados fuertes; igual procedimiento se utiliz para los trimestres y las temporadas lluviosas y secas de las regiones naturales estudiadas. Las matrices resultantes, consideran para todas las estaciones seleccionadas, las frecuencias con las que se presentan los diferentes grados de afectacin dentro de las cinco categoras definidas.

6.2.5 Tabla de Probabilidades

Con base en la matriz resultante de las frecuencias, se estima la condicin ms probable de afectacin para los eventos El Nio y La Nia de tipo estndar (evento tpico), dbil, moderado fuerte y para los correspondientes perodos trimestrales y temporadas secas y lluviosas. De esta matriz se conforman las tablas para la elaboracin de los mapas de afectacin categrica y los mapas de la condicin ms probable, a diferentes niveles de confiabilidad (60, 75 y 90%). En la determinacin de la condicin ms probable, se utiliza un criterio de seleccin que favorece la poca (Nio Nia) que se analiza, cuando existe igual porcentaje de presentacin en dos ms categoras en particular.

6.2.6 Determinacin cuantitativa de las reas afectadas

Se pueden determinar cuantitativamente, en trminos absolutos y/o relativos, las reas afectadas a nivel municipal para todo el territorio nacional, haciendo uso de Sistemas de Informacin Geogrfica (SIG) y de conformidad con las siguientes caractersticas:

Para 2 reas con probabilidad de afectacin por dficit severo Para 1 reas con probabilidad de afectacin por dficit Para 0 reas con probabilidad de comportamiento pluviomtrico normal Para 1 reas con probabilidad de afectacin por excedente Para 2 reas con probabilidad de afectacin por excedente severo

6.2.7 Productos obtenidos de la evaluacin de los perodos de afectacin

A partir de los ndices mensuales, trimestrales, estacionales acumulados de periodo extendido, se analizan diferentes pocas de alteracin de la precipitacin

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durante los eventos de El Nio y La Nia, para el territorio de la repblica de Colombia, obtenindose los siguientes productos, a saber:

1. Determinacin de la probabilidad de afectacin por dficit severo, dficit, excedente excedente severo y de la probabilidad de comportamiento pluviomtrico normal para eventos El Nio y La Nia tpicos (eventos estndar, es decir, sin considerar la intensidad de las anomalas registradas). Igualmente se estima la condicin ms probable y tambin el grado de afectacin con una probabilidad igual superior al 75%. Total de mapas: 14

2. Determinacin de la afectacin del patrn pluviomtrico de Colombia durante cada uno de los fenmenos El Nio (diez eventos) y La Nia (ocho eventos), ocurridos desde 1950. Total de mapas: 18

3. Determinacin de la probabilidad de afectacin, para las cinco categoras definidas, en presencia de eventos El Nio y La Nia de carcter dbil, moderado fuerte. Estimacin de la condicin ms probable y del grado de afectacin con una probabilidad igual superior al 75%. Total de mapas: 42

4. Determinacin de la probabilidad de afectacin para las cinco categoras definidas, para el tercero y cuarto trimestres del primer ao y el primero del segundo ao, en presencia de un fenmeno tpico de El Nio y La Nia. Total de mapas: 42. Para los eventos de carcter dbil, moderado y fuerte se estima solamente la condicin ms probable y el grado de afectacin con una probabilidad igual superior al 75%, para los tres trimestres considerados. Total de mapas: 36. Total de mapas de esta categora: 78

Nota: De requerirse un anlisis trimestral a nivel de categoras Dbil, Moderado y Fuerte, tanto para Nio como para Nia, se pueden obtener 126 mapas adicionales.

5. Determinacin de la probabilidad de afectacin estacional (temporadas secas y lluviosas) para las cinco categoras definidas, en presencia de un fenmeno tpico de El Nio y La Nia, en las regiones Andina, Caribe, Orinoquia, Amazonia y Pacfica. Estimacin de la condicin ms probable y del grado de afectacin a un nivel del 75%. Total de mapas de esta categora: 224.

Nota: De manera similar a lo anotado en el punto anterior, es posible construir 672 mapas adicionales si se consideran las categoras dbil, moderado y fuerte, tanto para Nio como para Nia y considerando las cinco categoras definidas y estimacin de la condicin ms probable y del grado de afectacin a un nivel del 75%.

En sntesis, se elaboraron 376 mapas para determinar la afectacin del patrn pluviomtrico de Colombia por los fenmenos de El Nio y La Nia, considerando cuatro categoras de evento (Tpico, dbil, moderado y fuerte), siete tipos de afectacin (Dficit severo, dficit, excedente, excedente severo, reas con comportamiento normal, condicin ms probable y grado de afectacin con una probabilidad igual superior al 75%) y afectacin en perodos Trimestrales y Estacionales.

Para facilitar la identificacin de los mapas se construy un cdigo para diferenciar el parmetro analizado (precipitacin temperatura), el tipo de evento (Nio Nia), el perodo de afectacin (trimestres) y la estacionalidad de las diferentes

28

regiones naturales del pas (temporadas lluviosa secas). En el anexo 1, aparecen las tablas que describen cada uno de los mapas.

6.3 Clculo de ndices de anomalas de temperatura del aire

Se construyen ndices mensuales y de periodo extendido IT que detectan anomalas o alteraciones del comportamiento de la temperatura del aire, con respecto a la media multianual (perodo 1961-2005). Las anomalas son calculadas como la diferencia entre un dato cualquiera y su valor promedio, en trminos absolutos.

6.3.1 ndice puntual (no acumulado)

Si el ndice es puntual, es decir, para un solo mes en particular, el ndice (It) se calcula de acuerdo con la siguiente expresin:

Itij = Tij - Tj

Donde:

Itij - es el ndice del parmetro del mes j y el ao i; Tij - es el valor del parmetro a nivel mensual del mes j y el ao i; Tj - es el promedio multianual (perodo 1961-2005) del parmetro del mes j.

6.3.2 ndice Acumulado

Posteriormente se construye el ndice acumulado ITij trimestral, estacional o para cualquier perodo de tiempo definido en trminos de meses, de acuerdo con la siguiente expresin:

ITij = j N

j N

1

2

Tij / n - j N

j N

1

2

Tj /n

Donde:

ITij - es el ndice acumulado del parmetro para cada perodo definido en el ao i; N1, N2 son los meses de inicio del ao i y de finalizacin del ao i e i + 1 Tij - es el valor del parmetro en el mes j del ao i; Tj - es el promedio multianual (perodo 1961-2005) del parmetro en el mes j. n - es el nmero de meses afectados, estimado como la diferencia entre N2 y N1

Con base en los ndices puntuales y acumulados se establecen las siguientes categoras de interpretacin, considerando los rangos utilizados por el IDEAM en la determinacin de las anomalas mensuales de este parmetro:

Rango de variacin Descripcin del efecto IT -0.5 C Enfriamiento severo (muy por debajo de lo normal)

-0.5 C < IT -0.2 C Enfriamiento (por debajo de lo normal) -0.2 C < IT 0.2 C Normal 0.2 C < IT 0.5 C Calentamiento (por encima de lo normal)

IT > 0.5 C Calentamiento severo (muy por encima de lo normal)

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6.3.3 ndice Categrico

Se define un ndice categrico para los 5 rangos de afectacin que permite restringir la variabilidad (absoluta o relativa) de las anomalas registradas en los parmetros meteorolgicos, asignndole a cada rango de comportamiento, uno de los siguientes valores:

Rango de variacin Descripcin del efecto ndice Categrico IT -0.5 C Enfriamiento severo -2

-0.5 C < IT -0.2 C Enfriamiento -1 -0.2 C < IT 0.2 C Normal 0 0.2 C < IT 0.5 C Calentamiento 1

IT > 0.5 C Calentamiento severo 2

Siguiendo un procedimiento similar al de la precipitacin, se calcula para cada estacin el ndice categrico, cubriendo los mismos perodos de afectacin para los eventos Nio y Nia, as como las diferentes categoras de intensidad. Para cada caso, se obtiene una matriz de n estaciones x m eventos.

6.3.4 Tablas de frecuencias, tablas de probabilidades y determinacin Cuantitativa de las reas afectadas.

El procedimiento para la elaboracin de las tablas de frecuencia y de probabilidad, as como la determinacin cuantitativa de las reas afectadas es similar al descrito en los numerales 6.2.4 al 6.2.6 relacionadas con la precipitacin.

6.3.5 Productos obtenidos de la evaluacin de los perodos de afectacin

1. Determinacin de la probabilidad de afectacin por calentamiento severo, calentamiento, enfriamiento enfriamiento severo y de la probabilidad de comportamiento termomtrico normal para eventos El Nio y La Nia tpicos (eventos estndar, es decir, sin considerar la intensidad de las anomalas registradas). Igualmente se estima la condicin ms probable y tambin el grado de afectacin con una probabilidad igual superior al 75%. Total de mapas: 14

2. Determinacin de la afectacin del patrn termomtrico de Colombia durante cada uno de los fenmenos El Nio (diez eventos) y La Nia (ocho eventos), ocurridos desde 1950. Total de mapas: 18

3. Determinacin de la probabilidad de afectacin, para las cinco categoras definidas, en presencia de eventos El Nio y La Nia de carcter dbil, moderado fuerte. Estimacin de la condicin ms probable y del grado de afectacin con una probabilidad igual superior al 75%. Total de mapas: 42

4. Determinacin de la probabilidad de afectacin para las cinco categoras definidas, para el tercero y cuarto trimestres del primer ao y el primero del segundo ao, en presencia de un fenmeno tpico de El Nio y La Nia. Total de mapas: 42. Para los eventos de carcter dbil, moderado y fuerte se estima solamente la condicin ms probable y el grado de afectacin con una probabilidad igual superior al 75%, para los tres trimestres considerados. Total de mapas: 36. Total de mapas de esta categora: 78

30

Nota: De requerirse un anlisis trimestral a nivel de categoras Dbil, Moderado y Fuerte, tanto para Nio como para Nia, se pueden obtener 126 mapas adicionales.

En sntesis, se elaboraron 152 mapas para determinar la afectacin del patrn termomtrico de Colombia por los fenmenos de El Nio y La Nia, considerando cuatro categoras de evento (Tpico, dbil, moderado y fuerte), siete tipos de afectacin (Dficit severo, dficit, excedente, excedente severo, reas con comportamiento normal, condicin ms probable y grado de afectacin con una probabilidad igual superior al 75%) y afectacin en perodos Trimestrales y Estacionales.

7. ANLISIS DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS

7.1 ESTADSTICAS RELACIONADAS CON LAS MAYORES PROBABILIDADES DE AFECTACIN

Con miras determinar el tipo de efecto que los fenmenos El Nio y La Nia producen sobre los patrones de precipitacin y temperatura del aire en Colombia, se examinaron los datos porcentuales correspondientes a la mayor probabilidad de afectacin para cada una de las categoras definidas, obtenindose los siguientes resultados:

La seal caracterstica del Nio reflejada en dficits de precipitacin y aumentos de la temperatura del aire, particularmente en las regiones Andina y Caribe, no aparece bien definida en la determinacin de El Nio Tpico (fenmeno estudiado en forma integral, sin considerar la intensidad de las anomalas registradas); el 62% de las series pluviomtricas analizadas indican un comportamiento normal en presencia de un Nio de estas condiciones y tan solo el 36% muestra la seal caracterstica, como se puede apreciar en los datos de la tabla 7.1.

Tabla 7.1 Datos porcentuales correspondientes a la mayor probabilidad de afectacin pluviomtrica en cada una de las categoras definidas: dficit severo (-2), dficit (-1), normal (0), excedente (1) y excedente severo (2)

EVENTO Nio Tpico 1 36 62 1 0

Nia 0 1 38 49 11

Nio Dbil 2 48 46 3 0

Nia 1 11 70 15 4 CATEGORA Nio Moderado 2 50 46 1 0

Nia 0 1 29 55 15

Nio Fuerte 2 42 54 2 0

Nia 0 1 33 51 14

Nio 3er Trimestre 12 52 34 2 0

Nia 0 3 36 33 28 TRIMESTRES Nio 4o Trimestre 5 46 46 3 0 (Evento Tpico) Nia 0 3 38 45 14

Nio 1er Trimestre 24 56 16 2 1

Nia 5 7 27 29 32

31

Los Nios de carcter dbil y moderado presentan un porcentaje mayoritario (entre 48 y 50%) con la seal caracterstica, mientras que en los de carcter fuerte predomina el comportamiento normal, comprobndose de esta manera, que la influencia de la intensidad de los fenmenos no es lineal y puede ser diferente de la magnitud del efecto climtico y del impacto sobre la economa y la sociedad, como bien se observo en el evento intenso de El Nio 1982-83, cuyo efecto en las lluvias fue prcticamente imperceptible, como se muestra ms adelante en el mapa correspondiente.

La seal de El Nio se observa bien definida (porcentajes mayoritarios entre 46 y 56%) en las precipitaciones del tercero y cuarto trimestres del primer ao y el primer trimestre del segundo ao en presencia de un fenmeno tpico de El Nio. Este resultado indica claramente que a nivel trimestral la seal del Nio esta muy bien definida, pero se diluye cuando se analiza, en forma acumulada todo el periodo de influencia del mismo. Por ello, la condicin ms probable de afectacin (62%), fue la de precipitaciones normales, cuando se presenta un fenmeno tpico de El Nio.

Estacionalmente, predomina la condicin de normalidad en presencia de un fenmeno tpico de El Nio, durante las temporadas lluviosas de la regin Andina, Pacfica y Orinoquia. En las temporadas lluviosa y seca de la Amazonia la seal es imperceptible (tabla 7.2).

32

Tabla 7.2 Datos porcentuales correspondientes a la mayor probabilidad de afectacin estacional de las lluvias en cada una de las categoras definidas: dficit severo (-2), dficit (-1), normal (0), excedente (1) y excedente severo (2)

Nio 1a T. Lluviosa 1 25 66 7 0Nia 0 8 64 23 5Nio 2da T. Seca 14 59 25 2 0

ANDINA Nia 0 2 29 35 33(Evento Tpico) Nio 2da T. Lluviosa 2 39 55 3 0

Nia 0 2 34 52 12Nio 1a T. Seca 13 72 14 1 0Nia 1 3 25 36 35Nio T. Lluviosa 3 52 44 0 0

CARIBE Nia 0 1 48 38 12(Evento Tpico) Nio T. Seca 69 24 5 1 0

Nia 6 11 17 15 50Nio T. Lluviosa 0 8 89 3 0

ORINOQUIA Nia 0 3 88 8 1(Evento Tpico) Nio T. Seca 9 45 34 9 3

Nia 0 10 48 24 17Nio T. Lluviosa 1 39 60 0 0

PACFICO N-C Nia 0 3 57 38 2(Evento Tpico) Nio T. Seca 21 57 21 2 0

Nia 1 5 44 30 20Nio T. Seca 3 44 44 6 3

PACFICO SUR Nia 0 6 56 36 3(Evento Tpico) Nio T. Lluviosa 0 36 61 3 0

Nia 0 3 67 22 8Nio T. Lluviosa 1 14 81 4 0

AMAZONIA Nia 0 1 75 21 3(Evento Tpico) Nio T. Seca 1 38 56 4 0

Nia 0 4 67 23 5Nio T. Seca 11 22 67 0 0

AMAZONIA SO Nia 0 0 67 22 11Nio T. Lluviosa 0 22 78 0 0Nia 0 11 78 11 0

Ahora, la seal caracterstica de los fenmenos La Nia, reflejada en excedentes de precipitacin en las regiones Andina y Caribe, principalmente, no se percibe en la categora Nia dbil, donde la mayor probabilidad de afectacin (70%) corresponde a lluvias normales (tabla 7.1). Otro tanto ocurre durante el tercer trimestre del primer ao de un evento tpico de La Nia, cuando los excedentes observados (alrededor del 30%) son similares a los de la condicin de normalidad. Estacionalmente, predomina la normalidad en presencia de un fenmeno tpico de La Nia (tabla 7.2) durante la primera temporada lluviosa de la regin Andina, la temporada lluviosa de la regin Caribe y las temporadas lluviosas y secas de las regiones Orinoquia, Amazonia y Pacfica.

En las series termomtricas, la seal caracterstica del Nio reflejada en aumentos de la temperatura del aire, particularmente en los valles interandinos y en la regin Caribe, aparece bien definida en El Nio Tpico, donde la mayor probabilidad de afectacin (57%), corresponde a la categora calentamiento severo (tabla 7.3). Los Nios de carcter moderado y fuerte presentan un porcentaje mayoritario (40 y 70%) con la seal caracterstica de El Nio, mientras que en los de carcter dbil predomina el comportamiento normal. La seal de El Nio se observa muy bien definida en el primer trimestre del segundo ao en presencia de un fenmeno tpico de El Nio,

33

cuando la mayor probabilidad de afectacin (77%) corresponde a la categora de calentamiento severo, en marcado contraste con el tercero y cuarto trimestre del primer ao, en los cuales predomina la condicin de normalidad, con lo cual se establece que el mayor efecto sobre la temperatura del aire ocurre igualmente durante la fase madura de los eventos El Nio.

Tabla 7.3 Datos porcentuales correspondientes a la mayor probabilidad de afectacin termomtrica en cada una de las categoras definidas: enfriamiento severo (-2), enfriamiento (-1), normal (0), calentamiento (1) y calentamiento severo (2)

TEMPERATURA-2 -1 0 1 2

EVENTO Nio Tpico 2 1 18 22 57Nia 71 18 9 1 1Nio Dbil 10 17 31 24 19Nia 57 21 11 3 8

CATEGORA Nio Moderado 3 3 22 32 40(Evento Tpico) Nia 83 9 6 2 1

Nio Fuerte 1 1 10 17 70Nia 59 26 13 2 1Nio 3er Trimestre 2 6 53 19 20Nia 46 21 32 0 0

TRIMESTRES Nio 4o Trimestre 0 5 66 21 7(Evento Tpico) Nia 20 50 30 0 0

Nio 1er Trimestre 0 1 12 10 77Nia 84 6 9 1 0

La seal caracterstica del fenmeno La Nia sobre la temperatura del aire, se refleja en la ocurrencia de anomalas negativas (enfriamientos). En los datos de la tabla 7.3, se comprueba que este efecto es muy claro durante los trimestres y las categoras analizadas, por cuanto los resultados obtenidos, establecen que la mayor probabilidad de afectacin corresponde a la condicin de enfriamiento, con porcentajes que oscilan entre el 50 y el 85%.

7.2 DESCRIPCIN DE LOS MAPAS CORRESPONDIENTES A LA CONDICIN MS PROBABLE DE AFECTACIN DEL PATRN PLUVIOMTRICO DE COLOMBIA DURANTE LA OCURRENCIA DE FENMENOS EL NIO Y LA NIA.

En el numeral 5.3 se estableci que la intensidad de los fenmenos de El Nio y La Nia esta relacionada con la magnitud de las anomalas que se registran, tanto en el ocano Pacfico tropical como en la atmsfera que yace sobre l y de esta forma se clasificaron los diferentes eventos ocurridos de 1950 a la fecha. Infortunadamente, el nmero de series pluviomtricas disponibles, con una extensin aceptable, no fue suficiente para la elaboracin de mapas confiables de las anomalas registradas durante los eventos El nio ocurridos en 1951, 1957-58 y 1965-66 as como para La Nia 1954. En trminos generales, los mapas elaborados para eventos anteriores a 1970, disponen de muy poca informacin y por lo tanto, deben tomarse como una primera aproximacin y adoptar una actitud muy cuidadosa en la interpretacin de los resultados.

A continuacin se hace una breve descripcin de los aspectos ms relevantes de los mapas elaborados, en el entendido de que los detalles se pueden apreciar mejor considerando por separado cada uno de ellos examinando los datos de cada

34

estacin contenidos en las matrices y las tablas de probabilidad desarrolladas. Los mapas descritos corresponden a la categora de la condicin ms probable, los mapas restantes son un complemento y sirven para estudiar con mejor detalle las reas afectadas por condiciones extremas.

7.2.1 ANLISIS CATEGRICO

7.2.1.1 Mapas de las alteraciones de la precipitacin en Colombia, ocasionadas por fenmenos DEBILES EL NIO ocurridos en 1969-70, 1976-77 y mapa de la condicin ms probable de esta categora.

Mapa POD 1 Mapa POD 2 Mapa POD 3

En el evento 1969-70 (mapa POD 1) se aprecian dficits y excedentes de precipitacin de forma puntual e indiscriminada, aunque hacia la parte nororiental de la regin Caribe se observa un patrn de excedencia bien definido. Durante el Nio 1976-77 se aprecia una mejor definicin de las alteraciones pluviomtricas registradas (mapa POD 2); durante este evento los dficits de precipitacin cubrieron buena parte del viejo Caldas, la regin del Catatumbo, el sur de la regin Andina, el Pacfico central y el litoral y las llanuras del Caribe Central. Estas caractersticas se reprodujeron en el mapa POD 3, relacionado con la condicin ms probable, en el cual los dficits se extendieron a la regin del Trapecio Amaznico.

7.2.1.2 Mapas de las alteraciones de la precipitacin en Colombia, ocasionadas por fenmenos MODERADOS EL NIO ocurridos en 1986-87, 1991-92 y mapa de la condicin ms probable de esta categora.

Mapa POM 1 Mapa POM 2 Mapa POM 3

Las alteraciones pluviomtricas durante el evento de 1986-87 fueron prcticamente imperceptibles (mapa POM 1), en contraste con las observadas en El Nio 1991-92, cuando condiciones de dficit abarcaron extensas reas Andina, Caribe, Pacfico y

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Orinoquia (mapa POM 2). Vale la pena recordar que el efecto climtico de este evento de carcter mo