Análisis de sequías meteorológicas e hidrológicas en la Macrocuenca Magdalena – Cauca (McMC) para el período 1980-2010

Abstract

Colombia, por sus características de relieve y su localización geográfica, es ampliamente afectada por fenómenos climáticos naturales que generan anomalías en el clima. Éstas incluyen prolongados períodos de sequías que pueden tener importantes consecuencias en diferentes sectores, debido a la disminución en la disponibilidad de agua superficial. A pesar de su importancia, existen zonas en el país con limitaciones en el estudio de sequías, debido a la escasa información hidroclimatológica disponible. Como una alternativa a las limitadas series in-situ existentes, este trabajo evalúa el uso de datos meteorológicos globales provenientes del proyecto internacional de investigación eartH2observe, en la Macrocuenca Magdalena-Cauca - McMC, para el estudio de sequías meteorológicas e hidrológicas. Para esto, se calcularon y analizaron espacialmente tres indicadores de sequías ampliamente usados a nivel internacional, el Índice Estandarizado de Precipitación - SPI, el Índice Estandarizado de Precipitación-Evapotranspiración - SPEI y el Índice de agua per-cápita - WCI. Éstos fueron estimados a partir de tres fuentes de información en el periodo 1980 – 2010: dos bases de datos globales provenientes de reanálisis y modelación (WFDEI y MSWEP), y la serie in-situ construida a partir de las observaciones de estaciones del IDEAM. Los resultados fueron comparados entre bases de datos a través del uso de coeficientes estadísticos, encontrando un gran potencial en el uso de la serie de precipitación del MSWEP para el análisis de sequías en Colombia. En contraste, las series de evapotranspiración evaluadas presentaron grandes diferencias con respecto a los valores in-situ de referencia, por lo que su uso deberá estar sujeto a mayores análisis y ajustes. Adicionalmente, se evaluó la relación entre estos indicadores y el ENSO, encontrando una correlación moderada que aumenta con un rezago temporal entre 3 y 4 meses. Finalmente, se determinó la incertidumbre en la evaluación de la sequía asociada al uso de las diferentes bases de datos, a través de la aplicación de la metodología basada en Bootstrap, obteniendo un intervalo de confianza para cada base de datos. Los resultados de este análisis fortalecen el uso potencial de las series del MSWEP.

Abstract: Colombia has a complex topographical relief and due to its geographical location, is widely affected by several natural climate phenomena, which generate climate anomalies. Those include prolonged periods of drought, producing important consequences in different sectors due to the decrease in water availability. Despite its importance, there are areas in the country with limitations for the study of droughts due to the scarcity of hydro-climatological information. As an alternative to the limited in-situ series available, the use of global meteorological data from the eartH2Observe international research project is evaluated in the Magdalena-Cauca watershed, through the study of meteorological and hydrological droughts. To do this, three drought indicators globally used were calculated and analyzed spatially; these are the Standardized Precipitation Index - SPI, the Standardized Precipitation-Evapotranspiration Index - SPEI and the Water Crowding Index – WCI. These were derived from three sources of information from 1980 to 2010: two global databases from reanalysis and meteorological modeling (WFDEI and MSWEP), and the in-situ series constructed from IDEAM gauge records. Results were compared between databases using statistical coefficients. It was found that the use of the MSWEP’s precipitation series has a good potential for the analysis of droughts in Colombia. On the other hand, the evapotranspiration series evaluated showed differences with the in-situ values, so their use should be subject to further analysis and adjustments. Additionally, the relationship between the drought indicators and ENSO was evaluated, finding a moderate correlation, which increases when evaluated with a temporary lag between 3 and 4 months. Finally, the uncertainty in drought assessment, associated with the use of the different databases, was determined through the application of the Bootstrap-based methodology, obtaining a confidence interval for each database. Results strengthen the potential for work with the MSWEP series.