Concurrencia de extremos cálidos y secos en la cuenca del río Orinoco durante las últimas décadas

Abstract

RESUMEN : En diversas regiones del mundo, la combinación de extremos cálidos y secos (CDHE por sus iniciales en inglés) ha cobrado relevancia debido al aumento en su frecuencia y a la gravedad de sus impactos en sistemas naturales y humanos. Estos impactos incluyen problemas de salud pública, inseguridad hídrica y alimentaria, escasez de energía, pérdida de biodiversidad, y un incremento en la frecuencia e intensidad de incendios, entre otros. El último informe del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático indica, con alta confianza, que la concurrencia de estos eventos meteorológicos extremos se ha incrementado como resultado del aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero provocadas por las actividades humanas. Los CDHE serán más frecuentes a medida que aumente el cambio climático. La cuenca del río Orinoco, una eco-región de gran importancia en Suramérica tropical gracias a su alta biodiversidad, es particularmente vulnerable a estos extremos combinados, debido a que sus extensas sabanas son altamente propensas a temperaturas altas y a la ocurrencia de incendios. En este Trabajo de Grado se identifica la concurrencia de CDHE en esta cuenca hidrográfica durante las décadas más recientes. Para ello se emplea información del reanálisis ERA5, y de las bases de datos de CHIRTS y MODIS. Se caracterizan las condiciones atmosféricas durante estos eventos para determinar si los patrones asociados a las condiciones de sequía cambian bajo la ocurrencia de un extremo combinado. Además, se identifica si la actividad de incendios en esta cuenca cambia bajo la ocurrencia de CDHE. Durante los períodos de sequía en los que no se superan umbrales de temperatura (es decir, no se registran condiciones anormalmente cálidas), se registran algunos episodios de recuperación de la precipitación; sin embargo, durante los CDHE se presenta un déficit más pronunciado, exacerbando la sequía meteorológica. Las variables atmosféricas mostraron un debilitamiento de los vientos alisios a 850hPa, un debilitamiento del jet de bajo nivel del Orinoco (OLLJ por sus iniciales en inglés), un déficit en el agua precipitable y de humedad relativa (HR) a 500hPa, así como un fortalecimiento de un sistema de alta presión a 500hPa (anticiclón) sobre el Atlántico norte y el mar Caribe. Mientras que la humedad en el suelo (SM) mostró un déficit durante los CDHE. El Niño no condiciona la ocurrencia de los extremos cálidos identificados en el Orinoco. La región con temperaturas más extremas corresponde al norte del Orinoco (NORI), superando los +3°C de anomalía durante CDHE, mientras que el índice de temperatura estandarizado (STI) sugiere condiciones severas de extremo cálido durante las sequías identificadas en esta región. Mediante el índice TX90p (número de días en los que se supera el percentil 90 de la temperatura máxima diaria) se obtuvo que enero, febrero, marzo y abril son los meses con mayor ocurrencia de temperatura máximas (+50%) en el Orinoco. Por último, las condiciones meteorológicas durante los CDHE facilitan la propagación de incendios en esta región, aumentando su severidad, según se identifica de la información satelital de MODIS. Sin embargo, es importante destacar que las condiciones meteorológicas no son necesariamente detonadoras de incendios en la región del Orinoco, como ocurre en otras regiones del mundo como el Amazonas, debido a las prácticas de usos de suelo en esta región.

ABSTRACT : In several regions of the world, the Compound Dry and Hot extremes (CDHE) has gained relevance due to the increase in its frequency and the severity of its impacts on natural and human systems. These impacts include public health problems, water and food insecurity, energy scarcity, loss of biodiversity, and an increase in the frequency and intensity of fires, among others. The latest report from the Intergovernmental Panel on Climate Change indicates, with high confidence, that the occurrence of these extreme weather events has increased as a result of increased greenhouse gas emissions caused by human activities. CDHEs will become more prevalent as climate change increases. The Orinoco River basin, an eco-region of great importance in tropical South America due to its high biodiversity, is particularly vulnerable to these combined extremes, because its extensive savannas are highly prone to high temperatures and the occurrence of fires. This thesis identifies the concurrence of CDHE in this watershed during the most recent decades. For this purpose, information from the ERA5 reanalysis and from the CHIRTS and MODIS datasets are used. Atmospheric conditions during these events are characterized to determine whether the patterns associated with drought conditions change under the occurrence of a combined extreme. In addition, It is determined whether fire activity in this basin changes under the occurrence of CDHE. During periods of drought when temperature thresholds are not exceeded (i.e., abnormally warm conditions are not observed), some episodes of precipitation recovery are observed; however, during the CDHEs there is a more pronounced deficit, exacerbating the meteorological drought. The atmospheric variables showed a weakening of the trade winds at 850hPa, a weakening of the Orinoco low-level jet (OLLJ), a deficit in precipitable water (TCWV) and relative humidity (RH) at 500hPa, besides a strengthening of a high-pressure system at 500hPa (anticyclone) over the North Atlantic and the Caribbean Sea. While Soil Moisture (SM) showed a deficit during the CDHEs. El Niño does not condition the occurrence of the warm extremes identified in the Orinoco. The region with the highest temperatures corresponds to the north of the Orinoco (NORI), exceeding +3°C of anomaly during warm events, while the STI suggests severe conditions of heat extreme during the droughts identified in this region. Using the TX90p index (number of days in which the 90th percentile of the maximum daily temperature is exceeded) it was obtained that January, February, March, and April are the months with the highest occurrence of maximum temperatures (+50%) in the Orinoco. Finally, the weather conditions during the CDHEs facilitate the spread of fires in this region, increasing their severity, as identified from MODIS satellite information. However, it is important to note that weather conditions are not necessarily triggering fires in the Orinoco region, as is the case in other regions of the world such as the Amazon, due to land use practices in this region.