Un punto crítico del cambio climático consiste en crecientes presiones hidroclimáticas, especialmente debido a sequías y precipitaciones severas. Y no solo a temperaturas.
Para evaluar los cambios contemporáneos y, potencialmente, gestionar los impactos futuros, es crucial comprender el contexto a largo plazo de esta variabilidad más allá del registro instrumental relativamente corto. Este estudio utiliza registros de anillos de crecimiento para reconstruir el hidroclima pasado en la Cordillera Ibérica del este de España. Se presenta una cronología basada en los anillos de crecimiento de Pinus sylvestris y Pinus nigra. La reconstrucción resultante de 520 años revela una variabilidad sustancial multicentenaria en la precipitación y revela un aumento en la frecuencia e intensidad de los extremos hidroclimáticos (tanto húmedos como secos) durante finales del siglo XX y principios del XXI, en comparación con la línea de base a largo plazo. La reconstrucción presenta una representatividad espacial centrada en el este y centro de la península ibérica y se compara con índices históricos de sequía independientes derivados de registros de ceremonias de rogatorias de finales del siglo XVIII y principios del XIX.
Aquí un estudio anterior publicado en este blog en este caso sobre temperaturas.
Introducción
La cuenca mediterránea es ampliamente reconocida como un foco de cambio climático, que se enfrenta a crecientes amenazas derivadas de extremos hidroclimáticos, como sequías prolongadas y períodos de fuertes lluvias. Estos cambios amenazan la estabilidad del ecosistema, afectando incluso a especies forestales que generalmente están bien adaptadas a las condiciones secas. La precipitación es un factor crítico en este contexto, que influye considerablemente en la disponibilidad de agua tanto para la naturaleza como para los seres humanos. La vulnerabilidad de las coníferas al cambio climático, especialmente a la escasez de agua, es un tema ampliamente estudiado.
Los investigadores ya han utilizado los anillos de los árboles en varios estudios importantes para reconstruir el hidroclima pasado del Mediterráneo. Sin embargo, si bien se han obtenido valiosos conocimientos, la gran mayoría de estas reconstrucciones se han centrado en índices de sequía, como el Índice de Severidad de Sequía de Palmer (PDSI), el Índice de Precipitación Estandarizada (SPI) o el Índice de Precipitación-Evapotranspiración Estandarizada (SPEI) .
A diferencia de la prevalencia de los enfoques basados en índices, solo unos pocos estudios han intentado estimar las cantidades reales de lluvia para períodos específicos en la región mediterránea, lo que ofrece una perspectiva diferente sobre el hidroclima pasado. Reconstrucciones previas han demostrado que la precipitación en el Mediterráneo ha variado a lo largo de los últimos siglos. Esto incluye sequías importantes que coinciden con registros históricos de malas cosechas y problemas sociales, pero también épocas en las que el clima fue relativamente estable con menos extremos. Esto subraya la importancia de comprender los cambios climáticos pasados para prepararse y gestionar los impactos del cambio climático futuro en el agua y los bosques de la región.
Este estudio se basa en la perspectiva a largo plazo de la dendroclimatología para investigar posibles cambios en el régimen hidroclimático de la Cordillera Ibérica. Si nos centramos en si la segunda mitad del siglo XX y principios del siglo XXI se muestra un aumento notable en la frecuencia e intensidad de los fenómenos extremos, incluyendo tanto sequías severas como años inusualmente húmedos. Esto cobra especial relevancia al compararlo con estudios basados únicamente en el registro instrumental. Por ejemplo si analizamos datos de 1871 a 2020 se observa una marcada variabilidad hidroclimática en el Mediterráneo, que se atribuye principalmente a la variabilidad natural, lo que pone en duda una fuerte señal antropogénica durante ese período. Al extender el registro a lo largo de varios siglos, esta reconstrucción, ofrece un contexto más amplio para interpretar estos cambios recientes. Esta línea de base ampliada ayuda a evaluar si los extremos actuales son realmente excepcionales, lo que contribuye al debate sobre las influencias naturales frente a las antropogénicas y destaca posibles vínculos con los cambios en la circulación atmosférica regional. Por el contrario, el amplio alcance temporal que proporciona el registro de anillos de los árboles nos permite explorar si siglos anteriores exhibieron un patrón de variabilidad diferente. Este estudio explora si los siglos anteriores a mediados del siglo XX se caracterizaron por intervalos comparativamente más largos de relativa estabilidad hidroclimática , con menos oscilaciones drásticas entre sequías y períodos de precipitaciones extremas. Establecer dicho contraste subrayaría la naturaleza inusual de la variabilidad reciente y se alinearía con las reconstrucciones paleoclimáticas que indican períodos de mayor consistencia climática en el pasado de Europa, antes del pronunciado calentamiento y la inestabilidad asociada de la era contemporánea.
Área de estudio
Este estudio se realizó en la provincia de Teruel, situada en la región de Aragón, al este de España, concretamente en la Cordillera Ibérica. Estas montañas presentan una topografía compleja, con colinas intercaladas con mesetas y depresiones.
Se recogieron muestras de anillos de crecimiento en cinco localidades distintas dentro de esta cordillera: Moscardón (MOS), Mosqueruela (LIN), Barranco de la Bellena (BEL), Javalambre (JAR) y Valdecuenca (VAN) (Fig. 1A, D). Estos yacimientos se encuentran relativamente próximos, todos en un radio de 100 km. Las elevaciones de estos yacimientos varían, generalmente entre 1300 y 2000 m sobre el nivel del mar, abarcando altitudes típicas para las especies de pino objetivo en la Cordillera Ibérica, como se ha documentado en trabajos dendrocronológicos previos.
El clima de la región se clasifica como mediterráneo continentalizado. Presenta una marcada estacionalidad con veranos calurosos. Sin embargo, a diferencia de los patrones mediterráneos clásicos, no se observa una estación seca definida; mayo es el mes con mayor precipitación, seguido de abril.
En consecuencia, el período principal de precipitación se extiende desde la primavera hasta principios del verano, en lugar de limitarse al invierno.
Figura 1. (A) Mapa orográfico de la Península Ibérica y la zona de estudio. (B) Diagrama climático que muestra la precipitación mensual y la temperatura, ambas calculadas como el valor promedio para el período 1986-2015. (C) Fotografía de un Pinus sylvestris en el Barranco de la Bellena, del que se tomaron muestras. (D) Zona de estudio con las cinco ubicaciones de muestreo señaladas en rojo.
La primavera y el otoño suelen presentar picos de precipitación. Aunque los veranos son generalmente secos, puede producirse actividad convectiva localizada, especialmente en la segunda quincena de agosto, que en algunos años puede afectar la formación de la madera tardía. Los datos para el diagrama climático se extrajeron para el período 1986-2015. En este entorno con escasez de agua, la variabilidad de la precipitación actúa como un factor limitante principal para la productividad forestal, un principio fundamental en dendroclimatología, y los estudios han demostrado que los pinares mediterráneos responden fuertemente a los índices de disponibilidad de humedad. Los bosques de los sitios de estudio están dominados por pino silvestre (Pinus sylvestris L.) (Fig. 1C) y pino negral (Pinus nigra Arn.), especies valoradas en dendrocronología por su longevidad y su reconocida sensibilidad a las fluctuaciones climáticas, en particular a la disponibilidad de humedad.
Desarrollo de la cronología arbórea
Este estudio se basa en un conjunto de datos de anillos de crecimiento que comprende núcleos de incremento extraídos de árboles vivos de Pinus sylvestris y Pinus nigra. El muestreo se realizó en diciembre de 2024 en las cinco ubicaciones de estudio. Para extender la cronología aún más atrás en el tiempo y aumentar la replicación de las muestras, estos núcleos recién recolectados se integraron con las series existentes de medición del ancho de los anillos de los árboles, obtenidas de campañas de muestreo previas en los mismos sitios, realizadas en 1994 y 2013
Para cada conjunto de datos, se extrajeron los valores mensuales de precipitación de los puntos de la cuadrícula que abarcan la región de estudio y se promediaron para crear series climáticas regionales que permitan compararlas con la cronología de anillos de los árboles.
Ceremonias de rogativas
Para proporcionar un contexto histórico independiente para esta reconstrucción de anillos de árboles, se utilizaron datos sobre ceremonias de rogativas, a menudo motivadas por factores ambientales. Estas súplicas religiosas documentadas incluyen principalmente rogativas pro pluvia, ceremonias que piden lluvia durante períodos de sequía percibida que afectan a la agricultura y la sociedad, especialmente antes del riego generalizado y los pronósticos modernos. Los registros de rogativas pro serenitate, que solicitan el cese de lluvias excesivas o inundaciones, también se revisaron cualitativamente para contextualizar los extremos de humedad.
Cronología de anillos de árboles
El conjunto final de datos combinados de anillos de árboles, Compuesta por 173 series de Pinus sylvestris y Pinus nigra en los cinco sitios de estudio, abarca el período 1505-2024 d. C. La cronología residual regional resultante exhibe propiedades estadísticas robustas, lo que indica una fuerte señal común, adecuada para la reconstrucción climática.
El análisis comparativo que correlaciona la cronología regional de anillos de árboles con las sumas de precipitación acumulada de 12 meses de los nueve conjuntos de datos climáticos candidatos reveló patrones estacionales consistentes y diferencias significativas en la fuerza de correlación entre los conjuntos de datos. En la mayoría de los conjuntos de datos, las correlaciones positivas más fuertes se produjeron consistentemente para los períodos de precipitación que terminan en los meses de verano (junio, julio y agosto). Esto indica que el crecimiento de los árboles en la región de estudio integra principalmente la humedad
Desarrollo del modelo de reconstrucción
La serie temporal de precipitación reconstruida final, que abarca el período confiable de 1505 a 2024 d. C. se presenta junto con varios elementos de diagnóstico en la Fig. 2., se superpone una media móvil de 11 años (línea verde) a la reconstrucción anual para suavizar las fluctuaciones de alta frecuencia (interanuales) y enfatizar la variabilidad de baja frecuencia (decenal y multidecenal), lo que ayuda a identificar períodos húmedos o secos prolongados. Finalmente, para identificar objetivamente años individuales caracterizados por condiciones hidroclimáticas excepcionales en relación con la línea base a largo plazo, se utilizaron umbrales percentiles derivados de la serie reconstruida completa (1505-2024). Este enfoque no paramétrico define los extremos según su rango dentro de la distribución de datos. Específicamente, los años por debajo del percentil 1 se clasificaron como extremadamente secos (cuadrados rojo oscuro) y aquellos entre los percentiles 1 y 5 como severamente secos (cuadrados rojo claro). En el extremo húmedo, los años que superaron el percentil 99 se marcaron como extremadamente húmedos (cuadrados azul oscuro) y aquellos entre los percentiles 95 y 99 como severamente húmedos (cuadrados azul claro) (Fig. 2). El uso de umbrales de percentiles proporciona un método robusto para identificar eventos extremos.
Estas ayudas visuales facilitan la interpretación del historial de precipitación reconstruido, destacando su incertidumbre, las escalas temporales de variación dominantes y la ocurrencia de extremos pasados.
La inspección visual de la Fig. 7 destaca períodos caracterizados por condiciones húmedas o secas diferenciadas, como así como cambios en la variabilidad.
Por ejemplo, la reconstrucción identifica períodos de sequía notables, con años como 1526, 1527, 1879, 1931, 2005 y 2012 que cayeron por debajo del percentil 5, y períodos excepcionalmente húmedos, con años como 1534, 1546, 1575, 1645, 1716, 1940, 2010 y 2013 que superaron el percentil 95. Para investigar más a fondo la dinámica temporal de la variabilidad hidroclimática, se calculó una desviación estándar móvil de 51 años de la serie de precipitación reconstruida. Esta métrica, que cuantifica la magnitud de las fluctuaciones de frecuencia media a alta, como se muestra en la Fig. 2 (línea discontinua verde, eje derecho).
Figura 2. Reconstrucción de la precipitación anual entre el 16 de agosto del año anterior y el 30 de junio del año en curso hasta 1505 (curva gris).La media móvil de 11 años se muestra en marrón. Los cuadrados azul oscuro representan los años por encima del percentil 99, los cuadrados azul claro entre los percentiles 95 y 99, los rojos oscuros por debajo del percentil 1 y los rojos claros entre el 1 y el 5. La variabilidad de los valores reconstruidos se muestra con una línea discontinua verde que representa una desviación estándar móvil de 51 años.
La desviación estándar móvil revela un período de marcada estabilidad climática con baja variabilidad, centrado en torno a mediados del siglo XIX. Esto contrasta marcadamente con un aumento persistente posterior de la volatilidad que comienza a principios del siglo XX y se acelera notablemente después de 1975, alcanzando valores sin precedentes en el contexto de esta reconstrucción de 520 años. El análisis revela un alto contraste entre el siglo XIX, hidroclimáticamente estable. El siglo XXI, aunque abarca solo 24 años, ya ha acumulado ocho eventos extremos. Esta intensificación es más pronunciada en los eventos más raros: el período 2001-2024 registró cuatro eventos excepcionalmente raros. Esto corresponde a una tasa de ocurrencia del 16,7 %, un orden de magnitud superior a la tasa promedio del 1,6 % para tales eventos durante los cinco siglos anteriores (1505-2000). Estos resultados numéricos ofrecen un sólido respaldo estadístico y confirman la reciente y anómala intensificación de los extremos hidroclimáticos en nuestra región de estudio.
Índices de sequía derivados de rogativas
Al comparar esta reconstrucción basada en anillos de árboles de las precipitaciones previas de agosto a junio actual (1505-2024) con índices de sequía históricos independientes derivados de registros de ceremonias de rogativas (1650-1899 d. C.). Esta comparación busca identificar posibles señales hidroclimáticas compartidas, reconociendo explícitamente las limitaciones inherentes y la naturaleza diferente de estos dos tipos de indicadores.
Es crucial reconocer que los registros de rogatorias, si bien son valiosos indicadores históricos, difieren fundamentalmente de los datos de anillos de árboles. Representan una respuesta social desencadenada principalmente por los impactos percibidos de la sequía en la agricultura, en particular en las cosechas de cereales, aunque influenciada por el contexto más amplio de las condiciones económicas y las creencias religiosas. Si bien los archivos históricos pueden presentar desafíos como lagunas o inconsistencias, una cuidadosa selección de fuentes, a menudo registros administrativos conocidos por su mayor continuidad, ayuda a mitigar estos problemas. Las rogatorias suelen reflejar el impacto acumulativo del déficit hídrico que provoca estrés agrícola, que a menudo se acumula durante el invierno y la primavera, aunque las respuestas pueden volverse contínuas durante sequías excepcionalmente severas. Además, la frecuencia y quizás la fiabilidad de las rogatorias disminuyeron de forma demostrable desde mediados del siglo XIX. Este declive se relacionó con cambios sociales, como el creciente sentimiento anticlerical y la mejora del acceso al mercado en las zonas en desarrollo, lo que provocó un abandono desigual de la práctica en las distintas regiones y complicó las comparaciones en períodos posteriores.
A pesar de estas importantes salvedades, la comparación reveló períodos de correlación estadísticamente significativa entre esta reconstrucción y los índices derivados de la rogación, como se esperaba (una menor precipitación reconstruida y un mayor estrés por sequía deberían correlacionarse con un mayor índice de rogación).
Al correlacionar esta reconstrucción con el índice (que representa las zonas costeras mediterráneas y del valle del Ebro de menor altitud), se encuentra aunque débil, durante varias décadas sugiere que tanto los árboles como las comunidades agrícolas de las tierras bajas respondieron a la variabilidad hidroclimática compartida durante este período dinámico que abarca finales del siglo XVIII y principios del XIX.
Se encontraron correlaciones extremadamente altas para ventanas de 50 años que comienzan entre 1694 y 1709.
Sin embargo, estos cálculos se basan en un número muy pequeño de puntos de datos superpuestos dentro de esas ventanas tempranas específicas en el registro de Teruel y deben interpretarse con extrema cautela. Aunque este reducido tamaño de muestra impide extraer conclusiones estadísticamente sólidas únicamente de nuestra comparación, cabe destacar que este período se enmarca en el Mínimo Tardío de Maunder (aprox. 1675-1715), un intervalo documentado a través de fuentes históricas, incluyendo registros de rogaciones de regiones cercanas como Murcia, caracterizado por sequías frecuentes y severas en algunas zonas.
De forma más fiable, las correlaciones significativas reaparecieron en ventanas desde 1787 hasta 1830. Dentro de este período. Esto sugiere una relación más fiable entre la sequía percibida en Teruel y el crecimiento arbóreo regional a finales del siglo XVIII y la primera mitad del siglo XIX.
Una validación adicional implicó comparar los diecinueve años más lluviosos (por encima del percentil 95% antes de 1950) en esta reconstrucción de precipitación de agosto-junio con información cualitativa de documentos históricos que describen fenómenos meteorológicos extremos, centrándose en la evidencia de inundaciones o lluvias persistentes ocurridas entre el otoño anterior y junio del año reconstruido. Este período es consistente con el período integrado por los datos de anillos de crecimiento. A pesar de las diferencias inherentes entre una reconstrucción regional integrada y la documentación de eventos históricos específicos, se encontraron quince correspondencias positivas. De hecho, la mayoría de los años lluviosos están asociados con múltiples registros de inundaciones en la cuenca del Ebro o en los ríos mediterráneos.
Por ejemplo, el año lluvioso reconstruido de 1645 es consistente con los informes históricos de inundaciones en el río Ebro (mediados de febrero) y en el río Onyar (abril), así como con precipitaciones excesivas y temperaturas muy frías de enero a abril en el noreste de España, que afectaron a las cosechas. De igual manera, en 1662 se registraron fuertes lluvias durante el otoño anterior, que afectaron a varios arroyos mediterráneos, y lluvias persistentes de marzo a mayo. Por el contrario, el año 1575 solo coincide parcialmente con los informes documentales, con lluvias documentadas en abril, pero con una sequía generalizada, aunque leve, en el centro y este de España.
Otros años más húmedos se produjeron durante la muy variable “anomalía de Maldà” (1760-1800), que registra señales históricas mixtas con precipitaciones generalizadas y años de sequía. El año húmedo de 1777 está respaldado por las fuertes lluvias documentadas.
Intensificación de las precipitaciones extremas en el Mediterráneo occidental en octubre de 1776, causando inundaciones catastróficas en el río Turia y la Rambla del Poio (la misma zona afectada por la inundación de 2024 en Valencia https://lastrescrisis.blogspot.com/2024/11/dana-20-y-fake-news.html) seguidas de múltiples inundaciones invernales (de enero a marzo) en el sur y el este de España. El año húmedo de 1788 estuvo precedido por fuertes lluvias continuas en octubre de 1787, que causaron la mayor inundación histórica en el río Ebro, seguida de un invierno y una primavera húmedos con inundaciones en los ríos de la Península Ibérica occidental. A finales del siglo XIX, el año lluvioso de 1885 muestra una buena concordancia con la evidencia documental de múltiples inundaciones en los ríos del Mediterráneo y la cuenca del Ebro, comenzando en la temporada de otoño de 1884 (septiembre y noviembre) y continuando con las inundaciones de invierno a finales de primavera. Otros años lluviosos significativos en este registro con patrones de inundación similares incluyen 1888 y 1889, ambos con inundaciones desde otoño hasta finales de primavera en más de 20 ríos de las cuencas del Ebro y el Mediterráneo.
Discusión
Este estudio presenta una novedosa reconstrucción multicentenaria de la precipitación anual en la Cordillera Ibérica del este de España, que abarca el período 1505-2024 d. C. Derivada de una red robusta de series de ancho de anillos de Pinus sylvestris y Pinus nigra, la reconstrucción se centra en el período de 320 días desde el 16 de agosto del año anterior hasta el 30 de junio del año de crecimiento actual. Fisiológicamente, esta ventana se seleccionó estratégicamente mediante un análisis detallado de la función de respuesta para capturar la fase crítica de acumulación de humedad que influye en el crecimiento anual. Este período prolongado es crucial porque las precipitaciones otoñales e invernales, que a menudo se acumulan como manto de nieve en estos sitios montañosos, recargan la humedad del suelo durante la latencia de los árboles. La liberación de esta agua durante el deshielo primaveral favorece directamente la formación de madera temprana, mientras que la ventana aún excluye el período pico de sequía estival (de julio a mediados de agosto), donde el crecimiento suele verse limitado por un intenso estrés hídrico.
Una ventana seleccionada de 320 días de la época del crecimiento de los árboles produjo una calibración más sólida que una ventana estándar de 12 meses. Fundamentalmente, el modelo con la mayor capacidad predictiva fue el utilizado en este estudio, que calibra la cronología residual frente a la precipitación de 320 días. Cabe destacar, sin embargo, que si bien la ventana de 320 días es empíricamente superior, la solidez de la calibración de la ventana de 12 meses sigue siendo alta, con solo pequeñas diferencias entre ambas.
Las correlaciones estadísticamente significativas observadas entre nuestra reconstrucción de precipitación y el ID regional combinado (finales del siglo XVIII y principios del XIX) y el ID local de Teruel (período similar) indican una convergencia entre la señal ambiental captada por los anillos de los árboles y la percepción social de la sequía reflejada en estos registros históricos. Esta alineación durante finales del siglo XVIII y principios del XIX es particularmente significativa, ya que Análisis recientes de alta resolución que integran datos históricos e instrumentales han confirmado tanto la excepcional frecuencia como la severidad de las sequías y los años húmedos durante este período específico, así como la fiabilidad de los registros de rogaciones para registrar estos eventos antes de las inconsistencias documentadas que surgieron después de 1836.
El resultado
Una reconstrucción de la precipitación de 520 años revela una variabilidad hidroclimática sustancial en la Cordillera Ibérica, una cadena montañosa clave en el Mediterráneo occidental, durante los últimos cinco siglos. Esta reconstrucción sugiere períodos de variabilidad significativa a lo largo del registro, incluyendo grupos de años extremos en los siglos XVI, XVIII y principios del XIX, revela de forma crucial una intensificación en la frecuencia y magnitud de los extremos húmedos y secos durante finales del siglo XX y principios del XXI, que parece única en el contexto de los últimos 500 años. Esta perspectiva multicentenaria coincide con los informes que sugieren una mayor inestabilidad hidroclimática en las últimas décadas en toda Europa y subraya que esta intensificación reciente no tiene un análogo claro durante el período investigado. La excepcional duración de la reconstrucción (más de 500 años) proporciona una perspectiva hidroclimática a largo plazo excepcional y valiosa para la Cordillera Ibérica.
Resumen esquemático
Este estudio, publicado en 2025, utiliza el análisis de los anillos de crecimiento de los árboles (dendroclimatología) para reconstruir las precipitaciones en el Sistema Ibérico (este de España) durante los últimos 520 años (1505-2024).
Los puntos clave de la investigación son:
• Metodología: Se analizaron 173 series de anillos de árboles de las especies Pinus sylvestris y Pinus nigra en cinco localidades de la provincia de Teruel. Los datos se calibraron con registros instrumentales modernos, mostrando una fuerte relación con la precipitación acumulada durante un periodo de 320 días que finaliza en junio.
• Intensificación de extremos: El hallazgo principal es un aumento sin precedentes en la frecuencia e intensidad de eventos climáticos extremos (tanto sequías severas como periodos muy húmedos) a finales del siglo XX y principios del XXI, en comparación con los siglos anteriores.
• Volatilidad reciente: El estudio identifica que el siglo XIX fue un periodo de relativa estabilidad climática. Sin embargo, la volatilidad comenzó a aumentar a principios del siglo XX y se aceleró notablemente después de 1975.
• Datos del siglo XXI: Aunque solo han transcurrido 24 años de este siglo, ya se han registrado ocho eventos extremos. La tasa de eventos excepcionalmente raros en el periodo 2001-2024 es del 16,7%, una cifra diez veces superior a la media de los cinco siglos anteriores (1,6%).
• Validación histórica: La reconstrucción coincide con registros históricos independientes, como las rogativas (ceremonias religiosas para pedir lluvia) de finales del siglo XVIII y principios del XIX, y crónicas de inundaciones catastróficas en la cuenca del Ebro.
• Representatividad: El modelo es especialmente preciso para el este y centro de la Península Ibérica, aunque también muestra coherencia con variaciones climáticas en el sur de Francia y el norte de Italia.
En conclusión, el estudio confirma que la variabilidad hidroclimática actual en el Mediterráneo occidental es anómala en el contexto de los últimos 500 años, lo que respalda las proyecciones de cambio climático y alerta sobre la vulnerabilidad de los recursos hídricos y los ecosistemas forestales.
Aquí el estudio original:A five-century tree-ring record from Spain reveals recent
intensification of western Mediterranean precipitation extremes
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