Tendencias y extremos de los índices de sequía en todo el siglo XX en el mediterráneo

En negro resumen adaptado del estudio original 

En azul mis comentarios personales

Resumen: Se trata de un estudio de la sequía en la región mediterránea, (con especial foco en la península ibérica). Para ello se sirve de un índice de sequía adaptado a la región, y muestra mapas de las tendencias de dicho índice para diferentes meses del año conforme a los datos del siglo XX, especialmente de la segunda mitad del siglo. Después se trata de evaluar el grado de correlación del índice de sequía con los grandes motores climáticos de la región (Oscilación del Atlántico Norte, temperatura del agua del mar, etc.) o incluso con fenómenos más globales como el fenómeno de El Niño-La Niña (ENSO). Finalmente se evalúa un modelo predictivo de sequías basado en el comportamiento en meses anteriores de estos grandes motores climáticos.

Según diversos estudios científicos se confirma una disminución de las precipitaciones y la humedad disponible durante el siglo XX, excepto en el sector extremo oriental (principalmente Turquía). Como consecuencia, episodios de sequía severa (tanto de contextos meteorológicos como hidrológicos) se han vuelto más frecuentes y persistentes al final del siglo, concretamente en los Balcanes y península Ibérica. Destaca la ocurrencia de  décadas muy secas en el Mediterráneo occidental y central desde 1984/85.

El informe del IPCC (2007) respalda lo que han sugerido los estudios más recientes basados en modelos climáticos globales y regionales: que el área mediterránea registrará una tendencia general hacia menos precipitaciones durante el siglo XXI. Los efectos combinados de la disminución de la precipitación y el incremento de la temperatura superficial en el Mediterráneo generarán cambios importantes en el ciclo del agua de la región. El promedio de las predicciones de los modelos muestran una disminución del 20% en la disponibilidad de agua sobre la superficie terrestre y un aumento del 24% en la pérdida de agua dulce sobre el mar Mediterráneo debido a la reducción de las precipitaciones y evaporación incrementada por el calentamiento. La reducción en la humedad disponible para precipitar afectará los promedios de lluvia sobre tierra e igualmente sobre el Mar Mediterráneo. El mar Mediterráneo es la principal fuente de humedad para las áreas terrestres circundantes a este. En resumen, parece que el riesgo de episodios de sequía en la cuenca mediterránea está aumentando en las últimas décadas y mantendrá esa tendencia en un futuro inmediato. Se debe tener en cuenta la complejidad del clima mediterráneo, ya que puede implicar diferentes respuestas espaciales a eventos recientes y futuros. No se menciona en el estudio, pero no hay que olvidar que un mediterráneo más caliente provoca eventos de precipitación  más torrencial, sobre todo en las zonas costeras, téngase en cuenta los grandes eventos de inundaciones repentinas debidos a un mar cada vez más caliente.

Los índices de sequía son una herramienta importante al analizar la disponibilidad de humedad, ya que por lo general no dependen sólo de los valores de precipitación, sino también de las series de temperatura y evapotranspiración  y de los presupuestos locales de agua. Desde el punto de vista hidrológico, las sequías mediterráneas son impulsadas tanto por la falta de precipitaciones como por las altas tasas de evaporación. De este modo, es importante utilizar un índice que tenga en cuenta la disponibilidad de agua del suelo para la vegetación, en lugar de utilizar simplemente variables climáticas. Para ellos se ha diseñado el PDSI (Palmer Drought Severity Index), uno de los índices de sequía más utilizados, porque corresponde a una medida de la disponibilidad de humedad regional. El índice se basa en el suministro de agua y su demanda, se calcula usando un sistema presupuestario relativamente simple. Este presupuesto se basa en registros históricos de la precipitación y la temperatura y las  características del suelo del área que se está considerando. El cálculo del índice permite la clasificación de las condiciones de humedad relativa dentro 11 categorías definidas. El PDSI fue desarrollado inicialmente para los Estados Unidos, pero se ha utilizado extensivamente para áreas fuera de los EE.UU. Aunque es un buen instrumento para evaluar condiciones de sequía, el PDSI original tiene algunos problemas cuando se utiliza en otras regiones, principalmente debido a diferentes propiedades climáticas y de cobertura del suelo. Se ha demostrado que la aplicación del PDSI tiende a resultar en una exagerada frecuencia de períodos secos o húmedos extremos. Y por ello, se han hecho intentos para adaptar el PDSI a diferentes regiones climáticas. En particular una nueva formulación llamada PDSI autocalibrado (scPDSI). El scPDSI reduce la frecuencia excesiva de eventos extremos, en comparación al PDSI original. Todos los factores de ponderación en el algoritmo de Palmer se derivaron empíricamente de una cantidad limitada de datos, en gran parte de las Grandes Llanuras de EE. UU., pero con frecuencia tratados como parámetros fijos independientemente del régimen climático en el que se calcula el índice. En el scPDSI, para cada lugar, la ponderación característica climática los factores se calculan usando datos de solo esa ubicación, en lugar de usar datos de un pequeño número de estaciones de diferentes climas como se hizo originalmente. Esto escala la desviación de la precipitación normal con un factor apropiado únicamente para esa ubicación y afecta al rango de valores del PDSI autocalibrante. Similarmente, los factores de duración se determinan utilizando datos de esa única ubicación, lo que influye en la sensibilidad del índice para cambios en el régimen de humedad. El scPDSI utilizado aquí fue desarrollado en la Unidad de Investigación Climática (CRU) y emplea la escala original de severidad.

El objetivo del estudio es: (1) realizar una análisis de la variabilidad a largo plazo de las condiciones secas/húmedas durante el siglo XX para toda la cuenca mediterránea y subdominios específicos, (2) para evaluar el papel desempeñado por grandes modos bien conocidos de variabilidad de la circulación atmosférica y por anomalías de SST (temperatura de la superficie del mar) en la variabilidad interanual regional de índices de sequía, y (3) para evaluar la naturaleza (estacionaria o no) de los valores extremos de los índices de sequía para diferentes subdominios del Mediterráneo. 

Tendencias de las precipitaciones

Aunque la sequedad se puede asociar con una serie de factores, la falta de precipitaciones es la causa más importante. Así, primero se analiza el comportamiento a largo plazo de la precipitación sobre el Mediterráneo, con el objetivo de identificar tendencias significativas (positivas y negativas). 

  

Fig. 1. Tendencias relativas (%) de la precipitación media en el período 1901–2000: solo se representan áreas con precipitación media mensual por encima de 10 mm y con una significación estadística del 10 %; y las áreas en círculos son estadísticamente significativas en 5%.

Las tendencias estacionales se han calculado en relación con todo el Siglo XX (1901-2000). Los valores de tendencia solo se representan si se evalúa como estadísticamente significativo al 5% o  con un nivel de significancia del 10% (fig. 1). Si se considera la totalidad año, las tendencias calculadas muestran una progresiva y generalizada pérdida de precipitaciones durante el siglo pasado en la cuenca mediterránea. Estos resultados son particularmente severos en las áreas centrales de Italia, pero existen en la mayor parte del Mediterráneo. Las tendencias positivas son sólo encuentra en el Noroeste Ibérico, El ejemplo más dramático de esta tendencia a la disminución de las lluvias es el mes de marzo.

(Y abro aquí un paréntesis. Sin ánimo de minusvalorar el trabajo de los autores del estudio original, me ha llamado la atención la conclusión para el mes de marzo por un motivo muy concreto. Yo detecté esa misma tendencia para marzo en los datos de precipitación de Madrid-Retiro, sobre todo para la segunda mitad del siglo XX, tal y como se ve en la figura A.

 

Fig. A. Precipitación media por décadas (en mm)  en el observatorio de Madrid-Retiro para el mes de marzo. (datos AEMET)

Sin embargo si se abre un poco la perspectiva se ve claramente que no es más que un defecto de falta de “marco de datos” es decir, parece un fenómeno casual debido a la escasa cantidad de años tomada en cuenta, y al carácter aleatorio de las precipitaciones en el área mediterránea. Podemos tener una visión igual de amplia [pero donde se pone de manifiesto más claramente el carácter aleatorio] en la figura B.

 

Fig. B. Precipitación (en mm)  en el observatorio de Madrid-Retiro para el mes de marzo. (Datos AEMET)

En negro se ha marcado la media móvil de 30 años, donde se aprecia una ligera caída en las últimas décadas del siglo XX. 

Lo que realmente me hizo aprender este “descubrimiento”, es que al  evaluar una tendencia lineal para el futuro de las precipitaciones de marzo en el observatorio de Madrid-Retiro [y para el centro peninsular por extensión] fue el hecho que de “predije” que llegarían a cero en pocas décadas  (hacia la década 2020-2030) si se sigue la tendencia de los histogramas decadales. Pero las dos siguientes décadas, desmintieron mi predicción y por tanto el carácter lineal de las precipitaciones y tendencias. Volvemos a la predicción de la tiza pero en otro contexto diferente. 

Moraleja: mucho ojo con asignar tendencias lineales a series caóticas y mucho menos cuando se desconocen los mecanismos subyacentes. Lejos de llegar a cero, las precipitaciones de marzo han recuperado los valores  “normales” si es que existen valores normales en una serie caótica. Por tanto a nivel general, aunque las conclusiones de este estudio a grandes rasgos pueden ser ciertas y debidas a fenómenos bien conocidos de mayor escala (subida de latitud del cinturón de borrascas por el cambio climático) no es menos cierto que el carácter caótico de las precipitaciones en el área mediterránea deben de hacernos relativizar cualquier conclusión sobre posibles tendencias. 

Finalmente resaltar, que para el área concreta del centro peninsular, los datos concuerdan con los mapas de este estudio. No hay ninguna tendencia en un sentido u otro para las precipitaciones.)

Tendencias medias anuales de scPDSI

El mismo procedimiento utilizado con la serie de precipitación fue aplicado a la serie scPDSI. Se calcularon las tendencias para el todo el siglo XX (1901–2000) y las dos mitades (1901–1950 y 1951-2000). En cuanto a la variación lenta de la scPDSI en el tiempo, se han analizado valores medios anuales. Este índice presenta un tiempo de respuesta lento (a escala mensual). 

Fig. 2. Tendencias medias anuales absolutas de scPDSI para los períodos 1901–1950, 1951–2000 y 1901–2000 (abajo): significación estadística como en la Figura 1.

A la vista de los resultados obtenidos cabe destacar que  el área que abarca Francia, Italia y las islas cercanas, muestra importantes tendencias negativas para el scPDSI (Fig. 2). Este el desarrollo es notablemente grave en el centro de Italia y Cerdeña. Se encuentran tendencias positivas muy localizadas durante 1951–2000 en Francia y en el extremo sur de Italia, pero son casi insignificantes frente a la pérdida total de humedad disponibilidad en la zona durante el siglo XX. Este patrón se extiende hacia el sur hasta Argelia, pero por otro lado, el extremo norte de Túnez tiende a presentar una ligera ganancia en valores de scPDSI.

En cuanto a la Península Ibérica, podemos advertir de inmediato las tendencias inversas que aparecen como un dipolo con diferentes señales entre el NW y el resto de Iberia. Una clara tendencia positiva en el scPDSI aparece en el NW de la península ibérica, lo que significa un aumento en la disponibilidad de humedad en esta región durante el último siglo. Por el contrario, la generalidad de las áreas restantes de la península y Baleares presentan resultados de tendencias negativas para el siglo XX. Estas tendencias son particularmente importantes  en la primera mitad del siglo en el SW y en la segunda mitad en la costa mediterránea (Fig. 2). La parte más larga de la franja costera de la zona de los Balcanes no muestra tendencias significativas si consideramos todo el período 1901-2000. Sin embargo, hay una tendencia negativa si uno restringe el análisis a 1951–2000. El territorio griego sí presenta una importante disminución en la media anual de scPDSI, con una disminución más fuerte para el período 1951-2000, que sigue siendo significativo en la escala centenaria.

En el sector oriental de la cuenca mediterránea, durante la primera mitad del siglo, Turquía presenta una tendencia negativa en las zonas centrales y una tendencia positiva en las occidentales y sectores orientales. Estas tendencias se revierten durante la segunda mitad del siglo. Mirando todo el siglo XX, se caracteriza por una tendencia positiva en la zona noroeste de Turquía y negativa en la región sur. La mayoría de las áreas circundantes al Mar Negro presentan una ganancia en la disponibilidad de humedad, con la franja costera de Rumanía como principal excepción. Sin embargo, los resultados para el Mediterráneo oriental carecen de confianza con anterioridad a la década de 1930, debido a la menor disponibilidad de buenos registros instrumentales.

Análisis regional

Dado que el índice scPDSI varía lentamente en el tiempo, se muestran los  resultados obtenidos para promedios anuales (aunque también se realizaron análisis estacionales). El primer paso será el análisis para toda la cuenca  Mediterránea. Dado que esta región presenta tanta variabilidad espacial, un gran promedio espacial inevitablemente tenderá a suavizar grandes variaciones interanuales (Fig. 3a). Sin embargo, varios períodos del siglo XX, a saber, las décadas de 1940 y 1980, se caracterizaron por períodos secos o húmedos bastante generalizados en la cuenca mediterránea (Fig. 3a, izquierda). Períodos donde las áreas húmedas exceden las áreas secas parecen ser tan frecuentes como aquellas caracterizadas por el predominio de la sequía sobre los períodos húmedos. Sin embargo, algunos episodios prolongados como la  sequía extrema las condiciones cubren un rango espacial más amplio (Fig. 3a, derecha). Esto significa que sequías importantes y bastante prolongadas que 

Fig.3. Variabilidad interanual de scPDSI (izquierda) y porcentajes correspondientes de área bajo condiciones húmedas (azul) y secas (naranja) (derecha) para los subdominios considerados: (a) todo el Mediterráneo; (b) Península ibérica.

afectan a toda la cuenca del Mediterráneo ocurrieron varias veces en el siglo, pero periodos prolongados con exceso generalizado de agua presentan menor magnitud. Tres de estas largas sequías ocurrieron en el siglo XX. La primera tuvo lugar en la década de 1920, pero no puede considerarse demasiado grave. Una sequía más a severa y generalizada afectó a todo el Mediterráneo en la década de 1940. Finalmente, la sequía más grave y prolongada a gran escala en el Mediterráneo comenzó en principios de la década de 1980 y continuó (aunque con menor amplitud) hasta finales de siglo, teniendo pocos años de excepción. Además, la tendencia negativa en los últimos 25 años se relaciona con una disminución de la precipitación en el área mediterránea y también una tendencia negativa en la disponibilidad de humedad en la región mediterránea (IPCC, 2007). Los períodos húmedos, como se ha dicho antes, también aparecen y duran largos períodos, pero con una amplitud relativamente menor. Los períodos más húmedos dominan la década de 1910, fines de la década de 1930 y la 1960 y 1970.

 

Fig. 4. (izquierda) Variabilidad interanual del PDSI para la región Ibérica; (derecha) porcentajes correspondientes de área bajo condiciones húmedas (azul) y secas (amarillos).

En la región ibérica, como la mayor parte del Mediterráneo (excepto Turquía), se encuentran dos importantes y generalmente persistentes periodos de sequía: situados a mediados de siglo, y en las últimas dos décadas, con la media anual más baja scPDSI para la península Ibérica ocurrido en 1945 (Fig. 3b, izquierda). De hecho, en España los años 40 son llamados los “años del hambre” debido a la hambruna asociada a este episodio de sequía en un país agotado por la guerra civil. Curiosamente, incluso para algunos de los años más secos es posible encontrar pequeñas zonas de Iberia con características húmedas (Fig. 3b, derecha). Probablemente esto esté relacionado con alguna actividad frontal “generosa” desde el Atlántico alcanzando la zona. No tan severa en intensidad, pero más persistente en tiempo es la sequía que comenzó a fines de la década de 1910 y terminó a mediados de la década de 1930. Después de este período propenso a la sequía, aparecen algunos años muy húmedos. El período 1960-1980 se caracterizó por varios años con cantidades altas (o incluso muy altas) de humedad del suelo disponible. Algunos años de valores scPDSI positivos también están presentes a fines de los últimos 10 años del siglo XX, aunque este período es mayormente muy seco. Como se indicó anteriormente, la resolución espacial más pequeña del PDSI los datos pueden implicar alguna pérdida de información. La península  Ibérica se caracteriza por un prolongado e intenso período seco en las décadas de 1970 y 1980 (Figura 4). Sin embargo, estas condiciones extremas de sequía sobre la península durante la década de 1970 no están reconocidas en la literatura ni en los datos de precipitación. De hecho, si uno mira la serie scPDSI, es posible encontrar un número de años húmedos dentro de ese período. Esta comparación confirma los valores más excesivos presentados por el índice PDSI, en comparación con scPDSI. Con estos hechos en mente, se ha restringido el resto del análisis al índice de sequía scPDSI. 

Vínculos entre scPDSI y patrones a gran escala 

Se han desarrollado diferentes enfoques a lo largo del últimas dos décadas para evaluar el impacto de los más relevantes modos en el clima europeo y mediterráneo. A pesar de su diferente metodología, estos estudios sí coinciden en que los modos más importantes para el clima mediterráneo en la escala de tiempo mensual/estacional son: 

(a) Oscilación del Atlántico Norte (NAO)

(b) el patrón del Atlántico oriental (EA)

(c) el patrón del Atlántico este/Rusia occidental (EA/WR)

(d) el patrón escandinavo (SCAND)

También puede haber cierta influencia del patrón El Niño-La Niña en la cuenca del Mediterráneo, al menos para determinadas zonas y temporadas  por lo que también se ha incluido el Índice de oscilación Sur (ENSO). También se ha incluido el índice Polar/Eurasia (POL), pues esta teleconexión está relacionada con la fuerza de la circulación circumpolar (la fase positiva reflejando un vórtice circumpolar aumentado y la fase negativa que refleja un vórtice polar más débil que el promedio). Estas fases pueden estar relacionadas con algunas fluctuaciones interanuales en la serie de precipitaciones. 

Mapas de correlación entre scPDSI e índices de circulación

El primer paso es evaluar el impacto espacial que tienen diferentes patrones en la prevalencia de condiciones húmedas o secas en el Mediterráneo es un mapa de correlación simple entre cada índice de modo de circulación y el campo scPDSI para toda el área y para el período 1951-2000. El patrón generalizado de anticorrelación entre los valores de scPDSI y el índice NAO (con la excepción del área del Mar Negro) se puede ver en la Fig. 5. Este patrón revela un vínculo entre los períodos secos y la fase positiva de la NAO durante el invierno, particularmente sobre el Mediterráneo occidental. Sin embargo, el comportamiento de esta teleconexión se refleja no solo en favorecer condiciones secas durante el invierno (Fig. 5, arriba), sino que se extiende a estaciones climáticas posteriores, detectable hasta el verano siguiente (Fig. 5, inferior), hecho que puede explicarse en parte por la relativa alta memoria de la mayoría de los índices de sequía, incluido el scPDSI. Los mapas de correlación del índice SCAND presentan una imagen menos homogénea con valores positivos sobre el centro y el Mediterráneo occidental, pero negativa sobre el Este Mediterráneo, a saber, Turquía (Fig. 6). La influencia del patrón SCAND en el scPDSI también se siente durante verano (Fig. 6, abajo) aunque con menos fuerza que lo que se logra con la NAO. 

Fig. 5. Correlación entre la NAO de invierno y la scPDSI de invierno (arriba) y el siguiente verano scPDSI (abajo) durante el periodo 1951–2000: las áreas encerradas en color son estadísticamente significativas al 10%.

 

Fig. 6. Correlación entre EA de invierno y scPDSI de invierno (arriba) y   EA/WR de invierno y scPDSI de invierno (abajo) durante el período 1951-2000: las áreas encerradas son estadísticamente significativas en 10%.

Los patrones de circulación del hemisferio Norte presentan impactos menos significativos o impactos generalizados, aunque algunos pueden ser importantes para, particularmente durante los meses de invierno como los representados en la Fig. 6 para EA (arriba) y EA/WR (abajo). También se ha analizado el impacto de patrones de la circulación atmosférica en la variabilidad interanual del índice scPDSI estacional para toda la cuenca mediterránea. 

Casi lo mismo puede decirse sobre el patrón SCAND de invierno, que tiene valores de correlación (en torno a 0,50) con la media mediterránea scPDSI en invierno y también durante la primavera siguiente y verano, mientras que los valores correspondientes de correlación atrasados para la precipitación se degradan rápidamente a valores no significativos. De hecho, esta relación relativamente estable entre los dos modos de circulación importantes (NAO y SCAND) en invierno y el campo scPDSI durante las siguientes temporadas de primavera y verano no se observa con precipitaciones ni  con la temperatura. Este impacto está relacionado con la serie más larga de tiempo scPDSI que también refleja la influencia simultánea de estos dos modos de circulaciones en la precipitación invernal, la temperatura y el viento, por lo tanto, evapotranspiración. Algunos de los resultados obtenidos podrían ayudar a construir modelos estacionales modelos de pronóstico o sistemas de alerta de sequía para diferentes los sectores mediterráneos propuestos. 

Enlaces con el scPDSI medio para los subdominios considerados

Se nota también el hecho de que ninguno de los patrones atmosféricos a gran escala probados presenta correlaciones significativas con el scPDSI de otoño. Como se esperaba de la evaluación de la cuenca amplia descrita en la sección, el patrón NAO de invierno tiene el mayor control, Sin embargo, cuando miramos al occidente (Iberia) la fase invernal de esta teleconexión presenta el mayor número de vínculos (anti-correlacionados) significativos con la variabilidad scPDSI en la mayoría del año. La fase positiva del patrón SCAND (relacionada a la aparición de eventos de bloqueo de larga duración en norte de Europa) supera a la NAO.

Vínculos entre scPDSI y SST (temperatura del agua del mar)

Una fracción importante de la variabilidad de las condiciones de sequía en el sector Mediterráneo se puede explicar por grandes patrones atmosféricos del sector euroatlántico, especialmente la NAO y SCAND. Varios estudios han demostrado los vínculos entre la SST y series de temperatura o precipitación en Europa, incluyendo el Mediterráneo. 

Al examinar las correlaciones entre la serie scPDSI y la serie SST normalizada, muestra que una mayor disponibilidad de humedad durante los meses de  invierno con SST por encima de lo normal en el Atlántico (particularmente el Atlántico Tropical) y los sectores Mediterráneos, y por otro lado, a condiciones más secas en meses de verano con SST superiores a lo normal. En invierno los enlaces están relacionados con mayores cantidades de precipitación asociadas a esos patrones SST y, de hecho, estos enlaces propagan su señal a lo largo de las siguientes temporadas. Las anticorrelaciones de verano pueden no estar relacionadas con las cantidades de precipitación, pero sí a anomalías de temperatura conectadas a esas anomalías de SST. Las temperaturas superiores a lo normal darán lugar a una mayor evaporación y en consecuencia a una disponibilidad de humedad por debajo del promedio. Sobre Iberia, encontramos el mismo tipo de correlación durante la estación húmeda, con SST cálidas en las regiones tropical y oriental Atlántico y en el Mar Mediterráneo correspondiente a las condiciones de humedad. Probablemente conectadas a la SST del Mediterráneo,  SST más frías en el Atlántico central/occidental también favorecen Valores de scPDSI.

El scPDSI tiene una larga memoria, con condiciones invernales que influyen  las temporadas siguientes en términos de condiciones de sequía. Finalmente, En los meses más cálidos (de primavera a otoño) la SST mediterránea parece jugar un papel importante en la disponibilidad de humedad de la región. como se indicó antes, esto probablemente esté relacionado con el estrés por calor y las consiguientes mayores pérdidas de agua del suelo en condiciones de temperatura por encima de lo normal. Este efecto en los meses cálidos se prolonga incluso hasta invierno siguiente. Otra influencia repetida es la prevalencia de condiciones húmedas en inviernos con SSM superiores a la media en el sector Atlántico, a saber, Atlántico tropical y Este.

Modelando el scPDSI de verano en el Mediterráneo 

Cualquier enfoque de modelado basado solo en los índices de circulación y SST como predictores puede conducir a resultados engañosos debido a los altos valores de autocorrelación del campo predicho (scPDSI). Así, cualquier enfoque del modelo debe tratar con el efecto de persistencia, ya sea quitándolo por completo o incorporando el campo scPDSI retrasado explícitamente. 

Algunas regiones son potencialmente más sensibles al cambio climático  y de acuerdo con el modelado dinámico  y estadísticas la cuenca Mediterránea parece ser particularmente propensa a sufrir un calentamiento y disminución de las precipitaciones durante el siglo XXI.

El Mediterráneo corresponde al “punto caliente” más importante del cambio climático en el mundo. Al evaluar el impacto de futuros escenarios de cambio climático de disponibilidad de humedad en la región, también es necesario evaluar eventuales cambios en la ubicación y la magnitud a gran escala discutida anteriormente de los patrones de circulación.

Los patrones más influyentes corresponden a los patrones NAO y SCAND durante el invierno. La NAO se sabe que dirige las trayectorias de las borrascas hacia el Sur de Europa durante su fase negativa, y hacia el Norte durante su fase positiva. Por lo que aumenta la precipitación observada durante se fase negativa en la península Ibérica y la hace disminuir en su fase positiva. 

Los resultados muestran que el impacto de la NAO de invierno en el campo scPDSI también es significativo para la primavera siguiente y temporadas de verano. Es un hecho bien conocido que el índice NAO domina la variabilidad de la precipitación durante los meses más lluviosos  en el Mediterráneo. La influencia del patrón SCAND también se extiende a la siguiente temporada de verano, aunque de menor magnitud que la NAO. Los patrones restantes de circulación del hemisferio norte (EA y EA/WR), la señal ENSO y POL muestran ser menos significativos.

Cabe destacar que la magnitud de estos patrones de correlación entre los principales modos de variabilidad del hemisferio Norte y el Mediterráneo es similar a los enlaces correspondientes obtenidos en la precipitación de invierno, pero son significativamente más grandes en primavera y verano.  Estos resultados plantean la perspectiva de construir modelos de pronóstico, o al menos, sistemas de alerta de sequía, particularmente sintonizados para occidente (Portugal, España). Se desarrolló un modelo simple de regresión para hacer una retrospectiva de los valores de scPDSI de verano entre 1951 y 2002. Al desarrollar este modelo, y además de los índices atmosféricos, se probaron una serie de anomalías SST como posible predictor. El análisis de correlación entre el scPDSI y la serie SST normalizada sugiere la posibilidad de incorporar algunos valores a este último en el modelo. Como ejemplo, se encontraron vínculos interesantes entre la disponibilidad de agua y la SST superiores a la media en los sectores Atlántico y Mediterráneo durante el invierno, o entre la escasez de agua disponible en verano durante episodios de SST por encima de lo normal. Todas estas relaciones descritas aquí estaban presentes en el modelo de predictores que fue desarrollado. Muestra una interesante capacidad para predecir valores de scPDSI de verano basados solo en información invierno y otoño. En este contexto, cobra cada vez más relevancia proporcionar pronósticos estacionales para las variables climáticas hidrológicas que pueden ayudar a aliviar parte del impacto negativo del cambio climático en la infraestructura hídrica, concretamente mediante mayor preparación.

(Abro otro paréntesis. Para quien no tenga experiencia en estos temas, hacer modelos “predictores” de datos ya pasados, puede funcionar muy bien aunque los datos sean casi aleatorios, pero por experiencia puedo decir, que cuando se proyecta el modelo hacia el futuro y lo ponemos a pronosticar situaciones futuras reales, misteriosamente desaparece el valor predictivo del modelo. Moraleja: hacer predicciones a “toro pasado” es  muy fácil y no da ninguna garantía de que nuestro modelo sea válido)

Conclusión: Parece ser que en términos generales las precipitaciones en la región mediterránea tienden a disminuir con el cambio climático, pero su gran componente aleatoria hacen que sea muy difícil evaluar dicha tendencia, además un aumento claro de las temperaturas aumenta la evaporación y hace disminuir significativamente los niveles de humedad disponible en el suelo en toda la cuenca. 

Para la península Ibérica se observa un dipolo, es decir un aumento de las precipitaciones en toda la parte NW de la península y una disminución hacia la cuenca mediterránea y Sur- Lo que por otra parte deja la parte central de la península en una especie de “tierra de nadie” que se corresponde bastante bien con los datos de precipitaciones de las estaciones pluviométricas de la zona centro y concretamente con la de Madrid-Retiro en la cual no se observa ninguna tendencia significativa a largo plazo.

Referencia: Trends and extremes of drought indices throughout the 20th century in the Mediterranean

El glaciar del Monte perdido, una visión personal

Ya he publicado dos post sobre el glaciar del Monte Perdido en este blog, uno sobre un resumen de un estudio cronológico del hielo  y otro igual pero algo más extenso y detallado con resúmenes de otros estudios.  

Pero me ha faltado sitio para contar mis expediciones al glaciar, así que aquí no voy resumir más estudios, voy a contar la experiencia personal de mis dos subidas al balcón de Pineta, la primera en octubre de 2006 apenas llegué al balcón de Pineta, me paré a hacer fotos y volví a bajar, pues  como en octubre los días son más cortos, aquella vez apenas pude estar una hora en el balcón de Pineta, desde el cual apenas me moví, pues comencé a subir ya tarde y como se tarda más de 3 horas y media en subir y casi otras tres en bajar, la jornada no daba para más.

En la expedición de agosto de 2023 estuve unas horas arriba para explorar la zona, y aproveché para conocer el lago de Marboré y después bajé por el desagüe del lago hasta el barranco de los churros donde me fui acercando al glaciar a la parte ya extinta del escalón inferior donde terminaba la antigua cascada de seracs, en la que yo pensaba que no había hielo glaciar, pues los libros dicen que el esta parte del glaciar se extinguió hace varias décadas. 

 

Fui a explorar la zona donde terminaba la cascada de seracs, en esta foto además de la cascada se puede apreciar el enorme grosor del hielo encima del talud rocoso. Foto hacia los años 30 del siglo XX del archivo excursionista de Cataluña  y coloreada con Palette  

Sin embargo no hay nada como ir uno en persona para comprobar muchas veces imprecisiones o cosas que los libros sencillamente no cuentan, por ejemplo cuál fue mi sorpresa al encontrar hielo antiguo del glaciar aunque sea residual, aún bandeado en esta zona. Aunque en este escalón puede considerarse un glaciar negro o rocoso pues está completamente cubierto de rocas y en las fotos no aparece como hielo, sino como rocas. Es posible que la procedencia de este hielo no sea exactamente glaciar, sino que proceda de la recongelación del agua de la cascada que baja del frente intermedio, pero el hecho de que esté cubierto de derrubios completamente  y que la mayoría de las fotos que he consultado del glaciar, esta zona esté siempre cubierta de nieve, aparte de que era hielo bandeado,  me hace pensar que posiblemente se trate de hielo glaciar aunque sea residual.  

Mapa de google maps  en el que se puede apreciar la zona donde en agosto de 2023 quedaba hielo bandeado cubierto de rocas. En esta foto aún queda nieve de temporada, en mi visita no había nada de nieve.

 

Foto lateral del hielo cubierto de derrubios, se ha marcado en rojo la extensión del hielo.

Hielo residual bandeado cubierto de derrubios en el escalón inferior del glaciar del Monte Perdido, aquí caía la cascada de seracs hasta el año 1953 aproximadamente.

Panorama del lentejón de hielo que aún queda, dividido por el arroyo que desciende del piso intermedio del glaciar.

Hielo residual hacia el balcón de Pineta, imagen estereoscópica, puedes verla en 3D poniéndote bizco/a hasta superponer ambas imágenes. Necesitas un poco de práctica y de paciencia.

Aquí se puede apreciar la zona desde más lejos, se ve el hielo escondido debajo de las piedras. Se aprecian delante las morrenas de la pequeña edad del hielo. El glaciar está arriba del todo, fuera de la imagen.

Me gustó mucho y me sorprendió mucho también la zona por su extrema aridez, es un auténtico desierto helado similar al que se podría encontrar en cualquier región del Ártico, es una zona llena de detritos rocosos con grandes bloques de rocas erráticas movidas por el hielo glaciar y morrenas, la mayoría de la Pequeña Edad del Hielo, pero también más antiguas. También es curiosa la diferencia de color que hay entre las diferentes rocas calizas, las hay naranjas, completamente blancas y grisáceas procedentes de la pared del Monte Perdido y desplazadas hasta aquí por el glaciar.

 

Desierto pedregoso y morrenas del glaciar del Cilindro en el balcón de Pineta.

Otra cosa para la que sirve ir a los lugares in situ, es para comprobar malentendidos por ejemplo en mi post sobre los glaciares olvidados de los Pirineos puse una foto (ya lo he corregido) en la que decía que se ve hielo en el lago de Marboré procedente del glaciar del lago, sin embargo ahora me doy cuenta de que ese hielo posiblemente pertenecía al glaciar del Cilindro y no se estaba metiendo en el lago de Marboré sino, más bien en una pequeña laguna que hay un poco más abajo de la desembocadura de este. Se puede comprobar como curiosamente este hielo también está lleno de derrubios por encima, igual que el que encontré yo más de cien años después acercándome al glaciar en su base inferior.

 

Hielo residual cubierto de derrubios del glaciar de Marboré-Cilindro en la lagunilla cercana al lago de Marboré Fotografía hacia 1900. Bibliothèque de Tolouse   coloreada con palette 

En los apenas diecisiete años que han transcurrido entre mis dos ascensiones al balcón de Pineta, el glaciar del Monte Perdido no solo se ha partido en dos sino, que ha reducido considerablemente su espesor, habiendo entrado ya prácticamente en una muerte irreversible. 

Comparativa desde el balcón de Pineta del glaciar del Monte Perdido entre 2006 y 2023. Se aprecia una considerable pérdida de grosor en 2023 respecto a 2006 así como la pérdida total de hielo en la parte central, quedando el escalón inferior del glaciar dividido en dos. El escalón superior también sufre una merma de grosor considerable.

En esta comparativa se ve la zona de la la lengua incipiente, donde estaba la cascada de seracs, en 2006 aún había un pequeño remanente de hielo intentando caer por el talud, en 2023 estaba completamente biselado y retirado varios metros.

 

En esta foto se aprecian los dos pisos, el superior y el inferior, donde se ve que ambos ha perdido prácticamente todo el espesor que tenían, quedando ya apenas una fina lámina de hielo.

En esta comparativa hacia la cara norte de Marboré, se aprecia como el antiguo glaciar de Marboré, fragmentado en pequeños cuerpos en 2006 , desaparece ya completamente en 2023 quedando apenas hielo residual en los más grandes.

Los glaciares del Cilindro y el de Marboré, eran uno solo en la pequeña edad del hielo (1300-1850), después quedaron dos cuerpos separados, el de Marboré prácticamente extinto, y del Cilindro, encajonado en un umbría muy favorable, apenas aguanta como una fina lámina de hielo sucio.

De hecho tengo fotos de hace tres años en las que se ve una clara diferencia con las que hice yo  este año 2023 y es posible que de las dos partes en las que se ha partido el glaciar inferior, la que queda a la derecha desaparezca en unos pocos años, si cabe menos de cinco, mientras que la que queda a la izquierda, muestra bastantes grietas y un grosor más considerable, podría durar algo más. 

 

Se pueden apreciar cambios considerables entre estas dos fotos, incluso en el grosor del hielo, aunque apenas hay tres años de diferencia entre ellas. Foto de 2020 cortesía de Álvaro Machuca Puente Las fotos de 2023 se pueden obtener en alta resolución aquí 

En este detalle de la parte izquierda del glaciar que es la que más hielo conserva, se aprecian grandes pérdidas de hielo en su frente. La roca marcada como A sirve de referencia. Foto de 2020 cortesía de Álvaro Machuca Puente   Las fotos de 2023 se pueden obtener en alta resolución aquí 

Sin embargo el hecho de que el año pasado y este hayan perdido más de tres metros de grosor, y el hecho de que es el glaciar tenga ya solo unos pocos metros de espesor (es difícil apreciar o calcular, yo diría entre 5 y 10 metros, aunque hay estimaciones que hablan de hasta 45 metros), nos hace pensar que en apenas una década o dos como mucho, el glaciar esté completamente extinto pues hay que tener en cuenta que aunque la superficie se mantenga prácticamente igual, lo que disminuye es el grosor, y una vez este llega a cero la superficie cae abruptamente a cero también, luego el hecho de que tenga unas pocas hectáreas no es garantía de que no desaparezca de un año para otro, en un verano como en los que hemos tenido en 2022 y 2023.

 

Mapa del recorrido con algunos puntos importantes donde realicé fotografías. Se puede apreciar la lagunilla donde llegaba el hielo del glaciar del Cilindro en el año 1900. El glaciar principal del Monte Perdido queda abajo del todo en el resalte de la foto.

Magnitud y frecuencia de las inundaciones en la cuenca del Tajo durante el último milenio

Introducción

En España existen abundantes fuentes documentales que registran fenómenos meteorológicos extremos. Fenómenos tales como inundaciones y sequías. Estos registros documentales están incluidos en archivos públicos, eclesiásticos y crónicas locales. Se centran en eventos extremos que provocaron daños a la propiedad y las construcciones públicas como puentes, carreteras, etc. Aunque el nivel de percepción de las inundaciones por la población puede cambiar con el tiempo debido a la expansión progresiva de la actividad humana hacia la llanura de inundación del río, la mayoría de las inundaciones documentales se pueden como hechos extraordinarios provocando un desbordamiento con daños.

La combinación de la frecuencia y la magnitud de las inundaciones puede proporcionar información valiosa para ser utilizada en el análisis de riesgo de inundaciones y para comprender la sensibilidad de las inundaciones al cambio climático pasado como una forma de pronosticar futuras respuestas a inundaciones en el ámbito de escala regional.

La frecuencia de las inundaciones y los patrones de distribución pueden proporcionar una indicación de que ha ocurrido un cambio climático. Además, la cuantificación de las descargas máximas documentadas de las crecidas puede arrojar algo de luz sobre la gravedad de estos cambios y su impacto real en la respuesta hidrológica.

Se presentan los resultados de un análisis espacio-temporal de inundaciones ocurridas en la cuenca del Tajo durante el último milenio en términos de frecuencia, estacionalidad, causalidad y magnitud. También se hizo un análisis de cambios en la distribución temporal de la magnitud y frecuencia de las crecidas dentro el contexto de variabilidad climática que vive la Península Ibérica.

Hidrología e Hidroclimatología de Inundaciones del río Tajo

El río Tajo drena la meseta central española y fluye de este a oeste en el Océano Atlántico en Lisboa. Es el río más largo de la Península Ibérica. (1.200 km) y cuenta con un área de influencia de 81.947 km².

El clima general de la Península Ibérica se caracteriza por una clara variabilidad estacional y mensual. Los veranos son cálidos y secos y los inviernos son generalmente templados y relativamente húmedos. Este régimen es controlado por dos sistemas principales: el anticiclón subtropical de las Azores durante verano, y vientos del oeste asociados a frentes fríos en invierno.

El caudal medio cerca de la desembocadura del río en Lisboa es de 500 m³ por segundo, donde una importante contribución es proporcionada por los afluentes de drenaje de la Cordillera Central que fluyen hacia el tramo medio-bajo del Tajo. El río Tajo está sometido a extrema variabilidad estacional y anual, incluidas inundaciones severas con descargas máximas 30 veces la descarga promedio.

El régimen de crecidas del río está influenciado por los frentes Atlánticos que cruzan la Península Ibérica principalmente durante el invierno. Las inundaciones de invierno están relacionadas principalmente con áreas de baja presión ubicadas al suroeste de Irlanda que empujan frentes fríos hacia la parte occidental de la Península Ibérica en un sentido oeste-este y dirección suroeste-noreste. El bloqueo de estas áreas de baja presión puede dar lugar a semanas de precipitaciones continuas y a inundaciones severas. Los afluentes del este y noreste tienen un suministro hidrológico mixto de deshielo y pluviales de la Cordillera Ibérica y Central, mientras que los afluentes del sur (Montes de Toledo) se alimentan principalmente de aguas pluviales. Eventos que producen inundaciones en el los afluentes del norte, noreste y este también están relacionados con los frentes atlánticos recorriendo la Península de noviembre a mayo. Los afluentes orientales muestran un segundo máximo de inundación durante el otoño relacionado con las DANAS que se desarrollan principalmente a lo largo de la costa mediterránea produciendo intensas precipitaciones. Los afluentes del sur también muestran un segundo pico durante el verano y principios de otoño asociado con tormentas eléctricas de convección que causan inundaciones repentinas catastróficas en pequeñas cuencas.

Metodología y fuentes de datos 

Cuando la cuenca investigada es extensa, como la cuenca del Tajo (81.947 km²), donde los eventos de inundación responden a diferentes patrones climáticos y meteorológicos, el análisis no sólo debe tener en cuenta la variabilidad temporal en la ocurrencia de inundaciones, sino también la variabilidad espacial y estacional de estas inundaciones acontecimientos a través del tiempo.

La diversidad de fuentes documentales proporciona una amplia gama de calidad de las series de datos que van desde conjuntos de datos completos y continuos hasta conjuntos completos pero discontinuos algunas series de datos, junto con información dispersa para pequeños arroyos.

La estimación del caudal asociado a crecidas documentales sólo se ha realizado para el río Tajo en algunas localidades históricas, por lo que la recopilación de los datos son más completas, concretamente Aranjuez, Toledo, Talavera de la Reina y Alcántara. Para estas localidades, el lapso de tiempo de las referencias documentales de inundación es irregular y abarca el período desde 1557 d.C. para Aranjuez, desde 1113 d.C. para Toledo, desde 1203 d. C. para Talavera y desde 1856 d.C. para Alcántara.

Las inundaciones extraordinarias involucraron la inundación de la llanura aluvial y, por lo tanto, la descarga del río llenó el cauce a su máxima capacidad. Las series documentales de crecidas se completaron con series de crecidas máximas anuales (lecturas instrumentales) registradas en estaciones de medición.

La precisión de las estimaciones de descarga depende de la estabilidad de la geometría de la sección transversal a través del tiempo. Se considera estable en canales confinados en lecho rocoso, como en Alcántara y partes de los tramos de Toledo, la geometría del canal en la etapa máxima es conocida o aproximadamente estimada, ya que no se pueden suponer cambios importantes en los últimos 1000 años. Para este ejemplo, los cálculos, proporcionan estimaciones precisas de la descarga. En contraste, en tramos aluviales con un lecho móvil, como en Aranjuez y Talavera, la geometría del canal puede cambiar con el tiempo y, por lo tanto, los cálculos conllevan un nivel sustancial de incertidumbre en las estimaciones de descarga.

Resultados

Variabilidad de la frecuencia de las inundaciones

La mayoría de las inundaciones reportadas se producen en los ríos y arroyos que nacen en la Sierra de Guadarrama (45%), seguidos de Montañas de Gata-Gredos (35%), Cordillera Ibérica y alrededores (11%) y Montes de Toledo (9%).

En cuanto a la distribución estacional de inundaciones, el mayor número de inundaciones se producido durante el período de invierno (45%) seguido de otoño (28%), primavera (16%) y verano (11%). Esta distribución porcentual se mantiene en los diferentes periodos interanuales establecidos, con prácticamente el 50% de los eventos concentrados en invierno, con la excepción del período de tiempo 1350-1650, donde el número más alto de los eventos ocurrieron en otoño (40%). Esto representa una anomalía considerable en las series. También es de interés la concentración de eventos invernales (56%) durante el período 1100-1350 y falta de eventos informados en verano. Esto, sin embargo, puede no ser considerado estadísticamente representativo debido al reducido número de eventos (9 registros). El 90% de las inundaciones correspondientes

Fig 1. Variabilidad temporal y distribución estacional del número de inundaciones por década registradas para la cuenca del río Tajo en los últimos 1000 años.

El río Tajo y toda su cuenca se asocian a las precipitaciones, seguidas de lluvias combinadas con deshielo. Un hallazgo inesperado de este análisis es que el 12% de eventos relacionados con la precipitación in situ en los montes de Toledo. La distribución por décadas de las inundaciones documentales (Figura 1) muestra una tendencia creciente y patrón exponencial (parabólico o hiperbólico). Esto ha sido clásicamente explicado por un aumento en la cantidad de información disponible sobre los más recientes eventos de inundación y por presiones antropogénicas cada vez mayores en áreas potenciales de inundación debido al desarrollo en el siglo XX. No obstante sólo podrá contabilizarse la ocurrencia de periodos de inundaciones concentradas, aunque son conscientes de la falta de registros documentados continuos entre 1257 y 1420. Estas series también están sesgadas por el número de fuentes disponibles a lo largo del tiempo, que varían desde un documento por año entre 712 y 1250 d.C., hasta más de 2800 documentos por año para el período 1927-1936 d.C.

Tabla I. Periodos de inundaciones en la cuenca del Tajo desde el año 1100.

Un criterio para individualizar periodos, se utilizaron aquellos que presentaban grandes variaciones con respecto a la media (Tabla I). De acuerdo a  este criterio, se diferenciaron siete grandes periodos que incluyen el 71% de los datos y cubren un total de 280 años de los 900 años del período de estudio. Similarmente, el registro muestra cinco períodos menores o secundarios de registro denso de inundaciones. Es posible definir intervalos en los que el valor supera la media de la serie de datos (en este caso, 3 eventos por década). Se identifican cinco períodos de eventos concentrados (1200–1230; 1560–1620; 1700-1720; 1740–1810; 1860-2000), que coinciden ampliamente con periodos establecidos gráficamente.

Reconstrucción de magnitudes de inundaciones documentales

Estimaciones de inundaciones en Aranjuez

El río Tajo en Aranjuez drena una superficie de 9.340 km2, alimentados en su mayor parte por el Cabeceras de la Cordillera Ibérica. En Aranjuez, el cauce aluvial del Tajo serpentea sobre una llanura aluvial de 800 a 1000 m de ancho. La calidad del registro documental de inundaciones para Aranjuez de los últimos 445 años es sin duda el mejor de todo el curso de la  distribución del número de inundaciones reportadas. Esto se debe a los palacios y jardines reales, construidos sobre el río Tajo. Llanura aluvial, que han provocado el registro inundaciones desde 1557.

El modelo hidráulico comprende un tramo de 13 km, a lo largo de los cuales 57 secciones transversales. Hidráulicamente, el tramo de Aranjuez es complejo por su amplia planicie de inundación y estrecho cruce con el río Jarama, así como sus numerosas construcciones y estructuras como presas, puentes, diques, molinos de presas, etc. Las estimaciones de caudal pueden contener  incertidumbres, No obstante, el uso de valores relativos de caudal proporciona una estimación precisa de las magnitudes de las crecidas y de la severidad de los períodos de crecida. El registro documental de Aranjuez (1557-1911) consta de 62 inundaciones. En documentos escritos, se hace referencia a más de 100 hitos asociados con inundaciones, jardines, calles, casas, puentes, huertas, arboledas, fuentes, vados, diques, canales, molinos y presas. Si se considera la distribución de frecuencias de crecidas para Aranjuez, se pueden distinguir cuatro períodos: 1563–1611, 1739–1750, 1860–1892 y 1917–1928. El período más importante en términos de número de inundaciones y la magnitud corresponde a 1860–1892 e incluye un total de 15 inundaciones, seis de las cuales mostraron caudales máximos superiores a 500 m³ por segundo. La más grande de estos ocurrió en 1878, mostrando una descarga máxima de 1000 m³ por segundo. El siguiente período en términos de magnitud de inundación corresponde a 1563-1611. Con 7 eventos de inundación, cuatro de caudal mínimo superior a 400 m³ por segundo, y el mayor en 1611 más de 950 m³ por segundo. Un tercer período histórico de inundación corresponde a 1739-1750 con seis eventos de inundación, tres de más de 350 m³ por segundo, alcanzando una descarga mínima de 750 m³ por segundo en 1747. En el siglo XX, y según registro de estación de aforo (1911–1985), ocurrieron numerosas inundaciones durante el período 1917–1928, tres más de 450 m³ por segundo. En Aranjuez, dos marcas en una columna ubicada a nivel del suelo sirvieron para atribuir fechas de inundación de 20 de diciembre de 1916 (descarga que alcanza hasta 762 m³ por segundo) y 27 de marzo de 1924 (descarga estimada de 635 m³ por segundo), esta última el 2 de abril de 1924.

Estimaciones de las inundaciones en Toledo

El tramo de Toledo, 40 km aguas abajo de Aranjuez, drena una cuenca de 24.788 km2. La llanura aluvial y se estrecha al entrar en un desfiladero de lecho rocoso que rodea la ciudad. Unos 250 m aguas abajo de la entrada del lecho rocoso, hay un molino construido en época medieval y una presa que desvía el agua hacia el molino en momentos de bajo caudal. En este punto, ocurre un salto hidráulico que permite flujo a ser seleccionado indicador durante las inundaciones. Se sabe que la geometría fluvial del tramo superior de este tramo ha cambiado a través del tiempo. Sin embargo, este tipo de configuración con una sección de control hidráulica en el cañón de lecho rocoso, que podemos suponer permanece más o menos sin cambios.

El registro documental de inundaciones de Toledo comienza en el año 1113 d. C., con 32 inundaciones descrito en documentos escritos antes de que comenzara el registro de calibre en 1972. En estos documentos, las etapas de inundación se refieren a más de 35 hitos como puertas, iglesias, huertas, puentes, presas de molinos y, en tiempos más recientes, a la estación de ferrocarril y a la Real Fábrica de Armas de Fuego. La ciudad de Toledo se encuentra en una colina de lecho rocoso, donde solo un número limitado de edificios históricos o actividades humanas se vería afectado por las inundaciones. Así, el nivel de percepción de inundación es sustancialmente inferior al de Aranjuez y, por tanto, sólo las mayores crecidas fueron documentadas. Esto puede, hasta cierto punto, explicar que incluso si el período de registro es más largo que para Aranjuez, el número de eventos de inundación reportados es notablemente menor. Se registraron inundaciones en términos de descarga máxima para los períodos 1168–1211, 1527–1606, 1778–1788.

Estimaciones de inundaciones en Talavera

El alcance de Talavera 70 km aguas abajo de Toledo y, en este punto, drena una superficie de 33.849 km2. Unos 5 km aguas arriba de este tramo, el Tajo se unía por uno de sus principales afluentes, el río Alberche. En Talavera, el Tajo muestra un patrón trenzado sinuoso de 400–600 m de ancho de canal, con frecuentes barras transversales e islas estabilizadas por vegetación ribereña, sujetas a una mayor sedimentación.

El canal serpentea a lo largo de una llanura aluvial de 1,5 km de ancho que 5–7 m por encima del fondo del cauce del río Tajo. Valores pico de descarga estimados para este alcance deben interpretarse con cautela no solo porque las incertidumbres del modelo sino también debido a cambios en la geometría del canal debido a la erosión y la deposición en este río alcance.

El registro documental de inundaciones de Talavera se remonta a 1203 y es escaso e incompleto. Once eventos de inundación fueron documentados antes del registro de la estación de medición (1911-1989). La mayoría de las etapas de inundación se referían a dos hitos: el puente romano y una iglesia (Virgen del Prado) situada en la vega, así como a varios caminos cortados por las inundaciones. En Talavera, el nivel de percepción se restringe a estos hitos específicos y pueden explicar la cantidad y calidad limitadas de documentales datos de inundaciones disponibles. Eventos de inundación de mayor frecuencia y magnitud en términos de descarga máxima (Figura 5) se registraron en Talavera entre 1658 y 1706. Al menos dos de estos cuatro eventos extraordinarios presentaron descargas máximas de 3000 m3 por segundo y el más grande mostró una descarga pico mínima de 3800 m3 por segundo. por segundo, durante la cual algunas de las partes Probablemente la inundación más grande reportada ocurrió en 1203, con una descarga estimada de 4000 m³. En el siglo XX, el mayor la inundación ocurrió en 1947 con una descarga máxima estimada de 3700 m3 por segundo.

Estimaciones de inundaciones en Alcántara

El tramo de Alcántara se encuentra cerca de la frontera portuguesa, 200 km río abajo de Talavera, y tiene una cuenca hidrográfica de 51.958 km². En este alcance, El río Tajo fluye dentro de un desfiladero de 140 m de profundidad y 300 m de ancho cortado en pizarras  paleozoicas y rocas de esquisto. El canal del lecho rocoso tiene una incisión de 15 m en una terraza, que alterna a ambos lados del río a lo largo del desfiladero. Se puede suponer que el lecho rocoso la geometría del canal se mantuvo sustancialmente sin cambios durante el período del documento  y ese flujo en la descarga máxima a lo largo de este desfiladero es básicamente unidimensional. Por lo tanto, podemos estar seguros de que proporciona buenas estimaciones de descarga máxima para etapas históricas conocidas.

El registro documental de Alcántara es corto (desde 1856) pero extremadamente preciso. Las siete inundaciones documentadas se refieren al puente romano de Alcántara, una impresionante obra de ingeniería civil construida en el año 103 d.C. (Figura 2). Unos 200 m  de largo y 7 m de ancho. Las inundaciones más grandes durante los últimos 200 años se registraron en 1876, 1941, 1947 y 1856.

Figura 2. Puente romano de Alcántara, construido en el año 103 d.C., con 200 m de longitud y arcos centrales abiertos de 28,8 y 27,4 m de altura. (a) Foto tomada en 1950 (antes de la construcción de la presa de Alcántara). (b) Sección transversal que muestra las etapas de inundación (a partir de hitos históricos y fotografías históricas)

Con descargas máximas de 14 800, 13 700, 11 800 y 10 500 m³ por segundo respectivamente Figura 2. Otras inundaciones importantes de eventos ocurridos en 1912 y 1989, con picos de descarga estimados de 3800 y 7500 m³ por segundo. Según el registro de la estación de gálibo de Alcántara (1913-1986), la inundación más grande ocurrió en 1979, con una descarga máxima de 8115 m³ por segundo. La Estación de la villa  ancho Velha do Ródão (61.000 km2) con registros en los años 1901–1978 en Portugal, 70 km aguas abajo de Alcántara, registró grandes inundaciones en 1978, 1941, 1939–40, 1912  y 1947, aunque la crecida más grande se documentó en diciembre de 1876 con un caudal estimado de 15.850 m³ por segundo.

Inundaciones documentales de la cuenca del Tajo en el contexto de la Península Ibérica

En la Península Ibérica, los mecanismos productores de inundaciones en las cuencas Atlántica y mediterránea son atribuibles a patrones atmosféricos muy diferentes e independientes. De hecho, se esperaría que la frecuencia histórica de inundaciones del Tajo se pareciese a las de las cuencas atlánticas cercanas, pero difiere de las frecuencias de  inundación de las cuencas mediterráneas.

Durante el último milenio, el período más antiguo que muestra un número anómalo de inundaciones en la cuenca del Tajo varía entre 1160 y 1210 que puede corresponder a el período cálido medieval tardío (probablemente 900-1200 Sin embargo, no es evidente para algunos autores que este período pueda definirse claramente de manera similar. En términos a escala global y continental. La concentración de inundaciones de 1150 y 1300 también es evidente para otras cuencas atlánticas de la Península Ibérica, que probablemente se asociaron con  inviernos inusualmente húmedos. Las inundaciones del río Tajo de 1160 a 1210 fueron frecuentes así como  excepcionales, y los datos del nivel del agua indican que estas inundaciones fueron las mayores del registro documental disponible. De una magnitud particularmente grande fueron las inundaciones de 1168 (también registradas para los ríos Duero y Guadalquivir, 1178, 1181 y 1207. Estas crecidas alcanzaron caudales máximos en Toledo de 3600 m³ por segundo, superando las catastróficas crecidas del Tajo de 1876 y 1947. Frente a periodos de alta frecuencia de crecidas, cabe destacar la falta de información sobre eventos extraordinarios ocurridos entre 1250 y 1400, a excepción de la riada de 1258 que afectó a la mayor parte del Atlántico peninsular cuencas (Duero, Tajo y Guadalquivir). Sin embargo, la descarga de 2500 m³ por segundo estimada en Toledo es inferior a la registrada en el periodo anterior. La interpretación climática basada en esta falta de datos no sería apropiada, dada la posible  discontinuidad de las series de datos anteriores al siglo XIV.

Una abundante precipitación invernal, particularmente durante 1402–1403, 1434, 1485 y 1488 provocó graves inundaciones que afectaron a la mayoría de las cuencas atlánticas (Duero, Tajo y Guadalquivir. De 1420 a 1485 hay registros de al menos tres inundaciones excepcionales en Toledo y Talavera. Digna de mención es la ocurrida en 1485, que también superó los 1000 m³ por segundo en Toledo. En general, el período 1400-1540 presenta una alta concentración de anomalías climáticas, incluyendo signos hidrológicos opuestos como sequías frecuentes y años con inviernos particularmente  húmedos, prueba del deterioro climático ya evidente desde el inicio del siglo XIV que continuó en los siglos XV y XVI.

El siguiente período que muestra la mayor frecuencia de inundaciones 1540-1640, presenta una magnitud y frecuencia máxima de inundaciones entre 1590 y 1610. Las referencias en documentos históricos al nivel de agua o caudal alcanzado por las crecidas para este período son escasas (faltan datos de etapas de al menos 4 pruebas de Aranjuez y Toledo), aunque parece que estas inundaciones no fueron de la magnitud de las registradas a finales del siglo XII-principios del XIII. Los caudales mínimos estimados para las crecidas de las que se dispone de un registro siempre superan 400 m³ por segundo en Aranjuez, con un máximo de 950 m³ por segundo en 1611, y 700 m³ por segundo  en Toledo, con un máximo de 1350 m³ por segundo en 1565.

Se registraron inundaciones extensas debido a sistemas frontales en 1603–1604 en los ríos Duero, Tajo, Guadiana y Guadalquivir y en 1626 en el Duero, Tajo y Guadalquivir. Aunque el inicio y la duración de la Pequeña Edad de Hielo es un tema de debate se identifican varios períodos de máxima intensidad (1570–1620, 1680–1700, alrededor de 1750 y 1810–1850). El período anterior (1570–1620) coincide con la detección de una concentración máxima de inundaciones en el Cuenca del Tajo (1540-1640), particularmente en Aranjuez (1563-1611). Los períodos menores 1650–1660, 1680–1690 y 1700–1710 están claramente definidos  para algunos afluentes del norte y en los registros del río Tajo a su paso por Talavera, donde se documentan inundaciones excepcionales, al menos dos de las cuales 1674 y 1681 se encuentran entre las de mayor magnitud en el registro documental con vertidos superiores a 3300 y 3800 m³ por segundo. En particular, la década 1700-1709 registró una frecuencia anómala de inundaciones extremas (al menos 6 eventos), sin registros en décadas anteriores o posteriores. Estos períodos menores apenas se refieren en la literatura.

Uno de los períodos de temperaturas severas durante la pequeña edad del hielo coincidió con el Mínimo de Maunder tardío (1675–1715), durante el cual se supone que un aumento en la circulación meridional sobre Europa, lo que provocó una situación climatológica muy variable, con fuertes contrastes en un período de tiempo relativamente breve.

Este patrón climático puede explicar en parte la alta variabilidad  en los cambios decenales en la frecuencia de las crecidas de la cuenca del río Tajo. Los períodos 1730-1760 y 1780-1810 están claramente representados, especialmente en el registro de Aranjuez, con 6 eventos registrados entre 1739-1747 y 3 eventos entre 1775 y 1788. Durante este último período también se registraron inundaciones que causaron daños. Registrada en Toledo (1778) y Talavera (1780).

Conclusiones

La evidencia documental ilustra la alta sensibilidad de la magnitud y frecuencia de las inundaciones a la variabilidad climática del último milenio. Frecuencias de  inundaciones inusualmente altas, se registraron en los períodos: 1160-1210 (3%), 1540-1640 (11%; pico en 1590–1610), 1730–1760 (5%), 1780–1810 (4%), 1870–1900 (19%), 1930– 1950 (17%) y 1960-1980 (12%). Otros períodos de concentración de crecidas menores identificadas, incluyen la década de 1700-1709, durante la cual al menos seis inundaciones extremas fueron registradas. Entre las crecidas reportadas del Tajo, las de mayor magnitud se produjeron durante 1160-1210 (Toledo y Talavera), 1658-1706 (Talavera), 1870-1900 y 1930-1950 (Aranjuez, Toledo, Talavera y Alcántara). La distribución estacional de inundaciones ocurridas en el último milenio es similar a la actual, con un predominio de las inundaciones durante el invierno (45%), seguido del otoño (28%), luego por primavera (16%) y verano (11%). Sin embargo, algunos períodos temporales entre 1350 y 1650 presentan un aumento en las inundaciones de otoño en la cuenca del Tajo, con ningún equivalente identificado en otros períodos documentales o durante la actualidad. Es posible que, para estos períodos, exista alguna relación entre los mecanismos responsable de las precipitaciones intensas y persistentes en la cuenca del Tajo (especialmente en su cabeceras) con los que actúan en otras zonas cercanas al Mediterráneo.

Figura 3. Aunque los registros son intermitentes y heterogéneos, se ha intentado hacer una evaluación homogénea de inundaciones por década y los resultados son los mostrados en la figura.

Los diferentes patrones de concentración de inundaciones para la cuenca del Tajo parecen coincidir con los correspondientes a otras cuencas atlánticas principales de la Península  ibérica.

Por el momento, estos períodos documentales de concentración de inundaciones parecen corresponder a las décadas inicial y final (es decir, en momentos de transición y ajuste del sistema) de los principales periodos climáticos identificados a escala global (el Período Cálido Medieval y la Pequeña Edad de Hielo). Esto sugiere que la variabilidad climática del último milenio ha inducido una respuesta de extremos hidrológicos de similar magnitud y signo para cada cuenca tipo, independientemente de los mecanismos climáticos responsables. Las inundaciones documentales y los registros de paleoinundaciones de muchas regiones muestran eventos hidrológicos más sensibles al cambio climático. En la cuenca del río Tajo, algunas de las mayores inundaciones durante los últimos 750 años ocurrieron durante la primera mitad del siglo XX. Esto en cierta medida, podría considerarse una respuesta hidrológica típica del sistema al nuevo período de calentamiento.

Nota: Cuando se escribió este resumen (septiembre de 2023), estaban aún recientes las inundaciones en la comunidad de Madrid por una DANA histórica nunca registrada que derribó un puente del siglo XVIII (foto de portada)

Antes de publicarlo (19-10-2023), El observatorio de Madrid-Retiro  ha superado la máxima precipitación en 24 h en todo su registro histórico, con 108,7 mm por metro cuadrado. El récord anterior era 87,0 mm en 1972 y los dos récords anteriores son 29-10-2021 67,7 mm y la DANA del 3-9-2023 con 66,5 mm

 

Artículo original: MAGNITUDE AND FREQUENCY OF FLOODING IN THE TAGUS

BASIN (CENTRAL SPAIN) OVER THE LASTMILLENNIUM