Desde mediados de la década de 1980, el porcentaje de precipitación que se convierte en flujo en la cuenca del Alto Río Bravo ha caído más abruptamente que en cualquier otro momento en al menos 445 años, según un nuevo estudio dirigido por el Centro Nacional de Investigaciones Atmosféricas (NCAR).

Si bien esta disminución se debió en parte a la transición de un período inusualmente húmedo a un período inusualmente seco, el aumento de las temperaturas profundizó la tendencia, dijeron los investigadores.

El estudio presenta una imagen detallada de cómo la temperatura ha afectado la tasa de escorrentía (la cantidad de nieve y lluvia que realmente llega al río) a lo largo del tiempo. y los hallazgos podrían ayudar a mejorar los pronósticos de suministro de agua para el Río Grande, que es una fuente de agua para aproximadamente 5 millones de personas.

Los resultados del estudio también sugieren que las proporciones de escorrentía en el Alto Río Grande y otras cuencas hidrográficas vecinas alimentadas por la nieve, como la cuenca del río Colorado, podría disminuir aún más a medida que el clima continúe calentándose.

"La variable más importante para predecir el caudal es cuánto ha llovido o nevado, "dijo el científico de NCAR Flavio Lehner, autor principal del estudio. "Pero cuando miramos hacia atrás cientos de años, Descubrimos que la temperatura también ha tenido una influencia importante, que actualmente no se tiene en cuenta en los pronósticos de suministro de agua. Creemos que incorporar la temperatura en los pronósticos futuros aumentará su precisión, no solo en general, sino también ante el cambio climático ".

El estudio, publicado en la revista Cartas de investigación geofísica , fue financiado por la Oficina de Reclamación, Cuerpo de Ingenieros del Ejército, Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA), y la Fundación Nacional de Ciencias, que es el patrocinador de NCAR.

Los coautores del artículo son Eugene Wahl, de NOAA; Andrew Wood, de NCAR; y Douglas Blatchford y Dagmar Llewellyn, ambos de la Oficina de Reclamación.

Predicción excesiva del suministro de agua

Nacido en las Montañas Rocosas del sur de Colorado, el Río Bravo corta al sur a través de Nuevo México antes de engancharse al este y formar la frontera entre Texas y México. La nieve se amontona en los picos que rodean las cabeceras durante todo el invierno, y en primavera la capa de nieve comienza a derretirse y alimenta el río.

El caudal resultante es utilizado tanto por agricultores como por ciudades, incluyendo Albuquerque, Nuevo Mexico, y El Paso, Texas, y los usuarios del agua dependen de los pronósticos anuales de suministro de agua para determinar quién recibe qué parte del río. El pronóstico también se utiliza para determinar si es necesario importar agua adicional del río San Juan, al otro lado de la División Continental, o bombeado de agua subterránea.

Los pronósticos operativos actuales de los caudales fluviales dependen de las estimaciones de la cantidad de nieve y lluvia que ha caído en la cuenca, y suponen que una determinada cantidad de precipitación y capa de nieve siempre producirá una determinada cantidad de caudal.

En años recientes, esos pronósticos han tendido a predecir en exceso la cantidad de agua disponible, lo que lleva a una asignación excesiva del río. En un esfuerzo por comprender esta dinámica cambiante, Lehner y sus colegas investigaron cómo la relación entre la precipitación y el caudal, conocido como la tasa de escorrentía, ha evolucionado con el tiempo.

Precipitación vs.corriente:los anillos de los árboles cuentan una nueva historia

Los científicos utilizaron datos de flujo de arroyos derivados de anillos de árboles de fuera de la cuenca del Alto Río Bravo para reconstruir estimaciones de precipitación dentro de la cuenca que se remonta a 1571. Luego combinaron esta información con una reconstrucción de flujo de arroyos separada dentro de la cuenca para el mismo período. Debido a que estas dos reconstrucciones eran independientes, permitió al equipo de investigación estimar también el índice de escorrentía para cada año:cuanto mayor es el índice, cuanto mayor sea la proporción de precipitación que realmente se convirtió en caudal.

"Por primera vez, pudimos tomar estas dos cantidades y usarlas para reconstruir las tasas de escorrentía durante los últimos 445 años, "Dijo Wahl.

Descubrieron que la tasa de escorrentía varía significativamente de un año a otro e incluso de una década a otra. El factor más importante asociado con esta variación fue la precipitación. Cuando nieva menos sobre las montañas en las cabeceras del Río Grande, no solo hay menos agua disponible para convertirse en flujo de agua, pero la tasa de escorrentía también disminuye. En otras palabras, un porcentaje menor de la capa de nieve se convierte en flujo de corriente durante los años más secos.

Pero los científicos también encontraron que otro factor afectaba la relación de escorrentía:la temperatura. Durante los últimos siglos, la relación de escorrentía se redujo cuando las temperaturas eran más cálidas. Y la influencia de la temperatura se fortaleció durante los años más secos:cuando la capa de nieve era poco profunda, las temperaturas cálidas redujeron la tasa de escorrentía más que cuando la capa de nieve era profunda, agravando aún más las condiciones de sequía. Las bajas proporciones de escorrentía observadas en años secos eran de dos y media a tres veces más probables cuando las temperaturas también eran más cálidas.

"El efecto de la temperatura en la tasa de escorrentía es relativamente pequeño en comparación con la precipitación, ", Dijo Lehner." Pero debido a que su mayor impacto es cuando las condiciones son secas, un año más cálido puede empeorar una situación que ya es mala ".

Varios factores pueden explicar la influencia de la temperatura en la tasa de escorrentía. Cuando hace más calor las plantas absorben más agua del suelo y más agua puede evaporarse directamente al aire. Adicionalmente, Las temperaturas más cálidas pueden hacer que la nieve se derrita al principio de la temporada. cuando los días son más cortos y el ángulo del sol es más bajo. Esto hace que la nieve se derrita más lentamente, permitiendo que el agua de deshielo permanezca en el suelo y dando a las plantas una oportunidad adicional para usarla.

La extensa reconstrucción de la tasa de escorrentía histórica en el Alto Río Grande también reveló que la disminución en la tasa de escorrentía durante las últimas tres décadas no tiene precedentes en el registro histórico. La década de 1980 fue un período inusualmente húmedo para el Alto Río Grande, mientras que las décadas de 2000 y 2010 han sido inusualmente secas. Combine eso con un aumento en las temperaturas durante el mismo período, y la disminución en la tasa de escorrentía entre 1986 y 2015 fue diferente a cualquier otro tramo de esa duración en los últimos 445 años.

Actualización de los enfoques antiguos

Esta nueva comprensión de cómo la temperatura influye en la tasa de escorrentía podría ayudar a mejorar los pronósticos de suministro de agua. que actualmente no consideran si se espera que los próximos meses sean más calurosos o más fríos que el promedio. Los autores ahora están evaluando el valor de incorporar pronósticos de temperatura estacional en los pronósticos de suministro de agua para tener en cuenta estas influencias de la temperatura.

El estudio complementa un proyecto NCAR de varios años financiado por la Oficina de Recuperación y el Cuerpo de Ingenieros del Ejército que está evaluando perspectivas para mejorar los pronósticos de caudal estacional para la gestión de yacimientos.

"Los usuarios de pronósticos y las partes interesadas plantean cada vez más preguntas sobre la confiabilidad de las técnicas de pronóstico si el clima está cambiando nuestra hidrología, "dijo Wood, quien lideró el esfuerzo. "Este estudio nos ayuda a pensar en formas de actualizar uno de nuestros enfoques más antiguos, el pronóstico estadístico del suministro de agua, para responder a las tendencias recientes en la temperatura. Nuestro desafío actual es encontrar formas de asegurarnos de que las lecciones de este trabajo puedan beneficiar los pronósticos operativos de caudal. "

Debido a que los modelos de pronóstico existentes se calibraron en condiciones a fines de los años ochenta y noventa, No es de extrañar que hayan predicho en exceso el caudal en el período más seco desde 2000, Dijo Lehner.

"Estos modelos estadísticos a menudo asumen que el clima es estable, ", Dijo Lehner." Es una suposición que a veces funciona, pero las técnicas de pronóstico estadístico lucharán con cualquier cambio fuerte en la hidroclimatología de una década a otra, como el que acabamos de experimentar ".