Modelos estocásticos para el pronóstico de sequías en la microcuenca del río Chulco en Ecuador

Stochastic models for droughts forecasting in the Chulco river micro-basin in Ecuador

Las sequías son un fenómeno natural que afecta tanto a los ecosistemas como a las personas que se benefician de diversos servicios hídricos. Anticipar la ocurrencia de este fenómeno podría ayudar a planificar y gestionar los recursos hídricos de una manera adecuada para disminuir los impactos negativos en los sectores urbanos, agrícolas y energéticos.  Este estudio tiene el propósito de desarrollar pronósticos de sequías para seis meses adelante mediante los modelos Autoregresivos Integrados de Media Móvil (ARIMA) y utilizando el índice estandarizado de precipitación (SPI) en tres ventanas de tiempo. Para probar la metodología se escogió la microcuenca del río Chulco ubicada en el sistema hidrográfico Machángara-Paute-Santiago al sur del Ecuador.  Los resultados muestran que los mejores pronósticos se obtuvieron para tres meses adelante cuando se utilizó los índices SPI3 y SPI6.  Este estudio podría ser de utilidad para los tomadores de decisiones en cuencas hidrográficas con respecto a la planificación de medidas y políticas más adecuadas para la gestión de recursos hídricos en épocas de escasez de agua.

1. Introducción

Si se consulta un cierto número de enciclopedias o diccionarios, podemos darnos cuenta que todos  ellos  tienen  un  concepto  similar  sobre  las  sequías  el  cual  es  “deficiencia  de precipitaciones durante un período de tiempo relativamente prolongado” [1]. Sin embargo la sequía es un fenómeno relativamente complejo, del cual resulta difícil poder dar un enfoque genérico que abarque todos sus aspectos y satisfaga toda expectativa [2].  Según [2] y [3]entre las causas que pueden originar las sequías están: (a) cambios en la temperatura superficial de los mares y océanos en el que se da un recalentamiento de la superficie del mar, dando como resultado una alteración general de la atmosfera, (b) existencia de una capa de polvo espesa en la atmósfera, la cual impide que la Tierra se enfríe, dando como resultado un aumento lento pero constante de la temperatura, esta capa de polvo se origina debido a la erosión eólica, (c) la quema de combustibles fósiles, el cambio de uso del suelo y la actividad antropogénica que contribuyen  a  la  modificación  de  la  atmósfera  dando  como  resultado  alteraciones  en  los patrones de precipitación. En el Ecuador, las sequías se originan debido a situaciones climáticas anómalas como son: (a) la situación septentrional anómala ocasionada por la corriente fría de Humboldt, (b) La influencia del fenómeno del Niño sobre los regímenes hidro-pluviométricos del Ecuador, en la cual las precipitaciones se ven afectadas  y  (c) situación anticiclónica que bloquea  la  acción  de  los  frentes,  sistemas  convectivos  y  depresiones,  como  es  el  caso  de  la sierra ecuatoriana y de las estribaciones orientales de la cordillera (Cadier et al. 1997; Rossel, 1997). Además,se ha determinado una relación entre la lluvia del Ecuador y algunos índices climáticos como son la Temperatura Superficial del Mar (TSM),  el Índice Oceánico del Niño (ONI) y el índice de Oscilación Sur (IOS) [5]. Las sequías se caracterizan  habitualmente por medio de índices, los cuales son indicadores de diferentes   variables   ambientales   e   hidrometeorológicas   relacionadas   con   el   fenómeno (caudales, precipitación, producción de cultivos, nivel de aguas subterráneas, etc.).