2.1 Área de estudio

El departamento de Córdoba está situado al Noroeste de la República de Colombia, entre los 7° 22' y 9° 26' de latitud Norte y los 74° 47' y 76° 30' de longitud Oeste (ver Figura 1]. Posee una extensión de 25.058 km²; presenta una precipitación media anual de 1262 mm, temperatura media de 27,8 °C y humedad entre el 76 % y 82 %, hace parte de la denominada zona de convergencia intertropical y se caracteriza por abundantes precipitaciones distribuidas entre los meses de abril a noviembre [²⁷, ²⁸].

2.2 Fuentes de información y descripción general de los datos

Se seleccionaron las estaciones que se muestran en la Tabla 1 de la red hidrometeorológica a partir de la disponibilidad de un total de 40 estaciones adscritas al Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (Ideam), las series de registros históricos fueron solicitadas a través de la página web del Ideam (http://www.ideam.gov.co/solicitud-de-informacion) para las estaciones seleccionadas. Se obtuvieron los registros de precipitación y temperatura con resolución temporal diaria y mensual durante el período 1970 y 2012, contando con una longitud de 40 años de registro.

2.3 Cálculo del índice estandarizado de precipitación (SPI)

La finalidad de trabajar con escalas de tiempo convenientes al método elegido y a los factores físicos característicos del área de estudio conllevaron a la realización de un análisis de los datos mensuales de precipitación, estudiando las medias móviles históricas, de modo que se identificaran la distribución y concentración de las lluvias y los periodos secos. Las series de datos de precipitación mensual fueron ordenados en las escalas de tiempo seleccionadas (3 y 6 meses) por estación. Así, por ejemplo, el valor trimestral del mes de abril de 2010 corresponde a la suma de las precipitaciones de los meses de febrero, marzo y abril de ese año, hasta completar doce valores anuales. De la misma forma, se procedió a calcular las otras escalas temporales. Una vez obtenida la base de datos en las escalas de tiempo escogidas, se calcularon los valores del SPI a través del SPI-6, un software desarrollado por el Centro Nacional de Mitigación de la Sequía de Estados Unidos (NDMC por su sigla en inglés).

2.4 Caracterización espacio temporal de la sequía

Los parámetros analizados corresponden a la intensidad, frecuencia, duración y mag nitud de los eventos de lluvia mínimos. Para la identificación, se consideró indicio de sequía, de acuerdo con lo sugerido por Loaiza [¹⁶], Olivares [²⁹] y Zuluaga [⁶], entre otros, y se definió una magnitud de -1 como el umbral del valor de SPI.

La categorización de las intensidades de los valores arrojados por el SPI, vienen dadas por el sistema de clasificación definido por McKee et al. [³⁰], mostrado en la Tabla 2. Una vez clasificados estos valores, se procedió a tomar el valor crítico para cada año, se promedió y se representó espacialmente con ayuda del software ArcGIS.

Para la frecuencia de ocurrencia, se estimó la frecuencia absoluta con que cualquier clase de intensidad de sequía se presentaba por año en la estación en cuestión. Respecto a la duración, se registró el número de meses consecutivos (mayor o igual a 3) en que el SPI superaba el umbral crítico, descartando aquellos meses aislados que cumplieron con este criterio. En el caso de la magnitud, ésta se calculó a partir de los valores de SPI con duración mayor o igual a tres meses, usando la siguiente expresión:

Donde MS es la magnitud de la sequía y SPI es el índice individual de cada mes.

2.5 Evaluación de la amenaza por sequía

Para evaluar la amenaza por sequía en el área de estudio, se estimaron las intensidades de sequía asociadas a diferentes períodos de retorno, usando la función de distribución Gumbel o extrema Tipo I, a partir de los valores críticos escogidos de las 40 estaciones de estudio por año; entiéndase como críticos las intensidades máximas de períodos secos, es decir, los valores de SPI más alejados del cero. La evaluación de la sequía como una amenaza se realizó tomando como referencia la metodología propuesta por Ineter y Cosude [³¹], cuyo propósito fue elaborar una metodología para evaluar la amenaza por sequía meteorológica a partir de dos criterios (resumidos en la Tabla 2]: la intensidad, obtenida mediante el Índice de Desviación de la Precipitación (IDP), y la probabilidad de ocurrencia de los eventos identificados, determinada por la expresión p = -, cuya n + 1 modificación en este trabajo consiste en determinar las intensidades mediante el SPI y estimar los periodos de retorno mediante método de Gumbel. Finalmente, se realizaron mapas de las intensidades estimadas para períodos de retorno de 2 y 100 años, usando el método de interpolación espacial Kriging e implementando la herramienta de Geostatistical Analyst del software ArcGIS 10.3.

3.1 Descripción climática general

El departamento de Córdoba presenta un clima cálido tropical ubicado dentro de las zonas de vida de Holdridge como bosque seco tropical y bosque húmedo tropical, la precipitación media oscila entre los 1.200 mm año^-1 hacia la zona de costa al Norte del departamento y los 4.500 mm año^-1 hacia el Sur en el Nudo del Paramillo, la temperatura promedio oscila entre los 26°C y 28°C [²⁶, ³²]; existen diferencias en la duración de la época seca con respecto a la ubicación, pasando de 3 meses al sur a 6 meses al norte. cuyas características climáticas dirigieron a la selección de las escalas temporales utilizadas (trimestral y semestral) en el cálculo del SPI.

3.2 Caracterización espacio temporal de la sequía

Al analizar las intensidades de los eventos secos a partir de los promedios mensuales del SPI, se refleja una tendencia positiva generalizada en las estaciones de estudio posiblemente como consecuencia de la tendencia al aumento de precipitación, con excepción de la estación Boca de la Ceiba, cuya pendiente negativa indica una reducción de las lluvias durante los últimos años de registro, sin embargo, los resultados sugieren una tendencia a la prolongación de los periodos secos y concentración de eventos de lluvias en periodos de altas precipitaciones, pudiéndose presentar escasez física del recurso y una tendencia de sequía de forma paulatina. La Figura 1 muestra el comportamiento descrito anteriormente para las estaciones San Antonio y Boca de la Ceiba de manera ilustrativa a lo descrito anteriormente.

Fuente: elaboración propia.

Figura 1 Tendencias de variación del SPI para las estaciones San Antonio y Boca de la Ceiba  

En términos de distribución espacial, la Figura 2 ilustra el SPI3, el cual muestra variaciones en una proporción aproximada del 95 % del territorio bajo la categoría de sequía moderada, mientras que el restante presenta sequía catalogada como ligera.

Fuente: elaboración propia.

Figura 2 Distribución espacial del SPI 3  

La frecuencia de dichas intensidades muestra que la sequía más representativa es la moderada, tanto a escala trimestral como semestral, representando un 57,7 % y 55,8 % respectivamente con base en el total de sucesos de sequía identificados por el SPI3 y SPI6 para el período de análisis. Del mismo modo, a escala semestral se obtuvo que el subperíodo 1970-1985 fue el más seco del registro histórico, mientras que, a escala de 3 meses, no es posible indicar qué subperíodo concentró mayor número de períodos secos. Las sequías en el departamento de Córdoba tienen una duración promedio entre 4 y 5 meses, según sea la escala trimestral o semestral. La Tabla 3 resume las 10 duraciones más importantes encontradas.

De acuerdo con la Tabla 3, se registraron dos períodos de 10 meses consecutivos como máxima duración a escala trimestral: uno en la estación Hacienda Santa Cruz y el otro en la estación San Carlos; ocurridos en diferentes décadas sobre la época de lluvias (segundo semestre del año), implicando posiblemente trastornos significativos sobre el comportamiento de la sequía en cuanto a la distribución espaciotemporal y disponibilidad del recurso hídrico en la región. Por su parte, escala semestral, las duraciones máximas alcanzadas fueron de 12 meses consecutivos, evidenciándose en ambos casos periodos de sequía prolongados. Los resultados a ambas escalas de tiempo indican aparición progresiva de sequías de mayor duración y la magnitud, cabe resaltar que, las máximas duraciones no necesariamente están asociadas a las mayores magnitudes y viceversa, un ejemplo, es el acontecido en la estación Hacienda Santa Cruz cuya duración es la máxima a escala trimestral pero su magnitud es menor en comparación a estaciones con duraciones menores como la estación Cereté. Este tipo de relación resulta de interés, si se piensa en los impactos que pueden causar con una mayor frecuencia en cuanto a la incidencia de las sequías y la distribución de las precipitaciones en el área de estudio.

El número de sequías que podemos considerar de acuerdo con lo sugerido por Ideam [³³] y Hurtado y Cadenas [¹⁷], corresponde solo al 11 % de 2871 eventos secos identificados, ya que cumplen con los umbrales establecidos, es decir poseen una intensidad inferior o igual a -1 y una duración mayor o igual a 3 meses consecutivos.

El resto (un 89 %) son eventos aislados o poco intensos que no representan en sí un evento de sequía, sin embargo, es posible que dichos eventos puedan evolucionar a través del tiempo aumentando su magnitud, convirtiéndose posiblemente en sequía.

3.3 Evaluación de la amenaza por sequía en el departamento de Córdoba

Al estimar las intensidades asociadas a diferentes períodos de retorno, se obtuvo que los eventos mínimos están asociados a períodos de retorno (Tr) menores a 25 años, siendo Tr = 2 años, los de mayor intensidad. Una vez la Tr aumenta, las intensidades asociadas toman valores positivos que pueden interpretarse como eventos asociados a eventos extremos de precipitación, con probabilidad de ocurrencia aproximada del 1 y Tr = 100 años. Este análisis cobra mayor relevancia al considerar que el SPI es un índice normalizado con la capacidad de analizar, además de períodos secos, eventos máximos o húmedos [³⁴]. Lo anterior implica que podrían presentarse eventos de sequía aún en condiciones de altas precipitaciones. La Tabla 4 muestra las magnitudes de intensidad de sequía para los Tr analizados en este trabajo.

De acuerdo con lo expuesto en la Tabla 4 y considerando el propósito de esta investi gación, se estableció como escenario crítico para evaluar la amenaza aquellas intensidades de sequía asociadas a un período de retorno de 2 años a escala trimestral, puesto que reflejan una mejor variabilidad espacio temporal de la amenaza en comparación a los valores estimados para Tr mayores a escala semestral.

De acuerdo con los resultados, se identifica que todas las zonas del departamento de Córdoba presentan algún nivel de amenaza por sequía. Así, las zonas con amenaza media ocupan el 44 % del área de análisis y su distribución espacial se extiende prin cipalmente al Noroeste o subregión costera y al Este sobre una parte de la subregión San Jorge, para estas zonas se esperan eventos secos con una intensidad entre -1 y -1,49. Mientras que la amenaza alta representa el 15 % de la superficie analizada, se aprecia al Oeste sobre una porción de la subregión del Medio Sinú y al Noroeste sobre la subregión del Bajo Sinú y la subregión de Sabana. En estas últimas se esperaba una alta ocurrencia de la amenaza por ser áreas con bajas precipitaciones en comparación con el resto de departamento, confirmando la hipótesis planteada en el inicio de la investigación.

Los resultados muestran que, a pesar de tener una alta precipitación en algunas zonas, el departamento de Córdoba viene presentando eventos progresivos de sequías, lo cual sugiere que la porción aprovechable del recurso puede estar sufriendo reducciones pau latinas que podrían acentuarse gradualmente, es decir, se esperarían posibles aumentos de déficit del recurso, concordando con lo reportado en Zabaleta et al. [³⁵].