Análisis: Altiplano chileno: Cuando llueve, diluvia | (CR)2

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René Garreaud, subdirector Centro de Ciencia del Clima y la Resiliencia (CR)2

Gran parte del Altiplano chileno (la zona cordillerana de las regiones de Arica y Parinacota, Tarapacá, y Antofagasta, con elevaciones sobre los 3500 m de altura) ha recibido cerca de 100 mm de lluvia durante el mes de enero de 2020 (mapa adjunto). Para poner este número en contexto, recordemos que Santiago acumuló 80 mm en todo el año 2019 (aunque en un año normal la acumulación es 310 mm). Además, la precipitación altiplánica se ha concentrado en la segunda quincena del mes, con valores diarios que, en ocasiones, superaron los 40 mm, y dentro de esos días la lluvia ha caído intensamente en la tarde y comienzo de la noche, con tasas que pueden superar los 10 mm/hora. Las tormentas altiplánicas vienen también acompañadas de tormentas eléctricas y granizo, pudiendo generar crecidas súbitas en los causes e, incluso, aluviones con el consecuente impacto social y ambiental.

Mapa con la precipitación acumulada durante enero 2020 en estaciones del Altiplano Sudamericano.

Para la mayoría de nosotros -acostumbrados a un régimen de lluvia más moderado- las tormentas altiplánicas califican como un diluvio y, curiosamente, ocurren en un sector especialmente árido de Chile y en pleno verano.

Veamos cómo es posible todo esto.

Comencemos por ampliar nuestra perspectiva espacial, pues la situación en la cordillera del extremo norte de Chile es parte del «invierno altiplánico» o «invierno boliviano», que, a su vez, se conecta con el Monzón Sudamericano, un conjunto de tormentas convectivas (con ascenso de aire y precipitaciones intensas, pero localizadas) que se desarrolla entre diciembre y marzo sobre gran parte de la zona tropical y subtropical del continente (Vera et al. 2006). Los ingredientes básicos de este monzón son la alta humedad que ingresa desde el océano Atlántico y un fuerte calentamiento superficial. El monzón sobre el centro de Sudamérica genera también una expansión de la columna de aire y una circulación anticiclónica (en contra de los punteros del reloj) en la parte alta de la tropósfera (entre 8 y 12 km de altura) denominada «Alta de Bolivia».

El calentamiento de los Andes centrales (15-25°S) durante las tardes produce brisas valle-montaña sobre sus dos laderas (ver figura conceptual). La brisa que se origina en las tierras bajas al Este de la cordillera transporta aire cargado de humedad, mientras que la brisa sobre la ladera occidental (la que mira al Pacifico) transporta -en general- aire muy seco originado en el desierto de Chile y Perú. Durante la mayor parte del año (abril-noviembre) los vientos en altura cruzan los Andes centrales desde el Pacifico hacia el Este, favoreciendo el desarrollo de la brisa en la ladera occidental y aire extremadamente seco que predomina sobre el Altiplano, dando origen a una prolongada estación seca (figura conceptual, panel A). Pero durante los meses de verano, el desarrollo del Alta de Bolivia produce vientos del Este (desde el interior del continente hacia el Pacifico) sobre los Andes centrales, favoreciendo la brisa sobre la ladera oriental y aire mucho más húmedo que es capaz de alcanzar el Altiplano (Garreaud 1999, figura conceptual, panel B).

Figura Conceptual: corte Oeste-Este a través de los Andes centrales (15-23ºS), indicando circulación atmosférica en condiciones secas (invierno, años de El Niño) y húmedas (verano, años de El Niño)

El ingreso de la brisa oriental no ocurre durante todo el verano, solo durante unas decenas de días cuando el Alta de Bolivia está más activa, pero cuando ocurre tenemos los elementos esenciales para las tormentas intensas y convectivas, con calentamiento superficial y humedad. La compleja topografía de la zona ayuda a organizar la convección en las partes más altas de esta región. Esta fue la situación que prevaleció durante la segunda semana de enero, dando origen a las grandes acumulaciones que comentamos al inicio. Al momento de escribir esta nota (31 de enero de 2020), la precipitación ha disminuido en el Altiplano (aunque han ocurrido tormentas más al sur, principalmente sobre la cordillera de las regiones de Atacama y Coquimbo), pero es muy posible que recurran periodos de actividad convectiva durante el resto del verano.

Además de las diferencias dentro de la estación estival, cada verano es distinto, alternando periodos muy lluviosos (como el año 2019) y otros muy secos (como el año 2015). La variabilidad interanual de la precipitación en esta región se relaciona fundamentalmente con los cambios en la disponibilidad de vapor de agua sobre el Altiplano (Garreaud & Aceituno 2000). Sin embargo, hasta hace poco tiempo, considerábamos que estos cambios de humedad eran determinados por la intensidad del flujo zonal (Este-Oeste) sobre el Altiplano (Garreaud & Aceituno 2001). Por las razones expuestas previamente para días con precipitación, años con mayor prevalencia de viento del Este –lo que tiende a ocurrir bajo condiciones de La Niña- favorecen la precipitación en el Altiplano. Por el contrario, años con mayor prevalencia de viento del Oeste –lo que tiende a ocurrir bajo condiciones de El Niño- disminuyen la precipitación en el Altiplano.

En los últimas dos décadas hemos detectado una tendencia al aumento de la precipitación sobre el Altiplano, sin un aumento notable de vientos del Este sobre los Andes centrales (o años de La Niña), lo que ha sido atribuido al marcado aumento de humedad sobre la cuenca amazónica (Segura et al. 2020) y nos obliga a repensar la forma en que el vapor de agua ingresa al Altiplano. Otro elemento novedoso fue advertido el verano pasado (y en parte de éste), pues las tormentas convectivas no se han restringido a la parte más alta de la cordillera, sino que se han observado sobre la zona pre altiplánica de la ladera occidental e incluso en el desierto de Atacama (Garreaud 2019). Lo anterior podría estar asociado a un aumento en la humedad disponible desde el Pacifico, una fuente de humedad que hasta ahora no considerábamos relevante.

Referencias

Garreaud, R. D., 1999a: A multi-scale analysis of the summertime precipitation over the central Andes. Mon. Wea. Rev., 127, 901-921.

Garreaud, R. D., 2000: Intraseasonal variability of moisture and rainfall over the South American Altiplano. Mon. Wea. Rev., 128, 3337-3346

Garreaud, R. D., and P. Aceituno, 2001: Interannual rainfall variability over the South American Altiplano. J. of Climate, 14, 2779-2789.

Garreaud, R., 2019: Luego de la tormenta…vienen las flores. Análisis CR2 disponible en: http://dgf.uchile.cl/rene/DIV/Luego%20de%20la%20tormenta.pdf

Segura, H., J.C. Espinoza, C. Junquas, T. Lebel, M. Vuille, R. Garreaud, 2020: Recent changes in the precipitation‑driving processes over the southern tropical Andes/western Amazon. Climate Dynamics. https://doi.org/10.1007/s00382-020-05132-6

Vera, C., W. Higgins, J. Amador, T. Ambrizzi, R. Garreaud, D. Gochis,  D. Gutzler, D. Lettenmaier, J. Marengo, C. Mechoso, J. Nogues-Paegle, P.L. Silva Diaz and C. Zhang, 2006: Towards a unified view of the American Monsoon System. J. of Climate, 19, 4977-5000.