Análisis (CR)2 | Postales del sur: lindo como siempre, seco como nunca

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

    El gran bajón

    El 2021 la megasequía de Chile central cumplió trece años, con precipitaciones marcadamente deficitarias entre las regiones de Coquimbo y El Ñuble. La estación de Quinta Normal, Santiago, acumuló 118 mm, cerca de un tercio de su antiguo promedio histórico de 320 mm, dejando al 2021 como el quinto año más seco de un registro de más de cien años. Sin embargo, 40 mm cayeron en el extraordinario evento de fines de enero del año recién pasado, de manera que al considerar solo los registros del invierno extendido (abril-septiembre), el 2021 queda como el segundo más seco desde 1911, solo superado por el invierno de 1924, cuando cayeron 53 mm. Esto claramente cae en la categoría de hipersequía, con impactos que veremos este verano y que podrían ser similares a los observados luego del 2019 (e.g., Arroyo et al., 2020). La marcada disminución entre los periodos en que recurren las hipersequías (Figura 1) es uno de los temas de investigación de mayor urgencia, considerando sus excesivos impactos en vegetación natural (especialmente en el bosque esclerófilo) y otros sistemas socioambientales.

    Figura 1. Precipitación en Santiago (estación Quinta Normal) durante el invierno extendido (abril-septiembre) y ordenada de menor a mayor en el registro de 156 años. Se identifican los cinco inviernos más secos. Fuente de datos: Dirección Meteorológica de Chile (DMC).

    A diferencia de otros años secos en que las bajas precipitaciones se concentraban en Chile central, el déficit pluviométrico del año 2021 se extendió hacia el sur de Chile y la Patagonia argentina. Como esta amplia zona del cono sur de Sudamérica abarca diversas condiciones climáticas, esta sequía extendida se aprecia de mejor manera empleando el Índice Estandarizado de Precipitación-Evaporación (SPEI, por sus siglas en Ingles). El mapa de SPEI entre enero y diciembre del 2021 se presenta en la Figura 2, donde la zona en color rojo indica una sequía intensa en una amplia diagonal desde Chile central hacia el extremo sur de Argentina (también se observa una sequía de moderada a intensa sobre el noreste de Argentina, Paraguay y Uruguay). A lo largo de Chile, el “epicentro” de la sequía extrema ocurre entre la región del Biobío y el sur de Los Lagos. Los datos globales del SPEI se verifican al considerar la estadística de precipitación registrada en diversas estaciones del sur de Chile (Figura 3). En Concepción, Osorno, Valdivia y Puerto Montt el año 2021 fue el más seco del registro iniciado en 1960. Otras estaciones sureñas muestran condiciones récord o cercanas a este.

    Figura 2. Mapa del índice estandarizado de precipitación – evaporación, evaluado en diciembre 2021 con una ventana temporal de doce meses. Fuente: SPEI Global Drought Monitor.

    Figura 3. La hipersequía 2021 en el sur. Precipitación acumulada a lo largo del 2021 comenzando el 1 de enero (curva fucsia gruesa) en cuatro estaciones del sur de Chile: Concepción, Valdivia, Osorno y Puerto Montt. La acumulación entre los años 2010 y 2020 (megasequía) se muestran en color naranjo y, entre los años 1960 y 2009, en color gris. La curva negra sólida corresponde al promedio climatológico y las curvas negras segmentadas a los percentiles 33 % y 66 %. Para cada estación se indica también el valor acumulado en los cinco años más secos. Fuente: Dirección Meteorológica de Chile (DMC).

    Todos juntos y al mismo tiempo

    ¿Cuáles son las causas de esta condición excepcionalmente seca en el sur de Chile? Esta es la zona de nuestro país que muestra la tendencia de disminución más clara y sostenida durante las últimas cuatro décadas (Boisier et al. 2018), atribuible a dos causas de origen humano: (a) la disminución del ozono en la estratósfera sobre la Antártica y (b) el aumento de la concentración de gases de efecto invernadero (CO2 y compañía). El vínculo dinámico entre el cambio climático y el secamiento del sur se explican en este análisis publicado por el (CR)2. Pero para producir un año excepcionalmente seco en gran parte del centro y sur de Chile (y Argentina) se necesita un empujón adicional que fue provisto por varias fluctuaciones internas del sistema climático.

    Aunque un poco vacilante y moderada, La Niña nos acompañó gran parte del 2021 (y aún está presente, aunque aparentemente en retirada). Es bien conocido que las anomalías positivas de presión en la zona del Anticiclón subtropical del Pacifico Sur que caracterizan La Niña (Figura 4) restringen la llegada de sistemas frontales al centro-sur del país. Por su parte, la mancha cálida continua imbatible al otro lado del Pacifico (Figura 4) y también contribuyó a desviar la trayectoria de las tormentas hacia altas latitudes, alejándolas de la zona central (Garreaud et al. 2022). (Estos factores se describen en más detalle en este análisis). Finalmente, y de especial importancia para la zona austral, el Modo Anular del Sur (SAM, por sus siglas en inglés) se mantuvo en su fase positiva durante la primavera y verano 2021 en conexión con un intenso vórtice polar y un gran agujero de la capa de ozono sobre la Antártica, como se pronosticó acertadamente a comienzo de primavera. Esta condición de fines del 2021, muy similar a lo ocurrido el 2020, resulta en presiones sobre lo normal en latitudes medias y explica buena parte de la sequía en las regiones de Los Ríos, Los Lagos y norte de Aysén (Damiani et al. 2020). Cabe destacar que la magnitud del agujero de ozono tiene una tendencia decreciente (gracias a la adopción de medidas en el Protocolo de Montreal), pero, como todo sistema complejo, su evolución temporal resulta de la superposición de una fuerte variabilidad interanual (de origen natural) sobre la tendencia secular (de origen antropogénico).

    Figura 4. Anomalías (diferencia con el promedio climatológico) durante el año 2021 (enero-diciembre) de presión a nivel del mar (contornos cada 1.5 hPa, anomalías negativas en líneas segmentadas) y temperatura superficial del mar (colores). Fuente: NCEP-NOAA, EE. UU.

    Algunas postales

    Al sur de la región del Biobío (38°S) las precipitaciones son abundantes (1000-3000 mm) y distribuidas en todo el año (aunque disminuyen en verano), resultando en el verde paisaje de esa zona y la presencia de “nieves eternas” sobre los volcanes que caracterizan los Andes del sur. Aunque la vegetación en esa zona parece más controlada por la energía disponible para su crecimiento que por la precipitación, la disminución de las lluvias del año 2021 ya parece estar teniendo un efecto significativo. Por ejemplo, la Figura 5a muestra la serie de valores del índice NDVI (una medición satelital del vigor fotosintético de la vegetación, o sea, el verdor de la vegetación) promediada sobre el valle central de la provincia de Cautín, Región de La Araucanía, para cada año desde el 2000 en adelante. La serie de puntos grises en cada mes (datos cada 8 días) permite apreciar el rango de variación del NDVI que tiene un máximo a fines de primavera y un mínimo en otoño. Los valores del NDVI el año 2021 -destacado en color amarillo- estuvieron en la parte alta del rango histórico en invierno y primavera, pero comenzaron a caer en noviembre, y durante diciembre son los más bajos de los últimos veinte años. Un nivel de secamiento similar se advierte sobre las praderas del valle central en las regiones de Los Ríos y Los Lagos (Figura 5b).

    Figura 5. (a) Serie de valores semanales del índice satelital de vigor fotosintético (NDVI) medido por satélites (MODIS) sobre el valle central en la provincia de Cautín, Región de La Araucanía. La caja se identifica en el mapa en (b). Los datos se han ordenado de acuerdo con la fecha dentro del año. Para una mejor visualización del ciclo anual el año se despliega de julio a junio. Los círculos grises corresponden a las observaciones entre los años 2000 y 2020. Los círculos en color corresponden a las mediciones del año 2021. (b) Mapa de anomalías de NDVI en la última semana de diciembre 2021. Fuente de datos: GIMMS Global Agricultural Monitoring – NASA.

    La Figura 6, en tanto, muestra la cobertura de nieve sobre el volcán Villarrica, que se empina hasta los 2860 metros sobre el nivel del mar (msnm), en el límite sur de la región de la Araucanía, durante la última semana de diciembre de 2017 y la primera semana de enero del 2022. En Temuco, distante unos 80 km del volcán Villarrica, la acumulación de lluvia el año 2017 fue cercana al promedio histórico (1.168 mm), en tanto, el año 2021 solo alcanzó 715 mm (40 % de déficit), siendo el segundo año más seco desde 1960. Consecuentemente, en diciembre de 2017 la nieve comenzaba a unos 1450 msnm, cubriendo unos 73 km2, mientras que, actualmente, la línea de nieve se ubica sobre los 2000 msnm, cubriendo apenas 20 km2 y dejando expuestos buena parte de los escoriales que rodean la caldera volcánica. Una situación similar se aprecia sobre el resto de las cumbres de los Andes del sur, proveyendo una imagen particularmente elocuente de la sequía en dicha zona.

    Figura 6. Imágenes del satélite SENTINEL-2 L2A sobre el volcán Villarrica (Región de La Araucanía). (a) 27 de diciembre de 2017 (al fin de un año con precipitación promedio) y (b) 8 de enero de 2022 (condición de sequía). La nieve aparece en color celeste, el verde corresponde a terreno cubierto por vegetación y el café oscuro a terreno descubierto. Fuente: SENTINEL Playground.

    El resto del verano

    Los pronósticos de los centros internacionales y la Dirección Meteorológica de Chile indican que la condición seca se mantendrá el resto del verano, pues la fase positiva de SAM prevalecerá disminuyendo el numero de sistemas frontales que logren llegar al sur de Chile. Esto no significa que no lloverá, sino que la acumulación estará por debajo del promedio histórico. Tal sequía continuará produciendo un balance negativo para la escasa nieve en los Andes del sur y acentuará el secamiento de la vegetación que normalmente ocurre hacia fines del verano. Lo anterior enfatiza la necesidad del cuidado del agua dulce y las precauciones durante el resto de la temporada de incendios. También es previsible la ocurrencia de florecimientos de algas nocivas (FAN) en el océano costero de las regiones de Los Lagos y Aysén, pues, como se ha constado otros veranos, una sequía es capaz de alterar la hidrobiología favoreciendo estos eventos.

    Finalmente, es importante remarcar que la actual condición de intensa sequía en el sur de Chile ocurre por la superposición de una tendencia al secamiento producto del cambio climático y las ocurrencia de varios factores de origen natural que conspiran contra la llegada de sistemas de precipitación a esta zona. Así, y como lo hemos mencionado en otras ocasiones, el futuro aun no llega, pero así será. El año 2021 -y sus consecuencias en el 2022- provee una sinopsis de condiciones que podrán ser más típicas en las próximas décadas y para lo cual debemos adaptarnos. Pero, aunque un escenario más seco parece inevitable, la magnitud de los cambios y la velocidad con que lleguen son aún elementos que se pueden moderar con medidas de mitigación eficientes, realistas y oportunas.

    Referencias

    Mary T. K. Arroyo, V. Robles, I. Tamburrino, J.Martínez-Harms, R.D. Garreaud, P. Jara-Arancio, P. Pliscoff, A.Copier, J. Arenas, J. Keymer and K. Castro, 2020: Extreme Drought Affects Visitation and Seed Set in a Plant Species in the Central Chilean Andes Heavily Dependent on Hummingbird Pollination. Plants, 9, 1553, DOI: http://10.3390/plants91111553

    Boisier, J.P., C. Alvarez-Garreton, R. Cordero, A. Damian, L. Gallardo, R. Garreaud, F. Lambert, C. Ramallo, M. Rojas, R. Rondanelli, 2019: Anthropogenic drying in central-southern Chile evidenced by long term observations and climate model simulations. Elem Sci Anth, 6, 74. DOI: http://doi.org/10.1525/elementa.328

    Damiani, A., R. Cordero, P. Llanillo, S. Feron, J.P. Boisier, R. Garreaud, R. Rondanelli, H. Irie, S. Watanabe, 2020: Connection Between Antarctic Ozone and Climate: Interannual Precipitation Changes in the Southern Hemisphere. Atmosphere 11 (6), 579; doi:10.3390/atmos11060579

    Garreaud, R., K. Clem and J. Vicencio, 2021: The South Pacific Pressure Trend Dipole and the Southern Blob. J. of Climate, 34, 7661-7676, https://doi.org/10.1175/JCLI-D-20-0886.s1

    Editado por José Barraza