Cambio climático y sequía

Hay pocos eventos climáticos extremos que sean económica y ecológicamente tan disruptivos como las sequías.

A pesar de ello la información relativa a la proyección de la evolución esperada de las sequías con el cambio climático bajo distintos escenarios de emisiones no suele presentarse de forma demasiado directa y clara.

Probablemente el motivo es la elevada incertidumbre que está asociada a la previsión de este fenómeno climático (y en general a la mayoría de elementos del ciclo hidrológico) con los modelos climáticos actuales, y a la necesidad histórica de mantener el nivel de ruido relacionado con las previsiones climáticas en un nivel mínimo, de tal forma que se pueda ir avanzando en el consenso sobre los principales aspectos del cambio climático.

De hecho, la sequía o ausencia de ella, son fenómenos tan notables y sometidos a ciclos de relativamente corta duración en la escala humana, que fácilmente la percepción pública pierde de vista o resta valor a las tendencias a medio plazo en aras de los últimos episodios experimentados: ¿Cuántas veces habremos ya oído cuestionar el cambio climático después de una estación con elevadas lluvias o nevadas?

Además, hay que tener en cuenta que un resultado sobre el que hay consenso sobre el cambio climático, es que a nivel global, éste va a suponer un incremento de las precipitaciones: En un mundo más caliente cabe esperar una mayor cantidad de precipitación a nivel global, simplemente porque la cantidad de agua que puede contener el aire aumenta con su temperatura. Este incremento de las precipitaciones no es necesariamente algo bueno, incluso para las zonas en que se produzcan, pues también cabe esperar y hay consenso sobre el hecho de que se incrementarán los episodios de precipitaciones intensas y violentas. Pero a primera vista parece que esta mayor precipitación a nivel global entra en contradicción con el incremento de los episodios de sequía: nada más lejos de la realidad, pero la aparente contradicción se presta a la crítica fácil.

En estas condiciones no debe extrañarnos que tanto el IPCC como conocidos científicos climáticos se anden con pies de plomo al tratar el tema de la evolución de las sequías, pues de lo contrario se convierten en un blanco muy fácil para negacionistas y para colectivos o personas con otras agendas particulares no alineadas con el interés del conjunto de la sociedad.

Pero a pesar de la incertidumbre de los modelos climáticos, después de estos últimos 30 años de esfuerzo en afinar las previsiones de la evolución del sistema climático, sí que disponemos ya de suficiente información consistente como para saber que el problema que puede ocasionar la evolución de las sequías con el cambio climático puede ser MUY grande. Y en este contexto creo que simplemente es una irresponsabilidad el no prestar a la información disponible la atención que se merece, y el no incorporarla en los procesos de toma de decisiones.

Pero antes de seguir, ¿qué es lo que se entiende por sequía?

Una sequía es un evento climático extremo recurrente caracterizado por una precipitación (o balance neto de aporte de agua al suelo, según se hable de sequía meteorológica o de sequía agrícola) por debajo de lo normal en ese emplazamiento. Por tanto, el primer elemento que debemos tener claro es el hecho de que las sequías son relativas a las condiciones ‘normales’ de cada emplazamiento.

También es importante diferenciar la sequía del estrés hídrico. Los índices de estrés hídrico surgen principalmente al relacionar la disponibilidad de recurso hídrico con las necesidades de agua para las personas que viven en un emplazamiento determinado, a menudo definido en base a la cantidad de agua dulce renovable disponible per cápita, si bien hay otros indicadores de estrés hídrico basados en el cociente entre el uso y disponibilidad de agua potable. El estrés hídrico no está directamente relacionado con la sequía, pues incorpora otras variables como la población, otros recursos hídricos distintos a la precipitación, y los usos del agua locales. Sin embargo, en un emplazamiento con una población y usos del agua dados, el incremento de la sequía la acerca hacia el estrés hídrico o profundiza las condiciones de estrés hídrico.

En este sentido, entre las regiones más sensibles al cambio climático se encuentran aquellas que en la actualidad ya están cercanas o dentro de zona de estrés hídrico, pues resulta que a menudo es precisamente en estas zonas donde más se intensificará la sequía con el cambio climático…

La Figura-1 reproduce los resultados de la previsión de la evolución de distintas variables del ciclo hidrológico para el promedio de los resultados de los modelos climáticos que se han empleado para el AR5 del IPCC, presentados a final de septiembre del 2013. Estos resultados se corresponden al escenario de emisiones RCP8.5, que es el escenario que mejor representa la evolución tendencial de emisiones correspondientes a la trayectoria que llevamos hasta ahora.

El mapa superior izquierdo representa la distribución de la precipitación media anual a nivel planetario. Como puede observarse, hay muchas zonas del planeta donde se espera que se incremente la precipitación anual (tonos verde y azul). Pero también hay otras zonas del planeta donde se espera una significativa reducción de la precipitación anual, entre las que se encuentra España… De hecho, resulta interesante observar que hay una importante coincidencia entre las regiones del planeta que se espera experimenten una reducción de la precipitación como consecuencia del cambio climático, y las que actualmente se encuentran en condiciones de estrés hídrico o cercanas a esas condiciones. Para facilitar la comparativa, en la Figura-2 reproducimos el plano del Water Stress Index en el año 2012.

La modificación del régimen de precipitaciones es un claro ejemplo de la gran diferencia entre los efectos globales y locales del cambio climático: A pesar del incremento global de precipitaciones, en algunas regiones se experimentarán reducciones muy significativas de la precipitación. El impacto local del cambio climático va a ser mucho más intenso en algunas regiones del planeta de lo que indican los valores medios de evolución de distintas variables climáticas.

También conviene recordar que tal y como mostrábamos en este post , los valores promedio de los distintos modelos climáticos empleados en el AR5 (o en informes anteriores del IPCC) pueden subestimar localmente de forma muy significativa los impactos que cabe esperar del cambio climático en base a la información de mayor calidad disponible. Esto quiere decir que la situación presentada en la Figura-1 podrías resultar local y regionalmente conservadora respecto a cómo podemos ver desplegarse el cambio climático en la realidad.

Pero es más, como comentábamos anteriormente la sequía no está relacionada tan solo con el nivel de precipitaciones, sino que también depende de la evolución de la evapotranspiración y de la escorrentía, ambas representadas también en la Figura-1. El balance entre estas variables hídricas queda bastante bien recogido por la humedad del suelo, que en la Figura-1 aparece recogida en el mapa inferior derecho. Como podemos ver, las regiones en las que cabe esperar una reducción significativa de la humedad del suelo (colores amarillo-naranja-rojizo en el mapa inferior derecho dela Figura-1) son bastante más extensas que las regiones en las que cabe esperar una reducción de la precipitación. Y es en las regiones donde se reduzca la humedad del suelo donde podemos esperar un incremento de los episodios de sequía. No hace falta insistir en que en este mapa (humedad del suelo), España aparece MUY roja, lo cual en este caso no es bueno…

Figura-1: Cambio en valores medios anuales de distintas variables del ciclo hidrológico (precipitación, evapotranspiración, humedad relativa, diferencia entre evapotranspiración y precipitación, escorrentía y humedad del suelo), del periodo 1986-2005 hasta el periodo 2081-2100, para el escenario RCP8.5 del 5º informe del IPCC (AR5). Referencia: Climate Change2013: The physical science basis, WG-1 contribution to the IPCC AR5.

Figura-2: Mapa del Water Stress Index en el año 2012, disponible en este enlace.

Ya hemos indicado que las previsiones de la evolución climática de varias de las variables hidrológicas, como la precipitación, tienen todavía un nivel de incertidumbre elevado en los modelos climáticos actuales, significativamente superior al de otras variables climáticas como la temperatura, lo cual es debido a la dificultad de modelado a escala planetaria de la física de formación y evolución de las nubes. A esto hay que añadir la dificultad que tienen los modelos climáticos actuales para capturar otros fenómenos climáticos no lineales con gran efecto sobre la variabilidad natural de las sequías, como es el caso de las oscilaciones oceánicas como El Niño (ENSO) y otras anomalías tropicales de temperatura superficial del mar, así como de prever la evolución que estas no linealidades pueden experimentar con el cambio climático (pensemos que del orden del 90% del desequilibrio radiativo actual del sistema climático está almacenado en los océanos…). Pero incluso dejando de lado el potencial efecto del cambio climático en estas no linealidades, el análisis de los datos actuales apunta de forma contundente hacia el hecho que cabe esperar un incremento muy significativo de las sequías en muchas regiones del planeta.

De hecho, la existencia de estas no linealidades en el sistema climático, con tanto impacto sobre el clima regional,  nuestro limitado conocimiento sobre ellas y nuestra limitada capacidad de modelado de las mismas, son a mi juicio motivos más que suficientes para intentar enredar lo mínimo con el sistema climático: Todo lo contrario de lo que estamos haciendo con las emisiones antropogénicas de carbono durante los últimos 40 años.  

En el periodo entre el anterior informe del IPCC (AR4, 2007) y el último que se acabará de hacer público el año que viene (AR5, 2014), se acometió el trabajo de post-procesar los resultados de las simulaciones de los modelos climáticos del AR4 en términos de índices de sequía. Este trabajo fue publicado por Aiguo Dai en el 2010, y en base a él se generaron unos mapas de distribución del índice de sequía a lo largo del tiempo que resultan ciertamente impactantes (Figura-3).

El índice de sequía empleado en la Figura-3 es el PDSI (Palmer Drought Severity Index), un índice ampliamente empleado para caracterizar la sequía, que a pesar de sus limitaciones, retiene un balance básico a nivel del suelo entre las aportaciones de agua (precipitación) y la demanda de agua del suelo (evapotranspiración). Los valores negativos del PDSI representan las condiciones de sequía: PDSI = -2 representa una sequía moderada, PDSI = -3 representa una sequía severa, y un PDSI = -4 representa una sequía extrema.

Los resultados de los modelos climáticos del AR4 que se emplearon para evaluar el PDSI que aparece representado en la Figura-3, corresponden al escenario de emisiones del AR4 denominado SRES A1B. Éste es un escenario de emisiones moderadas, con unas emisiones acumuladas en el año 2100 que son tan solo el 74% de las del escenario RCP8.5 del AR5 (el escenario de emisiones que conduce a los resultados de la Figura-1). Desde mi perspectiva, incluso el RCP8.5 del AR5 es un escenario de emisiones que infravalora las emisiones acumuladas en el año 2100 si seguimos por el camino actual (no adoptar medidas serias a nivel global para mitigar emisiones, correr como locos para liberar recursos fósiles no convencionales como el shale gas, apresurarnos a extraer el petróleo que se hace accesible gracias al deshielo del Ártico, y la extrapolación del modelo de crecimiento depredador de recursos al grueso de la población del planeta por falta de alternativas demostradas con el ejemplo…). Esto quiere decir que los resultados mostrados en la Figura-3 serían peores si se hubiera empleado para generarlos los resultados del AR5 RCP8.5, y en la realidad pueden evolucionar hacia condiciones todavía significativamente peores.

Pero incluso con estas limitaciones, los resultados del a Figura-3 ponen la piel de gallina… En efecto, como podemos ver en esta Figura-3, en base a estos resultados, el cambio climático traerá un incremento muy importante de la sequía en la mayoría de regiones del planeta, y en algunas regiones el incremento de la sequía será tremendamente elevado (vamos,que casi se sale de la escala...).

La situación en España es de las peores del Planeta, alcanzando ya desde mediados de este siglo (y bajo un escenario de emisiones limitado…) valores del PDSI = -10 en algunas regiones (y prácticamente en toda España para el periodo 2090-2099), que representan sequías muy superiores a lo que se ha visto a nivel planetario hasta ahora (incluso en grandes episodios de sequía como la que tuvo lugar en las llanuras de estados Unidos en la década de los 1930 – Dust Bowl, el PDSI en los peores momentos, y tan solo de forma esporádica, llegó a PDSI = -6, sin superar el valor de PDSI = -3 durante la mayor parte del tiempo en esa década).

Figura-3: Evolución del PDSI (Palmer Drought Severity Index), partiendo del valor actual (2000-2009), para los periodos 2030-2039, 2060-2069 y 2090-2099, generado en base a los resultados de las simulaciones climáticas realizadas para del cuarto informe del IPCC (AR4) bajo el escenario de emisiones SRES A1B (emisiones medias). Refrencia: PSDI procesado en ‘Drought under global warming: A review, A.Dai, 2010’ y gráfico generado por UCAR.

En fin, que esta es la información de la que disponemos después de 30 años de trabajar intensamente a nivel global en el desarrollo de modelos climáticos. Es cierto que los modelos climáticos, por lo que respecta a la evolución de las sequías, siguen teniendo incertidumbres, pero hay ya mucha información disponible encima de la mesa, que consistentemente apunta en la dirección de que los impactos del cambio climático que estamos provocando (gran parte del mismo ya se encuentra comprometido en base a las emisiones que ya hemos realizado hasta la fecha) van a ser MUY fuertes. Disponiendo de esta información, realmente es una irresponsabilidad sin precedentes, respecto al Planeta y respecto a las generaciones futuras, el no emprender desde ya y de forma muy contundente, actuaciones directas a escala global para dejar de emitir carbono a la atmósfera.

Y no nos engañemos: Nuestros políticos pueden ser incapacitados e incompetentes para articular los cambios necesarios, pero si están dejándonos en ridículo como especie COP tras COP es porque la sociedad, es decir, todos nosotros se lo permitimos.

La transición urgente hacia una economía libre de carbono no es sólo una opción, sino una obligación.