1.  INTRODUCCIÓN

La sequía es una característica normal y recurrente del clima. Ocurre en prácticamente todas las zonas climáticas, y sus características varían significativamente de una región a otra. La sequía difiere de la aridez en que la sequía es temporal; la aridez es una característica permanente de las regiones con escasa precipitación.

La sequía produce una red compleja de impactos, los cuales comprenden varios sectores de la economía, abarcando mucho más allá del área que experimenta la sequía directa. Esta complejidad existe porque el agua es esencial para la producción, por la sociedad, de bienes y servicios. La intensidad, duración y frecuencia de sequías tienen una gran importancia en la sociedad.

Dracup et al. (1980) han estudiado las características de sequías en términos de severidad, duración y magnitud, en la cual ésta última se define como la relación entre la severidad y la duración. Según Ponce et al. (2000), la intensidad es similar a la severidad; por lo tanto, la intensidad es igual a la magnitud por la duración. Sharma (1997) ha derivado relaciones probabilísticas de duración e intensidad para estimar las severidades de sequía para uso en el diseño de estructuras de almacenamiento de agua.

Las relaciones entre la intensidad, duración y frecuencia de sequías se pueden analizar utilizando el modelo conceptual desarrollado por Ponce et al. (2000), mostrado en la Tabla 1. El enfoque conceptual es aplicable a regiones subtropicales y de latitudes medias, y se limita a sequías meteorológicas de duración mayor de un año.

Tabla 1.  Modelo conceptual de intensidad-duración-frecuencia de sequías. Descripción Super-árido ← Hiper-árido → árido → Semi-árido → Sub-húmedo → Húmedo → Hiper-húmedo → Super-húmedo → 1 Precipitación media anual Pma (mm) 100 200 400 800 1600 3200 6400 2 Pma / Pagt 0.125 0.25 0.5 1 2 4 8 3 Evaporación potencial anual Eap (mm) 3000 2400 2000 1600 1200 1200 1200 4 Eap / Pma 30 12 5 2 0.75 0.375 0.1875 5 Duración de la temporada de lluvia Lrs (meses) 1 2 3 4 6 9 12 6 •  Intensidad de sequía Moderada 0.25 0.5 1 1.5 1 0.5 0.25 7 Severo 0.5 1 2 3 2 1 0.5 8 Extremo 0.75 1.5 3 4.5 3 1.5 0.75 9 •  Duración de sequía (años) 1 2 4 6 4 2 1 10 •  Frecuencia de sequía (años)-1 2 3 6 12 25 50 +100

En el modelo de Ponce et al., los tipos de clima, que abarcan el espectro climático desde superárido hasta superhúmedo, se definen en términos de la relación entre la precipitación anual media P_ma y la precipitación global anual P_agt. La relación P_ma / P_agt = 1 representa centro del espectro climático.

El modelo conceptual también se define en términos de la relación entre la evapotranspiración potencial anual E_ap y la precipitación media anual P_ma. La relación E_ap / P_ma = 2 describe el centro del espectro climático. Para complementar la descripción, también se indica la duración de la temporada de lluvia L_rs. La duración de la sequía varía entre 1 año en los extremos del espectro climático y 6 años en el centro.

Para cualquier año en el que P sea la precipitación anual, la intensidad de la sequía se define como la relación del déficit (P_ma - P ) a la media (P_ma).

Para cualquier año, la intensidad de [(P_ma - P) / P_ma] = 0.25 se clasifica como moderada; 0.5 como severa y 0.75 como extrema. Para eventos de sequía de duración de más de un año, la intensidad es la suma de la serie de intensidades anuales. Por lo tanto, cuanto mayor sea la duración de la sequía, mayor será la intensidad. Las intensidades extremas de sequía generalmente se asocian con sequías de larga duración.

Los períodos secos (sequías) generalmente son seguidos por correspondientes períodos húmedos. Por lo tanto, el intervalo de recurrencia de la sequía (es decir, el recíproco de la frecuencia) siempre es mayor que la duración. Los intervalos de recurrencia de sequías aumentan de 2 años en el lado seco del espectro climático (superárido) a más de 100 años en el lado húmedo (superhúmedo).

2.  LA REGIÓN DE LOS OJOS NEGROS

El valle de Ojos Negros y sus alrededores están ubicados en Baja California, México, a unos 80 km al sur de la frontera entre Estados Unidos y México, como se muestra en la Fig. 1. Los asentamientos humanos contemporáneos se originaron con el descubrimiento de la extracción de oro en 1870. Posteriormente, las actividades económicas locales fueron primero la ganadería, y luego la agricultura. En la actualidad, la agricultura es la actividad más importante del valle. Los productos de su agricultura de riego, que incluyen alfalfa, cebollín, cebollas, sandías y otros alimentos básicos, se comercializan a ambos lados de la frontera Estados Unidos-México.

Fig. 1   Ubicación geográfica del valle de los Ojos Negros en Baja California.

El valle de Ojos Negros es drenado por el Arroyo Ojos Negros, un afluente del Arroyo El Barbón. El área de drenaje del Arroyo Ojos Negros es de 173.4 km², mientras que el del Arroyo El Barbón es 1094 km² (Ponce et al., 1999). El valle es una depresión natural de forma aproximadamente rectangular, delimitada por cadenas montañosas a su alrededor, de aproximadamente 113 km² y contenida entre los 31°52' y 31°57' de latitud norte y 116°12' y 166°19' de longitud Oeste. La elevación del terreno varía desde los 720 m en la entrada del valle, en el borde nororiental, cerca del arroyo El Barbón, hasta los 670 m en la boca del valle, en las inmediaciones del cruce entre el arroyo Ojos Negros y el arroyo El Barbón. La elevación promedio es de alrededor de 705 m, y el valle tiene una pendiente generalmente de este a oeste, entre 0.5 y 1 por ciento.

3.  CLIMATOLOGÍA

La región de Ojos Negros tiene un clima árido, con temporada de lluvias en invierno (noviembre a abril) y extrema variabilidad de temperatura. El clima se caracteriza por ser frío y húmedo en invierno y cálido y seco en verano. El ecosistema asociado con este tipo de clima y ubicación geográfica se conoce comúnmente como "mediterráneo", el cual prevalece en la costa norte de Baja California y la costa sur de California.

El área de estudio es la englobada dentro de diez estaciones climatológicas ubicadas entre los 31°47'03'' y 32°11'43'' de latitud norte y los 116°09'54'' y 116°45' 16'' Longitud Oeste (figura 2). La duración del registro varió de 21 años en el Valle de San Rafael a 72 años en Ensenada. Las siguientes variables climáticas se midieron diariamente: (1) precipitación, (2) temperatura real, medida a las 7 am, (3) temperatura máxima diaria y (4) temperatura mínima diaria.

Fig. 2  Ubicación geográfica de las estaciones climatológicas.

La distribución de la temperatura mensual a lo largo del año es unimodal, es decir, normalmente sólo hay un máximo y un mínimo. La temperatura media anual varía de 12.5°C a 18.6°C. La temperatura media del mes más caluroso (julio/agosto) varía de 19.8°C a 26.3°C. Por el contrario, la temperatura media del mes más frío (enero) varía de 6.6°C a 13.6°C. La precipitación media anual varía de 235 mm a 517 mm, con un 20 por ciento en el mes más lluvioso (enero) y un 0.25 por ciento en el mes más seco (junio).

La precipitación es marcadamente estacional, ocurriendo la mayor parte en el período noviembre-abril. El número de días al año en que las precipitaciones superan los 0.1 mm (indicador del número de tormentas al año) oscila entre 20 y 40.

4.  CARACTERIZACIÓN DE LA SEQUÍA

La caracterización de la sequía en la región de Ojos Negros se ha realizado utilizando el modelo conceptual de Ponce et al. (2000). La intensidad, duración y frecuencia de las sequías para las diez estaciones climatológicas seleccionadas para este estudio se muestran en la Tabla 2.

Tabla 2.  Relaciones intensidad-duración-frecuencia de sequía para estaciones cercanas al valle de Ojos Negros. N° Estación Latitud Longitud Altitud (m) N° de años Pma (mm) N° de eventos Intensidad media Duración media (años) Frequencia media (años) 1 Agua Caliente 32o 06' 54" 116o 23' 45" 410 34 285 9 0.78 2.44 3.78 2 Belén 32o 11' 43" 116o 29' 08" 555 35 347 9 0.82 2.22 3.89 3 Boquilla de Santa Rosa 32o 01' 42" 116o 45' 16" 50 39 272 9 0.92 3.00 4.33 4 El Pinal 32o 11' 00" 116o 17' 30" 1350 29 517 6 0.79 3.00 4.83 5 Ensenada 31o 53' 45" 116o 35' 47" 50 72 268 19 0.70 2.21 3.79 6 Ojos Negros 31o 54' 42" 116o 15' 53" 712 46 243 13 1.23 2.00 3.54 7 Olivares Mexicanos 32o 02' 57" 116o 36' 51" 351 52 310 14 0.74 2.14 3.71 8 San Carlos 31o 47' 03" 116o 27' 00" 170 39 331 10 0.82 2.40 3.90 9 San Juan de Dios Norte 31o 59' 30" 116o 09' 54" 1280 27 396 6 0.84 3.00 4.50 10 Valle de San Rafael 31o 55' 06" 116o 14' 13" 230 21 289 6 0.61 2.17 3.50 - Promedio - - - 40 326 10 0.83 2.46 3.96

La intensidad de la sequía (por evento) varía de 0.61 a 1.23, con un promedio de 0.83. La duración de la sequía varía de 2 a 3 años, con un promedio de 2.46 años. La frecuencia de las sequías oscila entre 3.50 y 4.83 años, con una media de 3.96 años.

La duración media de sequía más larga ocurrió en Boquilla de Santa Rosa, El Pinal y San Juan de Dios Norte (3 años), y la más corta en Ojos Negros (2 años), con un promedio de 2.46 años.

Para todas las estaciones, las intensidades de los eventos se ordenaron y dividieron en las siguientes categorías (basadas en una duración promedio de 2.5 años): (1) moderado (menos de 0.625); (2) severo (0.625-1.25); y (3) extremo (superior a 1.25). La Figura 3 muestra el histograma de las intensidades de los eventos, indicando 48% moderado, 34% grave, y 18% extremo.

Fig. 3   Histograma de intensidad de sequía en la región de Ojos Negros.

La duración y la frecuencia de las sequías se compararon utilizando valores medidos y predichos, como se muestra en la Fig. 4. Se ve que las predicciones del modelo concuerdan razonablemente bien con los datos medidos. La Figura 5 muestra la intensidad de la sequía frente a la probabilidad de excedencia. El ajuste de la curva lognormal muestra un coeficiente de determinación muy alto (0.95).

Fig. 4 (a)  Duración de la sequía prevista frente a la calculada.

Fig. 4 (b)  Frecuencia de sequía prevista frente a calculada.

Fig. 5   Ubicación geográfica de Ojos Negros en Baja California.

5.  RESUMEN Y CONCLUSIONES

Se ha realizado una caracterización de sequía para la región de Ojos Negros y sus alrededores, en el municipio de Ensenada, Baja California, México, cerca de la frontera Estados Unidos-México. Un modelo conceptual desarrollado por Ponce et al. (2000) fue utilizado en la caracterización. Se analizaron los datos climatológicos de diez (10) estaciones, con una duración de registro que varió de 21 a 72 años, para determinar la intensidad, duración y frecuencia de sequías.

La intensidad (por evento) varió de 0.61 a 1.53, con un promedio de 0.83. La duración osciló entre 2 y 3 años, con una media de 2.46 años. La frecuencia osciló entre 3.33 y 4.83 años, con una media de 3.96 años. Con base en esta caracterización, la región de estudio se clasifica como árida según la duración de la sequía (2-4 años) y la frecuencia (3-6 años). Los eventos de sequía moderada (intensidad menor a 0.625) tienen un 48% de probabilidad de ocurrencia; los eventos severos (intensidad entre 0.625 y 1.25) tienen una probabilidad del 34%; y los eventos extremos (intensidad superior a 1.25) tienen una probabilidad del 18%. Las predicciones del modelo concuerdan razonablemente bien con los valores obtenidos del registro climatológico. La distribución de la intensidad de sequía de la región es lognormal.

RECONOCIMIENTOS

Los datos climatológicos utilizados en este estudio fueron proporcionados por la Comisión Nacional del Agua, Gerencia Regional de Baja California, Mexicali, Baja California, México.

BIBLIOGRAFÍA

Dracup, J. A., K. S. Lee, y E. G. Paulson, Jr. 1980. On the statistical characteristics of drought events.Weter Resources Research, 16(2), 289-296.

Ponce, V. M., R. P. Pandey, y S. Kumar. 1999. Groundwater recharge by channel infiltration in El Barbon basin, Baja California, Mexico. Journal of Hydrology, 214,1-7.

Ponce, V. M., R. P. Pandey, y S. Ercan. 2000. Characterization of drought across the climatic spectrum. Journal of Hydrologic Engineering, ASCE, 5(2), 222-224.

Sharma, T. C. 1997. "A drought frequency formula" Hydrological Sciences Journal 42(6), 803-814.