¿Aumentará la evapotranspiración de referencia con el calentamiento global?

INTRODUCCIÓN

     En principio, es lógico pensar que un aumento de la temperatura del aire producirá un aumento de su demanda evaporativa y por tanto de la evapotranspiración. Lo ideal sería contar con dispositivos de medida de la evapotranspiración (lisímetros) o la evaporación de una superficie libre de agua (tanques evaporimétricos) y series de medidas lo suficientemente largas como para analizar estos procesos. A continuación se presenta un trabajo realizado en Andalucía que determina las tendencias de temperatura y evapotranspiración potencial en los últimos 45 años.

ANTECEDENTES

     Debido al incremento de la concentración de gases de efecto invernadero se ha producido un calentamiento a escala global de la superficie de la Tierra que se espera que continúe en el futuro en el futuro. La temperatura de la superficie terrestre parece haber aumentado 0.74 ºC en los últimos 100 años (1906-2005) y se prevé que se incrementará entre 1.1 y 6.4 ºC para el año 2100 (IPCC 2007). El cambio climático puede acelerar el ciclo hidrológico produciendo cambios en la precipitación, evapotranspiración, escorrentía e intensidad y frecuencia de inundaciones y sequías. La evapotranspiración (ET) domina el balance de agua y ejerce una gran influencia en procesos tales como la dinámica de la humedad en el suelo, la recarga de acuíferos y la generación de escorrentía. Por tanto, el conocimiento de sus variaciones temporales resulta fundamental en los estudios hidrológicos a escala regional, sobre todo en regiones áridas donde los recursos hídricos son limitados y el riego es uno de los elementos fundamentales para el desarrollo de los cultivos.

     La evapotranspiración potencial (ETp) refleja la máxima demanda evaporativa de la atmósfera en ausencia de limitaciones de agua en el suelo. Sin embargo, esta variable es difícil de medir, por lo que frecuentemente se ha sustituido su medida por la de la evaporación de una superficie libre de agua. El tanque evaporimétrico Clase A ha sido durante muchos años el método de referencia para la medida de la evaporación de una superficie libre de agua y continua siéndolo actualmente. Diferentes estudios en diversas regiones del planeta han mostrado descensos de la evaporación en tanque en los últimos 50 años. Estos descensos han sido relacionados en algunos casos con cambios en otras variables meteorológicas distintas de la temperatura, como puede ser el caso del descenso de la radiación global, proceso que ha llegado a denominarse "oscurecimiento global". Sin embargo, no existe consenso sobre el sentido de las variaciones temporales de la ETp, habiéndose descrito tanto incrementos temporales de la misma como descensos a lo largo del tiempo.

     Desgraciadamente son escasas las series temporales lo suficientemente largas disponibles para realizar estudios de las tendencias en evaporación por lo que resulta necesario recurrir al análisis de la evolución temporal de la ETp estimada a partir de parámetros climáticos. Para realizar comparaciones de valores potenciales de ET se puede utilizar la propuesta de la FAO de usar como valor de referencia la evaporación de una pradera de gramíneas de 12 cm de altura en óptimas condiciones de desarrollo y sin carencia de agua. El valor calculado utilizando el método de Penman-Monteith ha sido recomendado como el estándar para lo que se ha denominado evapotranspiración de

referencia (ETo).

Figura 1. Garita meteorológica

UN ESTUDIO REALIZADO EN ANDALUCÍA

     En Andalucía, Espadafor y col. (2010) utilizaron datos de siete estaciones meteorológicas pertenecientes a la red principal de la Agencia Española de Meteorología (AEMET) donde se miden a escala diaria la temperatura y la humedad relativa del aire a 2 m de altura, la precipitación, la velocidad del viento a 10 m y el número de horas de sol brillante. Calcularon los valores medios anuales de temperatura y ETo. Para detectar tendencias en temperaturas y en los valores estimados de ETo se utilizó el test no paramétrico de Mann-Kendall, que identifica tendencias lineales y no lineales en una serie de datos. Este método es comúnmente utilizado en estudios medioambientales y climatológicos. Valores de p<0.01, p<0.05 y p<0.1 fueron usado para identificar tendencias estadísticamente significativas a distintos niveles de confianza.

SUS RESULTADOS

     Las tendencias de las temperaturas medias anuales fueron analizadas en primer lugar (Figura 2). En todos los casos se detectó un aumento variable entre 0.02 y 0.04 ºC por año. Este incremento confirma que la zona mediterránea es una de las zonas más afectadas por el cambio climático. El test de Mann-Kendall reflejó tendencias significativas a un nivel de confianza del 95% o superior en todas las estaciones (Tabla 1). Los mayores incrementos ocurrieron en las tres estaciones de la zona occidental interior, Sevilla, Córdoba y Morón, y los menores en la zona costera de Cádiz y Jerez. La falta de datos de años previos a 1964 en la estación de Málaga, así como de 1968 en la estación de Almería impidieron que se pudieran comparar con las demás, sin embargo, el aumento de temperatura en estas estaciones parece haber sido muy acusado. Por tanto, no puede concluirse que las zonas interiores hayan tenido en general un aumento de temperatura superior al experimentado en zonas costeras.

Tabla 1. Tendencias de temperatura media y evapotranspiración potencial detectadas con el test de Mann-Kendall. (***:nivel de confianza 99%; **:nivel de confianza 95%; *:nivel de confianza 90%).

     Aunque lo que se analizó fue la tendencia lineal para el periodo completo, 1960-2005, pueden apreciarse dos etapas diferentes. En la primera desde 1960 hasta aproximadamente 1972, la temperatura media disminuye. A partir de ese año, comienza una segunda etapa con un marcado aumento de temperatura. Estos resultados coinciden con estudios previos de otros autores. También en el informe del Ministerio de Medio Ambiente “El cambio climático en España. Estado de situación” (2007), se mencionan varios periodos diferentes para España: 1900-1949 con tendencias positivas en la temperatura, 1950- 1972 con tendencias negativas y 1973-2007 con un nuevo ascenso de las temperaturas.

Figura 2. Tendencias de temperatura media (ºC) en diferentes estaciones de Andalucía en el periodo 1960-2005.

     Estos cambios en la temperatura tienen sus efectos sobre la ETo (Figura 3). Se observaron tendencias positivas significativas en todas las estaciones estudiadas excepto en la de Morón (Tabla1). En esta estación una fuerte caída de las temperaturas hasta 1973, compensó completamente el posterior aumento. Esta estación, a pesar de no ser la que presenta mayores temperaturas, es la que tiene una ETo media superior, debido probablemente a su alta velocidad media de viento combinada con una humedad relativa baja. Los incrementos de ETo variaron de 0.005 a 0.01 mm/d y año, lo que supone una media de unos 3 mm por año. Sin embargo, estos aumentos podrían estar concentrados en ciertas épocas del año durante las cuales los impactos podrían ser más acusados. Si, por ejemplo, la ETo aumentase más en los meses de primavera y verano, cuando las precipitaciones son escasas, los efectos sobre el regadío serían más importantes que si los incrementos de ETo ocurriesen en otoño o invierno, cuando las precipitaciones son más abundantes y por tanto la necesidad de riego es menor.

     Las dos estaciones con mayores aumentos de temperatura, Almería y Sevilla, también mostraron los mayores aumentos de ETo. Sin embargo, no se ve una relación tan directa para el resto de estaciones. En la estación de Granada, por ejemplo, con uno de los menores aumentos de temperatura, se registró un considerable aumento de ETo, mientras que en Málaga ocurre lo contrario. Esto hace pensar que otras variables climáticas, como humedad, velocidad del viento o radiación solar, están compensando el incremento de ETo debido a la temperatura.

Figura 3. Tendencias de ETo (mm/d) en diferentes estaciones de Andalucía en el periodo 1960-2005.

CONCLUSIONES

     Durante la segunda mitad del siglo XX, se han observado aumentos de la temperatura media en todas las estaciones estudiadas. El aumento medio para la zona estudiada fue de 0.03ºC por año, lo que muestra que en la región de Andalucía el calentamiento está siendo más pronunciado que en otras regiones según datos del IPCC. Estos aumentos se han traducido en un incremento de la evapotranspiración potencial, en una media de 0.007 mm/d por año, con el consecuente incremento en las necesidades de riego. Sería recomendable estudiar también las tendencias en el resto de variables que afectan a la ETp, como la humedad relativa y la radiación solar. Estas variables pueden estar atenuando o acentuando el aumento de la ETp provocado por el aumento de las temperaturas. Por otra parte, para estudiar los efectos del calentamiento sobre las necesidades de riego durante la época de cultivo sería interesante realizar un estudio de tendencias estacionales y mensuales.

PARA SABER MÁS

Espadafor, M., Lorite, I.J., Gavilán, P., 2010. Tendencias en evapotranspiración en el sur de España en la segunda mitad del siglo XXVIII Congreso Nacional de Riegos, León 15-17 de junio de 2010.

(http://www.researchgate.net/publication/276264648_TENDENCIAS_EN_EVAPOTRANSPIRACIN_EN_EL_SUR_DE_ESPAA_EN_LA_SEGUNDA_MITAD_DEL_SIGLO_XX)

Espadafor,M., Lorite, I.J., Gavilán, P., Berengena, J., 2011. An analysis of the tendency of reference evapotranspiration estimates and other climate variables during the last 45 years in Southern Spain.Agricultural Water Management 04/2011; 98(6):1045-1061.
(http://www.researchgate.net/publication/227411372_An_analysis_of_the_tendency_of_reference_evapotranspiration_estimates_and_other_climate_variables_during_the_last_45_years_in_Southern_Spain)