Régimen de precipitaciones en el centro oeste de Entre Ríos

La provincia de Entre Ríos se localiza al sur de la región mesopotámica, en el noreste de la República Argentina. Con una superficie de 76546 km2, se sitúa entre los 30º 10´ y 34º 03´ de latitud Sur y los 57º 48´ y 60º 47´ de longitud Oeste. Se caracteriza por su topografía ondulada con pendientes pronunciadas y por la baja capacidad de infiltración de sus suelos debido a características intrínsecas (presencia de horizonte Bt, predominancia de suelos con características vérticas) y antrópicas (encostramiento superficial y/o compactación subsuperficial). Estas características predisponen a gran parte de la superficie provincial a procesos de degradación de suelos, especialmente por erosión hídrica en el período primaveroestivo-otoñal, cuando se producen las precipitaciones de mayor intensidad (Scotta, 1993).

El clima es templado húmedo de llanura, con influencia de vientos húmedos del noreste, de vientos secos y refrigerantes del sudoeste (causantes de los cambios repentinos en el estado del tiempo) y vientos del sudeste -aire frío saturado de humedad- que dan lugar a semanas enteras de cielo cubierto, lluvias y temperaturas estables. La humedad relativa se mantiene en niveles elevados durante el año, con un valor medio de 71%. El período más húmedo se presenta de abril a julio, con un promedio de 76%(Plan Mapa de suelos, Convenio INTA-Gobierno de Entre Ríos, 1998).

La precipitación es uno de los elementos climáticos de mayor importancia para el hombre debido a que no sólo influye en la configuración del medio natural sino que también condiciona las actividades humanas (Brendel et. al., 2017). Una de las actividades que es afectada por cambios en las precipitaciones es la producción agropecuaria (Magrin et. al., 2005; Brendel, 2015; Jozami et. al., 2015). Otro fenómeno que cobra importancia cuando se producen precipitaciones por encima de las normales son los fenómenos asociados a la erosión hídrica y el escurrimiento superficial (Kinderknecht et. al., 2004; Saluso, 2008; Sasal et. al., 2010). Estos fenómenos cobran relevancia en zonas como la provincia de Entre Ríos, caracterizada por una importante actividad agropecuaria que se realiza sobre una topografía ondulada.

El presente estudio tiene como objetivo caracterizar el régimen pluviométrico de la zona centro oeste de Entre Ríos a distintas escalas de tiempo (década, campaña agrícola y trimestre). Asimismo, analizar el comportamiento de las precipitaciones de 10 campañas agrícolas y explorar su relación con el índice normalizado de precipitación.

En este estudio se utilizaron los datos de precipitaciones diarias (PPd) del Observatorio Meteorológico de la Estación Experimental Paraná de INTA correspondientes al período1934 - 2016. A partir de PPd se calcularon las precipitaciones mensuales (PPM), precipitaciones trimestrales (PPT) y precipitaciones de una campaña agrícola (PPA). PPM se obtuvo como la suma de las precipitaciones diarias dentro de cada mes. Para determinar PPA, se sumó las precipitaciones desde el 1 de julio de un año hasta las del 30 junio del año siguiente. En tanto, para obtener la precipitación trimestral (PPT), se dividió a cada campaña agrícola en 4 trimestres. El primero se inicia el 1 de julio y termina el 30 de setiembre; el segundo va desde el 1 de octubre hasta el 31 de diciembre; el tercero incluye a los meses de enero a marzo y el cuarto trimestre lo constituyen los meses de abril, mayo y junio. Para obtener la PPT de un trimestre particular, se sumaron las precipitaciones diarias dentro del mismo. Por último, se agruparon las PPA en décadas para determinar el valor medio de la precipitación decádica (PPD). La primera década se inicia en la campaña 1936-1937 y termina en 1945- 1946. La segunda se inicia en 1946-1947 hasta 1955-1956 y así sucesivamente hasta la década comprendida entre las campañas 2006-2007 hasta 2015-2016.

Se utilizaron las PPM desde 1934-1935 hasta la 2006-2015 para clasificar a los trimestres y campañas correspondientes a la década comprendida entre 2006-2007 y 2015-2016 según el Índice Normalizado de Precipitación (SPI) (OMM N° 1090, 2012). SPI utiliza un registro de precipitaciones a largo plazo (mayor a 30 años) y lo ajusta a una distribución de probabilidades normalizada. Luego se compara cada período de tiempo a analizar con dicha distribución normalizada de precipitaciones (Edwards y McKee, 1997). Cuando SPI es positivo en el período analizado, indica que la precipitación es mayor que la mediana, y por lo tanto ese período corresponde a un clima húmedo. Los valores negativos de SPI son indicadores de precipitaciones por debajo de la mediana, el clima en ese período es seco. De acuerdo al valor de SPI y la duración de valores similares se obtuvieron la intensidad de la sequía (McKee et. al.,1993) (Tabla1). Se consideró que un período de sequía inicia cuando SPI tuvo valores negativos menores a -1; y su duración se extiende hasta que se encuentre el primer valor positivo. En tanto, la magnitud se calcula como la suma de los valores absolutos de SPI que ocurrieron en el período de sequía. Por consiguiente, todos los episodios de sequía tienen una duración definida, una intensidad dada por el valor de SPI y una magnitud.

Los valores de SPI para una escala de tiempo trimestral reflejan las condiciones de humedad a corto y medio plazo, mientras que los valores para 12 meses reflejan patrones de precipitación a largo plazo. Estas dos escalas de análisis son las consideradas en este trabajo.

Para analizar las precipitaciones, se ajustaron diferentes modelos lineales mixtos con distintas estructuras de varianza combinadas con estructuras de correlación residual, heterocedasticidad y efectos aleatorios. En todos los casos se utilizó el mismo modelo de medias. Mediante criterios de verosimilitud penalizada (AIC y BIC) se eligió el mejor modelo que describía los datos. Posteriormente, en las variables 

que el modelo indicaba que existían diferencia entre medias, se realizó un test de comparación de medias utilizando el método DGC y un α=0,05 para obtener la distribución de las medias. Además, se realizó un análisis de correlaciones para buscar relaciones entre variables y regresiones lineales para obtener dependencia funcional entre 2 variables.

No se encontraron diferencias significativas entre las 8 décadas analizadas (α< 0,05) en las PPD. Los valores decádicos medidos oscilaron entre 922 mm año-1 y 1189 mm año-1, con un valor medio de 1040 mm año-1. Las PPA de las campañas comprendidas entre 1934-1935 y 2015-2016 se presentan en la Figura 1. La PPA mínima de toda la serie es la que ocurrió en la campaña 1964-1965 con 520 mm año-1. El valor máximo se dio en la campaña 2002-2003 con 1816 mm año-1. El 22,5 % de las campañas se encuentran por debajo de los 832 mm año-1 y, el 17,5 % por encima de los 1248 mm año-1. Esto significa que el 82,5 % de las campañas tienen una PPA menor a 1248 mm año-1.

La variación interanual de las precipitaciones estaría relacionada con los fenómenos El Niño y La Niña, caracterizados por precipitaciones superiores e inferiores al promedio histórico, respectivamente (Penalba et al., 2016).

Las PPA en la década comprendida entre las campañas 2006-2007 y 2015-2016 presentan un valor medio de 1126 mm año-1, con un mínimo de 732 mm año-1 y un máximo de 1595 mm año-1. En cinco campañas, la PPA fue superior a la media y en las otras cinco inferiores a la misma. Se contabilizaron 795 días con precipitaciones, representando el 21,8 % del total de días de la década. De ellos, 526 tuvieron un valor menor a los 12,5 mm (66%), mientras que el 95 % de las PPd ocurridas presentan un valor menor a los 54 mm. En toda la década, solo se produjeron 5días con eventos que superaron los 107 mm día-1, representando el 0,6 % del total. El valor máximo de PPd registrado en la década fue de 241 mm día-1. Se produjeron por campaña en promedio, 80 días con precipitaciones; con un mínimo de 61 días y un máximo de 95 días con lluvia.

Las PPT entre campañas para la década comprendida entre las campañas 2006- 2007 y 2015-2016 no se diferenciaron significativamente. Pero al analizar las PPT entre trimestres para las 10 campañas, sí se encontraron diferencias significativas (Tabla 2). Los trimestres 3 y 2 no se diferencian significativamente entre si y presentan los mayores valores de PPT (461mm trimestre-1 y 362 mm trimestre-1, respectivamente). Los trimestres 4 y 1 no se diferencian significativamente entre sí, y son los períodos donde ocurren los menores valores de PPT (198 mm trimestre-1 y 105 mm trimestre-1 respectivamente). Se contabilizaron los días con precipitaciones en cada trimestre, encontrándose diferencias significativas entre los mismos. Los trimestres 3 y 2 presentan, en promedio, 25 días lluviosos y no se diferencian entre sí. Mientras que en los trimestres 4 y 1 ocurren 16 y 14 días con precipitaciones (Tabla 2). Magrin et. al. (2005), muestran resultados similares en cuanto a la distribución de las precipitaciones, observando que la concentración de las precipitaciones en la región pampeana se da en los meses de primavera-verano al igual que los observados en este trabajo.

Las precipitaciones diarias (PPd) entre trimestres presentaron diferencias significativas. El trimestre 3 (ene-mar), se diferencia significativamente de los demás, presentando los mayores valores medios de PPd. En el trimestre 1 (julset), ocurren los menores valores de PPd, diferenciándose significativamente de los demás. Los trimestres 2 y 4 no se diferencian significativamente entre sí, presentando valores intermedios de PPd (Tabla 2).

Cuando se expresan los resultados en relación a la campaña, para un año promedio de la década 2006-2007 a 2015- 2016, en el primer trimestre ocurre el 17% de los eventos de precipitación, el segundo y tercero acumulan el 32 % cada uno y el cuarto el 20 %. Sin embargo, en volumen de agua precipitado en cada trimestre, se observa que el trimestre 1 aporta solo el 9% de la PPA, mientras que, en el tercero precipita un 41% de PPA; 9% más de volumen que el segundo trimestre (Tabla 3). El 66 % de los días con precipitación en cada campaña presentan un valor de PPd menor a 12,5 mm y contribuyen con solo un 17 % de la PPA. El 68 % de la PPA media es aportado por precipitaciones que oscilan entre los 12,5 mm día-1 y los 75 mm día-1. Las PPd mayores a 75 mm aportan el 15 % dela PPA, las cuales ocurren principalmente en el trimestre 3 aportando el 13 %de la PPA (Tabla 3).

Los valores anuales de SPI para las campañas comprendidas dentro de la década 2006- 2015 se presentan en la Tabla 4. Existen 6 campañas consideradas como normales, 2 muy húmedas, 1 moderadamente húmeda y 1 moderadamente seca. Se detectó un período de sequía anual con una duración de 2 campañas (2007-2008 y 2008-2009) con una magnitud de 1,73; clasificándose al período como una sequía moderada con un tiempo de recurrencia de 10 años (McKee et al, 1993). Se encontró una correlación significativa entre SPI anual y PPA (r=0,997; n=10).

Los valores trimestrales de SPI no se diferenciaron significativamente entre campañas para la década 2006-2007 a 2015- 2016. El trimestre 1, en las 10 campañas, tiene una clasificación de normal, con 7 de ellas con valores menores a cero. El trimestre 2 es un período normal en 7 de las 10 campañas, en 2 se comportan como moderadamente húmedo a muy húmedo y la restante fue moderadamente seca. Mientras que, el trimestre 3 presentó períodos normales en 7 de las 10 campañas, 2 se comportaron como extremadamente húmedo y la restante 

fue severamente seca. El trimestre 4 tuvo 7 campañas como normal para SPI y la restante como muy húmeda. Siendo el único trimestre sin déficit hídrico en las 10 campañas (Figura 2). Se encontró una correlación significativa entre PPA y SPI anual (r=0,997; n=10); PPT y SPI trimestral (r= 0,77; n=40).