Índice Estandarizado de Precipitación

Método de Evaluación de la Sequía Meteorológica en Panamá

Generalmente los métodos meteorológicos dedicados al análisis de la sequía, tienen como objetivo determinar, a través de la precipitación, la ocurrencia de eventos por debajo de sus valores Normales, los cuales son representativos de una región. Para ser más indicativos se establecen los Índices de Sequía, los cuales se fundamentan en un análisis estadístico de información meteorológica que permite la identificación de eventos de sequía, su intensidad, duración, frecuencia y distribución geográfica.

Evaluación de la Sequía Internacionalmente
En el ámbito mundial, se han desarrollado diversos sistemas de monitoreo de la sequía, con distintos niveles de detalle. Destacan, por su carácter nacional y con sistemas en tiempo real el Drought Monitor (EUA), NOAA Drought Information Center (EUA) y Drought Watch (Canada).

A nivel más global, existen el Drought Monitoring Centre (Africa) y el North American Drought Monitor, implementado por diversas instituciones de Canadá, Estados Unidos de América y México en el año 2002 (Muñoz y Núñez, 2004).

Índices de Sequía

Entre los índices mas utilizados para evaluar la sequía, se encuentran:

1. Índice de Severidad de Sequía de Palmer (ISSP):

   Es uno de los primeros índices de sequía desarrollados en EU, que considera el suministro y demanda de agua dentro de una ecuación de balance hídrico, además de tomar en cuenta el déficit de precipitación. En general e incluyendo Panamá tiene algunas limitaciones, ya que:

   • requiere datos de variables que en general se tienen en algunas estaciones de la red nacional de  meteorología (climatológicas principales), tal como la humedad del suelo y una mayor densidad espacial de los datos de la temperatura.

    

2. Índice de Precipitación Estandarizado (SPI):

    

   Se le conoce con el acrónimo de SPI, estas siglas provienen de su nombre en inglés, Standardized Precipitation Index. Edwards y McKee (1997), fue desarrollado por Mckee y colaboradores en 1993.  Es un índice basado en la probabilidad de precipitación para cualquier escala de tiempo, y sólo es dependiente de series históricas de precipitación, lo que hace posible identificar los impactos de la sequía en periodos de corto, mediano y largo plazo (McKee et al. 1995).

    

3. Porcentaje de la Precipitación Normal:

   Índice básico para el análisis de la lluvia, e indica de forma porcentual si la precipitación ocurrida en el periodo bajo estudio es superior o inferior a la precipitación normal.

Índice de Sequía Utilizado en Panamá

En Panamá, los primeros acercamientos encaminados al cálculo de un índice de sequía fueron desarrollados por la Gerencia de Hidrometeorología de ETESA, que actualmente como miembro del Comité Nacional de Lucha contra la Sequía y la Desertificación (CONALSED), lo generó ante la iniciativa del proyecto “Construcción de Indicadores de Sequía y Desertificación”.

Desde un principio, se utilizó el Índice de Precipitación Estandarizado (SPI), para definir el comportamiento de la precipitación en las áreas secas y degradadas de Panamá, utilizando 29 estaciones meteorológicas de la red nacional, el cual resultó de gran utilidad para definir el carácter de la humedad, de éstas áreas de vulnerabilidad climática.
Actualmente, se introdujeron la mayoría de estaciones meteorológicas de la red nacional (77), elegidas en virtud de la longitud y control de sus registros, de acuerdo con el período definido por el método de cálculo del SPI.  De esta manera, se logra establecer el comportamiento de la climatología de los eventos secos y/o húmedos, de acuerdo a diferentes períodos, en todo Panamá.

¿Por qué SPI?

• SPI es dependiente solamente de los datos de precipitación.
  • Regularmente actualizados en el banco de datos de la Gerencia de Hidrometeorología, por la red nacional de estaciones que mantiene y opera ETESA a nivel nacional.
• Los resultados normalizados, para diversas áreas se pueden comparar con igualdad.
• Puede ser utilizado para supervisar condiciones húmedas o secas.
• Tiene flexibilidad para definir diferentes períodos de análisis;
  • Si bien el SPI puede calcularse para distintos intervalos de tiempo (por lo general, desde 1 mes hasta xx meses), para su aplicación con fines agronómicos se recomienda calcularlo a partir de la precipitación acumulada durante los últimos 3 meses.

Metodología

Edwards y McKee (1997) desarrollaron este índice, basado en la función Gamma, la cual es más acorde con la distribución de la lluvia.  El SPI, es un índice que se calcula a partir de los datos de precipitación acumulada mensual de una serie de datos suficientemente larga, con base en varios periodos de tiempo, en este caso, se ha hecho para 3, 6, 12, meses.

Como la precipitación acumulada no se distribuye de acuerdo a una distribución normal, se define una función de la precipitación que una vez tipificada se ajusta a una distribución de este tipo.

A cada valor de la precipitación acumulada se le asigna un valor de la función y se determina la probabilidad de ocurrencia de esta función que coincide con la probabilidad de precipitación (SPI del dato de precipitación acumulada).
El valor del SPI representa la probabilidad de ocurrencia de una determinada precipitación acumulada.  No es otra cosa que el número de veces que un valor concreto de la precipitación acumulada en un periodo temporal se separa de la media de la serie, medido en unidades de desviación típica.

En el Índice de Precipitación Estandarizado (SPI), cada valor mensual es comparado con todos los registros existentes del mes o meses en cuestión.  Como ejemplos, SPI-3 refiere a tres meses, mientras SPI-6 refiere a seis meses..

• Por ejemplo, un valor de 1.0 la precipitación SPI-1 de abril de cualquier año, es 1.0 desviación estándar de ese mes, por encima de todos los abriles del registro de esa estación (no de todos los meses del registro).
• De la misma manera un valor de -1.0 para SPI-3 de junio de 2010, indica que es 1.0 desviación estándar por debajo de todos los periodos de abril-mayo-junio del registro.
• SPI regularmente varía entre -3 y +3.

Ya que el SPI trata de estadísticas en vez de valores, su aplicación es factible para estudiar zonas secas al igual que húmedas.

Por eso es importante reconocer que un periodo de bajo SPI, para una zona húmeda (tal como Bocas del Toro), puede representar mucha más precipitación que uno de alto SPI en una zona más seca (tal como el Arco Seco de Azuero).

Requerimiento: Es recomendable que el cálculo del SPI para un período de tiempo dado, en un lugar determinado, se haga en base a los registros de precipitación de una serie de datos suficientemente larga (mínimo de 30 años).  También es el recomendado por la Organización Meteorológica Mundial (OMM), para establecer la normal de una serie de precipitación.

Los valores que adquiere el SPI representan la condición hídrica actual respecto a la serie histórica.  Se clasifica en categorías, según la siguiente tabla:

Fuente: Doesken, Nolan; Tom McKee y Juan Kleist. Centro del Clima. Estados Unidos, 1993

Las categorías LH y LS pueden considerarse conjuntamente como una condición “normal”, posible de ocurrir aproximadamente 7 de cada 10 años. Por otra parte, condiciones extremas (XH o XS) sólo ocurren entre 2 y 3 veces cada 100 años.

Mapas Nacionales del Índice Estandarizado de la Precipitación (SPI)

Inicialmente, se desarrollaron las estadísticas del Índice de Estandarizado de la Precipitación (SPI), utilizando los datos de precipitación de las estaciones meteorológicas de la Gerencia de Hidrometeorología, ubicadas dentro o cerca de estas áreas críticas, establecidas por el Plan de Acción Nacional (PAN), que se enfoca en la protección del ambiente en los territorios prioritarios y se enfatiza en el Arco Seco costanero, la sabana central de Veraguas, la Comarca Indígena Ngobe Bugle y tierras altas de Chiriquí, corregimiento de Cerro Punta.

Actualmente se utilizaron 77 estaciones, que cumplen con el requisito impuesto por el método SPI, para la caracterización de la humedad o sequía en toda la República, y fueron desarrollados los Mapas Nacionales del SPI, para las siguientes escalas de tiempo que abarcan los 3, 6 y 12 meses pasados y terminando en el día pasado del mes último, que en estos mapas corresponde al mes de junio/2010.  La clasificación de categorías de sequía o humedad es basada en la tabla anteriormente presentada en la definición del SPI.

Mapas SPI

Los siguientes mapas (presentados en el Anexo),fueron desarrollados con el paquete de interpolación espacial Surfer 7 de Golden Software, que utiliza la interpolación espacial, basada en el método de Kriggin y está representada en tiempo y espacio, la probabilidad de que el SPI, al finalizar el mes de junio/2010 alcance distintos valores agrupados en las 8 categorías de la tabla anterior, que representa en sí, una zona climática y para delimitarlas se crearon códigos de colores, en donde predominan los verdes para representar las zonas climáticas con tendencias húmedas y los tonos amarillos, naranjas y chocolates para definir las zonas secas.

Análisis del mapa SPI-3 meses

Para el mapa SPI-3, la probabilidad en cada área del país se calcula teniendo en cuenta la precipitación acumulada para el mes en curso, junio/2010 y los 2 meses previos, abril, mayo y la distribución estadística de las precipitaciones históricas.
La probabilidad de ocurrencia de precipitación en este mapa, indica:

• Un comportamiento considerado normal, ya que gran parte del país, presenta valores ligeramente secos o ligeramente húmedos.
• Algunas áreas moderadamente húmedas, a muy húmedas tal como, sectores de tierras bajas y medias de Chiriquí (Sectores como Bajo boquete a 1060 msnm, Los Palomos a 420 msnm y David a 23 msnm) y algunos sectores de Azuero tal como Pocrí, Pesé, Macaracas, Llano de la Cruz, Chepo Las Minas.
• Dos sectores en el país indican comportamientos moderadamente secos en el sur de Azuero, en La Llana y en Darién, hacia Boca de Trampa.

Análisis del mapa SPI-6 meses

Para el mapa SPI-6, la probabilidad en cada área del país se calcula teniendo en cuenta la precipitación acumulada para el mes en curso, junio/2010 y los 5 meses previos, enero, febrero, marzo, abril, mayo y la distribución estadística de las precipitaciones históricas. 
La probabilidad de ocurrencia de precipitación en este mapa, indica:

• Un comportamiento considerado normal, ya que gran parte del país, presenta valores ligeramente secos o ligeramente húmedos.
• Algunas áreas moderadamente húmedas, a muy húmedas tal como, sectores de tierras bajas y medias de Chiriquí en Los Naranjos 1200 msnm, Potrerillo Arriba 930msm, Los Palomos a 420 msnm, David a 23msy San Félix a 110 msnm, y algunos sectores de Azuero tal como Pocrí, Pesé, Llano De La Cruz, Chepo Las Minas, Macaracas, y Parita.
• Dos sectores en el país indican comportamientos moderadamente secos en el sur de Azuero, en La Llana y en Darién, hacia Boca de Trampa.

Análisis del mapa SPI-12 meses

Para el mapa SPI-12, la probabilidad en cada área del país se calcula teniendo en cuenta la precipitación acumulada para el mes en curso, junio/2010 y los 11 meses previos, desde julio/2009, y la distribución estadística de las precipitaciones históricas.

La probabilidad de ocurrencia de precipitación en este mapa, indica:

• Un comportamiento considerado normal, ya que gran parte del país, presenta valores ligeramente secos o ligeramente húmedos.
• Sólo existen algunas pequeñas áreas moderadamente húmedas, una al sur de Veraguas que va de Cativé hasta El Marañón y otra en la parte oriental de la península de Azuero en Pesé y la última al extremo de la comarca Kuna Yala en Mulatupo..
• Se observan algunos valores moderadamentes secos y muy secos, en áreas de Divisa y valores moderadamente secos en Tocumen en Panamá Este, Río Grande en Coclé y Cerro Punta en tierras altas de Chiriquí.
• Dos sectores en el país indican comportamientos moderadamente secos en el sur de Azuero, en La Llana y en Darién, hacia Boca de Trampa.

VEA LOS MAPAS:

ISPJUN10-3MESES-78-10

ISPJUN10-6MESES-78-10

ISPJUN10-12MESES-78-10

 Indice de Precipitación Estandarizada - 3 meses

Indice de Precipitación Estandarizada - 6 meses

Indice de Precipitación Estandarizada - 12 meses