Sequías: indicadores y caracterización en España

Sequías: indicadores y
caracterización en España
Javier Álvarez Rodríguez javier.alvarez@cedex.es
Centro de Estudios Hidrográficos del CEDEX
Índice
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Caracterización de sequías en España
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Identificación durante el periodo de planificación
hidrológica: 1940/41 hasta la actualidad
Época reciente: XVIII, XIX y primera mitad XX
Recopilación y catálogo de sequías
Descriptivo: eventos e impactos. Comparabilidad
Sistema de indicadores hidrológicos
„
„
Objetivos, diseño, variables e indicadores
Ejemplo de seguimiento del estado hidrológico
1
Información histórica sobre sequías
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Recopilación de información de sequías acaecidas en
periodos históricos y efectos sobre diferentes sectores
Fuentes
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Qué publicaciones y estudios hay disponibles: crónicas y
recopilación estadística
Análisis histórico del clima. Información indirecta proxy:
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Rogativas
Suelos, vegetación, ... dendrocronología
Utilidad descriptiva
„
„
Fenómeno
Sectores sensibles y del grado de vulnerabilidad
Información histórica
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Hay incertidumbre en la información
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Extensión: a qué región afecta
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Periodo: inicio y fin
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Intensidad y vulnerabilidad del medio
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Los eventos identificados son difícilmente comprobables
sin especialización
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Difícil desagregación de los términos:
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Peligrosidad o riesgo natural del fenómeno (área, intensidad y
duración)
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Vulnerabilidad y sensibilidad del sector
2
Rogativas. Relaciones categóricas
Autor
Zona
Martín Vide y Barriendos (1995) NE peninsular
Zamora Pastor (2000)
Romero y Mayer (2002)
SE peninsular
Canarias
Nivel
I
Tipo de Rogativa
rogativas simples: letanías, colectas, gozos, etc.
II
exposición de reliquias e imágenes en el altar de las iglesias
III
procesión con reliquias e imágenes por la población
IV
inmersión de reliquias e imágenes en agua o exposición del Santísimo Sacramento
V
peregrinación a centros religiosos lejanos
I
rogativas públicas
II
colecta pro pluvia en misa
III
exposición del intercesor (Virgen María patrona o Jesús Nazareno)
IV
procesión del Intercesor
I
celebración de "misas del agua" y actos de penitencia y plegarias
II
procesión con los santos de la ciudad, trasladándose de lugar
III
procesión general con los santos de la ciudad, de los pueblos y de la Patrona insular
Couchoud y Sánchez Ferlosio, 1965
†
†
Eventos hidrológicos en
Murcia y cuenca del
Segura desde 1535 hasta
1879
Ceremonias de rogativas,
obras de protección frente
a riadas, saneamiento de
aguas estancadas,
hambrunas y epidemias
relacionadas con factores
climáticos
3
Zamora Pastor (2000); Orihuela
“Las primeras rogativas de este año se celebraron el día 23 de
febrero. El 15 de marzo se celebró misa solemne a las benditas
Ánimas del Purgatorio. El día 16 se expuso la imagen de Nuestra
Señora de las Lágrimas. El 17 se colocó en el altar mayor la
reliquia de la Leche Virginal de María Santísima. El 18 se hizo lo
mismo con la del Lignum Crucis. El 19 se trajo en procesión a la
Virgen de la Fuensanta. El 14 de abril se la llevó a la iglesia de
San Pedro. El 12 de noviembre se celebraron las últimas rogativas
de este año tan devoto como parco en lluvias.”
†
Nivel Intensidad
I
II
III
LEVE
MODERADA
GRAVE
IV
Muy GRAVE
Tipo de ceremonia
Rogativas públicas
Colecta pro pluvia en misas (benditas Ánimas del Purgatorio)
Exposición del intercesor (Nuestra Señora de las Lágrimas), Leche Virginal de María
Santísima y Lignum Crucis
Procesión del intercesor (Virgen de Arrixaca, de la Fuensanta y N.P. Jesús)
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Cronograma de sequías. Segura XVIII
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1800
Cronograma de sequías. Segura XIX
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1703
Rog Zaragoza, sequía excepcional. Feb03-ene04, sequía sureste. Procesiones V Fuensanta, rog
Lignum Crucis
1711
Submeseta norte. En sureste y otoño, rogativas y procesiones con V Fuensanta
1714
Submeseta norte
1718-1719
Mitad sur Península y Aragón. Sin cosechas Monegros 1718-1725. Sequía grave en sureste
1721
Sequía en la cuenca del Segura entre invierno y primavera
1725
Levante, Aragón y Urgel
1737-1739
Ambas Castillas y Andalucía. Sequía grave en sureste entre 1737 y 1738
1741-1745
Sequías en el Segura. 1741, entre enero y mayo; 1743 y 1745, entre mayo y noviembre
1748-1755
Monegros. Muy seco. 1749-1753, seq más larga del siglo con impactos hidrológicos, secado del
Tormes, pozos y fuentes. Muy intensa 1752 submeseta norte. Menor afección en cuencas
norte. Intermitencia sequías graves en sureste y Segura toda la década. Sequía en Cataluña
1757
Meseta y Levante
1764
Meseta y Levante. En Castilla hambrunas
1772-1774
Litoral mediterráneo y Baleares
1779-1784
Meseta-Levante 1779. Monegros, ext sequedad. Sureste 1780 y 1783, seq grave, rog otoño-inv
1789-1792
Levante (Campos de Liria y Valencia) en 1792. Sequía grave en sureste
1796
Castilla, Aragón y Murcia
1799
Sureste
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5
Plantilla Sequías
Plantilla Sequías
6
Sequías 1703
Sequía excepcional en
el Ebro con rogativas
en Zaragoza
Sequía sureste de feb03 a ene04.
Rogativa al Lignum Crucis
Sequías 1711
Submeseta norte
En sureste y otoño, rogativas
y procesiones con la Virgen
de la Fuensanta
7
Sequías 1714
Submeseta
norte
Sequías 1718-1719
Sin cosechas en
Monegros entre
1718 y 1725
Mitad sur
Sureste. Sequía grave
8
Sequía 1721
Sequía en el Segura entre
invierno y primavera
Sequía 1725
Sequía en Levante,
Aragón y Segre
9
Sequía 1737-1739
Ambas Castillas,
Andalucía, Grave
en sureste
Sequías 1741-1745
Sequías en cuenca
del Segura
10
Sequías 1748-1755
Secado del
Tormes
Monegros
Sequía en Cataluña
Sequías en cuenca
del Segura
Sequía intensa
entre 1749-1753
Sequías 1757
Meseta y Levante
11
Sequías 1764
Meseta y Levante
Hambrunas en
Castilla
Sequías 1772-1774
Litoral
mediterráneo y
Baleares
12
Sequías 1779-1784
Meseta y Levante
1779
Monegros.
Extrema sequedad
Rogativas en otoño
e invierno 1780 y
1783
Sequía 1789-1792
Sequía grave en campo
valenciano, 1792, y grave en
sureste
13
Sequías 1796
Castilla, Aragón y
Murcia
Sequía 1799
Sequía en el sureste
14
1800-1816
1801 en Andalucía y Levante. 1803 Generalizada. En Levante, carestía de alimentos, “Año del
Hambre” (1) y rogativas en Zaragoza. En el Segura son años secos 1800, 1803 y 1804 con
rogativas en invierno y final del verano. Muy seco en 1803. En (4) se hace referencia a la sequía
de 1817, por lo que se podría prolongar el período. 1800-1808 y 1808-1824 en Cataluña
1812-1818
1815-1816, en litoral mediterráneo y Baleares. 1817 en sub norte. Seq muy grave en Cataluña
1820-1830
Entre 1827-1828, centro, Levante, Andalucía y Sureste
1836
Año seco
1840-1850
1841-1842 sequía en mayor parte de España. 1848-1849, litoral mediterráneo, Baleares y Sureste
Muy seco 1847 en el Segura con rogativas todo el año
1851
Submeseta norte. Tormes y Esla, vadeables. Rogativas en marzo y agosto
1853
Año seco
1858
Submeseta norte
1861-1880
Rogativas en Segura a finales invierno y primavera Año 1868 en submeseta norte. Prolongada
hasta 1870 en Valladolid y Zamora. Entre 1868-1869 en el Levante (1) y muy seca por descenso
brusco de precipitaciones en Ebro. Entre 1872-1879 en Levante. En Valencia, los cuatro últimos
años son conocidos como “la seca dels cuatre anys”. En 1878 Castilla, Extremadura y Andalucía
1881
Invierno seco
1882
Año seco
1883
Sequías de corta duración
Desarrollos
†
Inclusión de estudios sobre sequías y climatología
histórica
„
†
Dendrocronología
Completar con estudios sobre patrones climáticos
dominantes en situaciones de sequías
15
4.00
900
3.50
800
3.00
700
2.50
600
2.00
500
1.50
400
1.00
300
0.50
200
0.00
100
-0.50
0
-1.00
Precipitación anual (mm)
1000
DUA
Carácter lluvia en España. 1940/41 ...
Desagregación principales cuencas
España
Norte
Duero
Guadiana
Tajo
Guadalquivir
1.3
Sur
Ebro
Segura
CIC
1.2
Baleares
Canarias
Media móvil / precipitación media anu
1.4
1.1
1.0
0.9
0.8
0.7
0.6
16
Índice estandarizado desde 1970/71
17
IPE12 09/2005
IPE12 09/2004
IPE12 09/2003
IPE12 09/2002
1930-1931
1931-1932
1932-1933
1933-1934
1934-1935
1935-1936
1936-1937
1937-1938
1938-1939
1939-1940
1940-1941
1941-1942
1942-1943
1943-1944
1944-1945
1945-1946
1946-1947
1947-1948
1948-1949
1949-1950
1950-1951
1951-1952
1952-1953
1953-1954
1954-1955
1955-1956
1956-1957
1957-1958
1958-1959
1959-1960
1960-1961
1961-1962
1962-1963
1963-1964
1964-1965
1965-1966
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1971-1972
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1981-1982
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1984-1985
1985-1986
1986-1987
1987-1988
1988-1989
1989-1990
1990-1991
1991-1992
1992-1993
1993-1994
1994-1995
1995-1996
1996-1997
1997-1998
1998-1999
1999-2000
2000-2001
2001-2002
2002-2003
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1935-1936
1936-1937
1937-1938
1938-1939
1939-1940
1940-1941
1941-1942
1942-1943
1943-1944
1944-1945
1945-1946
1946-1947
1947-1948
1948-1949
1949-1950
1950-1951
1951-1952
1952-1953
1953-1954
1954-1955
1955-1956
1956-1957
1957-1958
1958-1959
1959-1960
1960-1961
1961-1962
1962-1963
1963-1964
1964-1965
1965-1966
1966-1967
1967-1968
1968-1969
1969-1970
1970-1971
1971-1972
1972-1973
1973-1974
1974-1975
1975-1976
1976-1977
1977-1978
1978-1979
1979-1980
1980-1981
1981-1982
1982-1983
1983-1984
1984-1985
1985-1986
1986-1987
1987-1988
1988-1989
1989-1990
1990-1991
1991-1992
1992-1993
1993-1994
1994-1995
1995-1996
1996-1997
1997-1998
1998-1999
1999-2000
2000-2001
2001-2002
2002-2003
2003-2004
2004-2005
2005-2006
%
Área en sequía en España (> 20%)
Porcentaje del territorio en sequía
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
Área en sequía en España
Porcentaje del territorio en sequía
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
18
España
Canarias
Baleares
C. I. Cataluña
C. Gállego y Segre
C. Margen Derecha Ebro
Cabecera del Ebro
Ebro
Guadalquivir
Cabecera del Guadiana
Guadiana
Cabecera del Tajo
Tajo
Duero
Norte III y C. I. País Vasco
Norte
Año Hidrológico
†
Júcar
†
Segura
†
C. Mediterráneas Andalucía
1940/41
1941/42
1942/43
1943/44
1944/45
1945/46
1946/47
1947/48
1948/49
1949/50
1950/51
1951/52
1952/53
1953/54
1954/55
1955/56
1956/57
1957/58
1958/59
1959/60
1960/61
1961/62
1962/63
1963/64
1964/65
1965/66
1966/67
1967/68
1968/69
1969/70
1970/71
1971/72
1972/73
1973/74
1974/75
1975/76
1976/77
1977/78
1978/79
1979/80
1980/81
1981/82
1982/83
1983/84
1984/85
1985/86
1986/87
1987/88
1988/89
1989/90
1990/91
1991/92
1992/93
1993/94
1994/95
1995/96
1996/97
1997/98
1998/99
1999/00
2000/01
2001/02
2002/03
2003/04
2004/05
2005/06
2006/07
Análisis bivariado: duracióndéficit
Frecuencia e intensidad de
sequías altas desde la década
de los 80
Sequía primera mitad años 90,
altas intensidades en los años
1993/94-1994/95 en la mayor
parte de las cuencas interiores
En cuencas internas de
Cataluña se da una sequía
intensa y persistente desde
2004/05 hasta 2006/07
Cabecera del Guadalquivir
España
Canarias
Baleares
C. I. Cataluña
C. Gállego y Segre
C. Margen Derecha Ebro
Cabecera del Ebro
Ebro
Júcar
Segura
C. Mediterráneas Andalucía
Cabecera del Guadalquivir
Guadalquivir
Cabecera del Guadiana
Guadiana
Cabecera del Tajo
Tajo
Duero
Norte III y C. I. País Vasco
Norte
Año Hidrológico
†
1980/81
1981/82
1982/83
1983/84
1984/85
1985/86
1986/87
1987/88
1988/89
1989/90
1990/91
1991/92
1992/93
1993/94
1994/95
1995/96
1996/97
1997/98
1998/99
1999/00
2000/01
2001/02
2002/03
2003/04
2004/05
2005/06
2006/07
19
Sistema indicadores hidrológicos
†
Objetivos generales:
„
Identificación y seguimiento de la evolución de sequías
†
„
Permitir la evaluación del riesgo
†
†
„
†
Inicio, severidad, duración y extensión
Peligrosidad: fenómeno natural
Vulnerabilidad: exposición
Predicción del fenómeno
Utilidad:
„
„
„
Reducción de la vulnerabilidad de los sistemas hidráulicos
Reducir los daños de sequía: aviso y medidas
Propagación por el ciclo hidrológico y diferentes sectores
Sistemas de indicadores hidrológicos
†
Recopilación de información del agua y el clima. G1
„
†
†
†
Meteorológicos ... Hidrológicos ... Ambientales
Tratamiento, elaboración de índices de estado y evolución. G1
„
Distribuciones de frecuencia: área-intensidad-duración
„
Fases de prealerta, alerta (y emergencia), recuperación ... Vulnerabilidad
Catálogos de impactos ambientales, económicos y sociales. G2
„
Qué vulnerabilidad y en qué factores
„
Ponderación y caracterización regional. Nivel de impacto
Colaboración institucional y divulgación
„
Amplitud temática
„
Quién toma decisiones. G3
20
Definiciones de sequía (diversos autores, Hisdal
et al y NDMC)
Peligrosidad
Sequía meteorológica
Precipitación
reducida
Sequía edafológica
Bajo almacenamiento en el suelo
Sequía hidrológica
Escorrentías
reducidas
Sequía socioeconómica
Altas tasas de
evapotranspiración
Propagación
Variabilidad climática
Bajos niveles de agua
subterránea
Reducción drenaje
Recurso reducido para producción
Vulnerabilidad
Variables de los sistemas de indicadores
†
†
†
†
†
†
†
†
Meteorológicas: precipitación, temperatura ...
Hidrológicas: caudales, piezometría, reservas en embalses, nieve,
superficie inundada humedales, temperatura, O2, nitratos, fosfatos,
conductividad, pH, DBO5, ...
Índices: IPE, Palmer o SWSI
Ambientales: estrés de vegetación (imágenes satélite)
Globales: US Monitor
Visión territorial
Ídem en el tiempo
Referencia: Drought monitoring and early warning: concepts,
progress and future challenges. WMO 1006
21
European Drought Center
www.geo.uio.no/edc
†
Es un centro de documentación sobre sequías
†
Enlaces de interés a escala europea:
„
US National Weather Service, Climate Prediction
Center. Precipitaciones, temperaturas y anomalías a
escalas mensuales y trimestrales
„
Weather Driven Natural Hazards (WDNH) Action del
Joint Research Centre (JRC). Humedad diaria en el
suelo con previsiones semanales. Modelo LISFLOOD
Precipitación, temperaturas y anomalías
22
Estado de humedad diario en el suelo
1.8
2.2
2.6
3.0
muy húmedo
3.4
normal
3.8
4.2
4.6
5.0
muy seco
-4
-3
muy húmedo
-2
-1
0
1
2
normal
3
4
muy seco
Water Watch. CEH Wallingford
†
Producción de informes de seguimiento (mensuales y anuales) de la
evolución de variables hidrológicas en el Reino Unido
†
Objetivo: divulgación de la situación hidrológica
†
Variables:
„
Lluvia
„
Caudales registrados en estaciones de aforo
„
Evolución de reservas hidráulicas
„
Evolución de las reservas subterráneas
†
Paso mensual
†
Evolución comparada y mapas de índices respecto a valores medios
23
Precipitación
Porcentajes del total
acumulado desde inicio
del año hidrológico y 6
meses respecto a la
media del periodo
1961-90
Caudales
24
Aguas subterráneas
Evolución de reservas hidráulicas en
Inglaterra y Gales
Desviaciones respecto a la media mensual y evolución
comparada del porcentaje de llenado en el año hidrológico
25
Sistema de indicadores del estado
hidrológico
Situación hidrológica en la cabecera del
Guadiana durante 2004/05
180.00
Máximo
Mínimo
Percentil 75%
Percentil 25%
Promedio de los últimos 5 años
Promedio ciclo completo
2003
2004
160.00
140.00
100.00
80.00
2004/05: 285 mm/año
disminución del 42%
Valor medio anual: 545 mm
60.00
Evolución en el año hidrológico
40.00
16.00
20.00
Máximo
Mínimo
Percentil 75%
Percentil 25%
Promedio de los últimos 5 años
Promedio ciclo completo
2004
2005
14.00
0.00
oct
nov
dic
ene
feb
mar
abr
may
jun
jul
ago
sep
12.00
10.00
m3/s
800
700
8.00
6.00
600
4.00
500
2.00
400
0.00
300
oct
200
dic
ene
feb
mar
abr
may
jun
jul
ago
sep
Caudales
100
0
nov
1940
1941
1942
1943
1944
1945
1946
1947
1948
1949
1950
1951
1952
1953
1954
1955
1956
1957
1958
1959
1960
1961
1962
1963
1964
1965
1966
1967
1968
1969
1970
1971
1972
1973
1974
1975
1976
1977
1978
1979
1980
1981
1982
1983
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
mm
mm
120.00
Precipitaciones
26
Cuantil caudal anual. Año 2004/05.
Régimen natural
Cuantil caudal anual. Año 2005/06.
Régimen natural
27
Cuantil caudal anual. Año 2006/07.
Régimen natural
Cuantil caudal anual. Año 2004/05.
Régimen alterado
28
Cuantil caudal anual. Año 2005/06.
Régimen alterado
Cuantil caudal anual. Año 2006/07.
Régimen alterado
29
Piezometría
Feb99 - oct06
Mar05 - feb07
Feb88 - ene07
Ene94 - ene07
Sep95 - feb07
Oct86 - feb07
Dic78 - feb07
Feb94 - feb07
Ene86 - feb07
Feb02 - feb07
Ene86 - feb07
Jul89 - feb07
Sep92 - feb07
Nov95 - feb07
Feb85 - feb07
Oct95 - feb07
Sep84 - feb07
Evolución reservas España
Reserva mensual
Evolución de reservas (período 2004/05-2006/07)
Promedio ciclo completo
Máximo
Mínimo
Percentil 75%
Percentil 25%
45000
40000
35000
hm3
30000
25000
20000
15000
10000
5000
0
oct-04
oct-05
oct-06
30
10000.00
9000.00
Reservas
8000.00
7000.00
Hm
3
6000.00
5000.00
4000.00
Máximo
Mínimo
Percentil 75%
Percentil 25%
Promedio de los últimos 5 años
Promedio ciclo completo
2004
2005
3000.00
2000.00
Evolución mensual
y anual
1000.00
0.00
oct
nov
dic
ene
feb
mar
abr
may
jun
jul
ago
sep
Evolución en el año hidrológico
Máximo
Mínimo
Percentil 75%
Percentil 25%
Promedio de los últimos 5 años
Promedio ciclo completo
2004
2005
1000
800
600
3
400
Hm
Índices:
•% de llenado
•Cuantil de la serie
de llenados
•% de vaciado
respecto al estado
1200
200
0
oct
nov
dic
ene
feb
mar
abr
may
jun
jul
ago
sep
-200
-400
-600
-800
Balance 2004/05-2006/07
31
Visualización sequía en Europa 1992
32
Global Drought Monitor de Benfield UCL
Hazard Research Centre. IPE y Palmer
EE.UU.
†
Water Watch. USGS
„
†
National Drought Mitigation Center
„
†
http://water.usgs.gov/waterwatch/
http://www.drought.unl.edu/monitor/monitor.htm
Síntesis de varios índices de estado e identificación de sequías
„
SPI, Standardized Precipitation Index
„
Índice de Palmer
„
Percentiles de caudal
„
Estado de la vegetación. Imagen satélite
„
U.S Drought Monitor desarrollado por las agencias USDA (JAWF/NRCS),
NOAA/CPC (NCEP/NWS), NCDC (DOC/NOAA) y el National Drought Mitigation
Center, NDMC
„
NDMC’s Drought Impact Reporter: Recopilar, cuantificar y publicar los impactos de
las sequías
33
U.S. Drought Monitor
Planes especiales de sequía
34
Índices de estado
†
Objetivo: declaración formal de sequía hidrológica
„
„
„
†
Gestión recursos en organismos de cuenca
Ayuda a la decisión
Variables: hidrológicas
Elaboración de un índice en cada zona de explotación
calibrando los umbrales de normalidad, prealerta, alerta y
emergencia con el histórico de eventos hidrológicos
„
„
Aplicación de modelos de gestión de recursos que combinan
recursos, demandas e infraestructura hidráulica
Niveles: sucesivas condiciones sobre garantía volumétrica en
plazo para abastecimientos y agricultura
Impactos en agricultura
†
Oficina de Meteorología de Australia, Australian Bureau of
Meteorology y Sistema Nacional de Seguimiento Agrícola,
National Agricultural Monitoring Systems, NAMS,
†
www.bom.gov.au/climate/drought identificaciones no oficiales de
sequía
†
www.nams.gov.au divulgación de información relativa a sequía e
impactos:
†
„
Precipitación
„
Índices de vegetación
„
Evolución de precios
Se promueve la gestión del riesgo por parte de los usuarios
35
Métodos de caracterización, evaluación de
impactos y riesgo de sequías
†
Qué tipo de información se maneja
„
„
†
Líneas en CEH. Encomienda DGA-SGPUSA
„
„
„
†
Heterogénea, diferentes sectores e impactos
Metodologías de análisis de impacto
Identificación de factores de impacto regionales
Clases de impacto: social, económico, ambiental e hidrológico
Labores de ordenación en el seguimiento de impactos de sequías
en curso. Propuestas de encuestas y metodologías de análisis
Evaluación de impactos
„
„
Seguimiento del grado de recuperación
Grado de efectividad alcanzado
Indicadores óptimos. Seguimiento sequías
†
Qué sectores reciben el impacto
„
„
†
Qué objetivos tienen los indicadores
„
„
†
Hidráulico: planteamiento en términos de demandas,
restricciones de uso, infraestructura hidráulica, recursos, ...
Modelos de ponderación de diferentes fuente de información y
gradación en función del carácter de los impactos
Ambiental: ...
Divulgación y traslado de riesgos
Ayuda a la decisión y asumir riesgo
Caracterización en términos de frecuencia
36
Cómo tratar los datos históricas de sequías
†
Recopilación de los diferentes estudios en climatología
histórica.
„
†
†
Capacidad descriptiva
Integración en las funciones de distribución
„
†
Comparabilidad, qué se ha hecho y cómo integrar
Carácter de la información: imperfecta
Problemas sobre las incertidumbres:
„
„
„
Temporales y espaciales
Intensidad
Combinación peligrosidad y vulnerabilidad del soporte
37