Interpretación hidro-meteorológica de los gradientes orográficos de precipitación en el Valle del Elqui

Abstract

La precipitación es la principal fuente de agua en ríos, lagos y napas subterráneas. Una de las características hidrológica más importante en la zona del norte-chico de Chile es la variabilidad de las precipitaciones, la que se ha visto que está modulada en parte, por el cambio climático y que aumenta la incertidumbre asociada al pronóstico de caudales. El pronóstico de caudales depende a su vez de la distribución espacial de la precipitación, aspecto muy sensible en regiones de topografía compleja. Con el interés de mejorar el pronóstico de caudales en la cuenca del Elqui (región de Coquimbo) el principal objetivo de esta tesis es efectuar un análisis hidro-meteorológico del Gradiente Orográfico de Precipitación (GOP), pues es este parámetro el que ayuda a determinar la cantidad de precipitación (líquida o sólida) que cae en la parte alta de la cordillera. A partir de una regresión lineal de la precipitación con la altura se obtiene un GOP promedio de 7,4 mm/km para todas las Tormentas Significativas (TS) consideradas (aquellas que aportan más del 20% del total anual promedio). Sin embargo se ve que el GOP por tormenta varía aproximadamente entre 19 y -12 mm/km en promedio. De acuerdo a esto se definen: GOP>5 mm/km para las Tormentas Significativas Típicas (TST), GOP entre -5 y 5 mm/km para Tormentas Significativas Neutras (TSN) y GOP<-5 mm/km para Tormentas Significativas Atípicas (TSA). La hipótesis central es que las TSA y TSN resultan del bloqueo parcial en Los Andes al flujo zonal incidente, que inhibe el desarrollo de la nubosidad y la precipitación en la parte alta de la cuenca. Para cuantificar el grado de bloqueo del flujo, se utiliza el Número de Froude (Fr) calculado a partir del Reanálisis (CSFR) entre los niveles de 500 y 850 hPa, y la posición vertical del Chorro de Barrera Andino (CBA). El Fr, además de mostrar una relación positiva con el GOP, indica que para valores altos (TST) se observa la influencia de una mayor componente de los vientos zonales, lo que implica un aumento del efecto orográfico en la precipitación. En ausencia de mediciones del CBA, se utilizó los datos del Reanálisis (CFSR) los que fueron previamente validados comparando los obtenidos del CFSR con mediciones in-situ para Sierra Nevada (California). Se concluye que el GOP es alto para casos con CBA bajo y con mayor precipitación que en los casos con CBA alto, donde el GOP es bajo. Se concluye también que la circulación secundaria asociada del CBA produce una mejor repartición de la precipitación en la cuenca, disminuyendo el valor del GOP; y que la altura del CBA discrimina mejor los GOP bajos. El análisis meteorológico de escala sinóptica, muestra que para los casos de TST dominan esquemas compatibles con bloqueo al SO del continente, mientras que en los casos de TSA son más frecuentes las Bajas Segregadas. Finalmente se ve que es posible relacionar positivamente la precipitación en la parte alta de la cuenca, con el caudal efluente de la parte media alta y el GOP en escala anual. Esto estrega una potencial herramienta de este concepto para análisis hidrológico en la cuenca del valle del Elqui.