Evaluación cuantitativa de riesgos biofísicos de sequías e inundaciones en Guatemala. Un análisis geoespacial de la paradoja hídrica basado en índices de aridez y humedad (1970-2023)

Quantitative assessment of biophysical risks of droughts and floods in Guatemala. A geospatial analysis of the water paradox based on aridity and humidity indices (1970-2023)

Autores/as

  • Wener Armando Ochoa Orozco FAUSAC, USAC.
  • Bayron Geovany González Chavajay CEUR, USAC.
  • Paris Francisco Rivera UMG.

DOI:

https://doi.org/10.47069/estudios-ambientales.v12i1.2362

Palabras clave:

paradoja hídrica, evaluación de riesgos biofísicos, análisis geoespacial, cambio climático antropogénico, metodología cuantitativa, water paradox, biophysical risk assessment, geospatial analysis, anthropogenic climate change, quantitative methodology

Resumen

Este artículo explora la paradoja hídrica en Guatemala, caracterizada por una distribución heterogénea de los riesgos de sequías e inundaciones a lo largo del país, utilizando un enfoque cuantitativo. El objetivo principal fue determinar el riesgo biofísico a sequías e inundaciones basándose en el índice de aridez y humedad, utilizando datos climáticos de 1970 a 2023 del Instituto Nacional de Sismología, Vulcanología, Meteorología e Hidrología (INSIVUMEH). La metodología se centra exclusivamente en parámetros físicos como la precipitación, temperatura y la evapotranspiración, empleando las ecuaciones de Thornthwaite para clasificar los departamentos en categorías de riesgo mediante análisis geoespacial, según umbrales y cálculos basados en Hidrología y Climatología. Los resultados indican una división regional clara, con algunos departamentos enfrentando altos riesgos de sequía mientras otros están amenazados significativamente por inundaciones. Esto ilustra la paradoja hídrica del país y subraya la necesidad de una gestión diferenciada y una respuesta de emergencia rápida. Se concluye que la evaluación de riesgos biofísicos mediante esta metodología cuantitativa permite una identificación rápida de áreas propensas a enfrentar desafíos hídricos extremos, facilitando la planificación inmediata y las respuestas de emergencia, crucial en la adaptación al cambio climático antropogénico. Este enfoque subraya la importancia de combinar la conservación de recursos con el desarrollo de infraestructura resiliente.

Abstract

This article explores the water paradox in Guatemala, characterized by a heterogeneous distribution of drought and flood risks throughout the country, using a quantitative approach. The main objective of this work was to determine the biophysical risk to droughts and floods drawing on the aridity and humidity index, using climate data from 1970 to 2023 from the National Institute of Seismology, Volcanology, Meteorology and Hydrology (INSIVUMEH). The methodology focuses exclusively on parameters such as precipitation, temperature, and evapotranspiration, using Thornthwaite's equations to classify departments into risk categories through geospatial analysis, according to thresholds and calculations based on Physical Hydrology and Climatology. The results indicate a clear regional division, with some departments facing high risks of drought and others significantly threatened by floods. This condition illustrates the country's water paradox and underlines the need for differentiated management and rapid emergency response. It is concluded that the assessment of biophysical risks using this quantitative methodology allows for rapid identification of areas prone to facing extreme water challenges, facilitating immediate planning and emergency responses, which is crucial in adaptation to anthropogenic climate change. This approach highlights the importance of combining resource conservation with the development of resilient infrastructure.

Biografía del autor/a

Wener Armando Ochoa Orozco, FAUSAC, USAC.

Escuela de Postgrado, Facultad de Agronomía y de la Facultad de Ingeniería, Universidad de San Carlos de Guatemala.

Bayron Geovany González Chavajay, CEUR, USAC.

Centro de Estudios Urbanos y Regionales, Universidad de San Carlos de Guatemala.

Paris Francisco Rivera, UMG.

Instituto de Investigaciones de Ingeniería, Matemáticas y Ciencias Físicas, Universidad Mariano Gálvez. Guatemala.

 

Citas

Anderson, L. (2018). Sequía y Seguridad Alimentaria en Guatemala. Revista de Investigaciones Ambientales, 6(1), 45-59.

Bernal, G. (2021). Inundaciones en Guatemala: Retos y Respuestas. Universidad de San Carlos de Guatemala.

Blenkinsop, S. & Fowler, H.J. (2007). Cambios en la frecuencia, severidad y duración de la sequía para las Islas Británicas proyectados por los modelos climáticos regionales PRUDENCE. J. Hydrol. 2007, 342, 50-71.

Conde, C., Ferrer, R., & Orozco, S. (2008). Vulnerabilidad de los sistemas humanos y naturales al cambio climático en México. Universidad Nacional Autónoma de México. https://www.unam.mx/

Dai, A. (2011). Sequía bajo el calentamiento global: una revisión. Wiley Interdiscip. Rev. Clim. Chang. 2011, 2, 45-65

Dai, A., Trenberth, K.E. & Qian, T. (2004). A Global Dataset of Palmer Drought Severity Index for 1870-2002: Relationship with Soil Moisture and Effects of Surface Warming. Journal of Hydrometeorology, 5, 1117-1130. https://doi.org/10.1175/JHM-386.1

García, L. (2018). Caracterización de la canícula en la región guatemalteca usando el modelo climático regional Regcm [Tesis]. Universidad de San Carlos de Guatemala. https://ecfm.usac.edu.gt/sites/default/files/2018-11/Tesis%20Lilian%20Garc%C3%ADa.pdf

Instituto Nacional de Estadística. (2019). Encuesta Nacional de Empleo e Ingresos ENEI 2-2019. https://www.ine.gob.gt/sistema/uploads/2020/08/13/2020081353830FopQpWf6BcBWj8taVS3Q3mRKxgDsvwPe.pdf

Instituto Nacional de Sismología, Vulcanología, Meteorología e Hidrología - INSIVUMEH. (2020). Informe Anual de Fenómenos Hidrometeorológicos.

Intergovernmental Panel on Climate Change - IPCC. (2022). Cambio Climático y Sus Impactos en Centroamérica. Informe Especial.

Jehanzaib, M., Shah, S.A., Yoo, J., Kim, T.W. (2020). Investigación de los impactos del cambio climático y las actividades humanas en la sequía hidrológica utilizando enfoques no estacionarios. J. Hydrol. 2020, 588, 125052

Kim, T.-W. & Jehanzaib, M. (2020). Drought Risk Analysis, Forecasting and Assessment under Climate Change. Water, 12, 1862. https://doi.org/10.3390/w12071862

Leng, G., Tang, Q., Rayburg, S. (2015). Impactos del cambio climático en las sequías meteorológicas, agrícolas e hidrológicas en China. Glob. Planeta. Chang. 2015, 126, 23-34.

Ma, Z. & Fu, C. (2020). Características interanuales de las variables hidrológicas superficiales en las zonas áridas y semiáridas del norte de China. Glob. Planeta. Chang. 2003, 37, 189-200.

Magaña, V., Amador, J., & Medina, S. (1999). The Midsummer Drought over Mexico and Central America. Journal of Climate, 12, 1577-1588. https://doi.org/10.1175/1520-0442(1999)012<1577:TMDOMA>2.0.CO;2

Meza, I., Siebert, S., Döll, P., Kusche, J., Herbert, C., Eyshi Rezaei, E., Nouri, H., Gerdener, H., Popat, E., Frischen, J., Naumann, G., Vogt, J. V., Walz, Y., Sebesvari, Z. & Hagenlocher, M. (2020). Global-scale drought risk assessment for agricultural systems. Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 20, 695–712. https://doi.org/10.5194/nhess-20-695-2020

Ochoa, W. (2022). Dinámica del uso de la tierra y la variabilidad climática en la subcuenca del río Panajachel, cuenca del Lago Atitlán, Sololá, Guatemala. [Tesis de Doctorado]. Universidad de San Carlos de Guatemala. USAC. http://dx.doi.org/10.13140/RG.2.2.29408.76802

Ochoa-Orozco, W., Rivera, P., & Herrera, E. (2022). Comportamiento meteorológico durante la sequía de medio verano en Guatemala. Ciencia, Tecnologí­a Y Salud, 9(2), 150-165. https://doi.org/10.36829/63CTS.v9i2.1284

Paulo, B., & Vogt, J. (2021). Drought risk analysis, forecasting and assessment under climate change. Water, 13(11), 1479. https://doi.org/10.3390/w13111479

Pérez, T. (2018). Cambios de uso de suelo y de clima: Guatemala, un caso de estudio. [Tesis de Maestría. Universidad Nacional Autónoma de México. UNAM]. http://132.248.9.195/ptd2018/enero/0769553/Index.html

Rivera, P., Ochoa, W., & Salguero, M. (2020). Escenarios de cambio climático para Guatemala, C.A. Programa de Doctorado En Cambio Climático y Sostenibilidad. Universidad de San Carlos de Guatemala. Guatemala., 112.

Rodríguez-Morales, B., et al. (2019). Efectos de las Sequías en la Biodiversidad de Guatemala. Conservación Guatemalteca, 15(3), 22-34.

SEMARNAT. (2005). Programa de Acción Nacional Contra la Desertificación y la Sequía. Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales. https://www.gob.mx/semarnat

Sheffield, J., Madera, E.F., Roderick, M.L. (2012). Poco cambio en la sequía global en los últimos 60 años. Nature 2012, 491, 435-438

Small, R., Szoeke, S., & Xie, S. (2007). The Central American Midsummer Drought: Regional Aspects and Large-Scale Forcing. Journal of Climate, 20, 4853-4873. https://doi.org/10.1175/JCLI4261.1

UNCCD. (1994). United Nations Convention to Combat Desertification in Those Countries Experiencing Serious Drought and/or Desertification, Particularly in Africa. https://www.unccd.int/ United Nations Office for Disaster Risk Reduction. (2021). GAR Special Report on Drought 2021. https://www.undrr.org/publication/gar-special-report-drought-2021

Zou, X., Zhai, P., Zhang, Q. (2005). Variaciones en las sequías sobre China: 1951-2003. Geophys. Res. Lett. 2005, pág. 32

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Publicado

2024-08-05

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