Un análisis de más de dos millones de episodios revela que la humedad previa, el ritmo de las precipitaciones y el relieve condicionan la respuesta de las cuencas
Redactor: Valentina Ríos
Editor: Karem Díaz S.
Una misma cantidad de lluvia puede producir caudales muy distintos en un río dependiendo del momento en que ocurre la tormenta y del estado previo del paisaje. Un estudio internacional publicado en Nature Water examinó este comportamiento a escala global y concluyó que la mayoría de las cuencas funcionan como sistemas dinámicos con memoria, no como conductos que convierten automáticamente una cantidad determinada de precipitación en un volumen predecible de escorrentía.
La investigación fue encabezada por el hidrólogo Ali Ameli, de la Universidad de Columbia Británica, junto con Hamed Sharif y Jeffrey McDonnell. El equipo analizó más de dos millones de episodios de lluvia y escorrentía correspondientes a más de 80.000 cuencas distribuidas en 97 países.
Los resultados muestran que el 87 % de la superficie terrestre evaluada, unos 121 millones de kilómetros cuadrados, presenta un comportamiento complejo. En esas zonas, dos tormentas con volúmenes semejantes pueden enviar cantidades muy diferentes de agua hacia los ríos. Las cuencas con respuestas simples y relativamente constantes representaron apenas el 1,5 % del territorio estudiado.
La humedad acumulada cambia el destino de la lluvia
La diferencia comienza con las condiciones creadas por el tiempo meteorológico anterior. Cuando una tormenta llega después de un periodo seco, una proporción importante del agua puede infiltrarse y ocupar espacios disponibles en el suelo y el subsuelo. Si una precipitación similar cae cuando el terreno ya está húmedo o saturado, una fracción mayor puede desplazarse rápidamente hacia arroyos y ríos.
Este mecanismo coincide con el papel que desempeñan la infiltración y la escorrentía durante las lluvias intensas. Cuando la intensidad de la precipitación supera la capacidad del terreno para absorber agua, aumenta el flujo superficial y, con él, la posibilidad de crecidas.
El estudio identifica una categoría intermedia de cuencas que puede responder de dos o tres maneras relativamente estables y alternar entre ellas. La transición depende de qué sectores del paisaje estén conectados con el cauce durante cada episodio y de cuánto almacenamiento permanezca disponible bajo la superficie.
El ritmo de las precipitaciones resulta decisivo
La frecuencia con que se producen lluvias significativas fue el factor que mejor diferenció a las cuencas simples de las complejas. Las precipitaciones persistentes mantienen los suelos, los depósitos subterráneos y las vías de drenaje en estados más parecidos entre una tormenta y la siguiente. En esas condiciones, lluvias comparables tienden a producir respuestas fluviales también semejantes.
Cuando se alternan intervalos secos con tormentas, el paisaje cambia repetidamente de estado. La primera lluvia puede quedar retenida en el suelo, mientras otra de igual magnitud, ocurrida poco después, encuentra menos capacidad de almacenamiento y genera un caudal mucho mayor. Esta dinámica ayuda a explicar por qué las tormentas intensas pueden coexistir con suelos secos y déficits hídricos.
La disponibilidad general de agua también resultó determinante. Los investigadores utilizaron indicadores de aridez y compararon la precipitación con el agua que se pierde mediante evaporación o es utilizada por las plantas. Las respuestas más simples aparecieron principalmente en ambientes húmedos, mientras que las cuencas complejas fueron más frecuentes en regiones secas, donde las reservas fluctúan con mayor intensidad.
Relieve y clima definen la respuesta de cada cuenca
El clima fue la influencia dominante, aunque las características físicas del terreno permitieron precisar las diferencias regionales. Las cuencas simples tendieron a localizarse en relieves más inclinados, donde el agua puede desplazarse rápidamente y conservar conexiones relativamente directas con los cauces.
Las respuestas complejas dominaron en África, gran parte de Asia y América del Sur, además del centro de Estados Unidos y extensas áreas europeas. Las cuencas simples fueron mucho menos comunes y se concentraron en sectores húmedos y montañosos como la costa de Columbia Británica, el noroeste de Estados Unidos, partes del Reino Unido, Irlanda, Tasmania y Nueva Zelanda.
La importancia de las condiciones previas también se observa en inundaciones reales. En Asia Central, por ejemplo, la combinación de precipitaciones, deshielo y suelos excepcionalmente húmedos amplificó las crecidas registradas durante 2024.
Una clasificación para mejorar los modelos hidrológicos
La nueva clasificación permite comparar cuencas situadas en regiones distantes que transforman la lluvia en escorrentía de maneras semejantes. También puede orientar la elección de modelos informáticos: una cuenca simple puede representarse mediante relaciones relativamente directas, mientras una compleja exige incorporar estados previos y cambios en los sectores del paisaje que aportan agua al río.
Esta distinción tiene consecuencias para el diseño de sistemas de alerta, la administración de embalses y la planificación frente a inundaciones o sequías. Los cambios observados en los caudales máximos de la cuenca del Ganges ya muestran que las precipitaciones, la humedad antecedente y las intervenciones humanas pueden modificar tanto la magnitud como el momento de los picos fluviales.
El equipo publicó un mapa interactivo mundial y una aplicación gratuita que permite obtener la clasificación correspondiente a los límites de una cuenca. Estas herramientas buscan facilitar que investigadores y responsables de la gestión hídrica representen con mayor precisión el funcionamiento del territorio, especialmente donde una relación fija entre lluvia y caudal puede resultar engañosa.
Fuentes referenciales:
Phys.org
Nature Water
