Condiciones Climáticas
El estado del tiempo y el clima en Colombia, al igual que para otros países ubicados en la franja ecuatorial, está condicionado en mayor medida por la dinámica de la zona de convergencia intertropical (ZCIT), la cual se caracteriza por bajas presiones en superficie al tiempo que la circulación atmosférica responde, en términos generales, a la confluencia de los vientos alisios del norte y del sur.
Debido al movimiento periódico de la ZCIT, de norte a sur sobre la línea ecuatorial, el escurrimiento superficial, especialmente el formado en la región Andina, presenta dos temporadas secas (de baja pluviosidad) y dos estaciones de lluvias (de alta pluviosidad) cada año. Normalmente, los períodos de estiaje o de verano, se presentan durante los meses dic-feb y jun-ago, en tanto que las estaciones de lluvias (húmedas) se observan durante los períodos mar-may y sep-nov. Las series hidrológicas de los ríos del SIN localizados en dicha región, responden de manera análoga a este comportamiento, con caudales bajos durante los meses dic-mar, y un aumento en sus contribuciones para el período oct-nov. En contraste con lo anterior, el comportamiento del clima en el oriente de Colombia, en particular sobre los Llanos Orientales, donde se hallan localizados recursos de generación de gran relevancia para el SIN, es diferente: un breve período de alta pluviosidad durante los meses may-ago y un prolongado estiaje en los restantes meses.
El seguimiento a la información climática e hidrológica tanto aquella proveniente de mediciones directas como la de pronósticos, se realiza en conjunto con el análisis de la información climática emitida por el Servicio Hidrometeorológico Nacional (IDEAM) y por las diferentes agencias internacionales de predicción climática. A nivel internacional, merecen especial mención por su relevancia, el Instituto Internacional de Investigación para el Clima y la Sociedad (IRI), la Agencia de Administración Oceánica y Atmosférica Nacional de los Estados Unidos (NOAA), el Bureau de Meteorología de Australia (BOM), el Centro Europeo para el Pronóstico del Tiempo a Mediano Plazo (ECMWF), el Centro Internacional para la Investigación sobre el Fenómeno de El Niño (CIIFEN), entre otros. A nivel local se destaca la labor del IDEAM a través de sus recomendaciones para los diferentes sectores productivos entre los cuales está nuestro sector eléctrico colombiano.
Como se verá a continuación, 2021 fue un año de gran interés desde el punto de vista climático, ya que se caracterizó por la ocurrencia de diversas anomalías que modularon el comportamiento del estado del tiempo a nivel regional. Durante el primer trimestre de 2021, tuvo lugar el debilitamiento y finalización de La Niña 2020-21. Sin embargo, luego de una muy breve pausa de normalidad, y hacia el trimestre julio-septiembre, las condiciones atmosférico-oceánicas en el Pacífico ecuatorial nuevamente se acoplaron dando lugar a la gestación de un episodio frío (La Niña), cuyas características se consolidaron y establecieron hacia finales del año.
En términos generales, la fase negativa de un evento extremo del ENSO (La Niña) se caracteriza por la ocurrencia de lluvias por encima de lo normal en el territorio nacional, y 2021 no fue la excepción de la regla. Por un lado, las lluvias aumentaron en gran parte del territorio nacional, generando una respuesta hidrológica que se sintió con mayor fuerza durante los meses de marzo, mayo y junio.
Por otro lado, se registró una temporada de huracanes muy intensa en el océano Atlántico. De acuerdo con los registros históricos, esta temporada ocupó el tercer lugar en actividad con 21 tormentas, y fue la segunda consecutiva desde 2020. Adicionalmente, 2021 fue el sexto año consecutivo en el cual la actividad ciclónica tropical estuvo por encima de los promedios históricos. Si bien dicha temporada de huracanes por convención va desde el 1 de junio hasta el 30 de noviembre, la ciclogénesis puede presentarse en cualquier momento, como fue el caso particular de la tormenta tropical Ana, la cual se formó en mayo de 2021. Es importante agregar, que 2021 fue el séptimo consecutivo en que una tormenta se formó antes del período establecido como la temporada de huracanes.
Para hacer el seguimiento al fenómeno La Niña, se utilizan diferentes indicadores climáticos que evalúan la temperatura del océano pacífico tropical. Uno de los indicadores más populares entre la comunidad científica es el Índice Oceánico de El Niño (ONI, por su sigla en inglés), el cual se calcula como la media móvil trimestral (con traslape de dos meses), de las anomalías de la temperatura de las aguas superficiales (TSM) en la región del Pacífico ecuatorial central, también conocida como Niño 3.4 (localizada entre 120W y 170W y entre 5N y 5S). Este índice es utilizado por diferentes agencias climáticas internacionales para identificar, hacer seguimiento y caracterizar la fortaleza de cualquiera de los extremos del ENOS, bien sea El Niño (evento cálido) o La Niña (evento frío). Como convención propuesta por la NOAA, se ha establecido que cinco (5) períodos consecutivos con anomalías de la TSM en la región Niño 3.4 superiores (inferiores) a 0.5°C (-0.5°C) corresponden a un episodio El Niño (La Niña). Adicionalmente, la magnitud de dichas anomalías durante episodios El Niño o La Niña, refleja la fortaleza del evento. De ahí que los valores de referencia de 0.5°C y -0.5°C corresponden a los umbrales, dentro de los cuales se consideran condiciones de normalidad. A diferencia de la NOAA, para el BOM, el umbral de neutralidad se halla entre 0.8°C y -0.8°C.
De acuerdo con el índice del ONI (ver tabla 1), después de El Niño 2018-19, se formó La Niña 2020-21, evento de fortaleza moderada que alcanzó anomalías mínimas de -1.3°C durante el trimestre oct-dic/2020. Sin embargo, después de una breve pausa, cuando dicho indicador estuvo muy cerca del umbral de La Niña (valores de -0.4°C para may-jul/2021 y jun-ago/2021), nuevamente las condiciones climáticas en el Pacífico ecuatorial evolucionaron hacia la formación y maduración de un nuevo evento La Niña. Este nuevo evento alcanzó anomalías de -1.0°C en el último trimestre de 2021, lo cual al igual que lo ocurrido durante La Niña 2020-21, lo estaría ubicando por ahora en el grupo de episodios moderados (valores del ONI entre -1.0°C y 1.5°C).
| Año | DEF | EFM | FMA | MAM | AMJ | MJJ | JJA | JAS | ASO | SON | OND | NDE |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2019 | 0.7 | 0.7 | 0.7 | 0.7 | 0.5 | 0.5 | 0.3 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.5 | 0.5 |
| 2020 | 0.5 | 0.5 | 0.4 | 0.2 | -0.1 | -0.3 | -0.4 | -0.6 | -0.9 | -1.2 | -1.3 | -1.2 |
| 2021 | -1.0 | -0.9 | -0.8 | -0.7 | -0.5 | -0.4 | -0.4 | -0.5 | -0.7 | -0.8 | -1.0 |
Valores del ONI durante 2019 - 2021.
La siguiente gráfica presenta la evolución histórica del índice ONI desde 1980, resaltando los episodios históricos extremos de El Niño (en rojo) y La Niña (en azul). Se destacan por su fortaleza los eventos El Niño 1982-83, 1997-98 y 2014-16, los cuales fueron catalogados como los episodios más severos en los registros históricos del ONI.
Obsérvese en la figura anterior, que como era de esperarse durante un evento de esta clase, los aportes agregados al SIN estuvieron principalmente por encima de la media en 2021 (ver también figura 5 más abajo). Así, los aportes agregados al SIN estuvieron entre lo normal o por encima de la media, durante todo el año, con excepción de diciembre, cuando fueron deficitarios.
En la figura siguiente se presentan los valores de la temperatura superficial del mar en la región Niño 3.4 (Pacifico Central), junto con sus respectivas anomalías, para cada uno de los meses del año de 2021.
Como puede apreciarse, las anomalías fueron negativas durante todo el año, alcanzando valores mínimos a comienzos y finales del año, lo cual es típico para este tipo de extremos climáticos, que alcanza el apogeo de su desarrollo en algún momento entre el último trimestre del primer año y el primer trimestre del segundo año.
Finalmente, Según los análisis provenientes de las diferentes agencias climáticas internacionales, se espera que La Niña continúe durante los primeros meses de 2022 y a continuación se debilite, momento en el cual hará su transición hacia condiciones de neutralidad.
Comportamiento de la TSM en el Pacífico central y sus anomalías, durante 2021.
Es importante recordar, que la temperatura superficial del mar no es la única variable para determinar la consolidación y ocurrencia de cualquiera de las fases del ENSO, ya que este fenómeno abarca un conjunto de variables que reflejan la compleja interrelación y retroalimentación entre la atmósfera y el océano.
Es interesante notar que, desde comienzos de 2021, se tenía un grado de relativa certeza de que las condiciones de enfriamiento (La Niña 2020-21) continuarían en 2021 pues dichas probabilidades favorecían la normalidad o enfriamiento para la segunda mitad de 2021. En la siguiente gráfica se presentan los resultados de dicho análisis, publicados por el IRI en enero de 2021. En particular, se esperaba con mayor probabilidad que se presentaran condiciones normales entre abril y septiembre. Sólo hacia el final del horizonte de pronóstico las probabilidades de normalidad y La Niña eran similares. En contraste con lo anterior, la probabilidad de ocurrencia de El Niño durante 2021 era bastante baja.
Pronóstico Probabilístico Oficial del IRI, de las fases extremas del ENSO.
Fuente: https://iri.columbia.edu/our-expertise/climate/forecasts/enso/current/?enso_tab=enso-iri_plume
En la siguiente figura, el IDEAM presenta el resumen del comportamiento de los valores mensuales de precipitación durante 2021 (al momento de preparación de este informe el IDEAM no había publicado aún el mapa de diciembre de 2021).
Precipitaciones medias mensuales en Colombia, durante 2021. Fuente: IDEAM
Como se puede ver en la anterior figura, a pesar de la gran variabilidad en el comportamiento de las lluvias, durante casi todo el año hubo excesos de precipitaciones sobre la mayor parte del territorio nacional. En la región Andina, en particular, en las cuencas asociadas con los embalses de generación se observó un relativo déficit en los meses de enero y julio. En contraste con ello se resaltan los superávits de lluvias durante marzo, julio y agosto.
Anomalías de aportes energéticos al SIN en 2021
Uno de los indicadores más relevantes utilizado para representar el comportamiento de la hidrología durante el año es el que comprende los aportes agregados al sistema HSIN (Hidrología del SIN). Este índice permite agregar en un único valor, todos los caudales naturales operativos que ingresan al sistema y que son reportados por los agentes (ver Figura 5). El HSIN (expresado en porcentaje de su respectiva media mensual) permite hacer un seguimiento al comportamiento real de la hidrología asociada con el SIN y es muy útil para el seguimiento y análisis de la relación entre las lluvias y su respuesta hidrológica.
Los aportes al SIN (HSIN) durante el 2021, con excepción de diciembre, fueron normales o estuvieron por encima de la media. Se destacaron aquí por sus altas afluencias en términos del porcentaje de la media, los meses de marzo (78% por encima de la media), mayo (38%) y junio (46%).
Aportes hídricos durante 2021
La siguiente gráfica presenta los aportes hídricos acumulados afluentes a los embalses asociados al SIN durante 2021 (expresados en energía) -E2021- versus los aportes medios históricos acumulados (utilizando los promedios mensuales para todas las series hidrológicas) -Emedia-. Es decir, se analiza el comportamiento de los aportes mediante la analogía con un embalse de volumen infinito que se llena permanentemente, obedeciendo a dos tipos de comportamientos: caudales registrados en 2021 (línea azul) y caudal medio mensual (línea roja). La diferencia que se obtiene entre ambas curvas al finalizar el año permite estimar el déficit o el exceso de energía afluente.
En la misma gráfica, la pendiente de los distintos tramos que forman las curvas permite evaluar visualmente el comportamiento de los aportes: a mayor pendiente mayores contribuciones energéticas y viceversa. Aquellos segmentos de curva donde las líneas son paralelas corresponden a aportes cercanos a la media para dicho período.
Dicha gráfica también presenta que, los aportes acumulados estuvieron desde un comienzo por encima de los promedios históricos (la curva del acumulado anual, en rojo, estuvo siempre por encima de la azul), lo cual continuó reflejando el impacto del anterior evento extremo del ENSO (La Niña 2019-20), cuyo impacto aún se hizo sentir en 2021, aunado al inicio y consolidación de La Niña 2021-22. En resumen, 2021 fue un año con superávit de aportes energéticos al SIN, los cuales estuvieron en el 118.5% de la media para todo el año en conjunto.
Curvas de energía acumulada para el año 2021 y comparación con la media histórica.
La siguiente gráfica, presenta la evolución de aportes energéticos al SIN desde 1980 (año de inicio común de la información de las series hidrológicas), expresados en porcentaje de la media. En la escala vertical de esta figura, 100% corresponde a la media, de ahí que valores por debajo de ella se consideran deficitarios y por encima de la misma, como aportes en exceso de la media. Como referencia de interés, se incluyen dos líneas que representan la media mensual menos una desviación estándar (en rojo) y la media mensual más una desviación estándar (en azul). Ambas se expresan también en porcentaje de la media. Así, de esta forma se puede apreciar claramente el impacto de anteriores episodios extremos del ENSO en el SIN, tales como El Niño 2009-2010, con bajos aportes energéticos, seguido de La Niña 2010-2011, caracterizada por altos ingresos energéticos al sistema. Posteriormente, en 2011-12 se observó el resurgimiento de condiciones típicas de La Niña, seguida ésta última de un período de gestación de condiciones tipo El Niño en la segunda mitad de 2012, las cuales, sin embargo, no se consolidaron en un evento de esta naturaleza.
Posteriormente, durante los años 2014 a 2016 se aprecia el impacto de un evento El Niño de naturaleza muy fuerte, con una recuperación progresiva a lo largo de 2016, hasta la consolidación de un nuevo evento La Niña 2016-2017. Esta a su vez, fue seguida de una fase de bajos aportes durante 2017, y el aumento de los mismos en el año 2018 en respuesta a La Niña 2017-2018, la que finalmente, precedió a los bajos aportes ocasionados durante la fase de gestación y desarrollo del evento El Niño 2018-2019.
Finalmente, en 2020 se presenta la transición hacia un fenómeno La Niña de naturaleza moderada, que finalizó a mediados de 2021, pero que alcanzó a tener aportes porcentuales muy altos en marzo (178% de la media) y junio (146%). A esto siguió una breve normalización luego de lo cual se reactivó nuevamente, con aportes agregados al SIN que, aunque porcentualmente no alcanzaron las cotas recién mencionadas, contribuyeron a preservar el superávit general de afluencias. La única excepción a esta regla fue diciembre, cuando por única vez en el año dichos aportes fueron deficitarios (86.5% de la media)
En consonancia con lo anterior, es importante destacar del comportamiento de aportes al SIN en el presente siglo, que desde mediados de 2012 han sido mayoritariamente deficitarios, algo que ya mencionábamos en el anterior informe. Esto podría incidir en los tiempos de recuperación de cada cuenca y en el régimen estacional de los ríos en el largo plazo, algo sobre lo cual se viene advirtiendo desde hace algunos años.