(líneas continuas azules) e intercambios ecológicos alterados (líneas discontinuas)
C A R A C T E R I Z A C I Ó N T É R M I C A
T o d o indica que ciertos cambios se están produciendo en las características térmicas del hemisferio norte, y que España se está viendo afectada por estos cambios. Pero ¿se han reflejado estos cambios de la m i s m a forma en las aguas corrientes? S o n pocos los estudios que se encuentran al respecto, especialmente debido a la falta de datos. L a mayor parte se han realizado con datos de una o dos décadas (véase Ludwig ef a/., 1990; HosteÜer, 1991; W e b b & Walling, 1992, 1993) y los trabajos que emplean datos a mayores escalas temporales son m u y escasos ( W e b b & Nobilis, 1994). E n ellos se observan tendencias crecientes de la temperatura a lo largo del tiempo, aunque otros factores, c o m o la regulación de los caudales, tienen un papel importante en la temperatura de estos ríos.
E n España los datos térmicos en ríos n o proceden de hace m u c h o m á s tiempo que en los trabajos antes citados. N o obstante, se dispone de una serie temporal de casi 3 0 años que puede aportar una información valiosa sobre el comportamiento térmico del río en cuestión.
Gracias a estos datos, procederemos a estudiar si en la zona de estudio se observa alguna tendencia al incremento de las temperaturas. Posteriormente se analizarán las características térmicas de las dos estaciones de muestreo, de manera que los resultados sean de utilidad en la comparación de las poblaciones de estas dos zonas, y en su relación con el cambio climático
4. Caracterización Térmica del Río Manzanares
4.1. EVOLUCIÓN TÉRMICA HISTÓRICA EN EL T R A M O ALTO DEL
RÍO MANZANARES
L a tendencia de las temperaturas históricas del río Manzanares la estudiamos a partir de los datos de temperatura registrados por las redes I C A y C O C A desde
1973, pero c o m o se comentó en el capítulo (le metodología, estos datos no están completos. E n muchos años faltan datos (le algún mes, además de los datos de los años hidrológicos 1975-1976 y 1978-1979.
Cuando se pretende calcular la temperatura media de u n año, la falta del dato de u n m e s es importante y puede alterar considerablemente el valor real de esta media. Por tanto, se considera necesario el completar los valores mensuales que faltan de los datos anteriores. N o es tan necesario la búsqueda de las temperaturas de los años 75 y 78, pues su ausencia no modifica ningún valor, únicamente crea u n vacío en una serie.
4.1.1. Modelización Térmica
Para completar la serie de datos de cada año se ha creado u n modelo predictivo de temperaturas, pues aunque ya existen modelos térmicos, suelen ser de suministro de calor entre la atmósfera y el río, por lo que se basan en parámetros tales c o m o la temperatura del aire, la humedad relativa, la radiación solar, la nubosidad, y la velocidad del viento (Raphael, 1962; Edinger & Geyer, 1965; Edinger ef oA, 1968; Jobson, 1973; Brocard & Harleman, 1976). El intercambio de calor con el lecho del río también afecta a las temperaturas fluviales, especialmente en los ríos poco someros (Frischen & V a n Bauel, 1963; B r o w n 1969; Jobson, 1977; Bowles ef. ai 1977; Sinokrot & Stefán, 1993; Dolz ef af., 1995). Sin embargo, rara vez se pueden obtener todos estos datos en el campo, o para las zonas en las que se realizan los estudios, por lo que parece apropiada la creación de u n modelo que permita el cálculo de la temperatura de las aguas sin tener en cuenta todos estos parámetros.
Cualquier variable que tenga u n recurrencia en u n periodo de tiempo determinado seguirá una pauta oscilatoria similar al pulso de una onda. L a temperatura, es u n ejemplo claro en su recurrencia diaria y anual.
Anteriormente se han propuesto modelos sinusoidales para las oscilaciones térmicas en las aguas (Hutchingson, 1957; Mosley, 1982,1983; Ward, 1985), pero en estos no se tiene en cuenta que, aunque a primera vista así parezca, la onda de las temperaturas no es perfectamente simétrica.
Cuando se trabaja con temperaturas ambientales, la longitud de la onda no es igual a lo largo del año. Durante los meses de invierno y primavera es mayor, estando m á s reducida en los meses estivales, cuando los cambios son m a s rápidos. Esta irregularidad se da de la m i s m a forma para el ciclo diario, con la longitud siendo mayor durante las mañanas. L a explicación a estas variaciones diarias es que, a partir de la segunda mitad de la onda, la temperatura se eleva rápidamente a medida que lo hace el excedente de radiación. Después del medio día, aunque el excedente de radiación empieza a disminuir, es lo suficientemente grande c o m o para permitir aún un ligero aumento de la temperatura. Esta temperatura del aire también depende de los movimientos turbulentos del aire en las capas inferiores, transportando el aire calentado hacia arriba y sustituyéndolo por aire m á s frío. El efecto de esta mezcla es hacer que la curva de la temperatura del aire comience a descender m u c h o antes de que se agote el excedente de radiación (Strahler, 1984). L a variación está así sujeta al cúmulo de la radiación a partir de su valor m á x i m o (medio día).
Las temperaturas de los ríos siguen dos ciclos, uno estacional y uno diario. Ciclos que están directamente relacionados con los ciclos de la radiación solar y la temperatura del aire. Este intercambio de calor entre la atmósfera y el río incluye 1) transmisión de calor debido a la radiación de onda corta del sol 2) pérdida y ganancia de calor por la radiación de onda larga 3) pérdida de calor debido a la evaporación del agua de la superficie y 4) convección de calor a través de la interfaz aire-agua (Sinokrot & Stefan, 1992, 1993). El origen del agua y el caudal también determinan las características térmicas de los ríos (Ward, 1985), así c o m o el intercambio de calor con el lecho (Dolz ef a/., 1995).
Teniendo en cuenta esta relación entre la temperatura ambiental y la de las aguas, se puede aplicar la lógica del desplazamiento de onda a las variaciones de temperatura anuales en el río. Estas son máximas en los meses julio y agosto, cuando la radiación solar ya ha comenzado a disminuir (figura 4.1), dándose los máximos de radiación en los meses anteriores de primavera, por lo que el excedente de radiación de estos meses ejerce el m i s m o efecto que en el ciclo diario. Esto produce un desplazamiento de la simetría de la onda, c o m o puede verse en la figura 4.2 donde la onda térmica de un año en el río Manzanares aparece representada junto a una onda simétrica.
El primer desplazamiento que se observa con respecto a la onda simétrica, es que el valor intermedio no tiene lugar en el sexto m e s , sino que se retrasa en el tiempo, con un consecuente retraso de las máximas hacia los meses estivales. Si desplazamos la simetría de la onda hacia el m o m e n t o en el que tiene lugar el valor intermedio, (figura 4.3) la asimetría se observa ahora en los primeros meses, estando las temperaturas por debajo del valor que le correspondería en una onda simétrica.
4. Caracterización Térmica del Río Manzanares
-Ondatérmicaasimétrica Radiación
Figura 4.1.
Dinámica oscilatoria de la radiación solar frente a la asimetría de la dinámica térmica anual en el río Manzanares (Embalse de Santillana).
20 18 16 & 1 4 % 12 # 10 8 6 4 2 0 . -
(X N
D
E F / M
A / M J J A S
„ ^ \ y .. - _^^- Onda térmica asimétrica - Pulso de onda simétrico Figura 4.2.
Ejemplo de la dinámica térmica anual en el río Manzanares (Embalse de Santillana) c o m o representación de la asimetría del ciclo. E n contraste u n pulso de onda simétrico.
O n d a térmica asimétrica — - — -Pulsodeonda simetricodesplazadoenel tiempo