Conseqüències hidrològiques del canvi climàtic en entorns urbans

Resum

La possible intensificació del cicle hidrològic causa de el canvi climàtic i els seus efectes en la hidrologia s'han de tenir en consideració per tal de prevenir problemes futurs en els sistemes de drenatge urbà. Les corbes d'intensitat-durada-freqüència (IDF), una important eina utilitzada en el disseny i construcció de diferents estructures hidrològiques per a la gestió de l'aigua, es podrien veure alterades per un suposat augment de les pluges intenses causa de el canvi climàtic (Rodríguez et al. 2014). Així com en altres latituds s'ha reportat un augment de la precipitació total a causa de l'escalfament global (IPCC, 2007), a la zona mediterrània diversos estudis apunten una tendència dominant decreixent en les últimes dècades (Pérez i Boscolo 2010). No passa així amb la precipitació de caràcter extrem o torrencial, per a la qual es preveu un augment, a causa d'una major ocurrència d'episodis plujosos més curts i de més intensitat (Christensen i Christensen 2003). L'avaluació d'aquests canvis és especialment interessant en les zones urbanes amb alta densitat de població, a causa de la vulnerabilitat dels seus complexos sistemes de clavegueram enfront de la pluja torrencial (Casas et al. 2010, Rodríguez et al. 2013b).

Per descriure matemàticament les corbes IDF d'un lloc, és possible utilitzar una relació d'escala relacionada amb la propietat fractal d'invariància d'escala de la intensitat de pluja (Menabde et al. 1999, Rodríguez-Solà et al. 2017). En el cas monofractal o d'escala simple, aquesta relació d'escala queda determinada per un únic paràmetre o exponent d'escala β, el valor sembla estar relacionat amb el règim pluviomètric de el lloc, o més en particular, amb la irregularitat de la pluja (Cases -Castell et al. 2018b). Així, aquest paràmetre pren valors propers a -1 per a àrees on la pluja sol ser molt irregular, amb valors màxims aïllats sobtats, mentre que pren valors més alts per a àrees amb un patró de pluja més regular. És d'esperar doncs que la suposada tendència a la disminució en la precipitació anual i l'augment relatiu en la precipitació extrema causa de el canvi climàtic es vegi reflectida en canvis en el comportament d'escala de la pluja, amb valors del paràmetre β que tendeixen a disminuir . Per tal de posar de manifest aquests canvis, s'han analitzat sèries de precipitació diària simulades per al segle XXI per a dues ciutats densament poblades: Barcelona i Madrid. Aquestes sèries futures van ser obtingudes a partir de diversos models de circulació general i per a diferents escenaris de canvi climàtic: A1B, A2, B1 i B2 per a Barcelona (114 sèries en total), i RCP2.6, RCP4.5, RCP6.0 i RCP8.5 per a Madrid (213 sèries).

Tot i la gran variabilitat de resultats obtinguts a partir dels models climàtics, és possible extreure algunes conclusions amb el suficient grau de certesa. Per a la precipitació total anual calculada a partir de les sèries futures projectades s'ha observat que, a Barcelona, aquesta magnitud patirà una disminució aproximada d'un 5% en l'últim terç de segle XXI. A Madrid, en canvi, sembla observar-se un augment poc significatiu de la precipitació anual, sent la incertesa en aquest cas molt alta.

Pel que fa a les relacions d'escala simple obtingudes per la intensitat de pluja futura a les dues ciutats, s'ha obtingut una disminució significativa de l'exponent d'escala β a partir del segon terç de segle XXI, la qual cosa és d'acord amb les previsions d'un possible augment de les pluges intenses en un futur pròxim a causa de el canvi climàtic. Aquests resultats indiquen un probable increment en la freqüència de les pluges de caràcter torrencial i el conseqüent augment de el risc d'inundació a les dues ciutats, de manera que s'hauria de tenir en consideració en el disseny de la seva infraestructura hidràulica, sent recomanable una millora de les seves xarxes de clavegueram i dels seus sistemes de drenatge d'acord amb aquestes previsions.