Variabilidad de la actividad ciclónica tropical en el océano Atlántico, golfo de México, mar Caribe y Cuba

La frecuencia media de los ciclones tropicales (tormentas tropicales más huracanes) en el periodo 1851-2020 es de 9.72, con una desviación típica de ±4.48, lo que muestra la marcada variabilidad interanual de estos sistemas meteorológicos. Por su parte los huracanes tienen una media igual a 5.4 con una desviación típica de ±2.8.

En la tabla 1 se presentan algunos estadígrafos relativos a la formación de ciclones tropicales según el mes y el área de ciclogénesis (At- área oceánica del Atlántico, Car- mar Caribe y GM- Golfo de México), además del comienzo y el fin de la temporada ciclónica entendidos como el día en que se desarrolla el primer ciclón tropical (Com) y aquel en el que se disipa el último organismo ciclónico tropical (Fin).

Algunas características estadísticas de los ciclones tropicales:

Como promedio, las temporadas comenzaron en los primeros días de julio y terminaron a finales del mes de octubre. Las temporadas con el comienzo más tardío fueron la del 1905 y 1914, ambas en el mes de septiembre, pero entre las dos, fue la del 1914 la que inició con un mayor retardo. El comportamiento del comienzo evidencia una mayor frecuencia mensual en julio, seguido por agosto (Ver Tabla 2).

En la tabla 3 se refleja el comportamiento estacional de los ciclones tropicales desarrollados en cada una de las áreas en las que se dividió el Atlántico Norte para el presente estudio: área oceánica del Atlántico, mar Caribe y Golfo de México. En ellas se puede observar que las zonas en su mayoría presentan un comportamiento similar a la frecuencia de organismos ciclónicos tropicales originados en toda la cuenca atlántica, con un máximo en el mes de septiembre. La excepción a esta regla la constituye el mar Caribe con su frecuencia mensual absoluta en el mes de octubre, situación relacionada con la llegada a bajas latitudes de las primeras zonas frontales del periodo poco lluvioso. Ello significa que, además de la formación de ciclones tropicales producidas a partir del levantamiento de la Zona Intertropical de Convergencia en los meses de mayo a octubre, la ciclogénesis durante el mes de octubre adquiere además otra componente favorecida por la interacción trópico-extratrópico.

La figura 1 muestra las frecuencias anuales de las variables analizadas. La actividad ciclónica tropical presenta ciclos multianuales (Fig.1a). Un ciclo de baja actividad desde el año 1851 hasta 1939, aunque entre 1890 y 1919 se recuperó ligeramente la ciclogénesis. Los años 1940 al 1979 se caracterizaron por una actividad superior a lo normal. Otro periodo de baja actividad fue la década de los 80, sucedida por la elevada actividad manifestada desde finales de los años 90 hasta el 2020.

En la tabla 4 se recoge un resumen de los estadígrafos del test de Mann-Kendall, Wald-Wolfowitz, Fisher y Pettitt con las probabilidades determinadas en cada una de ellas. En ella puede apreciarse que la tendencia de la serie temporal de los organismos es creciente, estadísticamente significativa, para todas las zonas excepto en el mar Caribe. Al comparar estos resultados con los obtenidos para el periodo 1886-2008 (Ballester et. al., 2010Ballester, M.; González, C. & Pérez, R. 2010. Variabilidad de la actividad ciclónica en la región del Atlántico Norte y su pronóstico. La Habana, Cuba: Editorial Academia, 170 p. ISBN: 978-959-270-175-5.) se tiene un incremento de los valores del KM para los ciclones tropicales originados en todo el Atlántico, el área oceánica de dicha cuenca, lo que indica la persistencia de la tendencia creciente de estos organismos.

Cabe resaltar, que a diferencia de las otras zonas ciclogenéticas, en el Caribe se reflejó una tendencia a la disminución del KM entre los años 1886-2008, pero no significativa mientras que del 1851 al 2020 arrojó una recuperación de la ciclogénesis tropical en el área. Esta diferencia pudiera estar asociada a la extensión de la serie temporal utilizada en el presente estudio ya que la determinación de la tendencia lineal es muy sensible a los valores extremos de la serie. En este sentido, el vertiginoso aumento de la actividad ciclónica manifestado en los años posteriores al 2000 puede haber incidido en los resultados aquí presentados. De igual manera, en el Golfo de México, aunque el KM continúa arrojando resultados positivos, son inferiores al 4.29 obtenido por (Ballester et. al., 2010Ballester, M.; González, C. & Pérez, R. 2010. Variabilidad de la actividad ciclónica en la región del Atlántico Norte y su pronóstico. La Habana, Cuba: Editorial Academia, 170 p. ISBN: 978-959-270-175-5.), reflejando que la tendencia al aumento ocurre a una mayor razón en el periodo 1886-2008. Asimismo, los puntos de cambio observados ocurrieron en su mayoría hacia comienzos de la década del 30 del siglo XX, coincidiendo con el determinado por (Ballester et. al., 2010Ballester, M.; González, C. & Pérez, R. 2010. Variabilidad de la actividad ciclónica en la región del Atlántico Norte y su pronóstico. La Habana, Cuba: Editorial Academia, 170 p. ISBN: 978-959-270-175-5.) para los ciclones tropicales en la totalidad del Atlántico norte. Para los organismos gestados en el área oceánica y el Golfo de México el punto de cambio se desplazó de 1948 a 1930 y de 1931 a 1933 respectivamente. Al igual que en el análisis de la tendencia, el punto de cambio en la serie del Caribe no presenta resultados concluyentes en las 170 temporadas ciclónicas analizadas, aunque el punto de cambio, no significativo, se trasladó de 1955 al 1885.

Los huracanes originados en la cuenca atlántica entre los años 1851 y 2020 tienen una frecuencia media de 5.5, cifra superior al 5.1 obtenido por Ballester et. al. (2010)Ballester, M.; González, C. & Pérez, R. 2010. Variabilidad de la actividad ciclónica en la región del Atlántico Norte y su pronóstico. La Habana, Cuba: Editorial Academia, 170 p. ISBN: 978-959-270-175-5.. La desviación típica es ±2.59, valor igualmente superior al de los autores antes mencionados. De igual manera los huracanes de gran intensidad cuentan con una media de 1.91 y una desviación típica de ±1.63.

Algunas características estadísticas de los huracanes y huracanes de gran intensidad (Ver tabla 5):

Desde el año 1851 hasta finales de la década del 60 del siglo XIX se observó una etapa de poca actividad de los huracanes, la cual comenzó a recuperarse a partir de 1870 (Ver figura 2a). Este periodo activo se extendió hasta finales de siglo cuando nuevamente la ocurrencia de huracanes en el área tuvo un mínimo (Ballester et. al., 2009Ballester, M.; González, C. & Pérez, R. 2009. Actividad ciclónica en las áreas del océano Atlántico, Golfo de México, Mar Caribe y Cuba durante el periodo 1886-2008. Informe de Resultado del Proyecto “Variabilidad de la actividad ciclónica en la región del Atlántico Norte y su pronóstico”. La Habana, Cuba: Instituto de Meteorología, 35 p.). Otro periodo con una menor actividad lo constituyó el delimitado por los años 1980 y 1999. Sin dudas los periodos más activos en la formación de huracanes han sido entre 1941 y 1979, así como del 2000 al 2021. Del total de 381 huracanes formados a lo largo de esos 60 años, 141 organismos se gestaron en las últimas dos décadas, lo que representa el 37 % de la muestra y da una medida de la alta actividad experimentada en años posteriores al 2000.

En la figura 2b puede apreciarse que después de un período de poca actividad de los huracanes categoría 3, 4 y 5 entre 1851 y 1869, una etapa de recuperación ocurrió entre los años 1870 y 1909. Otro periodo de mínima actividad sucedió en el periodo comprendido entre 1910 y 1929, seguido por un incremento sostenido de la actividad de huracanes intensos, el cual que se extendió hasta el 2020. En las primeras dos décadas del siglo XXI, se han formado 65 huracanes de gran intensidad en apenas 20 años. No obstante lo anterior, ocurrió otro mínimo relativo desde 1980 a 1999.

Del resumen de los estadígrafos de los test estadísticos aplicados mostrados en la tabla 6 puede deducirse un incremento en los valores del KM, más significativo en el caso de los huracanes de gran intensidad, lo que no había sido reflejado anteriormente. Tanto los huracanes como los de gran intensidad presentan un cambio en la serie temporal, estadísticamente significativo, hacia el año 1931.

Entre 1791 y 2020 han afectado a Cuba un total de 117 huracanes, 35 de ellos lo hicieron con la categoría 3 o superior de la escala de Saffir-Simpson. Los huracanes que han afectado a Cuba tienen una desviación típica de ±0.77 y una frecuencia de 0.51, lo que significa que Cuba es afectada como promedio por un huracán cada dos años. Dicha serie refleja una gran variabilidad, a través de la existencia de variaciones interanuales y multianuales. En la figura 3 es posible apreciar una actividad muy alta entre 1871 y 1920, la que incluyó un máximo de cuatro huracanes en los años 1886 y 1909. Periodos de baja actividad han sido los comprendidos entre los años 1796-1820, 1846-1870 y 1971-1995, con sólo siete, siete y cuatro huracanes en cada intervalo respectivamente.

A partir de 1996 se ha producido un notable incremento de la actividad ciclónica tropical sobre Cuba, el que ha perdurado hasta el 2020, con un total de 15 huracanes. Es de destacar que el período muy activo, iniciado para Cuba en el año 1996, ha coincidido con un abrupto calentamiento de las aguas del Atlántico y del Mar Caribe, este último principalmente desde 1998, y responde al incremento observado en el número de huracanes originados en el Mar Caribe y en la cantidad que penetran en esta región con origen en el Atlántico tropical, áreas fundamentales de procedencia de los organismos que afectan a dicho país (Ballester et. al., 2009Ballester, M.; González, C. & Pérez, R. 2009. Actividad ciclónica en las áreas del océano Atlántico, Golfo de México, Mar Caribe y Cuba durante el periodo 1886-2008. Informe de Resultado del Proyecto “Variabilidad de la actividad ciclónica en la región del Atlántico Norte y su pronóstico”. La Habana, Cuba: Instituto de Meteorología, 35 p.). No obstante, estudios realizados a posteriori han reflejado otras condiciones oceánicas y atmosféricas que también presentan características incidentes en ese comportamiento.

Aunque continúan los análisis, en principio, en un análisis exploratorio realizado por (Peña, 2020Peña, L. 2020. Variabilidad del anticiclón del Atlántico Norte en el periodo poco lluvioso y su relación con la actividad ciclónica en la porción norte de la cuenca Atlántica. Trabajo de tesis presentado como requisito para optar por el título de Licenciado en Meteorología. La Habana, Cuba: Instituto Superior de Tecnologías y Ciencias Aplicadas, Universidad de la Habana, 95 p.), se abordó el vínculo del centro anticiclónico subtropical en el Atlántico Norte con los ciclones tropicales. (Peña, 2020Peña, L. 2020. Variabilidad del anticiclón del Atlántico Norte en el periodo poco lluvioso y su relación con la actividad ciclónica en la porción norte de la cuenca Atlántica. Trabajo de tesis presentado como requisito para optar por el título de Licenciado en Meteorología. La Habana, Cuba: Instituto Superior de Tecnologías y Ciencias Aplicadas, Universidad de la Habana, 95 p.) corroboró la relación existente entre el comportamiento de ese sistema de la circulación general atmosférica y la actividad ciclónica tropical en la cuenca atlántica, en particular, la contribución positiva de la circulación atmosférica en la troposfera baja, la que aportó importantes elementos a la predicción de la ciclogénesis tropical en la cuenca del Atlántico Norte. Lo anterior reafirma lo valorado en el método de (Ballester et. al., 2010Ballester, M.; González, C. & Pérez, R. 2010. Variabilidad de la actividad ciclónica en la región del Atlántico Norte y su pronóstico. La Habana, Cuba: Editorial Academia, 170 p. ISBN: 978-959-270-175-5.), principalmente la intensidad, posición y extensión de la dorsal del centro anticiclónico a los 1.5 kilómetros de altitud. La afectación de los ciclones tropicales y huracanes a Cuba se relaciona con los parámetros del anticiclón subtropical en los 850 hPa (Peña, 2020Peña, L. 2020. Variabilidad del anticiclón del Atlántico Norte en el periodo poco lluvioso y su relación con la actividad ciclónica en la porción norte de la cuenca Atlántica. Trabajo de tesis presentado como requisito para optar por el título de Licenciado en Meteorología. La Habana, Cuba: Instituto Superior de Tecnologías y Ciencias Aplicadas, Universidad de la Habana, 95 p.). También expone que la fortaleza de ese sistema anticiclónico, indicador que considera la presión a nivel medio del mar en la región delimitada por los 27-37 ºN y 15-35 ºW, presenta una asociación con los ciclones tropicales y huracanes desarrollados en la cuenca atlántica, sobre todo con los ciclones tropicales que se desarrollaron en el Caribe y con aquellos que han afectado a Cuba. Otra investigación relacionada con el comportamiento que han manifestado los ciclones tropicales y huracanes en el Atlántico Norte, es la de (Alpízar, 2017Alpízar, M. 2017. Influencia de las variaciones oceánicas y atmosféricas en la formación de huracanes en el Atlántico Norte. Trabajo de tesis presentado como requisito para optar por el título de Licenciado en Meteorología. La Habana, Cuba: Instituto Superior de Tecnologías y Ciencias Aplicadas, 52 p.), al expresar que la temperatura superficial del mar en el océano Atlántico es el principal factor modulador de la formación de huracanes en dicho océano, y de su afectación a Cuba. No obstante, aún se necesitan más elementos antes de generalizar esta afirmación.

Por otra parte, los huracanes que afectaron a Cuba presentan una tendencia creciente a lo largo de los últimos 230 años, que no es estadísticamente significativa a pesar del incremento observado después de 1995. (Limia et. al., 2000Limia, M.; Vega, R.; Pérez, R. & Durán, J. 2000. Climatología de los ciclones tropicales que han afectado a Cuba (1799-1998). Informe de Resultado del Proyecto 01301094. La Habana, Cuba: Instituto de Meteorología, 36 p.) expresó que pudiera existir una oscilación de muy baja frecuencia en la actividad de huracanes sobre Cuba basándose en un análisis pormenorizado de las tendencias para diferentes períodos de años. Desde 1791 un total de 34 huracanes han afectado a Cuba como huracanes intensos (categorías 3, 4 ó 5), lo que representa el 29 % del total de los catalogados. De ellos, 18 afectaron con categorías 4 ó 5 de la escala Saffir-Simpson. En la figura 4 puede apreciarse la gran variabilidad que presenta la serie de los huracanes intensos. El período de 83 años transcurrido entre 1870 y 1952 fue muy activo, en cuanto a los huracanes intensos, al afectar 19 de los 35 registrados en los 230 años estudiados. Sin embargo, es posible detectar otro período de mucha actividad entre 1906 y 1952 (47 años) en el que 13 de estas importantes tormentas afectaron a Cuba, para un promedio de un huracán intenso cada 3.4 años (Limia et. al., 2000Limia, M.; Vega, R.; Pérez, R. & Durán, J. 2000. Climatología de los ciclones tropicales que han afectado a Cuba (1799-1998). Informe de Resultado del Proyecto 01301094. La Habana, Cuba: Instituto de Meteorología, 36 p.).

Entre el año 2001 y el 2020, diez huracanes intensos afectaron al país, siete en la década 2001-2010, lo que no había ocurrido en década anterior alguna, entre tanto, otras tres afectaciones sucedieron entre el 2011 y el 2020. Relacionados con este abrupto incremento de la frecuencia de los huracanes intensos sobre Cuba se aprecian varios aspectos de interés: