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DAÑOS CAUSADOS POR HURACANES A LOS ARRECIFES DE CORAL EN EL CARIBE Esmeralda Pérez Cervantes, Fernando Pardo Urrutia, Lorenzo Álvarez Filip, Fernando Secaira Fajardo, Claudia Ruiz Alvarado, Mariana Alvarez Rocha 2020 Iniciativa Mesoamericana de Rescate de Arrecifes (RA) Iniciativa de Resiliencia Costera (CRR) de TNC Y SU CORRELACIÓN CON LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS HURACANES Y LOS ARRECIFES DAÑOS CAUSADOS POR HURACANES A LOS ARRECIFES DE CORAL EN EL CARIBE Esmeralda Pérez Cervantes, Fernando Pardo Urrutia, Lorenzo Álvarez Filip, Fernando Secaira Fajardo, Claudia Ruiz Alvarado, Mariana Alvarez Rocha 2020 Iniciativa Mesoamericana de Rescate de Arrecifes (RA) Iniciativa de Resiliencia Costera (CRR) de TNC Y SU CORRELACIÓN CON LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS HURACANES Y LOS ARRECIFES AUTORES Esmeralda Pérez Cervantes - Consultor Fernando Pardo Urrutia -Consultor Lorenzo Álvarez Filip -UNAM- Laboratorio de Biodiversidad Arrecifal y Conservación Fernando Secaira Fajardo -The Nature Conservancy Claudia Ruiz Alvarado -MAR Fund - RA Mariana Alvarez Rocha -Universidad Autónoma de Yucatán DISEÑO EDITORIAL Karla Paola Vazquez Mendoza CITA Pérez-Cervantes, Esmeralda; Pardo-Urrutia, Fernando; Alvarez- Filip, Lorenzo; Secaira Fajardo, Fernando; Ruiz Alvarado, Claudia y Álvarez Rocha, Mariana. 2020. Daños causados por hura- canes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes. Iniciativa Mesoamericana de Rescate de Arrecifes - MAR Fund, UNAM and The Nature Conservancy. Este estudio fue posible gracias al apoyo financiero de: El Gobierno de Alemania, a través de KfW; y de la International Coral Reef Initiative (ICRI), a través del Programa de Pequeñas Donaciones del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (UN/UNEP). Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes CONTENIDO Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes 1. IMPACTO DE LOS HURACANES EN LOS ARRECIFES DE CORAL vi 2. METODOLOGÍA 4 2.1 ANÁLISIS DEL IMPACTO DE UN HURACÁN EN LOS ARRECIFES 5 2.2 CARACTERÍSTICAS DE LOS ARRECIFES 5 2.2.1 Cobertura de coral vivo 6 2.2.2 Rugosidad 6 2.2.3 Tipo de arrecife 7 2.2.4 Zona arrecifal 8 2.2.5 Profundidad de arrecife 8 2.2.6 Exposición al viento y al oleaje 8 2.2.7 Fetch 9 2.2.8 Datos de los arrecifes 10 2.3 CARACTERÍSTICAS DE UN HURACÁN 12 2.3.1 Máxima velocidad del viento sostenido 12 2.3.2 Presión central 12 2.3.3 Duración de la exposición del sitio al huracán 12 2.3.4 Distancia mínima entre el huracán y el sitio 13 2.3.5 Velocidad del viento al impacto 13 2.3.6 Marea de tormenta 14 2.4 INDICADORES Y TASAS PARA MEDIR EL DAÑO CAUSADO POR HURACANES 14 2.5 ANÁLISIS INFERENCIAL 15 3. RESULTADOS 16 3.1 DAÑOS A LOS ARRECIFES CAUSADOS POR HURACANES EN EL CARIBE 17 3.1.1 Cambio en cobertura de coral vivo por condición inicial 17 3.1.2 Cambio en la cobertura de coral vivo por velocidad de viento al impacto segregado por cobertura inicial 20 Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes 3.2 ANÁLISIS EXPLORATORIO DE LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS HURACANES Y LOS ARRECIFES 23 3.2.1 Cambio en la cobertura de coral vivo por condición inicial del sitio segregado por viento al impacto 23 3.2.2 Cambio en la cobertura de coral vivo por velocidad del viento al impacto 28 3.2.3 Cambio en la cobertura de coral vivo por exposición del sitio 30 3.2.4 Cambio en la cobertura de coral vivo por duración del impacto del huracán (número de snapshots) 32 3.2.5 Cambio en la cobertura de coral vivo por fetch medio del sitio 34 3.2.6 Cambio en la cobertura de coral vivo por viento máximo sostenido medio 36 3.2.7 Cambio en la cobertura de coral vivo por distancia mínima del sitio al huracán 38 3.2.8 Cambio en la cobertura de coral vivo por tipo de arrecife 40 3.2.9 Cambio en la cobertura de coral vivo por zona arrecifal 43 3.2.10 Cambio en la cobertura de coral vivo por profundidad media del sitio 45 3.2.11 Cambio en la rugosidad arrecifal por rugosidad inicial segregado por viento sostenido máximo medio 47 3.2.12 Cambio en la rugosidad arrecifal por tipo de arrecife 48 3.2.13 Cambio en la rugosidad arrecifal por zona del arrecife 48 3.2.14 Cambio en la rugosidad arrecifal por profundidad media 49 3.2.15 Cambio en la rugosidad arrecifal por rugosidad inicial segregado por exposición 49 3.2.16 Cambio en la rugosidad arrecifal por fetch medio 50 3.2.17 Cambio en la rugosidad arrecifal por presión central 51 3.2.18 Cambio en la rugosidad arrecifal por número de snapshots 51 3.2.19 Cambio en la rugosidad arrecifal por distancia mínima al sitio 52 3.2.20 Cambio en la rugosidad arrecifal por marea de tormenta 52 3.3 VARIABLES CON SIGNIFICANCIA ESTADÍSTICA 53 4. CONCLUSIONES 56 5. REFERENCIAS 58 ANEXO 1 61 IMPACTO DE LOS HURACANES EN LOS ARRECIFES DE CORAL Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes 1 1 IM PA CTO D E LO S H U RA CA N ES EN LO S A RRECIFES D E CO RA L Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes 1 DEAD CORAL & BRANCHING RUBBLE STANDING DEAD CORAL HEALTHY CORAL STATE DEAD CORAL & NO COMPLEXITY Los arrecifes de coral poseen una alta biodiversidad y proporcionan numerosos bienes y servicios ambientales a la humanidad. Su valor económico a nivel global es aproximadamente treinta y seis billones de dólares al año (Spalding et. al., 2017). El cambio climático, actividades humanas y los fenómenos naturales han afectado los arrecifes en el Caribe disminuyendo un 80% la cobertura de coral de 1970 al 2003 (Gardner et al., 2003; Alvarez-Filip et al., 2011). IMPACTO DE LOS HURACANES EN LOS ARRECIFES DE CORAL Figura 1. Declive gradual de la complejidad arrecifal (extraído de Rogers, et. al. 2017). Los huracanes son fenómenos naturales que destruyen colonias de coral y causan daños severos (Hughes, 1994); los corales no se han podido recuperar de tales daños debido a las condiciones actuales que dificultan la regeneración de los arrecifes. El Caribe es impactado por 6.2 huracanes por año en promedio, por lo que muchos arrecifes son impactados frecuentemente (Taylor y Alfaro, 2005). Los huracanes de alta intensidad ocasionan un declive abrupto de la cobertura de coral vivo, entre 15% hasta 60% (Gardner et al., 2005 en Figura 2); los sitios afectados no muestran recuperación de la cobertura durante los 8 años posteriores (Gardner et al., 2005), periodo promedio de retorno de un huracán. De igual manera, la rugosidad en el Caribe ha decaído desde 1969 (Alvarez-Filip et al., 2009). Los arrecifes han perdido entre 3% y 17% de su rugosidad debido al impacto de un solo huracán (Álvarez-Filip et al., 2011 en Figura 3). IM PA CT O D E LO S H U RA CA N ES E N L O S A RR EC IF ES D E CO RA L Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes2 C am bi o in te r- an ua l e n la c ob er tu ra de c or al v iv o Velocidad máxima del huracán (nudos) 24 -60 -50 -40 -30 -20 -10 -30 5 12 0 10 20 30 3 50 70 90 110 130 150 170 36 14 6 5 4 23 10 25 36 15 Figura 2. Relación entre la tasa anual de cambio de cobertura de coral vivo y la velocidad de viento máxima del huracán. El numero en el circulo indica la cantidad de sitios analizados afectados por la velocidad indicada. (extraído de Gardner et al., 2005). El objetivo del presente trabajo es estimar los daños causados por huracanesa los arrecifes en el Caribe y determinar si existe correlación entre las características de los huracanes y de los arrecifes con los daños causados (ver Figura 3). Los resultados contribuirán a comprender la severidad de los daños causados por los huracanes y a determinar los parámetros que pueden activar un seguro paramétrico cuyos fondos se utilicen para reparar los daños causados a los arrecifes. % d e ca m bi o an ua l Impacto de los huracanes en la rugosidad -18 -16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 Sitios impactados previo a colecta de datos. Sitios impactados durante el periodo de colecta de datos. Sitios no impactados por huracanes. Figura 3. . Cambio en rugosidad (extraído de Álvarez-Filip, et. al. 2011): Los sitios se agruparon por el momento del impacto del huracán: a) sitios impactados por huracanes previo a la colecta de datos, b) sitios impactados por huracanes durante el período entre dos colectas de datos, 3) sitios no impactos por huracanes. 1 IM PA CTO D E LO S H U RA CA N ES EN LO S A RRECIFES D E CO RA L Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes 3 Daños a los arrecifes causados por huracanes Características de los arrecifes Cobertura del coral vivo Rugosidad Tipo de arrecife Profundidad del arrecife Exposición Fetch Pérdida de cobertura de coral vivo Pérdida de rugosidad CORRELACIÓN Características de los huracanes Máxima velocidad del viento sostenido (kt) Presión central (mb) Duración de la exposición del sitio al huracán y el sitio (m) Velocidad del viento al impacto (kt) Mares de tormenta (m) Figura 4. Esquema de la correlación entre los daños causados por huracanes, las características del arrecife y las características del huracán (elaboración propia). 1 IM PA CTO D E LO S H U RA CA N ES EN LO S A RRECIFES D E CO RA L Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes 4 METODOLOGÍA Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes 2 Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes 5 M ETO D O LO G ÍA 2.1 ANÁLISIS DEL IMPACTO DE UN HURACÁN EN LOS ARRECIFES Las características de los arrecifes utilizadas para cuantificar los daños causados por huracanes son cobertura de coral vivo (CCV) y rugosidad arrecifal. Ambas características son indicadores clave de la salud del arrecife, son afectadas por los huracanes (ver Figura 2 y Figura 3) y la mayoría de los sitios cuentan con datos de cobertura de coral vivo por períodos de tiempo prologando, algunos hasta por 50 años. Este estudio define el impacto causado por un huracán como la diferencia entre las condiciones de cobertura de coral vivo y rugosidad del arrecife previas al impacto de un huracán y con las condiciones posteriores al impacto. Se utilizaron los sitios afectados por un solo huracán y con datos de cobertura o rugosidad previo al impacto y posterior al impacto. Los arrecifes se consideran impactados por un huracán cuando se encuentran a 100 km o menos de la trayectoria de un huracán (Gardner et. al. 2005; Álvarez-Filip et. al. 2011). Para seleccionar los sitios se trazó una circunferencia con radio de 100 km alrededor de cada uno y se sobrepuso con las trayectorias de los huracanes (ver Figura 5). SITIO Snapshot cada 6 hrs Trayectoria del huracán Polígono (100km radio) SITIO HURACÁN HURACÁN Figura 5. .Determinación de sitios impactados con un polígono de 100 km de diámetro alrededor de un arrecife (elaboración propia). Sitio izquierdo se considera impactado y sitio derecho no impactado. 2.2 CARACTERÍSTICAS DE LOS ARRECIFES Las características de los arrecifes son condiciones propias de la estructura del sitio, su salud, grado de desarrollo y su ubicación respecto a su entorno. En este análisis, las características se eligieron considerando que podrían tener correlación con los daños causados por los huracanes y que existen datos suficientes. Las características son las siguientes: M ET O D O LO G ÍA Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes6 MUY BIEN BIEN REGULAR 10% - 20% MAL CRÍTICO 2.2.1 Cobertura de coral vivo La cobertura de coral vivo es la proporción de área de coral duro vivo existente dentro de un arrecife. Se obtiene mediante la división del área coral vivo entre el área total analizada y se expresa como porcentaje (i.e. 20% de cobertura de coral vivo). Este porcentaje es independiente del tamaño de muestra por lo que aplica igual a sitios pequeños o sitios con grandes parches arrecifales. La cobertura de coral vivo es uno de los mejores indicadores de la salud del arrecife (Huang et al., 2018) aunque no incluye la diversidad de especies o tipos de coral ni el grado de desarrollo del arrecife. Desde hace más de 50 años es comúnmente utilizado en el estudio, conservación y manejo de los arrecifes de coral (Eddy et al., 2018). Las metodologías para estimar cobertura de coral vivo son video transectos, cuadrantes y transectos simples. Los sitios se agruparon de acuerdo su cobertura de coral vivo inicial usando la clasificación propuesta por Healthy Reef Initiative (HRI) en sus reportes de salud del arrecife (2008, 2010, 2012, 2014, 2016 y 2018) (ver Tabla 1). CATEGORÍA Cobertura de coral vivo Tabla 1. Categorías de cobertura de coral vivo (Healthy Reefs Initiative [HRI], 2012). 0 - 5% Cobertura de coral vivo 5% - 10% 20% - 40% 40% - 100% 2.2.2 Rugosidad El índice de rugosidad es una medida de la complejidad del arrecife y es el cociente entre la longitud del contorno del perfil de un arrecife y la distancia lineal entre el punto de inicio y fin del perfil. Se mide usando una cadena para medir el contorno correspondiente sobre el arrecife y se compara con la distancia en línea recta entre el punto de origen y el final (ver Figura 6). La rugosidad crea diversidad de microhábitats en los arrecifes y provee refugio a muchas especies en distintos ciclos de vida, lo cual atrae una alta diversidad de especies. La fricción causada por la rugosidad arrecifal sobre el oleaje disminuye significativamente su energía (entre 40 y 60%, según Ruiz de Alegria-Arzaburu et al., 2013), lo cual contribuye a la protección de las costas (Secaira & Acevedo, ,2017). Por lo tanto, la rugosidad es una característica clave de la funcionalidad del arrecife y sufre severos daños ante el impacto de un huracán, en donde valores cercanos a 1 indican una baja rugosidad o complejidad y valores más altos son más complejos, por ejemplo 3. 1m 2m CADENA Figura 6. Metodología para determinar el índice de rugosidad (tomado y modificado de Rogers, C. S. 1994). Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes 7 M ETO D O LO G ÍA 2.2.3 Tipo de arrecife Los arrecifes tienen distinto origen geológico y morfológico y Lang et. al. (2010) los clasifica en: atolón, barrera, costero, plataforma, banco, parche y bajo, los cuales se detallan a continuación: ᛜ ATOLÓN: Es un sistema de arrecifes ovoides irregulares rodeados de aguas profundas. La cresta del arrecife se encuentra a lo largo del borde de barlovento y poseen una laguna central con arrecifes de parche. ᛜ BARRERA: Se caracteriza por un sistema de arrecifes lineales, medianos o de borde con una cresta intermareal casi continua. Los arrecifes que lo componen están orientados casi en paralelo a la costa y son separados por una laguna. ᛜ COSTERO: Son adyacentes a la costa y cercanos a la misma. Terminan hacia el mar, formandouna bahía o laguna. ᛜ PLATAFORMA: Se caracterizan por ser grandes, someros e irregulares. Algunos presentan una cresta intermareal, cayos de arena o islas, y lagunas poco profundas. ᛜ BANCO: Hace referencia a un sistema lineal de arrecifes de borde de plataforma con una cresta intermareal que es más o menos paralelo a la orilla. ᛜ PARCHE Es una estructura de arrecife aislada y/o fusionada que se eleva por encima del fondo del mar circundante e independiente de un sistema de arrecife más grande. ᛜ BAJO: Una estructura arrecifal sumergida poco profunda con corales en la bahía o en la laguna y sin otros corales que los bordean. M ET O D O LO G ÍA Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes8 2.2.4 Zona arrecifal Se refiere a la ubicación entre el mar abierto y la costa, por lo que se clasifican en: zona frontal, cresta arrecifal, laguna y zona posterior (Lang, et. al. 2010) ( ver Figura 7). ARRECIFE DE CORAL ZONA FRONTAL CRESTA ZONA POSTERIOR LAGUNA ARREECIFAL FONDO BENTÓNICO PROFUNDIDAD PASTOS MARINOS Figura 7. Zonas del arrecife: frontal, cresta, posterior y laguna arrecifal (tomada y modificada de Navarro, E. E., 2020). ᛜ ZONA FRONTAL: Es la parte del arrecife expuesta a mar abierto. ᛜ CRESTA ARRECIFAL: Es la zona más somera y a veces expuesta al aire. ᛜ ZONA POSTERIOR: Es la parte del arrecife que se orientada a la costa. ᛜ LAGUNA: Es el área poco profunda entre mar abierto y la costa, delimitada por la cresta del arrecife. 2.2.5 Profundidad de arrecife Es la distancia vertical entre el nivel medio del mar y el fondo bentónico del arrecife (ver Figura 7). 2.2.6 Exposición al viento y al oleaje Se refiere a la exposición del sitio con respecto a la dirección del viento dominante, el cual determina la energía del oleaje que impacta sobre el arrecife y la capacidad del arrecife de adaptarse a esa energía (Lang et. al., 2010). El viento dominante en el área de estudio es la dirección este-oeste, por lo tanto, los sitios localizados en las costas al este o en Barlovento son considerando expuestos al viento y los localizados al oeste Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes 9 M ETO D O LO G ÍA Sotavento son considerados no expuestos. Los sitios ubicados en costas al norte o al sur son considerados “intermedios” (ver Figura 8). 2.2.7 Fetch El fetch se define como la distancia sobre el agua en la cual el viento puede soplar sin interrupción de algún elemento terrestre como una isla o península y formar las olas. El viento puede generar olas con mayor energía y altura cuando existe una distancia mayor sin obstáculos (más fetch) (ver Figura 9). Para calcularlo se usó el paquete de “R” “Waver” (InVEST Coastal Vulnerability Model y Rohweder J. 2008), sobre INTERMEDIO BARLOVENTO DIRECCIÓN DEL VIENTO Y OLEAJE SOTAVENTO SOTAVENTO INTERMEDIO Figura 8. Ejemplo de exposición al viento y oleaje de la isla de Cozumel. la capa del continente americano (Porto Tapiquén C. E., 2015) y la base de datos de las coordenadas de los sitios analizados. Para el presente estudio se estimó el fetch para las direcciones de viento provenientes de norte, noreste, este, sureste, sur, suroeste y oeste. Figura 9. Ejemplo cálculo de fetch. EXPOSICIÓN+ - M ET O D O LO G ÍA Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes10 2.2.8 Datos de los arrecifes Se encontró información de cobertura de coral vivo para 414 sitios en 48 artículos científicos, 356 en bases de datos, en 5 reportes y en 5 tesis de licenciatura. Se encontró datos de rugosidad para 44 sitios en 29 artículos científicos, 27 bases de datos y 3 informes. Las bases de datos utilizadas son: el Sistema de Información Arrecifal del Caribe (SIAC) (base del Laboratorio de Biodiversidad y Conservación Arrecifal de la UNAM) y la base datos : “Time-series coral-cover data from Hawaii, Florida, Mo’orea, and the Virgin Islands”:U.S. Geological Survey (Guest, J.R, et al. 2018). Para los análisis finales se eligieron 245 sitios, con series de tiempo con datos de cobertura de coral y 37 sitios con datos de rugosidad arrecifal. Para la selección de estos sitios solo se eligieron aquellos que presentaron impactos por un solo huracán entre dos muestreos consecutivos para poder determinar una relación causa-efecto. No se utilizaron los datos de los sitios que 1) fueron afectados por más de un huracán entre muestreos, 2) no fueron afectados por huracanes, o 3) los muestreos no indicaban la fecha de realización. Los sitios se distribuyen a lo largo de 24 países de la cuenca del Caribe (ver Figura 10 y Tabla 2). El período entre muestreos de los 245 sitios con datos de cobertura de coral varió de 40 días a 10 años; el 40.3 % de los sitios tenía períodos menores a 1 año, 26.5% periodos de 1 a 2 años, el 24% entre 2 años y 3 años y el 9.2% más de 3 años. Se analizó la influencia que tuvieron los datos con un período de más de 3 años debido a que es probable que en un período tan largo otros factores causen cambios en la cobertura de coral, por lo que el cambio reportado no sea atribuible al huracán. Se analizaron los daños a la cobertura de coral desglosando por período entre muestreos y excluyendo los datos con periodo de más de tres años y se observó que la tendencia del impacto no cambia (ver Anexo 1). Sin embargo, hay cambios en los valores máximos de daño mostrando que algunos arrecifes continuaron deteriorándose significativamente. Este análisis solo se elaboró para datos de cobertura de coral. 25 °N 20 °N 15 °N 80°W 70°W 60°W 25 °N 20 °N 15 °N 800 km 0 Figura 10. Ubicación de los sitios de monitoreo obtenidos de las bases de datos consultadas. Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes 11 M ETO D O LO G ÍA Tabla 2. Relación del número de sitios obtenidos por país y por año. Países con código ISO 3166-1 alfa-3. PA ÍS 19 73 19 74 19 78 19 79 19 80 19 81 19 82 19 83 19 85 19 87 19 88 19 89 19 90 19 91 19 92 19 93 19 94 19 95 19 96 19 97 19 98 19 99 20 00 20 01 20 02 20 03 20 04 20 05 20 06 20 07 20 08 20 09 20 10 20 11 20 12 20 13 20 14 20 15 20 16 20 17 BL Z 4 4 2 2 84 18 68 44 4 18 48 G TM 6 4 5 M EX 5 15 5 15 2 2 1 1 1 1 6 111 63 24 24 48 18 32 16 14 14 2 H N D 78 18 16 52 34 12 70 BH S 33 23 34 35 1 BR B 1 2 BM U 2 2 2 1 2 BE S 4 4 3 1 2 2 2 6 1 3 4 4 4 CO L 4 2 2 2 2 2 CU B 4 2 2 2 8 8 CU W 4 4 3 1 1 4 4 4 4 4 U SA 32 31 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 N I- CS 1 1 1 1 CY M 2 2 V IR 3 6 3 9 16 11 12 4 4 4 4 4 4 4 4 6 7 7 7 8 8 9 9 9 9 9 9 7 7 7 7 7 JA M 7 5 2 1 1 1 2 2 M TQ 2 PR I 2 3 3 2 2 D O M 2 1 N L- BQ 2 1 2 2 2 2 N L- BQ 3 1 1 1 1 1 1 SL V 2 4 2 2 2 TT O 2 2 2 2 1 V EN 4 6 2 2 TO TA L 4 4 7 3 11 3 2 8 5 9 31 16 27 10 6 16 32 40 64 67 51 40 39 50 47 40 46 153 272 109 115 209 75 202 106 97 171 40 1 2 M ET O D O LO G ÍA Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes12 2.3.1 Máxima velocidad del viento sostenido Es el promedio de la velocidad máxima del viento a 10 metros de altitud sostenida por 1 minuto. Se mide en nudos (kt). La velocidad máxima asignada al sitio es la velocidad máxima reportada en el centro del huracán que pasó dentro del polígono de 100 kms. 2.3.2 Presión central Se refiere a la presión barométrica en el centro del huracán. Se mide en milibares (mb). Dicha variable está correlacionada con la máxima velocidad del viento sostenido (r= -0.91, para todos los datos de la base HURDAT 2); a menor presión central, mayor velocidadde viento sostenido. La presión central asignada al sitio es la presión reportada en el centro del huracán que pasó dentro del polígono de 100 kms. 2.3.3 Duración de la exposición del sitio al huracán Esta característica busca determinar el tiempo que el huracán estuvo impactando a un sitio. Para indicar la duración de un huracán en el sitio se utilizó un indicador sustituto, que es la cantidad de snapshots que ocurren dentro del polígono de 100 km. Como se indicó, NOAA reporta un snapshot cada 6 horas, por lo tanto, el número de snapshots reportados dentro del polígono permite inferir el tiempo que el huracán estuvo impactando sobre el sitio. Este indicador sustituto (número de snapshots) no puede convertirse en horas de duración del impacto pues un snapshot dentro del polígono puede significar que el huracán estuvo desde pocos minutos hasta menos de 12 horas (Figura 11). Figura 11. Indicador sustituto para la estimar la duración de la exposición del sitio al huracán (elaboración propia).La duración es el numero de snapshot del huracan que ocurren dentro de un radio de 100 km alrededor del sitio (color azul). 2.3 CARACTERÍSTICAS DE UN HURACÁN Snapshot no considerado Polígono con radio de 100km alrededor de un sitio HURACÁN Snapshot considerado SITIO El National Hurricane Center (NHC) de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) publica las características de los huracanes, para este trabajo se utilizaron datos de huracanes del Atlántico de 1851 a 2017, los datos se encuentran en la base de datos HURDAT 2 (https://www.nhc.noaa.gov/data/), (Landsea y Franklin, 2013). A partir de 2004, los datos son registrados cada 6 horas referidos a un punto en particular en la trayectoria del ojo del huracán; cada serie de datos es denominado “Snapshot”. Al sobreponer las trayectorias de los huracanes sobre los polígonos de 100 km de radio alrededor de los sitios objeto de este estudio se identificaron 44 huracanes (ver Figura 5). Las variables del huracán que se utilizaron para este estudio son: Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes 13 M ETO D O LO G ÍA 2.3.4 Distancia mínima entre el huracán y el sitio Se refiere a la distancia entre el sitio y el ojo del huracán. La distancia mínima entre el sitio y el huracán es el promedio ponderado del inverso de la distancia del sitio al ojo del huracán de cada snapshot registrado dentro del polígono (Figura 12). Figura 12. Método de estimación de la distancia mínima entre el huracán y el sitio (elaboración propia). Snapshot SITIO HURACÁN Distancia entre snapshot y el sitio Polígono con radio de 100km alrededor de un sitio 2.3.5 Velocidad del viento al impacto Los vientos del huracán disminuyen conforme se alejan de su centro. Esta característica hace necesario determinar si el daño al arrecife está correlacionado con el viento que ocurre sobre el sitio o con el viento máximo en el centro del huracán. Para obtener la velocidad del viento sobre el sitio se calculó la dispersión de la velocidad del viento alrededor de cada huracán seleccionado. NHC proporciona la distancia desde el centro del huracán hacia puntos ubicados al noreste (NE), noroeste (NO), sureste (SE) y suroeste (SO) donde ocurren las velocidades mayores de 64, entre 50-64 ,entre 34-50 y menores a 32 nudos. Con esta información se generaron polígonos alrededor del centro del huracán para cada rango de velocidad de viento (Figura 13).Por lo tanto, la velocidad de viento al impacto es el rango de velocidad ocurrida sobre el sitio de estudio. Figura 13. Rango de velocidad de cada polígono (elaboración propia). a b c d Mayor a 64 50-64 34-50 Menor a 34 Mayor a 118 93-118 63-93 Menor a 63 d M ET O D O LO G ÍA Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes14 2.3.6 Marea de tormenta La marea de tormenta es el aumento sobre el nivel del mar debido a la acción del forzamiento del viento sobre la superficie del agua (Meza-Padilla, 2015). La marea de tormenta se obtuvo de la base de datos SURGEDAT (The World's Storm Surge Data Center de la Universidad Estatal de Luisiana). SURGEDAT tiene datos de todo el mundo desde 1880 para más de 700 huracanes y tormentas (Needham y Keim, 2012). 2.4 INDICADORES Y TASAS PARA MEDIR EL DAÑO CAUSADO POR HURACANES Existen varias formas de medir el cambio antes y después de un evento, ya que deben considerar varios factores para poder comparar los datos entre distintos sitios: 1. El cambio respecto al valor inicial. 2. La dirección del cambio, o sea si aumentó el valor o disminuyó. 3. El tiempo transcurrido entre las mediciones pre y post evento. Se analizaron las ventajas y desventajas de diferentes tasas para medir el cambio (Tabla 3) y se confirmó el uso de la tasa logarítmica y la tasa efectivas como la más apropiada para indicar los cambios en cobertura coralina y rugosidad. Tanto la tasa logarítmica como la tasa efectiva son ampliamente utilizadas para análisis de cambio en los arrecifes (Côté, et. al. 2005, Côté, et. al. 2006, Álvarez-Filip et. al. 2011, Paddack et. al. 2009, Suchley et. al. 2016, Gardner et. al. 2003, Gardner et. al. 2005 y Grahan & Nash 2013). NOMBRE FÓRMULA INTERPRETACIÓN ¿HACE REFERENCIA AL VALOR INICIAL? Cambio bruto o ∆V ∆V=Vf - V0 Cambio total No Tasa de cambio bruto o i i= (Vf - V0)/t Cambio total dividido por unidad de tiempo No Proporción de cambio o p p= (Vf - V0)/V0 Cambio porcentual con respecto a la muestra inicial Sí Tasa de cambio simple o i´ i´=(Vf - V0)/〖tV0 Cambio porcentual por unidad de tiempo Sí Tasa logarítmica o δ δ= Cambio total de los logaritmos por unidad de tiempo. Sí Tasa efectiva o i´´ i´´=eδ-1 La manera de interpretar δ como un cambio porcentual acumulativo similar a interés compuesto. Sí log(Vf )-log(V0) t Tabla 3. Diferentes tasas para medir el cambio. Donde V0 su valor inicial y Vf es el valor final (cobertura de coral o rugosidad) y t= es el tiempo transcurrido entre la medición de los valores Vf y V0. Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes 15 M ETO D O LO G ÍA 2.5 ANÁLISIS INFERENCIAL Se seleccionó la tasa logarítmica como indicador de los cambios en cobertura coralina y rugosidad. Luego se realizaron análisis exploratorios para identificar las características de los huracanes o arrecifes (denominadas variables en esta sección) que pudieran estar correlacionadas o desasociadas. Este análisis consistió en generar: a. Diagramas de caja y brazos, las cuales indican la mediana y los cuartiles de dispersión de los datos. b. Diagramas de dispersión, con regresiones locales (LOESS1), los cuales muestran el intervalo de confianza de la tendencia encontrada. El paso final fue realizar análisis inferencial de las variables o combinaciones de variables identificadas en el análisis exploratorio. Los análisis inferenciales sirven determinar cuáles variables tienen significancia estadística con las tasas de cambio de cobertura de coral y rugosidad. La relación de las variables con el daño en la cobertura de coral vivo se realizado mediante un modelo lineal mixto. La pérdida de cobertura de coral es un fenómeno multicausal y el modelo lineal mixto permite incluir factores fijos y aleatorios, así como involucrar diferentes espacios y tiempos (Dicovskiy-Riobóo y Pedroza-Pacheco, 2017). Solo se consideraron aquellas variables con menor cantidad de datos faltantes para no reducir el tamaño de muestra en el análisis. La relación de las variables con el daño en la rugosidad fue analizada mediante el modelo de regresión lineal múltiple. Se eliminaron datos atípicos para que los datos se ajustaran razonablemente al modelo, también se realizó una selección de variablescon la ayuda del criterio AIC (criterio de información de Akaike, medida de la calidad relativa de un modelo estadístico), ya que es el mejor criterio para un modelo inferencial cuando la muestra es pequeña y existen factores aleatorios (Graft Acquah, 2010). Los modelos inferenciales calculan el valor “P” de cada característica, el cual indica la robustez de la correlación. Cuando el P-valor de la característica es inferior a 0.05 indica que la característica tiene correlación significativa estadísticamente. Las características o variables con significancia estadística son aquellas que podemos utilizar con certeza independiente a la muestra de datos analizadas. En otras palabras, podemos seleccionar un sitio no incluido en la muestra y estimar el daño que causaría un huracán con base en las variables con significancia estadística. 1 LOESS: locally estimated scatterplot smoothing M ET O D O LO G ÍA Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes16 RESULTADOS Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes 3 Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes 17 RESU LTA D O S 3.1 DAÑOS A LOS ARRECIFES CAUSADOS POR HURACANES EN EL CARIBE Los datos de 245 sitios con información de cobertura de coral durante el período de 1973 a 2017 muestran que los huracanes causaron daños severos a los arrecifes, los cuales perdieron hasta un 20% de la cobertura de coral vivo real 2 después del impacto de un huracán. El resultado más evidente del estudio es que los sitios con mayor cobertura de coral vivo sufrieron tres veces más pérdidas reales que los sitios con menor cobertura (ver sección 3.1.1). Los sitios con cobertura en “buena” y “muy buena” condición perdieron un promedio de 20% y 13% de cobertura respectivamente. Los sitios en condición “crítica” y “mala” perdieron un promedio de 3% y 5 % de cobertura de coral vivo. Esta diferencia es debido a que los sitios con menor cobertura tienen menos corales que pueden ser destruidos. Otro factor determinante de la severidad de la pérdida de cobertura coralina es la velocidad de viento al impacto pues a mayor velocidad mayor pérdida en todas las categorías de condición del arrecife (ver sección 3.1.2). Los datos en 37 sitios durante el periodo de 1978 a 2007 indican que la rugosidad puede llegar a disminuir hasta 20% después del paso de un huracán cuando la rugosidad es mayor a 3. Sitios con dicho valor son considerados altamente complejos (ver sección 3.2.11). El análisis también indicó que los sitios en el arrecife posterior pierden más rugosidad que los situados en el arrecife frontal (ver sección 3.2.13). En la sección 3.2 se presentan los resultados exploratorios relacionando las características de los huracanes con la cobertura de coral vivo y la rugosidad. En la sección 3.3. se presenta un modelo explicativo lineal mixto que integra el efecto en conjunto de las características del huracán con los cambios en la pérdida de coral y rugosidad, con el fin de identificar las características que son estadísticamente significativas (con mayor probabilidad de ser determinantes). 3.1.1 Cambio en cobertura de coral vivo por condición inicial La cobertura de coral inicial es la cantidad de corales que se encuentran sobre el arrecife antes del paso de un huracán, esta variable en el modelo explicativo lineal múltiple resultó estadísticamente significativa a la relación con la pérdida de coral después del paso de un huracán. El cambio de la cobertura de coral vivo por condición inicial se analizó con las siguientes tasas: cambio bruto, cambio relativo, tasa logarítmica anual y en tasa de cambio efectiva. 2 Esto significa que el arrecife perdió un 20% de cobertura de coral real, considerando como 100% el área que tiene el sitio, no únicamente la zona con corales ni con corales vivos. RE SU LT A D O S Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes18 PORCENTAJE DE CAMBIO Condición inicial -100 0 20 -40 40 80 120 -60 -80 -20 100 60 Porcentaje Cambio de CCV por condición inicial % d e ca m bi o de C C V Crítico Malo Regular Bien Muy bien Figura 15. Porcentaje de cambio de cobertura de coral vivo por condición inicial. Figura 14. Cambio bruto de cobertura de coral vivo por condición inicial. Cambio bruto de CCV por condición inicial Condición inicial -40 -20 -10 -30 0 10 20 30 Crítico Malo Regular Bien Muy bien C am bi o br ut o de C V V CAMBIO BRUTO Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes 19 RESU LTA D O S Tasa logarítmica anual de cambio CVV por condición inicial Condición inicial -1.5 0.5 1.5 -0.5 -1 1 0 Ta sa lo ga rít m ic a an ua l d e ca m bi o de C VV Crítico Malo Regular Bien Muy bien Figura 16. Tasa logarítmica anual de cambio de cobertura de coral vivo por condición inicial. TASA LOGARÍTMICA ANUAL Figura 17. Tasa efectiva anual de cambio de cobertura de coral vivo por condición inicial. TASA EFECTIVA ANUAL Tasa efectiva anual de cambio de CCV por condición inicial Condición inicial -150 -100 -50 0 100 200 Crítico Malo Regular Bien Muy bien 150 50 Ta sa e fe ct iv a an ua l d e ca m bi o de C VV (% ) RE SU LT A D O S Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes20 3.1.2 Cambio en la cobertura de coral vivo por velocidad de viento al impacto segregado por cobertura inicial La pérdida de cobertura aumenta de acuerdo con el aumento en la velocidad de viento al impacto para todas las categorías de condición del arrecife. Como es de esperarse, la pérdida bruta mayor ocurre en los arrecifes con mejor cobertura. C am bi o br ut o de C C V Velocidad del viento al impacto (kt) -40 -30 -20 -10 10 30 20 0 Crítico [0%, 5%] Menos de 34 kt Entre 34 kt y 50 kt Entre 50 kt y 64 kt Mayor a 64 kt Figura 18. Cambio bruto de cobertura de coral vivo por viento al impacto en arrecifes en estado crítico. Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes20 Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes 21 RESU LTA D O S C am bi o br ut o de C C V Velocidad del viento al impacto (kt) -40 -30 -20 -10 10 30 20 0 Malo [5%, 10%] Menos de 34 kt Entre 34 kt y 50 kt Entre 50 kt y 64 kt Mayor a 64 kt Figura 19. Cambio bruto de cobertura de coral vivo por viento al impacto en arrecifes en estado malo. C am bi o br ut o de C C V Velocidad del viento al impacto (kt) -40 -30 -20 -10 10 30 Menos de 34 kt Entre 34 kt y 50 kt Entre 50 kt y 64 kt Mayor a 64 kt 20 0 Regular [10%, 20%] Figura 20. Cambio bruto de cobertura de coral vivo por viento al impacto en arrecifes en estado regular. RE SU LT A D O S Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes22 C am bi o br ut o de C C V Velocidad del viento al impacto (kt) -40 -30 -20 -10 10 30 20 0 Bien [20%, 40%] Menos de 34 kt Entre 34 kt y 50 kt Entre 50 kt y 64 kt Mayor a 64 kt Figura 21. Cambio bruto de cobertura de coral vivo por viento al impacto en arrecifes en estado bueno. Ta sa e fe ct iv a an ua l d e ca m bi o de C V V ( % ) Velocidad del viento al impacto (kt) -100 -50 50 150 100 0 Muy bien [40%, 100%]Menos de 34 kt Entre 34 kt y 50 kt Entre 50 kt y 64 kt Mayor a 64 kt Figura 22. Cambio bruto de cobertura de coral vivo por viento al impacto en arrecifes en estado bueno. Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes 23 RESU LTA D O S 3.2 ANÁLISIS EXPLORATORIO DE LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS HURACANES Y LOS ARRECIFES Luego de determinar la severidad del daño causado por los huracanes a los arrecifes, procedimos a explorar la relación entre esos daños y las características del huracán y las características del arrecife. Esta exploración utiliza modelos lineales cuyas graficas muestran el cambio en cobertura de coral vivo o rugosidad en el eje Y, y las características del arrecife o del huracán, o una combinación de ambos, en el eje X. El análisis exploratorio utiliza los datos de todos los sitios dado que se la inclusión de datos con más de 3 años no influye en las tendencias y amplia el tamaño de la muestra (ver Anexo 1). CARACTERÍSTICAS DEL ARRECIFE ANALIZADAS. 1. Cobertura de coral vivo previo al impacto o condición inicial del sitio. 2. Exposición del sitio. 3. Tipo de arrecife. 4. Zona arrecifal. 5. Profundidad media del sitio. 6. Distancia libre frente al sitio o fetch medio. CARACTERÍSTICAS DEL HURACÁN EN RELACIÓN CON EL SITIO ANALIZADAS. 7. Viento máximo sostenido. 8. Viento sobre el sitio o viento al impacto. 9. Duración del huracán o número de snapshots. 10. Distancia mínima entre el ojo del huracán y el sitio. Como se explica en la metodología, se utilizaron indicadores de cobertura de coral y diferentes tasas para mostrar el cambio en la cobertura de coral: cambio bruto, proporción de cambio respecto a la condición inicial, tasa logarítmica y tasa efectiva (Tabla 3.) por lo que se presenta una gráfica para cada indicador. Para el caso de rugosidad sé utilizó solo la tasa efectiva para mostrar el cambio de la rugosidad, por lo que se presenta una gráfica para cada indicador contra la tasa efectiva. 3.2.1 Cambio en la cobertura de coral vivo por condición inicial del sitio segregado por viento al impacto El análisis muestra que los corales en sitios con buenas condiciones experimentan daños más severos que aquellos sitios degradados. Los arrecifes degradados siempre van a perder menos que los arrecifes en buenas condiciones. Esta diferencia es más evidente con velocidades menores de viento a 34 nudos, bajos los cuales los arrecifes degradados experimentan muy poco daño (-3%) mientras que en buenas condiciones pierden hasta 34%. RE SU LT A D O S Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes24 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 C am bi o br ut o de C C V Menos de 34 kt Crítico Malo Regular Bien Muy bien -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 C am bi o br ut o de C C V Crítico Malo Regular Bien Muy bien -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 C am bi o br ut o de C C V Crítico Malo Regular Bien Muy bien -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 C am bi o br ut o de C C V Crítico Malo Regular Bien Muy bien Entre 34-50 kt Entre 50-64 kt Mayor de 64 kt Cambio bruto de CCV por viento al impacto y condición inicial Condición inicial Condición inicial Condición inicial Condición inicial Figura 23. Cambio bruto de cobertura de coral vivo por condición inicial y viento al impacto. CAMBIO BRUTO Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes 25 RESU LTA D O S -100 -80 -60 -40 -20 0 60 100 % d e ca m bi o de C C V Menos de 34 kt Crítico Malo Regular Bien Muy bien % d e ca m bi o de C C V Crítico Malo Regular Bien Muy bien % d e ca m bi o de C C V Crítico Malo Regular Bien Muy bien % d e ca m bi o de C C V Crítico Malo Regular Bien Muy bien Entre 34-50 kt Entre 50-64 kt Mayor de 64 kt Porcentaje de cambio de CCV por viento al impacto y condición inicial 20 40 80 -100 -80 -60 -40 -20 0 60 100 20 40 80 -100 -80 -60 -40 -20 0 60 100 20 40 80 -100 -80 -60 -40 -20 0 60 100 20 40 80 Condición inicial Condición inicial Condición inicial Condición inicial Figura 24. Porcentaje de cambio de cobertura de coral vivo por condición inicial y viento al impacto. PORCENTAJE DE CAMBIO El análisis muestra que los sitios degradados han experimentado daños muy severos (hasta 74%) con velocidad de viento al impacto mayores a 64 nudos, perdiendo casi toda la poca cobertura que tenían previo al impacto. Pero en promedio los sitios en buena condición pierden significativamente más que los demás, ya que pierden el doble (37%) que los sitios en condición crítica (20%), diez veces más que condición mala (2%) y más que en condición regular (28%). No se obtuvieron datos de sitios en muy buena condición afectados por viento al impacto mayor a 64 nudos. RE SU LT A D O S Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes26 Ta sa lo ga rí tm ic a an ua l d e ca m bi o de C V V Menos de 34 kt Crítico Malo Regular Bien Muy bien -4.0 -3.5 -3.0 -2.5 -2.0 -1.5 -1.0 1.0 Ta sa lo ga rí tm ic a an ua l d e ca m bi o de C V V Crítico Malo Regular Bien Muy bien Ta sa lo ga rí tm ic a an ua l d e ca m bi o de C V V Crítico Malo Regular Bien Muy bien Entre 50-64 kt Mayor de 64 kt Tasa logarítmica de cambio de CCV por viento al impacto y condición inicial Ta sa lo ga rí tm ic a an ua l d e ca m bi o de C V V Crítico Malo Regular Bien Muy bien Entre 34-50 kt -0.5 0 0.5 -4.0 -3.5 -3.0 -2.5 -2.0 -1.5 -1.0 1.0 -0.5 0 0.5 -4.0 -3.5 -3.0 -2.5 -2.0 -1.5 -1.0 1.0 -0.5 0 0.5 -4.0 -3.5 -3.0 -2.5 -2.0 -1.5 -1.0 1.0 -0.5 0.5 0 Condición inicial Condición inicial Condición inicial Condición inicial Figura 25. Tasa logarítmica anual de cambio de cobertura de coral vivo por condición inicial y viento al impacto. TASA LOGARÍTMICA ANUAL Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes 27 RESU LTA D O S Ta sa e fe ct iv a an ua l d e ca m bi o de C V V ( % ) Menos de 34 kt Crítico Malo Regular Bien Muy bien Ta sa e fe ct iv a an ua l d e ca m bi o de C V V ( % ) Crítico Malo Regular Bien Muy bien Ta sa e fe ct iv a an ua l d e ca m bi o de C V V ( % ) Crítico Malo Regular Bien Muy bien Entre 50-64 kt Mayor de 64 kt Tasa efectiva de cambio de CCV por viento al impacto y condición inicial Ta sa e fe ct iv a an ua l d e ca m bi o de C V V ( % ) Crítico Malo Regular Bien Muy bien Entre 34-50 kt -100 -50 0 50 150 100 -100 -50 0 50 150 100 -100 -50 0 50 150 100 -100 -50 0 50 150 100 Condición inicial Condición inicial Condición inicial Condición inicial Figura 26. Tasa efectiva anual de cambio de cobertura de coral vivo por condición inicial y viento al impacto. TASA EFECTIVA ANUAL RE SU LT A D O S Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes28 PORCENTAJE DE CAMBIO 3.2.2 Cambio en la cobertura de coral vivo por velocidad del viento al impacto Al agrupar todos los sitios sin diferenciar la condición inicial, la velocidad de viento al impacto no determina significativamente la magnitud del daño causado. El promedio es 0% y el valor máximo es -13% para vientos menores a 34 nudos; el promedio aumenta a.-4% con vientos mayores a 64 nudos, y el valor máximo a -14%, datos que no muestran una tendencia significativa. CAMBIO BRUTO Figura 27. Cambio bruto de cobertura de coral vivo porvelocidad de viento al impacto. Cambio bruto de CCV por velocidad de viento al impacto Velocidad del viento al impacto (kt) -40 -20 -10 -30 0 10 20 30 Menos de 34 kt Entre 34-50 kt Entre 50-64 kt Mayor a 64 kt C am bi o br ut o de C C V Figura 28. Porcentaje de cambio de cobertura de coral vivo por velocidad de viento al impacto. Porcentaje de cambio de CCV por velocidad de viento al impacto Velocidad de viento al impacto (kt) -100 -60 -40 -80 40 60 100 Menos de 34 kt Entre 34-50 kt Entre 50-64 kt Mayor a 64 kt % d e ca m bi o de C C V 0 20 -20 80 Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes 29 RESU LTA D O S El promedio de porcentaje de cambio sí aumenta significativamente según la velocidad del viento, pasando de -2% con viento menores a 34 nudos a -27% con viento mayores a 64 nudos. Sin embargo, la pérdida proporcional máxima es similar, con -81% para vientos menores y -74% para vientos mayores. TASA LOGARÍTMICA ANUAL Figura 29. Tasa logarítmica anual de cambio de cobertura de coral vivo por velocidad de viento al impacto. Tasa logarítmica anual de cambio de CCV por velocidad de viento al impacto Velocidad del viento al impacto (kt) -4.0 -3.0 -2.5 -3.5 -2.0 -1.5 -1.0 1.5 Menos de 34 kt Entre 34-50 kt Entre 50-64 kt Mayor a 64 kt Ta sa lo ga rít m ic a an ua l d e ca m bi o de C V V -0.5 0.5 1.0 0 TASA EFECTIVA ANUAL Figura 30. Tasa efectiva anual de cambio de cobertura de coral vivo por velocidad de viento al impacto. Tasa efectiva anual de cambio de CCV por velocidad de viento al impacto Velocidad del viento al impacto (kt) -150 -100 -50 0 150 Menos de 34 kt Entre 34-50 kt Entre 50-64 kt Mayor a 64 kt Ta sa e fe ct iv a an ua l d e ca m bi o de C C V ( % ) 50 100 Las tasas logarítmicas y efectivas expresan un daño más significativo con vientos mayores de 64 nudos. RE SU LT A D O S Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes30 3.2.3 Cambio en la cobertura de coral vivo por exposición del sitio Los sitios fueron clasificados de acuerdo con su posición respecto al viento dominante. Aquellos sitios localizados en puntos orientados en ambas direcciones se clasificaron como intermedios. El cambio promedio no varía significativamente (0% en barlovento e intermedio, comparado con -2% en sotavento). Sin embargo, el impacto máximo si aumenta en sotavento (-16%) comparado con barlovento (-5%) e intermedio (-7%). CAMBIO BRUTO Figura 31. Cambio bruto de cobertura de coral vivo por exposición al sitio. Cambio bruto de CCV por exposición del sitio Exposicion -40 -20 -10 -30 0 10 20 30 Barlovento Intermedio Sotavento C am bi o br ut o de C C V -30 -50 Figura 32. Porcentaje de cambio de cobertura de coral vivo por exposición al sitio. Porcentaje de cambio de CCV por exposición del sitio Exposicion -100 -40 -20 -80 0 20 40 60 Barlovento Intermedio Sotavento % d e ca m bi o de C C V -60 80 100 120 PORCENTAJE DE CAMBIO Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes 31 RESU LTA D O S TASA LOGARÍTMICA ANUAL Figura 33. Tasa logarítmica anual de cambio de cobertura de coral vivo por exposición al sitio. Tasa logarítmica anual de cambio de CCV por exposición del sitio Exposicion -4.0 -2.5 -2.0 -3.5 -1.5 -1.0 -0.5 0 Barlovento Intermedio Sotavento Ta sa lo ga rít m ic a an ua l d e ca m bi o de C V V -3.0 0.5 1.0 1.5 TASA EFECTIVA ANUAL Figura 34. Tasa efectiva anual de cambio de cobertura de coral vivo por exposición al sitio. Tasa efectiva anual de cambio de CCV por exposición del sitio Exposicion -150 0 50 -100 100 150 200 Barlovento Intermedio Sotavento Ta sa e fe ct iv a an ua l d e ca m bi o de C V V ( % ) -50 RE SU LT A D O S Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes32 3.2.4 Cambio en la cobertura de coral vivo por duración del impacto del huracán (número de snapshots) El análisis nos muestra que no hay cambios significativos en la cobertura de coral relacionados a la duración del huracán en el sitio. Se podría interpretar que el daño es causado en las primeras horas del impacto del huracán, ya que el daño no aumenta en los sitios impactados por más de 54 horas (9 snapshots 3). CAMBIO BRUTO PORCENTAJE DE CAMBIO 3 La NOAA registra un snapshot cada 6 horas. Cambio bruto de CCV por número de snapshots Número de snapshots -40 -20 -10 -30 0 10 20 30 C am bi o br ut o de C C V -30 -50 ' % $ + , 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Figura 35. Cambio bruto cobertura de coral vivo por número de snapshots. NOAA reporta un snapshot cada 6 horas. Porcentaje de cambio de CCV por número de snapshots Número de snapshots -100 0 50 100 150 % d e ca m bi o de C C V -50 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Figura 36. Porcentaje de cambio de cobertura de coral vivo por número de snapshots. La NOAA reporta un snapshot cada 6 horas. Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes 33 RESU LTA D O S TASA LOGARÍTMICA ANUAL TASA EFECTIVA ANUAL Tasa logarítmica anual de cambio de CCV por número de snapshots Número de snapshots -4 -2 -1 0 1 Ta sa lo ga rít m ic a an ua l d e ca m bi o de C C V -3 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Figura 37. Tasa logarítmica anual de cobertura de coral vivo por número de snapshots. La NOAA reporta un snapshot cada 6 horas. Tasa efectiva anual de cambio de CCV por número de snapshots Número de snapshots -150 -50 0 100 150 Ta sa e fe ct iv a an ua l d e ca m bi o de C C V ( % ) -100 200 50 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Figura 38. Tasa efectiva anual de cobertura de coral vivo por número de snapshots. La NOAA reporta un snapshot cada 6 horas. RE SU LT A D O S Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes34 3.2.5 Cambio en la cobertura de coral vivo por fetch medio del sitio El fetch o el grado de protección al oleaje es la distancia que puede soplar el viento en el agua sin que exista interrupción y formar las olas, para este análisis la dirección del viento utilizada fue: norte, noreste, este, sureste, sur, suroeste y oeste. El análisis no muestra una relación entre la distancia de fetch del sitio y el daño causado por los huracanes, lo que significa que la distancia para formar olas no afecta el daño que causa el huracán. CAMBIO BRUTO PORCENTAJE CAMBIO Cambio bruto de CCV por fetch medio Fetch medio (m) -50 -30 -20 -10 0 C am bi o br ut o de C C V -40 10 20 30 500,000 1,000,000 1,500,000 2,000,000 2,500,000 3,000,000 Figura 39. Cambio bruto de cobertura de coral vivo por fetch medio. Porcentaje de cambiode CCV por fetch medio Fetch medio (m) -100 0 50 % d e ca m bi o de C C V -50 100 150 500,000 1,000,000 1,500,000 2,000,000 2,500,000 3,000,000 Figura 40. Porcentaje de cambio de cobertura de coral vivo por fetch medio. Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes 35 RESU LTA D O S TASA LOGARÍTMICA ANUAL TASA EFECTIVA ANUAL Tasa logarítmica anual de cambio de CCV por fetch medio Fetch medio (m) -4 -2 -1 0 Ta sa lo ga rít m ic a an ua l d e ca m bi o de C C V -3 1 2 500,000 1,000,000 1,500,000 2,000,000 2,500,000 3,000,000 Figura 41. Tasa logarítmica anual de cobertura de coral vivo por fetch medio. Tasa efectivaanual de cambio de CCV por fetch medio Fetch medio (m) -150 -50 0 50 Ta sa e fe ct iv a an ua l d e ca m bi o de C C V -100 150 200 100 500,000 1,000,000 1,500,000 2,000,000 2,500,000 3,000,000 Figura 42. Tasa efectiva anual de cobertura de coral vivo por fetch medio. RE SU LT A D O S Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes36 3.2.6 Cambio en la cobertura de coral vivo por viento máximo sostenido medio El análisis no muestra una relación entre la velocidad máxima de viento sostenido y el daño causado al arrecife. CAMBIO BRUTO Cambio bruto de CCV por viento máximo sostenido medio viento máximo sostenido medio (kt) -50 -30 -20 -10 0 C am bi o br ut o de C C V -40 10 20 30 20 40 60 80 100 120 140 Figura 43. Cambio bruto de cobertura de coral vivo por viento máximo sostenido medio. PORCENTAJE DE CAMBIO Porcentaje de cambio de CCV por viento máximo sostenido medio -100 0 50 % d e ca m bi o de C C V -50 100 150 Viento máximo sostenido medio (kt) 20 40 60 80 100 120 140 Figura 44. Porcentaje de cambio de cobertura de coral vivo por viento máximo sostenido medio. Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes 37 RESU LTA D O S TASA LOGARÍTMICA ANUAL Tasa logarítmica anual de cambio de cobertura de coral vivo por viento máximo sostenido medio -4 -2 -1 Ta sa lo ga rít m ic a an ua l d e ca m bi o de C C V -3 0 1 Viento máximo sostenido medio 2 20 40 60 80 100 120 140 Figura 45. Tasa logarítmica anual de cobertura de coral vivo por viento máximo sostenido medio. TASA EFECTIVA ANUAL Tasa efectiva anual de cambio de cobertura de coral vivo por viento máximo sostenido medio -150 -50 0 Ta sa e fe ct iv a an ua l d e ca m bi o de C C V ( % ) -100 50 100 Viento máximo sostenido medio 200 150 20 40 60 80 100 120 140 Figura 46. Tasa efectiva anual de cobertura de coral vivo por viento máximo sostenido medio. RE SU LT A D O S Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes38 3.2.7 Cambio en la cobertura de coral vivo por distancia mínima del sitio al huracán El análisis no muestra una relación entre la distancia entre el sitio y el ojo del huracán, ni el daño causado al arrecife. CAMBIO BRUTO Cambio bruto de CCV por distancia mínima del sitio C am bi o br ut o de C C V Distancia mínima (m) -50 -30 -20 -10 0 -40 10 20 30 20000 40000 60000 80000 100000 1200000 Figura 47. Cambio bruto de cobertura de coral vivo por distancia mínima del sitio. PORCENTAJE DE CAMBIO Porcentaje de cambio de CCV por distancia mínima del sitio -50 0 % d e ca m bi o de C C V -100 50 100 Distancia mínima (m) 150 20000 40000 60000 80000 100000 1200000 Figura 48. Porcentaje de cambio de cobertura de coral vivo por distancia mínima del sitio. Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes 39 RESU LTA D O S TASA LOGARÍTMICA ANUAL Tasa logarítmica anual de cambio de CCV por distancia mínima del sitio -4 -3 -2 Ta sa lo ga rít m ic a an ua l d e ca m bi o de C V V -1 0 Distancia mínima (m) 1 2 20000 40000 60000 80000 100000 1200000 Figura 49. Tasa logarítmica anual de cobertura de coral vivo por distancia mínima del sitio TASA EFECTIVA ANUAL Tasa efectiva anual de cambio de CCV por distancia mínima del sitio -150 -100 -50 Ta sa e fe ct iv a an ua l d e ca m bi o de C V V ( % ) 0 50 Distancia mínima (m) 150 100 200 20000 40000 60000 80000 100000 1200000 Figura 50. Tasa efectiva anual de cobertura de coral vivo por distancia mínima del sitio. RE SU LT A D O S Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes40 3.2.8 Cambio en la cobertura de coral vivo por tipo de arrecife El análisis muestra que los atolones experimentan mayores daños que los otros tipos de arrecife. CAMBIO BRUTO Tipo de arrecife -50 -20 -10 -30 10 20 30 Atolón Banco Barrera Costero Parche -40 Cambio bruto de CCV por Tipo de arrecife C am bi o br ut o de C C V 0 Figura 51. Cambio bruto de cobertura de coral vivo por tipo de arrecife. Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes40 Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes 41 RESU LTA D O S PORCENTAJE DE CAMBIO Tipo de arrecife -100 -40 -20 -60 40 80 120 Atolón Banco Barrera Costero Parche -80 Porcentaje de cambio de CCV por Tipo de arrecife % d e ca m bi o de C C V 0 100 60 20 Figura 52. Porcentaje de cambio de cobertura de coral vivo por tipo de arrecife. TASA LOGARÍTMICA ANUAL Tipo de arrecife -4 -2.5 -2 -3 -0.5 0.50 1.5 Atolón Banco Barrera Costero Parche -3.5 Tasa logarítmica de cambio de CCV por Tipo de arrecife Ta sa lo ga rí tm ic a an ua l de c am bi o am bi o de C C V -1.5 1 0 -1 Figura 53. Tasa logarítmica anual de cobertura de coral vivo por tipo de arrecife. RE SU LT A D O S Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes42 TASA EFECTIVA ANUAL Tipo de arrecife -150 0 50 -50 200 Atolón Banco Barrera Costero Parche -100 Tasa efectiva de cambio de CCV por Tipo de arrecife Ta sa lo ga rí tm ic a an ua l de c am bi o am bi o de C C V 100 150 Figura 54. Tasa efectiva anual de cobertura de coral vivo por tipo de arrecife. Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes 43 RESU LTA D O S 3.2.9 Cambio en la cobertura de coral vivo por zona arrecifal El análisis no muestra una relación entre la zona arrecifal y el daño causado al arrecife. CAMBIO BRUTO Zona arrecifal -50 -20 0 -30 30 Cresta Frontal Laguna Posterior -40 Cambio bruto de CCV por zona arrecifal C am bi o br ut o de C V V 10 20 -10 Figura 55. Cambio bruto de cobertura de coral vivo por zona del arrecife. PORCENTAJE DE CAMBIO Zona arrecifal Cresta Frontal Laguna Posterior Porcentaje de cambio de CCV por zona arrecifal -100 -40 -20 -60 40 80 120 -80 % d e ca m bi o de C C V 0 100 60 20 Figura 56. Porcentaje de cambio de cobertura de coral vivo por zona del arrecife. RE SU LT A D O S Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes44 TASA LOGARÍTMICA ANUAL Zona arrecifal Cresta Frontal Laguna Posterior Tasa logarítmica de cambio de CCV por zona arrecifal Ta sa lo ga rí tm ic a an ua l d e ca m bi o de C C V -4 -2.5 -2 -3 -0.5 0.5 1.5 -3.5 -1.5 1 0 -1 Figura 57. Tasa logarítmica anual de cobertura de coral vivo por zona del arrecife. TASA EFECTIVA ANUAL Zona arrecifal Cresta Frontal Laguna Posterior Tasa efectiva de cambio de CCV por zona arrecifal Ta sa e fe ct iv a an ua l d e ca m bi o de C V V ( % ) -150 0 50 -50 200 -100 100 150 Figura 58. Tasa efectiva anual de cobertura de coral vivo por zona del arrecife. Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes 45 RESU LTA D O S 3.2.10 Cambio en la cobertura de coral vivo por profundidad media del sitio El análisis muestra que a mayor profundidad se ha registradomayores daños a los arrecifes, aunque la diferencia no es significativa. El promedio del daño cambia de 0% en arrecifes con profundidades menores a 10 metros, a 5% de pérdida con profundidades mayores a 31 metros. CAMBIO BRUTO Figura 59. Cambio bruto de cobertura de coral vivo por profundidad media. Profundidad media (m) -50 -20 -10 -40 0 10 20 30 C am bi o br ut o de C C V -30 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Cambio bruto de CCV por profundidad media PORCENTAJE DE CAMBIO Figura 60. Porcentaje de cambio de cobertura de coral vivo por profundidad media. Profundidad media (m) % d e ca m bi o de c ob er tu ra d e co ra l v iv o -100 0 50 100 150 -50 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Porcentaje de cambio de CCV por profundidad media RE SU LT A D O S Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes46 TASA LOGARÍTMICA ANUAL Figura 61. Tasa logarítmica anual de cobertura de coral vivo por profundidad media. Profundidad media (m) Ta sa lo ga rít m ic a an ua l d e ca m bi o de C V V -4 -2 -1 1 1 -3 0 -1 -3 -2 -4 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Tasa logarítmica anual de cambio de CCV por profundidad media TASA EFECTIVA ANUAL Figura 62. Tasa efectiva anual de cobertura de coral vivo por profundidad media. Profundidad media (m) Ta sa e fe ct iv a a nu al d e ca m bi o de C V V -4 -2 -1 1 1 -3 0 -1 -3 -2 -4 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Tasa efectiva anual de cambio de CCV por profundidad media Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes 47 RESU LTA D O S 3.2.11 Cambio en la rugosidad arrecifal por rugosidad inicial segregado por viento sostenido máximo medio El análisis de daños producidos por huracanes en rugosidad del arrecife utilizó datos de 37 sitios debido a la poca disponibilidad de datos. Esto contrasta con el análisis de daños a la cobertura de coral que utilizo datos de 245 sitios. Por lo tanto, la información que se presenta nos describe los daños, pero no nos permite realizar proyecciones estadísticas. El análisis de modelo explicativo lineal múltiple indica que los huracanes causan mayor daño cuando mayor es la rugosidad previa al impacto, ya que es la variable con mayor diferencia estadísticamente significativas. El análisis también indica que hay una amplia variabilidad en los daños (ver Figura 63), donde la zona gris indica la dispersión de datos, y la línea azul indica el promedio del daño. TASA EFECTIVA ANUAL Figura 63. Tasa efectiva anual de cambio de rugosidad por rugosidad inicial. 3 Tasa efectiva anual de cambio en rugosidad (%) vs rugosidad inicial Ta sa e fe ct iv a an ua l d e ca m bi o en ru go si da d (% ) Rugosidad inicial -40 -20 0 1 2 RE SU LT A D O S Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes48 Figura 64. Tasa efectiva anual de cambio de rugosidad por tipo de arrecife. Ta sa e fe ct iv a an ua l c am bi o ru go si da d (% ) Tasa efectiva anual cambio rugosidad (%) vs tipo arrecife -40 -20 0 Barrera Costero Tipo de arrecife 3.2.12 Cambio en la rugosidad arrecifal por tipo de arrecife TASA EFECTIVA ANUAL 3.2.13 Cambio en la rugosidad arrecifal por zona del arrecife TASA EFECTIVA ANUAL Figura 65. Tasa efectiva anual de cambio de rugosidad por zona del arrecife. Ta sa e fe ct iv a an ua l c am bi o ru go si da d (% ) Tasa efectiva anual cambio rugosidad (%) vs zona arrecifal -40 -20 0 Cresta Frontal Posterior Zona arrecifal Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes 49 RESU LTA D O S 3.2.14 Cambio en la rugosidad arrecifal por profundidad media TASA EFECTIVA ANUAL Figura 66. Tasa efectiva anual de cambio de rugosidad por profundidad media. 10 Tasa efectiva anual de cambio de rugosidad (%) vs profundidad media del arrecife (m) Ta sa e fe ct iv a an ua l d e ca m bi o de ru go si da d (% ) Profundidad media del arrecife (m) -30 0 30 25 5 7.5 12.5 3.2.15 Cambio en la rugosidad arrecifal por rugosidad inicial segregado por exposición El análisis indica que los sitios expuestos a Barlovento sufrieron más daño que los sitios en Sotavento. También indica los sitios en Barlovento y con mayor índice de rugosidad experimentan más daño. RE SU LT A D O S Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes50 2 Sotavento Barlovento Tasa efectiva anual de cambio de rugosidad (%) vs rugosidad inicial perfilada por exposición al viento. Ta sa e fe ct iv a an ua l d e ca m bi o de ru go si da d (% ) Rugosidad inicial (%) 25 0 25 1.5 2.0 32.5 -50 1 Figura 67. Tasa efectiva anual de cambio de rugosidad por rugosidad inicial segregado por exposición del sitio. 3.2.16 Cambio en la rugosidad arrecifal por fetch medio TASA EFECTIVA ANUAL 1000 Tasa efectiva anual de cambio de rugosidad (%) vs fetch este/sureste/sur medio (km) Ta sa e fe ct iv a an ua l c am bi o de ru go si da d (% ) Fetch medio (km) -40 1500 -20 0 500 2000 Figura 68. Tasa efectiva anual de cambio de rugosidad por fetch medio. TASA EFECTIVA ANUAL Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes 51 RESU LTA D O S 3.2.17 Cambio en la rugosidad arrecifal por presión central TASA EFECTIVA ANUAL 980 Tasa efectiva anual de cambio de rugosidad (%) vs presión central media (mb) Ta sa e fe ct iv a an ua l c am bi o ru go si da d (% ) Presión central medio (mb) -30 0 30 920 940 960 1000 Figura 69. Tasa efectiva anual de cambio de rugosidad por rugosidad por presión central media (mb). 3.2.18 Cambio en la rugosidad arrecifal por número de snapshots TASA EFECTIVA ANUAL 2.5 Tasa efectiva anual de cambio de rugosidad (%) vs número de snapshots al impacto. Ta sa e fe ct iv a an ua l c am bi o ru go si da d (% ) Número de snapshots al impacto -30 0 30 1.0 1.5 2.0 3.0 Figura 70. Tasa efectiva anual de cambio de rugosidad por número de snapshots. RE SU LT A D O S Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes52 3.2.19 Cambio en la rugosidad arrecifal por distancia mínima al sitio TASA EFECTIVA ANUAL Tasa efectiva anual de cambio de rugosidad (%) vs distancia mínimo del sitio (km) Ta sa e fe ct iv a an ua l c am bi o ru go si da d (% ) Distancia mínima al sito (km) -30 0 30 0 25 50 75 Figura 71. Tasa efectiva anual de cambio de rugosidad por distancia mínima al sitio (km). 3.2.20 Cambio en la rugosidad arrecifal por marea de tormenta TASA EFECTIVA ANUAL 3.5 Tasa efectiva anual de cambio de rugosidad (%) vs marejada media por imputación (m) Ta sa e fe ct iv a an ua l d e ca m bi o ru go si da d (% ) Marejada media por imputación (m) -30 0 30 1.5 2.5 4.5 5.5 Figura 72. Tasa efectiva anual de cambio de rugosidad por marejada media por imputación (m). Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes 53 RESU LTA D O S 2 Frontal 2.5 Posterior (n=39) Tasa logarítmica anual de cambio en rugosidad vs rugosidad media muestra inicial y zona arrecifal Ta sa lo ga rít im ic a de c am bi o en ru go si da d Rugosidad media muestra inicial -0.4 -0.2 0 1.5 Zona arrecifal 0.2 3.3 VARIABLES CON SIGNIFICANCIA ESTADÍSTICA Posterior a la cuantificación del daño causadopor huracanes a los arrecifes y a la exploración de las relaciones entre los daños y las características de huracanes y arrecifes, se procedió a determinar si existe correlación estadística por medio de un análisis inferencial. Además, para el análisis del modelo se utilizó la tasa efectiva de cambio, ya que es fácilmente interpretable como porcentaje de cambio acumulativo (%) y hace referencia al valor inicial (ver Tabla 4). Seleccionamos once variables con mayor relación aparente para facilitar la aplicación del modelo: 1. Tasa logarítmica diaria del cambio cobertura coral (Y) 2. Máxima velocidad viento impacto kt (categórica) 3. Porcentaje cobertura coral muestra inicial 4. La interacción entre la máxima velocidad viento impacto kt, y el porcentaje de cobertura de coral en la muestra inicial. 5. Numero snapshots al impacto 6. Presión central media mb Figura 73. Tasa logarítmica anual de cambio contra rugosidad media muestra inicial perfilada por zona arrecifal, en dónde el arrecife posterior tiene una mayor pérdida después del paso de un huracán. La zona arrecifal es una variable casi significativa. Se elaboró una gráfica de la tasa logarítmica anual de cambio contra rugosidad media muestra inicial segregada por zona arrecifal, en dónde, a pesar del traslape de los intervalos de confianza, el arrecife posterior es más afectado (ver Figura 73). RE SU LT A D O S Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes54 VARIABLE VALUE STD. ERROR DF T-VALUE P-VALUE Porcentaje cobertura coral muestra inicial -0.02 0.01 298.00 -3.90 0.0001 Máxima velocidad viento impacto kt cat.C: porcentaje cobertura coral muestra inicial -0.02 0.01 298.00 -2.67 0.008 Exposición Barlovento 0.17 0.07 298.00 2.59 0.0101 Máxima velocidad viento impacto kt cat.Q: porcentaje cobertura coral muestra inicial -0.02 0.01 298.00 -1.86 0.0642 Máxima velocidad viento impacto kt cat.L: porcentaje cobertura coral muestra inicial -0.02 0.01 298.00 -1.60 0.1116 Exposición Intermedio 0.21 0.15 298.00 1.43 0.1528 Numero snapshots impacto 0.03 0.02 298.00 1.23 0.2213 Exposición Intermedio: fetch medio km 0.00 0.00 298.00 -1.15 0.2526 Exposición Barlovento: fetch medio km 0.00 0.00 298.00 -1.02 0.3078 Fetch medio km 0.00 0.00 298.00 0.98 0.3257 Máxima velocidad viento impacto kt cat.L -0.26 0.26 298.00 -0.98 0.3261 Máxima velocidad viento impacto kt cat.Q -0.11 0.18 298.00 -0.62 0.5372 Máxima velocidad viento impacto kt cat.C -0.05 0.10 298.00 -0.51 0.6071 Presión central media mb 0.00 0.01 298.00 -0.43 0.6643 (Itntercep) 3.73 8.94 298.00 0.42 0.677 Viento sostenido máximo medio kt 0.00 0.01 298.00 -0.40 0.6865 Diferencia muestra final salida huracán días 0.00 0.00 298.00 -0.08 0.9343 Tabla 4. Modelo explicativo lineal mixto de cobertura de coral. Value=valor de x, std error=error estándar, df=grados de libertad, t-value=valor de t, p-value=valor de p para aceptar o rechazar la hipótesis nula. Existe correlación estadística si el valor p es menor a 0.05. 7. Viento sostenido máximo medio kt 8. Exposición 9. Fetch medio km 10. La interacción entre la exposición y el fetch medio km 11. La diferencia entre la muestra final y la salida del huracán (en días) El análisis inferencial nos indica las variables que más se correlacionan con la pérdida de cobertura de coral después del paso de un huracán (Tabla 4). Las variables con valor (p-valor) menor a 0.05 tienen significancia estadística y son: 1. Porcentaje cobertura coral muestra inicial. 2. Exposición a barlovento. 3. Máxima velocidad viento impacto con porcentaje de cobertura coral muestra inicial Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes 55 RESU LTA D O S Tabla 5. Modelo explicativo lineal múltiple. Itntercep= intercepto, estimate= estimación std error=error estándar, t-value=valor de t, Pr (>|T|) = valor para aceptar o rechazar la hipótesis nula. Existe correlación estadística si el valor es menor a 0.05 VARIABLE ESTIMATE STD. ERROR T VALUE PR(>|T|) Rugosidad media muestra inicial -0.094 0.029 -3.216 0.003 (Intercept) 0.144 0.053 2.715 0.011 Zona arrecifal posterior -0.038 0.023 -1.648 0.109 Sin embargo, después de la selección de variables con suficientes datos, sólo quedaron la rugosidad media en la muestra inicial y la zona arrecifal. La variable con significancia estadística es rugosidad inicial media (ver Tabla 5). Las variables incluidas para el modelo final de daños en la rugosidad fueron: 1. Viento sostenido máximo medio kt. 2. Rugosidad media muestra inicial 3. Diferencia muestra final salida huracán años 4. Exposición 5. La interacción entre la exposición y la rugosidad media en la muestra inicial 6. Zona arrecifal Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes 56 RESU LTA D O S CONCLUSIONES Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes 4 Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes 57 CO N CLU SIO N ES Los huracanes son fenómenos naturales que dependiendo de sus características pueden provocar daños a los arrecifes coralinos. Para el caso de la cuenca del Caribe se ha identificado que los huracanes han contribuido a la pérdida de cobertura de coral desde 1980 (Gardner et al., 2003). Estudios como los de Gardner en 2005 nos indica que arrecifes que han tenido impactos de huracanes tienen tasas de pérdida de coral más rápidas que aquellos que no han sido impactados. El análisis presentado indica que la velocidad del viento al impacto fue una de las variables más relacionadas con el daño que un huracán puede provocar a su paso por un arrecife. Otra de las variables relacionadas al daño fue la condición inicial del sitio, ya que los sitios con mayor cobertura de coral o mayor rugosidad tuvieron más daño que aquellos que tienen poca cobertura y poca rugosidad. Finalmente, la exposición del sitio también fue una variable significativa, en dónde sitios con menor exposición presentaron mayor afectación. Nuestro estudio aporta información nueva que puede ayudar a los manejadores de arrecifes a calcular el daño que puede provocar un huracán en un arrecife. Los arrecifes, que actúan como protectores de la costa a la acción de las tormentas y olas, actualmente se encuentran en constante amenaza y no solo los huracanes causan impacto en los arrecifes, amenazas cómo el cambio climático, la acidificación de los mares, enfermedades, entre otras se suman y son causa de su actual declive, por lo que conocer los daños que puede provocar un huracán a los arrecifes puede ayudar a estar preparados ante un posible impacto en sitios con alta cobertura de coral y rugosidades altas. ©JuanCarlosHuitron CO N CL U SI O N ES Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes58 REFERENCIAS Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes 5 Daños causados por huracanes a los arrecifes de coral en el Caribe y su correlación con las características de los huracanes y los arrecifes 59 REFEREN CIA S Álvarez-Filip, L., Dulvy, N. K., Gill, J. A., Côté, I. M., & Watkinson, A. R. (2009). Flattening of Caribbean coral reefs: region-wide declines in architectural complexity. Biological Sciences, 276 (1669), 3019-3025. Álvarez-Filip, L., Gill, J. A., Dulvy, N. K., Perry, A. L., Watkinson, A. R., & Côté, I. M. (2011). Drivers of region-wide declines in architectural complexity on Caribbean reefs. Coral Reefs,
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