Introducción
Blöschl et al. (2019) muestran los resultados de una iniciativa comunitaria para identificar los principales problemas científicos no resueltos en hidrología motivados por la necesidad de una mayor armonización de los esfuerzos de investigación.
El proceso comunitario fue abierto, en el que participaron 230 científicos de todo el mundo y abarcó todas las áreas de la hidrología. Los objetivos de la iniciativa identificados durante el proceso fueron:
- Aumentar la coherencia del proceso científico en hidrología (superando así la fragmentación) proporcionando temas de investigación comunes. Esto podría, entre otras cosas, aumentar la estructura y la coherencia de las sesiones en las conferencias, simposios y congresos de la IAHS (International Association of Hydrological Sciences), EGU (European Geosciences Union), AGU (American Geophysical Union) y la IAH (International Association of Hydrogeologists).
- Energizar a la comunidad hidrológica aumentando la conciencia de que no entendemos completamente muchos procesos hidrológicos (superando así la auto-complacencia). “Necesitamos más ciencia de descubrimiento e hipótesis extravagantes (Davis 1926)”.
- Hablar con una sola voz como comunidad para aumentar la conciencia pública y mejorar las oportunidades de financiamiento para proyectos comunitarios.
A pesar de la diversidad de los participantes, el proceso reveló mucho sobre las prioridades de la comunidad y el estado de nuestra ciencia: una preferencia por la continuidad en las preguntas de investigación en lugar de desviaciones radicales o redirecciones del trabajo pasado y actual. Las interrogantes siguen centradas en la comprensión basada en procesos de la variabilidad hidrológica y la causalidad en todas las escalas de espacio y tiempo. Una mayor atención al cambio ambiental impulsa un nuevo énfasis en la comprensión de cómo se propaga el cambio a través de las interfaces dentro del sistema hidrológico y a través de los límites disciplinarios. En particular, la expansión de la huella humana plantea un nuevo conjunto de preguntas relacionadas con las interacciones humanas con la naturaleza y las retroalimentaciones del ciclo del agua en el contexto de problemas complejos de la gestión del agua.
Los 23 problemas no resueltos en la hidrología (PNRH)
El proceso comunitario identifico 23 problemas no resueltos en hidrología (PNRH), los cuales son presentados por tema sin ninguna intención de prioridad en la siguiente tabla:
| Variabilidad y cambio de tiempo |
| 1. ¿Se está acelerando/desacelerando el ciclo hidrológico a nivel regional debido al cambio climático y ambiental, y hay puntos de inflexión (cambios irreversibles)? |
| 2. ¿Cómo cambiarán la escorrentía y las aguas subterráneas de las regiones frías en un clima más cálido (p. ej., con el derretimiento de los glaciares y el deshielo del permafrost)? |
| 3. ¿Cuáles son los mecanismos por los cuales el cambio climático y el uso del agua alteran los ríos efímeros y las aguas subterráneas en las regiones (semi)áridas? |
| 4. ¿Cuáles son los impactos del cambio de la cubierta terrestre y las perturbaciones del suelo en los flujos de agua y energía en la superficie terrestre y en la recarga de agua subterránea resultante? |
| Variabilidad espacial y escalado |
| 5. ¿Qué causa la heterogeneidad y homogeneidad espacial en la escorrentía, la evaporación, el agua subterránea y los flujos de materiales (carbono y otros nutrientes, sedimentos) y en su sensibilidad a sus controles (p. ej., régimen de caída de nieve, aridez, coeficientes de reacción)? |
| 6. ¿Cuáles son las leyes hidrológicas a escala de la cuenca y cómo cambian con la escala? |
| 7. ¿Por qué la mayor parte del flujo es preferencial a través de múltiples escalas y cómo ese comportamiento coevoluciona con la zona crítica? |
| 8. ¿Por qué los arroyos responden tan rápido a las entradas de precipitación cuando el flujo de tormentas es tan antiguo y cuál es la distribución del tiempo de tránsito del agua en el ciclo del agua terrestre? |
| Variabilidad de los extremos |
| 9. ¿Cómo surgen los períodos abundantes en inundaciones y sequías? ¿Están cambiando? De ser así, ¿por qué? |
| 10. ¿Por qué los extremos de escorrentía en algunas cuencas son más sensibles al uso/ cobertura del suelo y al cambio geomórfico que en otras? |
| 11. ¿Por qué, cómo y cuándo los eventos de lluvia sobre nieve producen una escorrentía excepcional? |
| Interfaces en hidrología |
| 12. ¿Cuáles son los procesos que controlan las interacciones entre las laderas, las riberas y las corrientes de agua subterránea y cuándo se conectan los compartimentos? |
| 13. ¿Cuáles son los procesos que controlan los flujos de aguas subterráneas a través de los límites (por ejemplo, recarga de aguas subterráneas, flujos entre cuencas y descargas a los océanos)? |
| 14. ¿Qué factores contribuyen a la persistencia a largo plazo de las fuentes responsables de la degradación de la calidad del agua? |
| 15. ¿Cuál es el alcance, el destino y el impacto de los contaminantes de preocupación emergente y cómo se eliminan o inactivan los patógenos microbianos en el subsuelo? |
| Medidas y datos |
| 16. ¿Cómo podemos utilizar tecnologías innovadoras para medir las propiedades, los estados y los flujos de la superficie y el subsuelo en una variedad de escalas espaciales y temporales? |
| 17. ¿Cuál es el valor relativo de las observaciones hidrológicas tradicionales en comparación con los datos blandos (observaciones cualitativas de “aficionados”, minería de datos, etc.), y bajo qué condiciones podemos sustituir el espacio por el tiempo? |
| 18. ¿Cómo podemos extraer información de los datos disponibles sobre humanos y sistemas hídricos para informar el proceso de construcción de modelos y conceptualizaciones sociohidrológicas? |
| Métodos de modelado |
| 19. ¿Cómo se pueden adaptar los modelos hidrológicos para poder extrapolarlos a condiciones cambiantes, incluida la dinámica cambiante de la vegetación? |
| 20. ¿Cómo podemos desenredar y reducir la incertidumbre estructural/de parámetros/de entrada del modelo en la predicción hidrológica? |
| Interfaces con la sociedad |
| 21. ¿Cómo se puede comunicar la (in)certidumbre en las predicciones hidrológicas a los tomadores de decisiones y al público en general? |
| 22. ¿Cuáles son las sinergias y compensaciones entre los objetivos sociales relacionados con la gestión del agua (p. ej., agua-medio ambiente-energía-alimentos-salud)? |
| 23. ¿Cuál es el papel del agua en la migración, la urbanización y la dinámica de las civilizaciones humanas, y cuáles son las implicaciones para la gestión contemporánea del agua? |
Observaciones finales
La mayoría de las 23 preguntas requieren un vínculo explícito de subdisciplinas hidrológicas. Por lo tanto, se espera que proporcionar temas de investigación comunes aumente la coherencia del proceso científico en hidrología y, por lo tanto, acelere el progreso, aumentando la masa crítica de investigadores que trabajan en cualquier interrogante científica y aumentando la conectividad científica dentro de la hidrología. Si bien la diversidad de la comunidad hidrológica a veces se ha considerado una barrera para el progreso, durante esta iniciativa, muchos sintieron que la diversidad era una fortaleza, ya que, una vez que se identifican los problemas no resueltos, la diversidad permite abordarlos desde diferentes perspectivas y mediante conocimientos y metodologías complementarias (figura 2). Las aplicaciones de la ciencia y la investigación fundamental pueden reforzarse entre sí en lugar de competir entre sí. Más actividades de alto riesgo/alta ganancia, generalización y datos/ modelos abiertos, y organización de actividades en torno a preguntas más integradas se han identificado como los tres pilares para el progreso en hidrología, en el espíritu de Lall (2014) “un mundo, un pueblo, un clima”.
Si bien es poco probable que los problemas sin resolver identificados aquí revolucionen la hidrología en el sentido de desviarse radicalmente de los caminos que hemos seguido en el pasado, sin embargo, pueden conducir a una mayor coherencia en nuestras actividades científicas en el futuro y, de hecho, pueden ayudar en la búsqueda a largo plazo para desarrollar nuevas teorías integrales de la hidrología. También es tranquilizador que la iniciativa (PNRH) sea una prueba de que este tipo de proceso de consulta es realmente factible y es bien recibido por la comunidad científica. Tan importante como los resultados de esta iniciativa es el proceso de aprendizaje a nivel comunitario de tal consulta, involucrando a un gran número de hidrólogos y a las cuatro principales sociedades científicas en el campo.
Blöschl et al. (2019) comentan finalmente “compartimos la perspectiva de David Hilbert, quien, en respuesta a la máxima latina “ignoramus et ignorabimus” (no sabemos y no sabremos), acuñó una máxima mucho más optimista, considerando generalmente que las preguntas tienen solución, salvo se pruebe lo contrario. Su máxima dice: “Wir müssen wissen, wir werden wissen” (“Debemos saber, lo vamos a saber”)».
(Párrafos extraídos de Blöschl et al, 2019)
Para saber más de este tema:
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