Por Fred Scatena y Bill McDowell
La Sierra de Luquillo tiene un clima marítimo subtropical cálido y húmedo. Las temperaturas medias mensuales en las elevaciones más bajas oscilan entre ca. 23,5°C en enero, a 27 °C en septiembre, y en las elevaciones más altas desde ca. 17°C a 20°C en esos mismos meses. La cantidad de luz del día varía sólo alrededor de 2 horas durante el año, el día más largo teniendo alrededor de 13,2 horas y el día más corto alrededor de 11 horas. Los vientos alisios predominantes del este que vienen del océano dejan caer lluvia a medida que se elevan sobre las montañas; por lo tanto, la precipitación aumenta con la elevación, desde un promedio de 3537 mm por año en elevaciones bajas hasta 4849 mm año más arriba (Figura 1). El LTER de Luquillo es el más cálido y húmedo de las ubicaciones LTER. Los picos del LEF también reciben agua adicional que surge del goteo de las nubes a medida que las nubes atraviesan la vegetación y se condensan en las hojas. Este goteo de nubes puede representar hasta el 10% de la precipitación media anual. Aunque el polvo del norte de África y los contaminantes antropogénicos del hemisferio norte ocasionalmente ingresan a la región, el área es reconocida por la pureza química de sus lluvias.
Dentro de la Sierra de Luquillo, la lluvia y la escorrentía ocurren todos los meses. Sin embargo, un período más seco ocurre típicamente entre febrero y abril, y un período más húmedo ocurre de septiembre a diciembre. Más de 1000 chubascos de lluvia ocurren cada año y están asociados con el enfriamiento de las brisas en la costa, tormentas eléctricas locales, huracanes y ondas tropicales, y sistemas climáticos que se originan en áreas templadas del norte. Las precipitaciones anuales y estacionales, así como la frecuencia de los huracanes, se han correlacionado con la actividad de El Niño, los niveles de agua en los lagos africanos, las precipitaciones del Sahara y las temperaturas del mar superficiales y subsuperficiales.
En promedio, una gran tormenta afecta a Puerto Rico cada 14 meses. La mayoría de estas tormentas ocurren durante los meses de verano. Los huracanes son el tipo de tormenta más dañina y las perturbaciones naturales dominantes que afectan a la Sierra de Luquillo. Cada año, varios huracanes pasan por la región del Caribe y traen lluvia a la isla. Una vez cada 10 años, un huracán suele pasar lo suficientemente cerca de la isla como para causar daños graves pero localizados. Una vez cada 50 a 60 años, un huracán pasará directamente sobre las montañas de Luquillo y causará daños generalizados al bosque (ver artículo Perturbación y recuperación en esta página web).
Nueve son los ríos que nacen en la Sierra de Luquillo (ver quebradas). Las morfologías de estas quebradas reflejan las interacciones de los movimientos tectónicos, las inundaciones periódicas de gran magnitud y un suministro abundante de carga de lecho grueso. En las elevaciones más bajas fuera del bosque, los canales de los arroyos suelen tener canales de alto caudal, múltiples superficies de depósito y valles relativamente anchos. Dentro del Bosque Experimental de Luquillo (LEF, por sus siglas en Ingles), las quebradas fluyen típicamente en canales empinados, bordeados de rocas y piedras grandes dentro de valles estrechos. Son comunes las cascadas y los canales del lecho rocoso. Los canales de cabecera suelen estar bordeados de árboles y tienen piscinas con profundidades inferiores a 0,75-1,0 m. Los afluentes de segundo y tercer orden tienen dosel relativamente abiertos y profundidades generalmente inferiores a 1 m.
La descarga de la corriente es muy variable y se han registrado aumentos de diez veces en la descarga en una hora. Los caudales más bajos durante el año generalmente ocurren en marzo, abril o julio. Los caudales diarios más altos generalmente ocurren en mayo o septiembre. La temperatura del agua en los arroyos de cabecera es relativamente constante durante todo el año y oscila entre 18° y 24°C. El pH promedio del agua de los arroyos es de 7,2 pero oscila entre 7 y 7,7.
Actualmente, existen más de 30 tomas de agua en quebradas que se originan dentro de la LEF. Estas tomas generalmente consisten en pequeñas represas (<3 m de altura) que abastecen a los sistemas de distribución de agua por la fuerza de la gravedad. Aproximadamente el 30% del agua de las quebradas que drena el bosque se destina anualmente para uso municipal. Sin embargo, debido a que la mayor parte del agua sale del bosque durante eventos de alto flujo de corta duración, en un día promedio, más del 50% del agua del arroyo que drena el bosque se elimina antes de llegar al océano.