anÁlisis de tendencias de cambio climÁtico en la costa...
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UNIVERSIDAD DE LAS AMÉRICAS PUEBLA
ESCUELA DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL
ANÁLISIS DE TENDENCIAS DE CAMBIO CLIMÁTICO EN LA COSTA NOROESTE DE MÉXICO.
Tesis que, para completar los requisitos del Programa de Honores presentan
los estudiantes:
ENRIQUE UGALDE CAMPO 154146
FRANCISCO DANIEL ORTIZ RODRÍGUEZ 152872
INGENIERÍA CIVIL
DR. POLIOPTRO FORTUNATO MARTÍNEZ AUSTRIA
San Andrés Cholula, Puebla. PRIMAVERA 2019
ÍNDICE
1. INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 1-2
2. DESCRIPCIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO ..................................................... 3-25
2.1 CONTEXTO GEOGRÁFICO-POBLACIONAL DE MÉXICO ........... 3-4
2.2 REGIONES HIDROLÓGICO-ADMINISTRATIVAS (RHA) .............. 4-5
2.3 REGIÓN HIDROLÓGICA-ADMINISTRATIVA III ............................ 6-13
2.3.1 CONTEXTO GEOGRÁFICO .................................................... 6
2.3.2 ASPECTO CLIMATOLÓGICO ................................................ 7
2.3.3 HIDROGRAFÍA .......................................................................... 8
2.3.4 RECURSOS HÍDRICOS ............................................................. 9-10
2.3.5 INFRAESTRUCTURA HIDRÁULICA .................................... 10-13
2.3.6 ASPECTOS SOCIALES Y ECONÓMICOS ............................ 13
2.4 REGIÓN HIDROLÓGICA-ADMINISTRATIVA II .............................. 14-25
2.4.1 CONTEXTO GEOGRÁFICO .................................................... 14-15
2.4.2 ASPECTO CLIMATOLÓGICO ................................................ 16-17
2.4.3 RECURSOS HIDRICOS ............................................................. 18-19
2.4.4 INFRAESTRUCTURA HIDRÁULICA .................................... 19-22
2.4.5 SISTEMA DE MONITOREO DE CANTIDAD Y CALIDAD DE AGUA ..................................................................................................... 22-23
2.4.6 USOS DEL AGUA ....................................................................... 23-24
2.4.7 ASPECTO ECONÓMICO .......................................................... 24-25
3. CAMBIO CLIMÁTICO ......................................................................................... 26-44
3.1 EVIDENCIAS DEL CAMBIO CLIMATICO ......................................... 26-31
3.2 ESCENARIOS DEL CAMBIO CLIMATICO ........................................ 32-44
4. INFORMACIÓN Y MÉTODOS ............................................................................. 45-61
4.1 ESTACIONES CLIMATOLÓGICAS ...................................................... 45-48
4.2 BASE DE DATOS (EXTRACTOR RÁPIDO DE INFORMACIÓN CLIMATOLÓGICA ERIC III) .................................................................................. 48-52
4.3 ÍNDICE DE PRECIPITACIÓN ESTANDARIZADA (SPI) .................. 53-57
4.4 MODELO ESTADÍSTICO: COEFICIENTE DE CORRELACIÓN DE SPEARMAN.................................................................................................................. 57-61
5. RESULTADOS ......................................................................................................... 62-85
5.1 TEMPERATURAS MÁXIMAS ................................................................ 63-75
5.2 PRECIPITACIÓN ...................................................................................... 76-85
6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ..................................................... 86-88
7. BIBLIOGRAFÍA ...................................................................................................... 89-92
1
1. Introducción
El clima de la Tierra ahora está cambiando más rápido que en ningún momento de la historia
de la civilización humana. El cambio climático global ya ha generado una amplia gama de
impactos en todo el mundo y en muchos sectores de la economía que se espera crezcan en
las próximas décadas.
El cambio climático, que tiene como consecuencia el calentamiento global, se refiere
al aumento de las temperaturas medias en la superficie de la tierra. Un abrumador consenso
científico sostiene que el cambio climático es de origen antropogénico, ocasionado
principalmente por el uso de combustibles fósiles que liberan dióxido de carbono y otros
gases de tipo invernadero en el aire. Los gases atrapan el calor dentro de la atmosfera lo que
puede tener una variedad de efectos en el ciclo hidrológico y en los ecosistemas, entre ellos
fenómenos meteorológicos severos que abarcan el aumento de la temperatura mínima,
máxima y alteraciones en la precipitación.
Este trabajo se enfoca en el análisis del comportamiento de la temperatura y la
precipitación en la costa del noroeste de México, que comprende a los estados de Sonora y
Sinaloa y a las Regiones Hidrológico-Administrativas II y III definidas por la Comisión
Nacional del Agua. La selección de la zona de estudio se debe a que en la región se han
registrado temperaturas más altas que en otras zonas del país y, por esta razón, se decidió
realizar un análisis de los patrones de temperatura y precipitación en el tiempo. Asimismo,
en la región se encuentran algunos de los principales sistemas de riego del país, cuya
operación es muy sensible a las variaciones de temperatura y precipitación.
2
Para realizar los análisis, se utilizaron los registros históricos de temperaturas
máximas y precipitación recopilada de distintas estaciones climatológicas distribuidas en la
zona de estudio. Esta información se obtuvo de la base de datos del software: “Extractor
Rápido de Información Climatológica” (ERIC 3.2), y posteriormente se complementó con la
base de datos climatológica actualizada del Servicio Meteorológico Nacional.
Con esta información se realizaron los análisis de tendencias: en el caso de la
temperatura se utilizaron directamente los datos, mientras que en el caso de la precipitación
se utilizó el Índice de Precipitación Estandarizado (SPI, por sus siglas en inglés). En ambos
casos, para comprobar que la tendencia observada era estadísticamente significativa, se
utilizó el Índice de Correlación de Spearman.
Con los resultados obtenidos se determinó la existencia de una tendencia positiva o
negativa que se correlacione con los fenómenos observados y con los escenarios climáticos
regionalizados proyectados por el Instituto Mexicano de Tecnología del Agua (IMTA) en el
Atlas de Vulnerabilidad Hídrica en México ante el Cambio Climático.
3
2. Descripción de la zona de estudio
2.1 Contexto geográfico-poblacional de México
México se encuentra ubicado entre los meridianos 118°22’00” y 86°42’36” de
longitud oeste y entre las latitudes 14°32’27” y 32°43’06” norte. La extensión territorial
continental comprende 1,959,248 km2, que sumados con los 5,127 km2 de superficie insular
conforma la superficie total del país con 1,964,375 km2. México limita al norte con Estado
Unidos de América a lo largo de 3,152 kilómetros, con Guatemala 956 km y con Belice 193
km. (INEGI, 2017a)
La división política está conformada por 31 estados y la Ciudad de México, que a su
vez se constituyen por 2,444 municipios y 16 alcaldías, respectivamente.
El relieve topográfico del país es sumamente accidentado. En 2010, más de la mitad
de la población habitaba en cotas superiores a los 1,500 metros sobre el nivel del mar.
En México existe una gran variedad de climas. La zona norte y centro del país, que
cubre dos terceras partes del territorio, es considerada árida o semiárida, con precipitaciones
anuales menores a los 500 milímetros. Por otra parte, el sureste del país es húmedo con
precipitaciones promedio que superan, ocasionalmente, los 2,000 milímetros por año.
En lo que respecta a la población que habita el territorio mexicano, en base a la última
Encuesta Intercensal realizada en 2015 por el Instituto Nacional de Estadística y Geografía
(INEGI), se estimó que la población fue de 119.5 millones de habitantes, caracterizado por
el cambio en la proporción entre la población rural y urbana. Lo anterior significó que la
4
población rural pasó del 57.3% en 1950 a un 23.0% en 2015, sin descartar que el número de
pequeñas localidades rurales sigue siendo elevado.
Dicho proceso de concentración de habitantes en las localidades urbanas ha acelerado
su crecimiento, implicando fuertes presiones sobre el ambiente por el incremento de la
demanda de servicios.
2.2 Regiones Hidrológico-Administrativas (RHA)
Es importante recalcar que nuestro país está dividido en 13 regiones hidrológico-
administrativas (RHA), las cuales han sido determinadas por la Comisión Nacional del Agua
(CONAGUA) para facilitar el monitoreo, administración, explotación e integración de datos
de estas zonas en materia hídrica.
Dicha división contempla a las cuencas como las unidades básicas para la gestión de
los recursos hídricos, para propósitos de administración de las aguas nacionales. La
CONAGUA ha definido 757 cuencas hidrológicas, las cuales se encuentran organizadas en
37 regiones hidrológicas (RH) y a su vez, estas se agrupan en las 13 regiones hidrológico-
administrativas.
Debido a la conformación del relieve, las cuencas son unidades de terreno definidas
por la división natural de las aguas delimitado por el parteaguas, que teóricamente, es una
línea imaginaria que une los puntos de máximo valor de altura relativa entre dos laderas
adyacentes opuestas.
A consecuencia de la morfología del relieve, los límites de dichas cuencas
hidrográficas son distintos en relación con la división política por estados, por lo que una
5
misma cuenca hidrográfica puede tener dos o más estados en común. Es por esto que, para
fines administrativos de la CONAGUA, dichas cuencas se agrupan en regiones hidrológicas
y a su vez en regiones hidrológico-administrativas.
Las 13 RHA de México se encuentran distribuidas como se muestra en la Figura 1.
Como se puede observar, las RHA que comprenden a los estados en estudio, como
son Sonora y Sinaloa, se encuentran delimitadas por las regiones hidrológico-administrativas
del Noroeste (II) y del Pacífico Norte (III), respectivamente.
Figura 1. Regiones Hidrológico-Administrativas de México (CONAGUA, 2017d)
6
2.3 Región Hidrológica Administrativa III (Pacífico Norte)
2.3.1 Contexto geográfico
La Región Hidrológica Administrativa III (RHA III) conocida como Pacífico Norte
se localiza entre los paralelos 21°38’ y 28°12’ de latitud norte y los meridianos 103°20’ y
109°28’ de longitud oeste. Comprende la totalidad del estado de Sinaloa y parte de los estados
de Chihuahua, Durango, Zacatecas y Nayarit. Colinda al norte con el estado de Sonora,
perteneciente al Organismo de Cuenca Noroeste; al noroeste con el estado de Chihuahua,
integrado al Organismo de Cuenca Río Bravo; al este con el estado de Durango, comprendido
en el Organismo de Cuencas Centrales del Norte; y al este y sur con los estados de Zacatecas
y Nayarit, incorporados al Organismo de Cuenca Lerma Santiago Pacífico.
Administrativamente, está integrado por 51 municipios: 18 de Sinaloa, 8 de
Chihuahua, 16 de Durango, 7 de Nayarit y 2 en Zacatecas; que juntos integran una superficie
territorial de 152,013 km2, equivalente a 8% de la superficie territorial de la República
Mexicana.
Figura 2. Localización de la RHA III Pacífico Norte (CONAGUA, 2010)
7
2.3.2 Aspecto climatológico
Los climas predominantes en la región hidrológica son templado subhúmedo y cálido
subhúmedo. La temperatura media anual en la región presenta fuertes variaciones, aunque
oscila entre los 10°C y los 26°C. En la porción norte de la región se presentan temperaturas
más cálidas y secas, aunque en las partes serranas pueden presentarse temperaturas bajo cero
en ciertas épocas del año.
A medida que se va más hacia el sur, la temperatura se hace más templada y húmeda,
con temperaturas medias de 12 a 18°C, máximas de 22°C y bajo cero en zonas serranas en
ciertas épocas del año.
Figura 3. Tipos de climas de la RHA III Pacífico Norte (CONAGUA, 2010)
8
2.3.3 Hidrografía
La hidrografía está caracterizada por corrientes que descienden de los flancos de la Sierra
Madre Occidental y desembocan en el Océano Pacífico a través de corrientes superficiales.
En dicha RHA III existen dos regiones hidrológicas (Región Hidrológica 10 Sinaloa
y Región Hidrológica 11 Presidio-San Pedro). Dentro de la RHA Pacífico Norte se han
delimitado 24 acuíferos, de los cuales 9 pertenecen a la Región Hidrológica número 10 y 15
a la Región Hidrológica número 11, antes mencionados.
Figura 4. Regiones y subregiones hidrológicas (CONAGUA, 2010)
9
2.3.4 Recursos Hídricos
La precipitación media anual es de 747 mm, valor muy parecido al nacional de 760 mm
(Estadística del Agua en México, edición 2010, CONAGUA); donde aproximadamente el
70% de dicha precipitación anual ocurre entre los meses de julio a septiembre.
De los 24 acuíferos identificados en la Región Hidrológica-Administrativo Pacífico
Norte, la recarga media es de 3,263 millones de metros cúbicos; nueve de estos presentan un
déficit anual de 128 millones de metros cúbicos (Comisión Nacional del Agua, Subdirección
General Técnica, Gerencia de Aguas Subterráneas, Subgerencia de Evaluación y
Ordenamiento Acuífero, 2009) y un volumen de sobreexplotación estimado de 666 hm3, en
base a datos de la Gerencia de Aguas Subterráneas y Ordenamiento de Acuíferos de la
Comisión Nacional del Agua.
De estos 24 acuíferos, el 70% del volumen, en estado de déficit y sobreexplotación,
se encuentra en el estado de Durango, seguido de Sinaloa y Zacatecas, tal como se detalla en
la Tabla 1.
Tabla 1. Déficit y sobreexplotación de acuíferos en RHA III (CONAGUA, 2010)
10
Resulta importante destacar que el acuífero de Sabinas, ubicado en el estado de
Zacatecas, registra cifras despreciables de déficit, comparado con los acuíferos
pertenecientes a Sinaloa y Durango. Esto se debe a la carencia de suficiente escurrimiento
superficial producto de escasez de lluvia o a la evaporación del agua, generado por las altas
temperaturas máximas de la región, aunado a las actividades de extracción excesiva de este
recurso hídrico, comparado con la recarga.
2.3.5 Infraestructura hidráulica
La Región Hidrológica-Administrativo Pacífico Norte cuenta con 164 presas registradas en
el Sistema Informático de Seguridad de Presas (SISP) con una capacidad de almacenamiento
estimada de 23,600 millones de metros cúbicos, volúmenes que son destinados para
diferentes usos, como son: público urbano, riego, abrevadero, acuacultura, generación
eléctrica, control de avenidas y trasvases.
En la Tabla 2 se muestran las características, ubicación y capacidad de las once
principales presas de la Región Pacífico Norte las cuales representan el 96% del volumen de
almacenamiento total de dicha RHA III.
Tabla 2. Presas principales de la RHA III Pacífico Norte (CONAGUA, 2010)
11
Por otro lado, en la Región de estudio, existen 10 distritos de riego, con un área
estimada en 800,000 hectáreas, de los cuales 8 se localizan en estado de Sinaloa, uno en
Nayarit y uno en el estado de Durango; mientras que el resto de las superficies de riego las
constituyen las Unidades de Riego (URDERALES), formadas por numerosas superficies de
riego de menor área.
Es importante diferenciar entre un distrito y unidad de riego. La primera de éstas son
áreas geográficas donde se adquiere y distribuye el servicio mediante obras de infraestructura
hidroagrícola, como vasos de almacenamiento, derivaciones directas, plantas de bombeo,
pozos, caminos y canales para el uso de este recurso hídrico; mientras que la unidad de riego,
al igual que un distrito, es un área geográfica destinada principalmente a la agricultura que
cuenta con riego producto de las conducciones brindadas por los distritos de riego. Cabe
mencionar que este último generalmente no comprende almacenamiento de agua.
Los distritos de riego con mayor superficie son el 075 Río Fuerte, que registra 228,440
ha, y el 010 Culiacán-Humaya, con 212,141 ha; que juntas representan el 50% del área de
los 10 distritos de riego con los que cuenta la Región. En el siguiente mapa se pueden apreciar
los distintos distritos y unidades de riego contenidos en el estado de Sinaloa. Nótese la
cercanía de las presas con las ciudades más importantes y pobladas de la región.
12
De acuerdo con el Registro Público de Derechos de Agua (REPDA-OCPN, 2011), en
2011 se tenía concesionado un volumen de 21,598 millones de metros cúbicos anuales para
los principales usos del agua, del cual el sector energético, mediante plantas hidroeléctricas,
representa el 50.98%, seguido del sector agrícola con 43.80% y la categoría de “otros” con
5.22%, que incluye el sector público urbano, acuacultura, industrial y pecuario,
principalmente.
Figura 5. Principales presas y distritos de riego de la RHA III Pacífico Norte (CONAGUA, 2010)
Tabla 3. Volumen de agua concesionada en el año 2011 de la RHA III Pacífico Norte (CONAGUA, 2010)
13
De este volumen de concesión, 94% corresponde a aguas superficiales y 6% a aguas
subterráneas.
2.3.6 Aspectos sociales y económicos
Con base en el censo realizado por el INEGI en el año 2010, en la Región Hidrológica-
Administrativa III Pacífico Norte se estimó una población de 4.18 millones de habitantes
(INEGI, 2010), donde los centros urbanos con mayor número de población son: Culiacán
(675,773), Durango (582,267), Mazatlán (381,583), Los Mochis (256,613), Guasave
(71,196) y Guamúchil (63,743).
El Producto Interno Bruto (PIB) de los municipios que integran la RHA III ascendió
en el año 2008 a 266 mil 887 millones de pesos, que corresponde a 3.1% del PIB total
nacional (INEGI, 2011); de los que Sinaloa encabeza dicho factor económico con un 65.9%,
seguido de Durango con 21.4%, Nayarit con 6.1%, Chihuahua con 5.1% y Zacatecas con
1.4%.
Esta aportación significativa al PIB nacional por parte del estado de Sinaloa se debe
al posicionamiento geográfico, ubicado en la zona litoral de la región, la cual es propicia para
el desarrollo de la camaronicultura, considerada como el primer lugar a nivel nacional en
cuanto a producción de las especies de camarón. Existen cerca de 350,000 ha dedicadas a la
acuicultura, incluyendo las aguas costeras protegidas, aptas para el aprovechamiento de
diversos maricultivos como el ostión, mejillón y varias especies de peces marinos.
14
2.4 Región Hidrológica Administrativa II (Noroeste)
2.4.1 Contexto geográfico
La Región Hidrológico-Administrativa II Noroeste, se ubica en la porción noroeste de la
República Mexicana. Limita al norte con los Estados Unidos de América, al noroeste con la
RHA I Península de Baja California y el Golfo de California, al sur con la RHA III Pacífico
Norte y al este con la RHA VI Río Bravo. Comprende las entidades federativas de Sonora y
parte Chihuahua, cubriendo una superficie total de 197,586 km2, que equivale a 10.5% de la
superficie del país.
De la superficie total mencionada, se consideran aproximadamente los 1,700 km2 que
aportan las diversas islas e islotes ubicadas dentro del límite marítimo en el Golfo de
California, siendo así la segunda RHA más extensa después de la RHA VI Río Bravo.
La RHA II Noroeste comprende de dos regiones hidrológicas principales: la Región
8 Sonora Norte que comprende aproximadamente 30% y la Región 9 Sonora Sur que
representa el 70% de la superficie hidrológica total. En esta última región, se asientan los
centros de población más importantes y productivos de la región, tales como la capital
Hermosillo en Sonora, así como las localidades urbanas de Puerto Peñasco, Sonoyta, Puerto
Libertad, Caborca, Guaymas, Empalme, Ciudad Obregón, Navojoa, Naco Agua Prieta, Altar,
Cananea, Ímuris, Magdalena de Kino, Nacozari de García, Santa Ana y Bahía de Kino.
15
En el ámbito administrativo la región en estudio está conformada por 78 municipios,
de los cuales 71 corresponden al estado de Sonora y 7 al estado de Chihuahua. Cabe destacar
que el municipio de San Luis Río Colorado se considera, para fines de gestión del agua, en
la RHA I Península de Baja California, aunque territorialmente forma parte del estado de
Sonora. Esto es porque es parte de la cuenca del Río Colorado.
La población total de la RHA II Noroeste es de 2, 583,710 habitantes, con base al
Censo de Población y Vivienda realizado por el INEGI en 2010, lo que representa el 2.3%
de la población total del país, de los cuales 84% se concentran en zonas urbanas y 16%
restantes en zonas rurales.
El 96.14% de la población de dicha región reside en el estado de Sonora y 3.86%
restante en los siete municipios de Chihuahua.
Figura 6. Regiones hidrológicas de la RHA II Noroeste (CONAGUA, SGP, 2011)
16
2.4.2 Aspecto climatológico
El clima general de la RHA II Noroeste está influido por su ubicación latitudinal, que
corresponde a un cinturón de zonas áridas distribuido alrededor del mundo. Por tal motivo,
prevalece un sistema de alta presión originado por la confluencia de masas de aire frío y
tropical, lo que provoca cielos despejados, amplia exposición solar e incremento de
temperaturas.
En la mayor parte del territorio sonorense predominan los climas de tipo seco y
semiseco, y los subhúmedos y templado a lo largo del límite oriental, en la parte alta de la
sierra. En la porción territorial de Chihuahua se presentan otra diversidad de climas como
son el subhúmedo cálido y el semifrío.
La RHA II Noroeste presenta una temperatura media anual de 20°C. La zona más
cálida se presenta en la parte norte de Sonora, mientras que la región sur-sureste de Sonora
presenta una gama de climas que van desde los muy secos hasta los semifríos.
Figura 7. Tipos de climas en la RHA II Noroeste (CONAGUA, SGP-SINA, 2011)
17
Por otra parte, la precipitación media anual es de alrededor de 368 mm,
significativamente menor si se compara con la RHA III Pacífico Norte con 747 mm. Además,
está distribuida geográficamente de manera desigual, teniendo una relación proporcional con
el aspecto de temperatura, es decir, al Noroeste, donde se encuentra el desierto de Altar, se
presentan las menores precipitaciones con un valor de 100 mm por año; mientras que en
dirección al sur-sureste, existen valores superiores a los 1,000 mm anuales. Cabe resaltar
que, en la zona serrana en los estados limítrofes de Sonora y Chihuahua, la precipitación se
llega a manifestar en forma de lluvia y nieve.
Figura 8. Precipitación media anual (CONAGUA, SGP-SINA, 2011)
18
2.4.3 Recursos hídricos
La región está hidrológicamente integrada por 21 cuencas hidrológicas, cuyas superficies
suman un total de 175,955 km2. (OCNO, 2007)
Las principales corrientes en la RHA II Noroeste son: Río Sonora, Río San Miguel,
Río Mátape, Río Bavispe, Río Yaqui, Arroyo Cocoraque, Río Mayo, Arroyo Quiriego, Río
Sonoyta, Arroyo Cocospera, Río Magdalena y Río Concepción.
Los acuíferos de mayor importancia, por sus grandes volúmenes de extracción, están
ubicados en las regiones de Caborca, Costa de Hermosillo, Valle del Yaqui, Valle de Mayo
y Río Sonora, que juntos representan el 50% del total de las extracciones de la región.
Sin embargo, la escasez del agua superficial en esta región de estudio ha propiciado
la sobreexplotación de aguas subterráneas, a fin de satisfacer y proveer la actividad
económica principal de la región, como es la agricultura.
De los 60 acuíferos que conforman la RHA II Noroeste, 15 de estos se encuentran en
estado de sobreexplotación, 5 en equilibrio y 40 con disponibilidad. Los acuíferos
sobreexplotados se ubican principalmente en la zona costera centro y sur de la región, tal
como se muestra en la Figura 9.
19
2.4.4 Infraestructura hidráulica
En la región existen 32 presas de almacenamiento importantes, todas ellas ubicadas en el
estado de Sonora, a excepción de la presa Abraham González localizada en el estado de
Chihuahua. Las cuencas con mayor infraestructura son el Río Yaqui-Mátape, que alimenta a
18 presas; Río Sonora donde se localizan 7 presas; Río Concepción con 4 y el Río Mayo con
3 presas. Adicionalmente, existen 3 presas para la generación de energía eléctrica.
La capacidad total de almacenamiento en la RHA II Noroeste es de 8,531 millones de
metros cúbicos, y la mayoría de las presas son utilizadas para riego agrícola, control de
avenidas, abastecimiento de agua potable, industrial y abrevadero. En épocas de estiaje
disminuye la distribución del recurso hídrico a zonas agrícolas y dicho volumen es asignado
principalmente al uso público urbano, la industria y abrevaderos.
Figura 9. Disponibilidad de aguas subterráneas (Dirección Técnica del OCNO, 2007)
20
Así mismo, se tenían registradas 33 plantas potabilizadoras con una capacidad
instalada de 4,862 l/s, con un caudal potabilizado aproximadamente de 1,580 l/s, lo que
representa el 32.5% de potabilización, debido principalmente al deficiente funcionamiento
de éstas y la no operación de las plantas que trabajan por debajo de su capacidad
(CONAGUA, 2009).
La mayoría de las plantas potabilizadoras se localiza en la parte sur-sureste de la
región, particularmente en las cuencas del Río Mátape, Río Yaqui, Arroyo Cocoraque y Río
Mayo en el estado de Sonora, en donde se concentran los municipios con mayor índice de
población urbana y rural.
Figura 10. Presas de almacenamiento en la RHA II Noroeste (Sistema de Información de Seguridad de Presas, CONAGUA 2011)
21
Con ciertas anomalías como las enunciadas anteriormente, la RHA II Noroeste ha
contribuido con una cobertura de agua potable total de 94.6%, que corresponde a zonas
urbanas. De los 78 municipios pertenecientes a esta región, existen 18 municipios con bajas
coberturas, sobresaliendo los municipios de Moris, Ocampo y Uruachi en el estado de
Chihuahua, y los municipios de Altar, Puerto Peñasco, General Plutarco Elías Calles,
Hermosillo, Carbó, San Miguel de Horcasitas, Ímuris, Nogales, Santa Cruz, Cucurpe,
Opodepe, Rayón, La Colorada, Mazatán y Villa Pesqueira, zonas conurbanas del estado de
Sonora.
Sin embargo, en 2018 la cobertura de agua potable y alcantarillado se cubrió en las
últimas localidades mencionadas del estado de Sonora.
Del mismo modo, existen 8 Distritos de Riego (DR) dentro del estado. Por su
extensión los distritos más importantes son el 037 Altar-Pitiquito-Caborca, el 051 Costa
Hermosillo, 038 Río Maya y el 041 Río Yaqui, los cuales son regados a través de bombeo o
mediante gravedad.
La superficie total de los DR es de 502,281 ha, sembrándose en promedio 383,000 ha
que son aprovechadas por 44,323 usuarios.
Además de los distritos de riego, el estado cuenta con 11 Distritos de Desarrollo Rural
(DDR), que ocupan una superficie agrícola de alrededor de 200,000 ha, misma que a su vez
se divide en unidades de riego, las cuales están en posesión de aproximadamente 20,000
usuarios y cuentan con 156,000 ha con infraestructura de riego.
22
2.4.5 Sistema de monitoreo de cantidad y calidad de agua
La red climatológica con la que cuenta la RHA II Noroeste está conformada por 147
estaciones climatológicas, de las cuales 141 se localizan en el estado de Sonora y seis en
Chihuahua. La red sinóptica básica está compuesta por 6 observatorios meteorológicos
manuales localizados en Ciudad Obregón, Empalme, Hermosillo, Nacozari, Altar y Puerto
Peñasco.
En la localidad de Empalme se localiza la estación de Radio Sondeo Atmosférico de
la Región, en la cual se efectúan mediciones de velocidad y dirección de los vientos, presión
atmosférica y temperatura ambiente.
Figura 11. Distritos de riego en el estado de Sonora (SINA-CONAGUA, 2010)
23
Por otra parte, la red hidrométrica se compone de 22 estaciones, de las cuales 14 se
localizan en corrientes naturales y 9 en canales y presas. De éstas, 17 son operadas por la
CONAGUA, 3 por CFE y 2 por la Comisión Internacional de Límites y Aguas (CILA).
2.4.6 Usos del agua
Los volúmenes totales de extracción en la RHA II Noroeste por uso consuntivo son de 6,841
millones de metros cúbicos por año. El 74% se extrae de aguas superficiales y el 26% de
agua subterránea. Como se había mencionado anteriormente, el sector agropecuario consume
el 83% del total del volumen de agua concesionado. En la Tabla 4 y Figura 12, se detalla
mejor el resto de los usos de agua, así como su obtención y volumen de concesión.
Tabla 4. Uso consuntivo del agua en 2009 (hm3 /año) (CONAGUA, 2011)
24
2.4.7 Aspecto económico
En relación con la economía, el PIB de los municipios que integran esta RHA II Noroeste
ascendió, en el año 2008, a 220 mil 689 millones de pesos, con lo que su contribución al PIB
total nacional para ese mismo año fue de sólo 2.6%, y los municipios de Sonora
contribuyeron con alrededor del 95%.
Las actividades agrícolas de la región en estudio están dominadas por el cultivo de
trigo en 46% de una superficie total sembrada en 2009, de 702 mil hectáreas.
En lo que corresponde a las actividades secundarias, las industrias manufactureras
más productivas en relación con el consumo de agua son las de productos de minerales no
metálicos, seguido de los productos alimenticios, bebidas y tabaco. Sin embargo, la minería
y productos metálicos son las que más agua extraen y consumen.
Figura 12. Volumen concesionado por uso (%) (CONAGUA, 2011)
25
En contraste, las ramas industriales de textiles, prendas de vestir e industria del cuero
y sustancias químicas son las que utilizan menor agua.
26
3. Cambio climático
3.1 Evidencias del cambio climático
El clima juega un papel fundamental en el día a día de la sociedad. Los fenómenos
meteorológicos que ocurren pueden resultar ventajosos para llevar a cabo las actividades
cotidianas sin ninguna alteración en estas, o pueden ser adversos cuando se presenta una
anomalía en dichos fenómenos meteorológicos que pueden atribuir impactos negativos,
desde moderados a graves, a la vida o infraestructura del país o región en consideración.
Con base en investigaciones y reportes históricos, México ha experimentado los
efectos del cambio climático desde 1960 hasta la fecha (IMTA, 2015). Estos cambios son el
resultado de una serie de factores que incluyen, además del calentamiento global, la
variabilidad natural y cambios en el uso del suelo. Sin embargo, no fue hasta el año 2000 en
el que la Organización Meteorológico Mundial (OMM), en su declaración anual sobre el
estado clima mundial, dio a conocer los resultados de los principales eventos que han
evolucionado negativamente en el país por los efectos del cambio climático, como son:
temperaturas, precipitación, sequías y tormentas (OMM, 2013).
En un principio, hay que analizar la ubicación de México respecto a su ubicación
geográfica. Un factor primario que moldea el clima de país es su rango de latitud tropical a
subtropical que comprende de los 14°32’27” a 32°43’06” N, intervalo dentro del cual se
ubica el Trópico de Cáncer, garantizando temperaturas elevadas en la mayor parte del
territorio mexicano.
27
Por otro lado, los vientos del noreste soplan en la costa este de México provenientes
del mar Caribe, mientras que la costa noroeste, conocida como costa del Pacífico, está
influenciada por la corriente oceánica fría del Golfo de California que, combinado con la
proximidad de la alta presión atmosférica de dicha zona, reduce tanto la temperatura como
las precipitaciones, provocando condiciones desérticas, principalmente en las Regiones
Hidrológico-Administrativa II y III.
Considerando la ubicación geográfica del país y el comportamiento de los vientos, de
acuerdo con el aumento de las temperaturas mundiales (Sánchez, Lugo et al., 2011), durante
el periodo de 1960 y 2010 hay un calentamiento espacial, que es una consistente señal de un
aumento de temperatura sobre territorio mexicano, como se muestra en la Figura 1. Tanto
para el verano (junio a agosto) como para el invierno (diciembre a febrero), el patrón espacial
de aumento de temperatura es similar, es decir, la temperatura media presentó un incremento
de 0.17°C en la temporada de verano, y de 0.26°C en la temporada de invierno.
Verano (junio-agosto) Invierno (diciembre-febrero)
Figura 1. Tendencias decenales en las temperaturas promedio para México y el área circundante durante el período de 1960 a 2010 (Sánchez, Lugo et al., 2011)
28
Con base en las mediciones registradas durante la última década por las estaciones
climatológicas, se ha observado una variación significativa en los factores de precipitación,
sequías y aumento de temperaturas en gran parte del territorio mexicano. Para el periodo que
abarca entre los años 1981 y 2010, la precipitación normal promedio del país fue de 740 mm
anuales, generando una distribución espacial bastante irregular como se muestra en la Figura
2.
Es importante enunciar que la precipitación normal es el promedio calculado de un
periodo uniforme con al menos 30 años de registro de información.
En general la parte sur del país, que corresponde a las RHA V Pacífico Sur, X Golfo
Centro, XI Frontera Sur y XII Península de Yucatán, presentan condiciones de humedad
atmosférica y de factores climáticos de viento, temperatura y presión atmosférica que
favorecen la precipitación pluvial, la cual, generalmente, se presenta de tipo convectiva,
ocasionada por el calentamiento del aire en la zona de interfaz con el suelo en presencia de
Figura 2. Distribución de la precipitación pluvial normal 1981-2010 (CONAGUA, 2017f)
29
humedad y vapor; y la de tipo ciclónica, provocada por el movimiento de masas de aire desde
regiones de alta presión a regiones de baja presión.
Por otro lado, la parte norte, que corresponde a las RHA I Península de Baja
California, II Noroeste, III Pacífico Norte, VI Río Bravo y VII Cuencas Centrales del Norte
mantienen condiciones adversas a las enunciadas anteriormente, es decir, presentan masas de
aire continental seco y combinaciones de factores climáticos que no favorecen la
precipitación pluvial.
Con los registros dados por las estaciones climatológicas entre los años 1981-2010,
se obtuvo que el 68% de la precipitación normal ocurrió entre los meses de junio y
septiembre, como se muestra en la Figura 3.
Como modo de ejemplo para evidenciar las consecuencias sufridas en el país por el
factor precipitación, en junio del 2010, el huracán Alex fue el primero en formarse en la
cuenca del Atlántico, considerándose el más fuerte a lo largo de la historia (OMM, 2011). En
Figura 3. Precipitación pluvial normal mensual, 1981-2010 (mm) (CONAGUA, 2017f)
30
México, se estimó que cayeron hasta 700 mm de lluvia anual, causando inundaciones severas
y desfogue de presas. Del mismo modo, los vientos fuertes alcanzaron velocidad de hasta
175 km/hr, produciendo una gran destrucción al impactar en los estados de Tamaulipas y
Nuevo León.
Del mismo modo, otro aspecto importante que afecta principalmente la economía del
país es la sequía. Una sequía ocurre cuando las lluvias son significativamente menores a los
niveles normales registrados, ocasionando graves desequilibrios hidrológicos que llegan a
perjudicar a los sistemas de producción agrícola.
En alianza con Estados Unidos y Canadá, México participa en un programa
denominado Monitor de Sequía en América del Norte (MSAN), el cual analiza condiciones
climáticas para monitorear la sequía de forma continua y a gran escala en dicha región del
continente americano. En el monitor de sequía (CONAGUA, 2016g), se consideran las
siguientes clasificaciones:
Anormalmente Seco (D0), el cual se trata de una condición de sequedad, sin ser
considerada una categoría de sequía. Generalmente se presenta al inicio de un periodo debido
a la sequedad a presentarse a corto plazo, mientras que al final del mismo producto del déficit
de agua en la tierra. Cuando se presentan algunos daños en cultivos y bajos niveles en ríos,
arroyos, embalses o pozos, se considera una sequía moderada (D1), en donde se sugieren
restricciones voluntarias de la población en el uso del recurso hídrico. La clasificación de
sequía severa (D2) y sequía extrema (D3), asumen altos riesgos de incendios, escasez de
agua y pérdidas en los cultivos o pastos, gradualmente. En ambas condiciones, las
restricciones en el uso del agua debido a su escasez son más estricta. La condición más
31
extrema y alarmante es la conocida como sequía excepcional (D4), en donde la pérdida de
cultivos es total, al igual que el agua en embalses, arroyos y pozos. Aquí se genera una
situación total de emergencia.
A su vez, dicho monitor identifica el periodo de duración o impacto de la sequía,
clasificándolos en tres tipos. Corto plazo (C), con un periodo de duración a seis meses, con
posibles afectaciones en la agricultura y pastizales; Largo plazo (L), el cual dura más de seis
meses y genera impactos potenciales en la hidrología y ecología regional; Corto y Largo
plazo (C-L), el cual combina las dos clasificaciones anteriores.
México registra recurrentemente algún tipo de sequía en su territorio. Bajo
condiciones extremas de sequía la mayor parte del territorio nacional llega a experimentar
desde condiciones de anormalmente seco, hasta sequías excepcionales (SMN, 2018). En la
siguiente figura se muestra la superficie del país cubierta con algún grado de sequía entre
2003 y a febrero de 2018. Puede observarse la gran sequía de los años 2011-2013, en la que
el 90% del territorio de México experimentó algún grado de sequía.
Figura 4. Sequías registradas en México, 2003-2018 (SMN, 2018)
32
3.2 Escenarios del cambio climático
Para entender de mejor manera las consecuencias del cambio climático en nuestro planeta,
se han desarrollado distintos Modelos de Circulación General (MCG) que arrojan valores de
alteración para distintos parámetros climatológicos en nuestro planeta.
Los MCG requieren la suposición de un forzamiento radiativo para el cómputo de una
alteración climatológica en el futuro. Por consecuencia, se han calculado distintos escenarios
de variación de forzamiento radiativo llamados trayectorias de concentración representativas
(RCP por sus siglas en inglés). Los RCP’s representan una variación de la energía neta
absorbida por el planeta en W/m2 para el año 2100, tomando como referencia el forzamiento
radiativo registrado en el año 1750. Actualmente existen cuatro RCP’s: 2.4, 4.5, 6.0 y 8.5. Es
importante resaltar que cada uno de estos RCP’s fue calculado utilizando distintos criterios
respecto al resultado de las políticas mundiales de mitigación; el RCP 2.6 supone un
escenario exitoso de mitigación, los RCP’s 4.5 y 6.0 corresponden a escenarios de
estabilización y el RCP 8.5 representa un escenario con un nivel muy alto de emisiones de
gases de efecto invernadero.
En el capítulo 2 del “Atlas de vulnerabilidad hídrica de México ante el cambio
climático” del IMTA, se combina la proyección 14 Modelos de Circulación General
utilizando los escenarios RCP 4.5, 6.0 y 8.5 (IMTA, 2015). Para minimizar los errores de
cada uno de estos modelos, se aplicó el método de Fiabilidad del Ensamble Ponderado (REA
por sus siglas en inglés) que asigna distinto peso a cada modelo según su exactitud.
33
Estos modelos analizaron dos de los parámetros climatológicos más importantes: la
precipitación y la temperatura. Cabe resaltar que los resultados se dividen por estación del
año, para ser más específicos en los posibles patrones de cambio que se pueden presentar en
cada región en función del tiempo.
La precipitación acumulada estacional en México durante el periodo comprendido
entre 1971 y 2000 se muestra en la Figura 5.
Se puede observar que durante este período México tuvo una precipitación acumulada
relativamente alta en el sur y relativamente baja en los estados del norte y que este
comportamiento fue independiente a las estaciones del año. En el estado de Sonora se puede
notar que existe una precipitación acumulada baja y que algunas zonas del estado caen dentro
Figura 5. Precipitación acumulada 1971-2000 (IMTA, 2015)
34
del rango de la precipitación acumulada más baja en nuestro país, lo cual vuelve
especialmente vulnerable a esta región ante disminuciones de la precipitación.
Por otro lado, se observa que Sinaloa presenta una precipitación acumulada constante
en todas las estaciones del año y resalta como uno de los pocos estados norteños con una
precipitación acumulada entre 250 y 500 mm. Al ser uno de los principales corazones
agrícolas de nuestro país, es de máxima importancia que Sinaloa continúe recibiendo
precipitación suficiente para continuar sustentando estas actividades. También hay que
considerar la influencia del estado vecino de Sonora y sus tendencias, para entender la
vulnerabilidad especial que tiene esta zona en nuestro país.
En segundo lugar, es importante considerar el promedio de la temperatura máxima
registrada en México durante el período comprendido entre 1971 y 2000. Figura 6
Figura 6. Temperatura máxima 1971-2000 (IMTA, 2015)
35
En este rubro resalta la diferencia que existe en el comportamiento de la temperatura
dependiendo de la estación del año. Sin embargo, los estados de Sonora y Sinaloa presentan
un comportamiento similar ya que sus temperaturas máximas en cualquier época del año
durante este período no son menores a 28°C. También, cabe resaltar que las temperaturas
más altas registradas en nuestro país se encuentran concentradas en estos dos estados por lo
que se infiere que incrementos en la temperatura en estas zonas pueden ser potencialmente
catastróficos.
En tercer lugar, se debe analizar el promedio de las temperaturas mínimas en México
durante este mismo período.
Figura 7. Temperatura mínima 1971-2000 (IMTA, 2015)
36
De igual manera, se observa un comportamiento similar de Sonora y Sinaloa durante
las estaciones de primavera y verano ya que estas dos identidades manejan los mismos rangos
de temperatura mínima. Por otro lado, en otoño e invierno se puede observar un
comportamiento bastante diferente entre las dos entidades ya que en algunas partes de Sonora
se registran temperaturas mínimas de 9°C mientras que en Sinaloa la menor temperatura
mínima registrada en este período es de 13°C.
Estos 4°C de diferencia indican que existe una clara divergencia entre el
comportamiento de estos dos estados durante el otoño e invierno. De igual manera, es
sumamente relevante contener la expansión de estas temperaturas extremas propias del
desierto de Sonora hacia el estado de Sinaloa ya que puede afectar a las actividades agrícolas
del estado y, de esta manera, comprometer la suficiencia alimentaria de México.
Después de observar los resúmenes estadísticos de México durante el período
señalado, se deben analizar los posibles escenarios futuros que arrojan los MCG’s tomando
como referencia los escenarios RCP. Estas proyecciones son útiles para tener una noción
básica acerca del rumbo de nuestro futuro si las condiciones climáticas se contienen,
mantienen o empeoran.
Para el período comprendido entre 2015 y 2039 las anomalías en la precipitación
acumulada, conforme a los escenarios RCP 4.5, 6.0 y 8.5, se muestran en la Figura 8 y Figura
9.
37
Figura 8. Escenarios RCP de precipitación: primavera-verano 2015-2039 (IMTA, 2015)
Figura 9. Escenarios RCP de precipitación: otoño-invierno 2015-2039 (IMTA, 2015)
38
En el mejor de los casos, RCP 4.5, se espera una disminución de la precipitación del
9% en Sonora durante el período de primavera-verano y del 5% durante otoño-invierno. De
igual manera, para Sinaloa se espera una reducción mínima de 0 en el período de primavera-
verano y de 5% durante el período de otoño-invierno.
Así mismo, en la Figura 10 y Figura 11, se presentan los escenarios RCP 4.5, 6.0 y
8.5 para el periodo que comprende entre los años 2075 y 2099 del factor precipitación.
Figura 10. Escenarios RCP de precipitación: primavera-verano 2075-2099 (IMTA, 2015)
39
En cuanto a la disminución de la precipitación esperada durante 2075-2099 en el
período de primavera-verano, en el mejor de los casos Sonora disminuiría su precipitación
en un 9% mientras que Sinaloa disminuiría en un 6%. Mientras que en período de otoño-
invierno, Sonora disminuiría su precipitación en un 10% mientras que Sinaloa la disminuiría
en un 5 %.
Por otro lado, también se analizaron los escenarios RCP´s 4.5, 6.0 y 8.5 para el factor
de temperatura máxima en el territorio mexicano para los periodos primavera-verano y
otoño-invierno, durante el rango de tiempo que comprenden los años 2015-2039 y 2075-
2099. Véase Figura 12-Figura 15.
Figura 11. Escenarios RCP de precipitación: otoño-invierno 2075-2099 (IMTA, 2015)
40
Figura 12. Escenarios RCP de incrementos de la temperatura máxima: primavera-verano 2015-2039 (IMTA, 2015)
Figura 13. Escenarios RCP de incrementos de la temperatura máxima: otoño-invierno 2015-2039 (IMTA, 2015)
41
Durante los años de 2015 y 2039, se espera un aumento de 1.6°C en la temperatura
máxima de Sonora mientras que en Sinaloa se espera un aumento de 1.4°C durante el período
de primavera-verano. De igual manera, en el período de otoño-invierno se pronostica un
aumento de 1.8°C en Sonora mientras que en Sinaloa el aumento sería de 1.2°C.
Figura 15. Escenarios RCP de temperatura máxima: otoño-invierno 2075-2099 (IMTA, 2015)
Figura 14. Escenarios RCP de temperatura máxima: primavera-verano 2075-2099 (IMTA, 2015)
42
Durante los años de 2075-2099 el panorama es mucho más extremista para la zona en
cuestión. Ya que en el período de primavera-verano se espera un incremento de 3.8 °C en la
temperatura máxima de Sonora, mientras que en Sinaloa el incremento sería de 3.0°C. De
igual manera, en el período de otoño-invierno, se pronostica un incremento de 3.0 °C en
Sonora y Sinaloa.
Del mismo modo, los escenarios RCP´s 4.5, 6.0 y 8.5 para la temperatura mínima
durante los próximos años, se presentan en la Figura 16 – Figura 19.
Figura 16. Escenarios RCP de temperatura mínima: primavera-verano 2015-2039 (IMTA, 2015)
43
En cuanto al incremento de las temperaturas mínimas, durante los años 2015-2039 se
espera un incremento de 1.1°C en Sonora y Sinaloa durante el período de primavera-verano.
Figura 18. Escenarios RCP de temperatura mínima: primavera-verano 2075-2099 (IMTA, 2015)
Figura 17. Escenarios RCP de temperatura mínima: otoño-invierno 2015-2039 (IMTA, 2015)
44
Mientras que en el período de otoño-invierno, el incremento en la temperatura mínima
se pronostica en el orden de 1.1°C en Sonora y de 1.0°C en Sinaloa.
Al igual que en el escenario de temperaturas máximas, el panorama de incremento
durante los años de 2075-2099 es más significativo ya que durante los períodos de primavera-
verano y otoño-invierno se espera un incremento de al menos 2.6 °C en Sonora y Sinaloa.
Este tipo de modelos ayudan a ilustrar y dar forma al comportamiento que presentarán
la precipitación y temperaturas en los años próximos específicamente en diversas zonas del
territorio mexicano ya que, aunque se tomen como referencia para el futuro los valores más
optimistas, es posible ver que exista una tendencia hacia el calentamiento y desertificación
de nuestro país. Para fines de esta investigación, en los capítulos siguientes se llevarán a cabo
cálculos y modelos estadísticos que analicen una posible tendencia de estos dos factores, en
los estados de Sonora y Sinaloa, con los escenarios de cambio climático expuestos
anteriormente.
Figura 19. Escenarios RCP de temperatura mínima: otoño-invierno 2075-2099 (IMTA, 2015)
45
4. Información y Métodos
4.1 Estaciones climatológicas
El clima es el estado más frecuente de la atmósfera de un lugar de la superficie terrestre, es
decir, una descripción estadística de las condiciones meteorológicas más frecuentes de una
región en cierto periodo del tiempo (OMM, 2013). En un sentido amplio, el clima se refiere
al estado del sistema climático como un todo, incluyendo sus variaciones y descripciones
estadísticas.
Para conocer el clima de un país o región, es necesario medir diariamente por al
menos tres décadas las condiciones de temperatura, precipitación, humedad y viento, los
cuales son afectados por factores naturales como la altitud, latitud, relieve, corrientes
marinas, así como otros componentes del sistema planetario que interactúan con la atmósfera,
como la biodiversidad y los suelos (Conde, 2006). Por tal motivo, se debe considerar al clima
como una síntesis de las evoluciones diarias que experimente el tiempo meteorológico en
términos de las frecuencias y características de las masas de aire.
Estas variables climáticas son observadas y registradas por estaciones climatológicas
instaladas a la intemperie en diversos puntos estratégicos representativos de ambientes
diversos, donde generalmente la información recabada por éstas se expresa por medio de
mapas que permiten mostrar la evolución temporal y la distribución espacial del estado
atmosférico.
Dentro de los elementos climatológicos medidos por dichas estaciones se encuentran:
Temperatura (máxima absoluta, máxima media, media, mínima media y mínima absoluta);
46
Humedad (relativa, absoluta, específica); Viento (dirección, velocidad, ráfaga máxima);
Nubosidad (tipo, altura, cantidad); Presión (máxima absoluta, máxima media, media, mínima
media, mínima absoluta); Precipitación (cantidad, frecuencia, intensidad); Radiación solar.
Para la medición de las variables antes mencionadas, las estaciones climatológicas
cuentan con instrumentos de medición como: el pluviómetro o pluviógrafo que mide la
precipitación en milímetros depositada en un recipiente graduado; el termómetro tipo SIX
que cuenta con dos índices que marcan la temperatura máxima y mínima; tanque
evaporímetro el cual determina el volumen de agua evaporada en milímetros por unidad de
tiempo; veleta o anemoscopio que con una placa giratoria determina la velocidad del viento
y la dirección del mismo. Véase Figura 1.
En México, a finales del 2017, se contaba con 3,079 estaciones climatológicas en
operación por la CONAGUA, de las cuales 81 son observatorios meteorológicos, que
transmiten en tiempo real la información meteorológica.
Figura 1. Estaciones climatológicas (CONAGUA, 2013)
47
Actualmente, se tiene una densidad diferencial de estaciones climatológicas en
nuestro país, con menor densidad en el norte, noroeste y sureste, tal y como se muestra en la
Tabla 1 y Figura 2.
Figura 2. Densidad diferencial de estaciones climatológicas, 2017 (CONAGUA, 2017)
Tabla 1. Estaciones climatológicas operadas por CONAGUA, 2017 (CONAGUA, 2017)
48
Para este trabajo, se hizo uso de la información registrada por algunas de las
estaciones climatológicas pertenecientes a las Regiones Hidrológico-Administrativas II
Noroeste y III Pacífico Norte, ubicadas principalmente en los estados de Sonora y Sinaloa,
como se muestran en la Tabla 2.
Estado
Clave de
Estación
Nombre de
Estación
Sonora
26061 Navojoa
26139
Hermosillo II
(DGE)
26292 Guaymas 4-P-6
Sinaloa
25015 Culiacán (DGE)
25049 La Concha
25080 Ruíz Cortínez
25116 Los Mochis
4.2 Base de datos (Extractor Rápido de Información Climatológica ERIC III)
La información climatológica es un aspecto fundamental en la caracterización geográfica de
la costa Noroeste de México pertenecientes a las Regiones Hidrológico-Administrativo II
Noroeste y III Pacífico Norte. Con la obtención de la información de dos variables
principales, como son la precipitación y temperatura, se realizaron análisis de tendencias para
determinar el comportamiento de estos factores a lo largo de tiempo, que orientara hacia un
posible escenario particular del cambio climático en la zona de estudio.
Tabla 2. Estaciones climatológicas empleadas en el estudio (Elaboración propia,2019)
49
Para desarrollar el análisis de tendencias mencionado, se recabó información de datos
históricos registrados de lluvia y temperaturas máximas mensuales de cada una de las
estaciones enlistadas en la Tabla 2, tomados de la base de datos denominada ERIC (Extractor
Rápido de Información Climatológica).
El software ERIC, editado por el Instituto Mexicano de Tecnología del Agua (IMTA),
facilita la extracción de información procedente de la base original de datos al año 2013 del
Clima Computarizado (CLICLOM) para las variables de temperatura observada, temperatura
máxima, temperatura mínima, precipitación, evaporación, tormenta eléctrica, granizo, niebla
y nublados.
Dicho software es compatible para sistemas operativos Windows Vista y 7,
presentando una interfaz gráfica amigable, como se muestra en la Figura 3.
Figura 3. Interfaz gráfica del software ERIC III (Elaboración propia, 2019)
50
La versión utilizada para este trabajo fue la 3.2, la cual contiene un total de 5,272
estaciones climatológicas tradicionales, de las cuales 1968 cuentan con datos al año 2010;
1,553 al 2011; 395 al año 2012 y 26 hasta el 2013 (IMTA, 2016).
Es importante anotar que, posteriormente y gracias a la información proporcionada
por el Servicio Meteorológico Nacional, se actualizaron las bases de datos empleadas a partir
del Erick 3.2, con lo cual se contó con información hasta el año 2016.
La selección de las estaciones de interés puede realizarse mediante: una lista de
estaciones, Figura 4, donde se indica el estado al que pertenecen, clave, nombre, latitud,
longitud (W), altitud (msnm), periodo de registro y porcentaje en que se encuentran
operando; un mapa donde se presentan todas las estaciones dentro de la República Mexicana,
Figura 5; o definiendo un área rectangular o polígono.
Figura 4. Selección de estaciones por lista del software ERIC III (Elaboración propia, 2019)
51
Esta selección se utiliza para la consulta de la base de datos, Figura 6, eligiendo la
variable en estudio y el periodo a analizar, donde este último dato se obtiene de la lista de
estaciones. El archivo que genera esta consulta se guarda en formato de texto y es posible
visualizarlo en una hoja de Excel.
Figura 5. Selección de estaciones por mapa del software ERIC III (Elaboración propia, 2019)
52
El software ERIC permite graficar series de tiempo de una estación a la vez, como se
muestra en la Figura 7. Sin embargo, esta opción es un poco restringida ya que solo permite
introducir un periodo máximo de 10 años.
Figura 6. Consulta de datos y tabla de resultados en el software ERIC III (Elaboración propia, 2019)
Figura 7. Gráfica de una serie de tiempo en el software ERIC III (Elaboración propia, 2019)
53
4.3 Índice de Precipitación Estandarizado (SPI)
El SPI se diseñó para cuantificar el déficit de precipitación para varias escalas temporales,
las cuales reflejan el impacto de la sequía en la disponibilidad de los diferentes recursos
hídricos. Originalmente las escalas temporales para el cálculo de este índice eran de 3,6,12,24
y 48 meses.
El cálculo del SPI se basa en el registro de precipitaciones a largo plazo para un
periodo deseado. Dicho registro se ajusta a una distribución de probabilidades y se transforma
en una distribución normal de modo que el SPI medio para la localidad y el periodo analizado
tenga un valor de cero.
Usualmente se considera una distribución gamma para el histograma de precipitación.
La función de densidad de probabilidades se normaliza, es decir se ajusta en la de una
distribución normal. El índice de precipitación estándar (o estandarizado), SPI, se calcula
como la diferencia entre la precipitación estacional estandarizada respecto de la media, entre
la desviación estándar.
(1)
Donde Xij es la precipitación estacional en la i-ésima estación y en la j-ésima
observación. Xim es la media estacional y σ la desviación estándar.
Los valores positivos indican que la precipitación es mayor que la media, y los valores
negativos, que es menor. En la Tabla 3 se muestran los valores representativos del SPI y su
significado de acuerdo a su severidad.
54
Valor del SPI Categoría
2.00 o mayor Extremadamente húmedo
1.50 a 1.99 Muy húmedo
1.00 a 1.50 Moderadamente húmedo
-0.99 a 0.99 Normal
-1.00 a -1.50 Sequía moderada
-1.50 a -2.00 Sequía intensa
-2.00 o menor Sequía extrema
En México, el Servicio Meteorológico Nacional emplea una clasificación más
detallada, como se muestra en la Tabla 4. Esta clasificación, dados los rangos en que
usualmente varía el SPI, es de mayor utilidad, pues permite una mejor descripción de las
condiciones de humedad prevalecientes en sitio, y apoya la toma de decisiones operativas.
Tabla 3. Clasificación de valores del SPI (Lloyd-Hughes y Saunders,2002)
55
Para facilitar el cálculo, tanto como para posibilitar una mejor intercomparación de
resultados entre diversas fuentes, la Organización Meteorológica Mundial proporciona
software para el cálculo del SPI (WMO, 2012), que es el que fue utilizado en este trabajo.
El SPI se puede calcular para diversos periodos de tiempo, entre uno y doce meses
usualmente. La interpretación de los resultados depende del periodo de análisis.
SPI de 3 meses
Este SPI muestra una comparación de la precipitación en un periodo específico de 3 meses
con los totales de precipitación del mismo periodo de todos los años incluidos en el registro
histórico. Un SPI de 3 meses al final de febrero compara el total de la precipitación de los
Valor del SPI Condición
>= 2.0 Excepcionalmente húmedo
1.60 a 1.99 Extremadamente húmedo
1.30 a 1.59 Muy húmedo
0.80 a 1.29 Moderadamente húmedo
0.51 a 0.79 Ligeramente húmedo
-0.5 a 0.50 Cercano a lo normal
-0.79 a -0.51 Ligeramente seco
-1.29 a -0.80 Moderadamente seco
-1.59 a -1.30 Muy seco
-1.99 a -1.6 Extremadamente seco
<= -2.0 Excepcionalmente seco
Tabla 4. Valores y categorías del Índice Estandarizado de Sequías (CONAGUA 2017)
56
meses de diciembre, enero y febrero de ese año con los totales de precipitación entre
diciembre y febrero de todos los años contemplados para la zona estudiada.
El SPI de 3 meses muestra las condiciones de humedad a corto y medio plazo, y
proporciona una estimación estacional de la precipitación. Es importante comparar un SPI de
3 meses con escalas temporales más largas. Un periodo relativamente normal, o incluso uno
de 3 meses húmedo, podría ocurrir en medio de una sequía de larga duración que sólo sería
observable en un periodo largo. Analizar escalas temporales largas evita interpretaciones
erróneas que lleven a pensar que una sequía podría haber finalizado cuando en realidad se
trata sólo de un periodo húmedo temporal.
El SPI de 3 meses puede malinterpretarse en regiones donde normalmente se dan
condiciones secas durante un periodo de 3 meses. Los SPI negativos o positivos durante
mucho tiempo pueden asociarse a totales de precipitación no muy diferentes de la media.
SPI de 6 meses
El SPI de 6 meses compara la precipitación de ese periodo con el mismo periodo de 6 del
año de registro histórico. Un SPI de 6 meses es muy eficaz para mostrar la precipitación en
distintas estaciones. La información derivada de dicho índice también puede reflejar caudales
fluviales y niveles de almacenamiento, en función de la región y de la época del año.
SPI de 9 meses.
El SPI de 9 meses da una indicación de pautas de precipitación en escalas temporales medias.
Las sequías normalmente tardan una estación o más en desarrollarse. Los valores de SPI
57
debajo de -1.5 se consideran un buen indicativo de que la sequía está teniendo un impacto
importante en la agricultura y puede estar afectando a otros sectores.
SPI de 12 a 24 meses.
En esta escala temporal se reflejan patrones de precipitación a largo plazo. Debido a que las
escalas temporales son el resultado acumulado de periodos más cortos que pueden estar por
encima o por debajo de lo normal, el SPI a más largo plazo tiende a situarse a torno a cero.
Los SPI de estas escalas temporales generalmente se vinculan con cauces fluviales,
niveles de los reservorios y también con niveles de las aguas subterráneas a escalas
temporales más largas. En algunas localidades, el SPI de 12 meses tiende a relacionarse con
el Índice de Palmer, y ambos índices pueden reflejar condiciones parecidas.
Al terminar el cálculo, es necesario ilustrar los resultados obtenidos en una gráfica y
trazar una línea de tendencia para determinar si hay alguna tendencia ascendente o
descendente. Debido a que trazar una línea de tendencia es un método relativamente inexacto,
esto solo ayudará a ver si existe tendencia hacia la humedad o hacia la sequía. Para determinar
si la tendencia es estadísticamente significativa se necesita empelar modelos estadísticos.
4.4 Modelo Estadístico: Coeficiente de Correlación de Spearman
El término estadístico no paramétrico hace referencia a los métodos estadísticos que no
requieren la especificación de un supuesto sobre la distribución de la que procede los datos
de la muestra para efectuar inferencias sobre el caso de estudio (Cáceres, 2006). Es decir, no
exigen la suposición de la normalidad sobre la cual fue extraída la muestra.
58
Dentro de los métodos no paramétricos se encuentra el análisis de correlación de
Spearman, el cual pretende examinar la dirección y magnitud de la asociación entre dos
variables cuantitativas, es decir, la intensidad de relación entre las variables, en cualquier tipo
de asociación, no necesariamente lineal. Asimismo, permite identificar si, al aumentar el
valor de una variable, aumenta o disminuye el valor de la otra, y ofrece un coeficiente de
correlación, que cuantifica el grado de asociación entre dos variables numéricas (Martínez &
Faulín, 2006)
En esta prueba se calcula el estadístico:
(2)
donde n es el número total de datos en la serie, y el valor de D se calcula con la ecuación:
(3)
donde Ri es el rango de la i-ésima observación.
La hipótesis nula es que no existe una tendencia en la serie. Si │ZSR│ > t ((n-2, 1)-
α/2) entonces se rechaza la hipótesis nula y existe una tendencia en la serie. En esta ecuación
t ((n-2, 1)-α/2) es el valor del estadístico t de la distribución t de Student para un nivel α de
significancia.
Para fines de esta investigación, el coeficiente de correlación de Spearman fue el
método utilizado para determinar, con precisión, si existe una tendencia en el aumento o
59
disminución de precipitación y temperatura máxima mensual, respecto del tiempo, en la costa
Noroeste de México.
Los cálculos se llevaron a cabo en base a los resultados arrojados por el SPI y los
datos históricos de temperatura máxima mensual dados por el software ERIC.
Para fines ilustrativos se presenta un ejemplo del cálculo del parámetro D con datos
arrojados de un SPI imaginario.
AÑO i Valor
de SPI RANGO Ri-i
Ri-i al
cuadrado
1967 1 0.70 5 4 16
1968 2 0.85 4 2 4
1969 3 1.50 2 -1 1
1970 4 1.70 1 -3 9
1971 5 1.50 2 -3 9
SUMA 39
Nótese que:
� El valor Ri (Rango) puede ser el mismo entre dos valores de igual magnitud.
� El valor i es único para cada dato
� El valor de n para este caso es igual a 5 (el último valor de i), por lo que n2 es igual a
25
En este caso, el valor de D se calcularía de la siguiente manera:
Tabla 5. Ejemplo ilustrativo para el cálculo del parámetro D (Elaboración propia, 2019)
60
Al resolver la expresión anterior obtenemos:
D= -0.95
Sabiendo que el número de eventos n= 5, se sustituyen los valores para obtener el estadístico
Zsr:
│ZSR│= -0.95*
Al resolver la expresión anterior obtenemos:
│ZSR│= 5.27
Considerando un nivel de significancia α=0.975, se obtuvo un valor estadístico de
distribución t:
t ((n-2, 1)-α/2) = 3.18
Comparando ambos valores estadísticos, se obtiene la siguiente relación:
│ZSR│> t ((n-2, 1)-α/2)
En este ejemplo, se concluye que, con el paso del tiempo, el valor del SPI presenta
una tendencia positiva, es decir, un incremento de dicho factor con el paso de los años.
61
En la figura 8 se muestra una de las tablas de cálculo en Excel utilizadas en el estudio.
Figura 8. Ejemplo de tabla de cálculo de tendencia con el coeficiente de Spearman usado en el estudio (Elaboración propia, 2019)
62
5. Resultados
Como parte del análisis de una posible tendencia en el aumento de temperaturas máximas y
precipitación en la costa noroeste de México, correspondiente a las Regiones Hidrológico-
Administrativo II Noroeste y III Pacífico Norte, uno de los objetivos principales de esta
investigación fue sustentar si las tendencias de dichos factores coinciden con los escenarios
de cambio climático, es decir, comprobar que los resultados de los escenarios son
consistentes con lo observado, y con esto, sugerir recomendaciones generales ante la
presencia de dicho fenómeno en la zona de estudio.
Para llevar a cabo el análisis de tendencia, se hizo uso de los datos históricos de
temperaturas máximas y precipitación registrados en la base de datos del software ERIC III
versión 3.2, correspondientes a las estaciones climatológicas mostradas en la Tabla 1 y Tabla
2, ubicadas principalmente en los estados de Sonora y Sinaloa, y de la base de datos
climatológicos actualizada del Servicio Meteorológico Nacional.
Tabla 1. Estaciones climatológicas para tendencias de temperaturas máximas (Elaboración propia,2019)
Factor Analizado
Estado Municipio Clave de Estación Nombre de Estación Longitud (W) Latitud AltitudAño de Primer
Registro
Año de Último
Registro
% Datos Completados
Navojoa 26061 Navojoa -109.443 27.072 48.00 1960 2015 99.70Hermosillo 26139 Hermosillo II (DGE) -110.954 29.099 221.00 1973 2016 99.80
26292 Guaymas 4-P-6 -110.500 27.550 13.00 1967 2016 98.30Culiacán 25015 Culiacán (DGE) -107.398 24.792 60.00 1961 2017 99.60
Escuinapa 25049 La Concha -105.452 22.529 16.00 1961 2016 97.30Guasave 25080 Ruíz Cortínez -108.719 25.704 20.00 1962 2012 98.30Ahome 25116 Los Mochis -109.035 25.801 11.00 1961 2012 99.50
Sonora
Sinaloa
Temperatura máxima
63
5.1 Temperatura máxima
Con base en los datos históricos registrados de temperatura máxima por las estaciones
climatológicas mencionadas en la Tabla 1, empleando hojas de cálculo Excel, se graficó el
valor de temperatura máxima mensual de cada uno de los doce meses que conforman el rango
de años en que estuvo o está operando la estación. Posteriormente, se trazó una línea de
tendencia lineal que permitiera visualizar si hubo un incremento o decremento de la
temperatura respecto al tiempo.
Estas gráficas y líneas de tendencia se realizaron para cada una de las estaciones
climatológicas antes mencionadas, como se muestra en las Figuras de 1 a 7. Las series de
datos, en su mayoría, cubren 50 años o más, y en el menor de los casos 42 años, que exceden
el límite de treinta años que recomienda la Organización Meteorológica Mundial como el
mínimo para el estudio del clima.
Factor Analizado
Estado Municipio Clave de Estación Nombre de Estación Longitud (W) Latitud AltitudAño de Primer
Registro
Año de Último
Registro
% Datos Completados
Sn. Miguel Horcasitas
26197 El Veranito -109.223 26.984 160.00 1976 2011 92.50
Minas Nuevas 26053 Minas Nuevas -109.006 27.059 480.00 1927 2011 96.20Navojoa 26061 Navojoa -109.443 27.072 48.00 1960 2011 99.70Guaymas 26292 Guaymas 4-P-6 -110.500 27.550 13.00 1967 2011 98.30
Cd. Obregón 26018 Cd. Obregón (DGE) -109.938 27.481 40.00 1961 2011 99.70Hermosillo 26139 Hermosillo II (DGE) -110.954 29.099 221.00 1973 2011 99.80
Guasave 25080 Ruíz Cortínez -108.719 25.704 20.00 1962 2005 98.30Culiacán 25015 Culiacán (DGE) -107.398 24.792 60.00 1961 2011 99.60Ahome 25116 Los Mochis -109.035 25.801 11.00 1961 2010 99.50
Guasave 25038 Guasave (DGE) -108.461 25.562 22.00 1986 2011 97.30
Precipitación
Sinaloa
Sonora
Tabla 2. Estaciones climatológicas para tendencias de precipitación (Elaboración propia,2019)
64
20
25
30
35
40
45
50
1960
-02
1961
-10
1963
-06
1965
-02
1966
-10
1968
-06
1970
-02
1971
-10
1973
-06
1975
-02
1976
-10
1978
-06
1980
-02
1981
-10
1983
-06
1985
-02
1986
-10
1988
-06
1990
-02
1991
-10
1993
-06
1995
-02
1996
-10
1998
-06
2000
-02
2001
-10
2003
-06
2005
-02
2006
-10
2008
-06
2010
-02
2011
-10
2013
-06
2015
-02
2016
-10
Tem
pera
tura
Máx
ima
(°C)
Año/mes
TEMPERATURA MÁXIMA MENSUAL026061-Navojoa
Sonora
20.00
25.00
30.00
35.00
40.00
45.00
50.00
1973
-01
1974
-05
1975
-09
1977
-01
1978
-05
1979
-09
1981
-01
1982
-05
1983
-09
1985
-01
1986
-05
1987
-09
1989
-01
1990
-05
1991
-09
1993
-01
1994
-05
1995
-09
1997
-01
1998
-05
1999
-09
2001
-01
2002
-05
2003
-09
2005
-01
2006
-05
2007
-09
2009
-01
2010
-05
2011
-09
2013
-01
2014
-05
2015
-09
Tem
pera
tura
Máx
ima
(°C)
Año/mes
TEMPERATURA MÁXIMA MENSUAL026139-Hermosillo II
Figura 1. Temperatura máxima mensual. Estación: 026139-Hermosillo II (Elaboración propia, 2019)
Figura 2. Temperatura máxima mensual. Estación: 026061-Navojoa (Elaboración propia, 2019)
65
Sinaloa
25
30
35
40
45
50
1961
-01
1962
-09
1964
-05
1966
-01
1967
-09
1969
-05
1971
-01
1972
-09
1974
-05
1976
-01
1977
-09
1979
-05
1981
-01
1982
-09
1984
-05
1986
-01
1987
-09
1989
-05
1991
-01
1992
-09
1994
-05
1996
-01
1997
-09
1999
-05
2001
-01
2002
-09
2004
-05
2006
-01
2007
-09
2009
-05
2011
-01
2012
-09
2014
-05
2016
-01
2017
-09
TTem
pera
tura
Máx
ima
(°C)
Año/mes
TEMPERATURA MÁXIMA MENSUAL 025015-Culiacán (DGE)
25
30
35
40
45
5019
67-0
119
68-0
719
70-0
119
71-0
719
73-0
119
74-0
719
76-0
119
77-0
719
79-0
119
80-0
719
82-0
119
83-0
719
85-0
119
86-0
719
88-0
119
89-0
719
91-0
119
92-0
719
94-0
119
95-0
719
97-0
119
98-0
720
00-0
120
01-0
720
03-0
120
04-0
720
06-0
120
07-0
720
09-0
120
10-0
720
12-0
120
13-0
720
15-0
120
16-0
7
Tem
pera
tura
Máx
ima
(°C)
Año/mes
TEMPERATURA MÁXIMA MENSUAL026292-Guaymas AP6
Figura 4. Temperatura máxima mensual. Estación: 025015-Culiacán (DGE) (Elaboración propia, 2019)
Figura 3. Temperatura máxima mensual. Estación: 026292-Guaymas AP6 (Elaboración propia, 2019)
66
25
30
35
40
45
50
1962
-01
1963
-07
1965
-01
1966
-07
1968
-01
1969
-07
1971
-01
1972
-07
1974
-01
1975
-07
1977
-01
1978
-07
1980
-01
1981
-07
1983
-01
1984
-07
1986
-01
1987
-07
1989
-01
1990
-07
1992
-01
1993
-07
1995
-01
1996
-07
1998
-01
1999
-07
2001
-01
2002
-07
2004
-01
2005
-07
2007
-01
2008
-07
2010
-01
2011
-07
Tem
pera
tura
Máx
ima
(°C)
Año/mes
TEMPERATURA MÁXIMA MENSUAL025080-Ruíz Cortínez
Figura 5. Temperatura máxima mensual. Estación: 025116-Los Mochis (Elaboración propia, 2019)
Figura 6. Temperatura máxima mensual. Estación: 025080-Ruíz Cortínez (Elaboración propia, 2019)
25
30
35
40
45
50
1961
-01
1962
-07
1964
-01
1965
-07
1967
-01
1968
-07
1970
-01
1971
-07
1973
-01
1974
-07
1976
-01
1977
-07
1979
-01
1980
-07
1982
-01
1983
-07
1985
-01
1986
-07
1988
-01
1989
-07
1991
-01
1992
-07
1994
-01
1995
-07
1997
-01
1998
-07
2000
-01
2001
-07
2003
-01
2004
-07
2006
-01
2007
-07
2009
-01
2010
-07
2012
-01
2013
-07
Tem
pera
tura
Máx
ima
(°c)
Año/mes
TEMPERATURA MÁXIMA MENSUAL 025116-Los Mochis
67
25272931333537394143
1961
-01
1962
-09
1964
-05
1966
-01
1967
-09
1969
-05
1971
-01
1972
-09
1974
-05
1976
-01
1977
-09
1979
-05
1981
-01
1982
-09
1984
-05
1986
-01
1987
-09
1989
-05
1991
-01
1992
-09
1994
-05
1996
-01
1997
-09
1999
-05
2001
-01
2002
-09
2004
-05
2006
-01
2007
-09
2009
-05
2011
-01
2012
-09
2014
-05
2016
-01
2017
-09
Tem
pera
tura
Máx
ima
(°C)
Año/mes
TEMPERATURA MÁXIMA MENSUAL 025049-La Concha
Con las gráficas anteriores y con ayuda de las líneas de tendencia, se observa que,
para el caso de las estaciones ubicadas en el estado de Sonora, la estación Hermosillo II
presenta una tendencia positiva en la temperatura máxima, mientras que las estaciones de
Navojoa y Guaymas AP-6, ha decrecido ligeramente o se ha mantenido estable dicho factor
a lo largo de los años de estudio.
Por otra parte, para las estaciones localizadas en Sinaloa, se observa un incremento
en la temperatura máxima mensual como son el caso de las estaciones Culiacán (DGE), Los
Mochis y Ruíz Cortínez; mientras que la estación La Concha presenta una ligera diminución
en la temperatura máxima.
Estas gráficas muestran una posible tendencia de incremento, estabilidad o
decremento de la temperatura máxima mensual a través del rango de tiempo, marcadas por
las estaciones climatológicas.
Figura 7. Temperatura máxima mensual. Estación: 0258049-La Concha (Elaboración propia, 2019)
68
Sin embargo, se observó que, con ayuda de la base de datos general y las gráficas
antes expuestas, las temperaturas máximas de cada año se presentan entre los meses de junio,
julio, agosto y septiembre, siguiendo el mismo patrón a través de los años.
Por tal motivo, se decidió hacer un análisis más detallado utilizando, únicamente, el
periodo de tiempo que comprende entre los meses de junio y septiembre a través de los años
de registro propios de cada estación climatológica, cuyos resultados se muestran en las
Figuras 8 a 14.
Sonora
Figura 8. Temperatura máxima (junio-septiembre). Estación: 026139-Hermosillo II (Elaboración propia, 2019)
69
Figura 9. Temperatura máxima (junio-septiembre). Estación: 026061-Navojoa (Elaboración propia, 2019)
Figura 10. Temperatura máxima (junio-septiembre). Estación: 026292-Guaymas AP6 (Elaboración propia, 2019)
70
Sinaloa
Figura 11. Temperatura máxima (junio-septiembre). Estación: 025015-Culiacán (DGE) (Elaboración propia, 2019)
Figura 12. Temperatura máxima (junio-septiembre). Estación: 025116-Los Mochis (Elaboración propia, 2019)
71
Figura 13. Temperatura máxima (junio-septiembre). Estación: 025080-Ruíz Cortínez (Elaboración propia, 2019)
Figura 14. Temperatura máxima (junio-septiembre). Estación: 025049-La Concha (Elaboración propia, 2019)
72
Con este análisis mensual, centrado en los meses en los que se presentan las
temperaturas máximas, es posible observar con mayor claridad una tendencia de aumento de
esta variable en toda la región.
En base a las gráficas y líneas de tendencias del factor temperatura máxima para los
meses de junio, julio, agosto y septiembre de cada año, se obtuvo que, para las tres estaciones
localizadas en el estado de Sonora, los meses con mayor incremento de temperatura fueron
junio, julio y agosto, mientras que el mes de septiembre se mantuvo en su rango normal e
incluso, en la estación de Navojoa, disminuyó ligeramente.
Del mismo modo, para las estaciones pertenecientes al estado de Sinaloa, éstas
reflejaron una mayor tendencia de incremento de temperatura en los cuatro meses,
comparado con las estaciones de Sonora. Cabe resaltar, que la estación Ruíz Cortínez
presentó una tendencia positiva significativa, mientras que la estación La Concha, siguió
presentando una disminución de este factor en los cuatro meses de estudio.
Con estas gráficas, donde se engloban las temperaturas máximas mensuales y las
temperaturas máximas en los meses de junio a septiembre, se dedujo que, en ambos casos,
se presenta una tendencia positiva de incremento de temperatura máxima para las regiones
ubicadas en la costa noroeste de México.
Sin embargo, es esencial el uso de un modelo estadístico que genere, con mayor grado
de confianza y exactitud, un resultado que afirme con base científica una tendencia positiva
en el incremento de la temperatura máxima en las regiones en consideración.
73
Estado Clave de Estación Nombre de Estación Periodo Analizado Mes Analizado ZSR t(n-2,1-(α/2))Tendencia Estadística
JUNIO 6.429 2.004 SíJULIO 6.837 2.004 Sí
AGOSTO 6.817 2.004 SíSEPTIEMBRE 7.098 2.004 Sí
JUNIO 3.745 2.008 SíJULIO 3.248 2.008 Sí
AGOSTO 4.733 2.008 SíSEPTIEMBRE 3.655 2.008 Sí
JUNIO 5.916 2.012 SíJULIO 9.713 2.012 Sí
AGOSTO 6.449 2.014 SíSEPTIEMBRE 5.932 2.014 Sí
JUNIO 1.129 2.004 NoJULIO 0.101 2.004 No
AGOSTO 1.193 2.005 NoSEPTIEMBRE 2.807 2.006 No
Sinaloa
1961-2017
1961-2012
1962-2012
1961-2016
25080 RUIZ CORTINES
25049 LA CONCHA
Temperaturas Máximas
25015 CULIACÁN (DGE)
25116 LOS MOCHIS
Para conseguir esto, se utilizó el coeficiente de correlación de Spearman, explicado
en el capítulo anterior, y la base de datos de temperaturas máximas para los meses de junio,
julio, agosto y septiembre, arrojado por el software ERIC y complementado con la base de
datos climatológica del Servicio Meteorológico Nacional. Con este procedimiento se
determinó si existía una tendencia estadísticamente significativa de aumento de temperatura
en los meses antes mencionados, utilizando un grado de confiabilidad del 97.5% (α=0.975).
Los resultados obtenidos se resumen en las Tablas 3 y 4.
Tabla 3. Tendencias de temperatura máxima en Sonora. Método de correlación de Spearman (Elaboración propia, 2019)
Tabla 4. Tendencias de temperatura máxima en Sinaloa. Método de correlación de Spearman (Elaboración propia, 2019)
Estado Clave de Estación Nombre de Estación Periodo Analizado Mes Analizado ZSR t(n-2,1-(α/2))Tendencia Estadística
JUNIO 2.300 2.018 SíJULIO 1.691 2.018 No
AGOSTO 2.511 2.018 SíSEPTIEMBRE 0.542 2.019 No
JUNIO 2.637 2.004 SíJULIO 1.384 2.004 No
AGOSTO 1.661 2.004 NoSEPTIEMBRE 1.236 2.004 No
JUNIO 0.973 2.01 NoJULIO 1.605 2.01 No
AGOSTO 1.550 2.012 NoSEPTIEMBRE 0.966 2.012 No
Sonora 1960-2015
1973-2016
1967-2016
Temperaturas Máximas
26061 NAVOJOA
26139 HERMOSILLO II
26292 GUAYMAS AP6
74
Como se observa en el resumen anterior, las estaciones analizadas en Sonora no
presentan una tendencia estadísticamente significativa de incremento de temperatura máxima
respecto del tiempo, comparado con las estaciones de Sinaloa que, a excepción de la estación
al Concha, sí presenta una tendencia positiva de incremento de temperatura respecto a los
últimos años.
En base al análisis de las gráficas y la determinación de correlación del coeficiente de
Spearman, se concluye que las estaciones analizadas siguen un comportamiento o patrón
similar en ambos métodos de análisis, es decir, existe una relación de incremento o
decremento en la línea de tendencia trazada en las gráficas que, posteriormente, se ve
reflejado y sustentando por el modelo estadístico antes mencionado.
En la Tabla 5 y Tabla 6, se presenta un comparativo de los resultados arrojados por
ambos métodos, donde el término incremento notable, regular o mínimo, en el modelo
gráfico, está basado en la apreciación de la línea de tendencia.
EstadoClave de Estación
Nombre de Estación
Periodo Analizado
Mes Analizado
Tendencia de Modelo Gráfico
Tendencia de Modelo
EstadísticoCorrelación
Junio Incremento Notable Sí PositivaJulio Incremento Regular No Negativa
Agosto Incremento Notable Sí PositivaSeptiembre Incremento Mínino No Positiva
Junio Incremento Notable Sí PositivaJulio Incremento Regular No Negativa
Agosto Incremento Notable No NegativaSeptiembre Decremento Regular No Positiva
Junio Incremento Mínimo No PositivaJulio Incremento Mínimo No Positiva
Agosto Incremento Mínimo No PositivaSeptiembre Incremento Mínimo No Positiva
1967-2016
Temperaturas Máximas
Sonora
26139
26061
26292
Hermosillo II
Navojoa
Guaymas AP6
1973-2016
1960-2015
Tabla 5. Comparación de resultados obtenidos por método gráfico y modelo estadístico en Sonora (Elaboración propia, 2019)
75
Tabla 6. Comparación de resultados obtenidos por método gráfico y modelo estadístico en Sinaloa (Elaboración propia, 2019)
EstadoClave de Estación
Nombre de Estación
Periodo Analizado
Mes Analizado
Tendencia de Modelo Gráfico
Tendencia de Modelo
EstadísticoCorrelación
Junio Incremento Notable Sí PositivaJulio Incremento Notable Sí Positiva
Agosto Incremento Notable Sí PositivaSeptiembre Incremento Notable Sí Positiva
Junio Incremento Regular Sí PositivaJulio Incremento Regular Sí Positiva
Agosto Incremento Regular Sí PositivaSeptiembre Incremento Regular Sí Positiva
Junio Incremento Notable Sí PositivaJulio Incremento Notable Sí Positiva
Agosto Incremento Notable Sí PositivaSeptiembre Incremento Notable Sí Positiva
Junio Decremento Notable No PositivaJulio Decremento Mínimo No Positiva
Agosto Incremento Mínimo No PositivaSeptiembre Incremento Mínimo Sí Negativa
1962-2012
Sinaloa
25049 La Concha 1961-2016
Temperaturas Máximas
25015Culiacán
(DGE)1961-2017
25116 Los Mochis 1961-2012
25080 Ruíz Cortínez
76
-4-3-2-101234
1973
1974
1975
1976
1977
1978
1979
1980
1981
1982
1983
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
Indice de precipitación estándar
3 Meses 6 Meses 9 Meses 12 Meses Lineal (12 Meses)
5.2 Precipitación
Al extraer la información del ERIC de las estaciones mencionadas anteriormente y analizarla
con el SPI se obtuvieron los siguientes resultados:
Sonora
El Veranito
Ruiz Cortines
Figura 15. Índice de Precipitación Estandarizado. Estación: 026197-El Veranito (Elaboración propia, 2019).
-2
-1
0
1
2
3
1976
1977
1978
1978
1979
1980
1981
1982
1983
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
Indice de precipitación estándar
3 Meses 6 Meses 9 Meses 12 Meses Lineal (12 Meses)
Figura 16. Índice de Precipitación Estandarizado. Estación: 025080-Ruiz Cortines (Elaboración propia, 2019).
77
Minas Nuevas
Navojoa
Figura 17. Índice de Precipitación Estandarizado. Estación: 026053-Minas Nuevas (Elaboración propia, 2019).
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
1976
1977
1978
1978
1979
1980
1981
1982
1983
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
Indice de precipitación estándar
3 Meses 6 Meses 9 Meses 12 Meses Lineal (12 Meses)
-1-0.5
00.5
11.5
22.5
33.5
4
1922
1924
1927
1929
1931
1934
1936
1939
1941
1943
1946
1948
1951
1953
1956
1958
1960
1963
1965
1968
1970
1972
1975
1977
1980
1982
1985
1987
1989
1992
1994
1997
1999
2001
2004
2006
Indice de precipitación estándar
3 meses 6 meses 9 meses 12 meses Lineal (12 meses)
Figura 18. Índice de Precipitación Estandarizado. Estación: 026061-Navojoa (Elaboración propia, 2019).
78
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
1967
1968
1969
1969
1970
1971
1972
1973
1974
1975
1976
1977
1978
1979
1980
1980
1981
1982
1983
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
Indice de precipitación estándar
3 meses 6 meses 9 meses 12 meses Lineal (12 meses)
Guaymas
Ciudad Obregón
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
1983
1983
1984
1984
1985
1986
1986
1987
1987
1988
1989
1989
1990
1990
1991
1991
1992
1993
1993
1994
1994
1995
1996
1996
1997
1997
1998
1998
1999
2000
2000
2001
2001
2002
Indice de precipitación estándar
3 meses 6 meses 9 meses 12 meses Lineal (12 meses)
Figura 19. Índice de Precipitación Estandarizado. Estación: 026292-Guaymas 4-P-6 (Elaboración propia, 2019).
Figura 20. Índice de Precipitación Estandarizado. Estación: 026018-Ciudad Obregón (Elaboración propia, 2019).
79
Hermosillo
Sinaloa
Culiacán
-2
-1
0
1
2
3
1961
1962
1963
1965
1966
1967
1969
1970
1971
1973
1974
1975
1977
1978
1979
1981
1982
1983
1985
1986
1987
1989
1990
1991
1993
1994
1995
1997
1998
1999
2001
2002
2003
2005
2006
2007
Indice de precipitación estándar
3 meses 6 meses 9 meses 12 meses Lineal (12 meses)
Figura 21. Índice de Precipitación Estandarizado. Estación: 026139-Hermosillo (Elaboración propia, 2019).
-4.5-4
-3.5-3
-2.5-2
-1.5-1
-0.50
0.51
1.52
2.53
3.5
1961
1962
1964
1965
1966
1968
1969
1971
1972
1973
1975
1976
1978
1979
1981
1982
1983
1985
1986
1988
1989
1990
1992
1993
1995
1996
1998
1999
2000
2002
2003
2005
2006
2007
Indice de precipitacion estandar
3 Meses 6 Meses 9 meses 12 meses Lineal (12 meses)
Figura 22. Índice de Precipitación Estandarizado. Estación: 025015-Culiacán (Elaboración propia, 2019).
80
Los Mochis
Guasave
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
1962
1963
1964
1965
1967
1968
1969
1970
1972
1973
1974
1975
1977
1978
1979
1980
1982
1983
1984
1985
1987
1988
1989
1990
1992
1993
1994
1995
1997
1998
1999
2000
2002
2003
2004
2005
Indice de precipitación estándar
3 meses 6 meses 9 meses 12 meses Lineal (12 meses)
-5-4-3-2-1012345
1962
1963
1964
1965
1967
1968
1969
1970
1972
1973
1974
1975
1977
1978
1979
1980
1982
1983
1984
1985
1987
1988
1989
1990
1992
1993
1994
1995
1997
1998
1999
2000
2002
2003
2004
2005
3 meses 6 meses 9 meses 12 meses Lineal (12 meses)
Figura 23. Índice de Precipitación Estandarizado. Estación: 025116-Los Mochis (Elaboración propia, 2019).
Figura 24. Índice de Precipitación Estandarizado. Estación: 025038-Guasave (Elaboración propia, 2019).
81
Se puede observar que cada uno de los períodos tiene un comportamiento similar ya
que lo único que cambia entre cada color de línea es el tiempo que se utiliza como referencia
para evaluar cada valor individual. También salta a la vista lo complejo que es percatarse a
simple vista de las tendencias en la precipitación de cada una de estas estaciones por lo que
se trazó una línea de tendencia en las gráficas para ayudar a ver la tendencia de la
precipitación en el tiempo.
Es importante resaltar que, debido a los datos deficientes en las estaciones de Ciudad
Obregón y Navojoa, las gráficas de estas estaciones muestran información incoherente. Por
esta razón no se tomó en cuenta la información anterior de 1960 en el caso de Navojoa y la
estación de Ciudad Obregón se descartó por completo.
Por otro lado, los datos arrojados por el SPI, y al aplicar los parámetros para su
interpretación, nos demuestran el nivel de aridez de la zona de estudio. Es normal obtener
valores negativos de SPI en esta zona, pero es crítico entender la diferencia que existe entre
-0.99 (el cual es un parámetro que indica una condición normal) y -2.0 (el cual indica una
condición de sequía intensa).
82
Resumen estaciones de Sonora
Resumen estaciones de Sinaloa
Se determinó que para hacer un análisis general de la zona de estudio a lo largo de
períodos más largos de tiempo era conveniente reunir la información obtenida de cada una
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
1977
1978
1979
1980
1981
1981
1982
1983
1984
1985
1986
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2006
2007
Indice de precipitación en Sonora
El Veranito 9 meses El veranito 12 meses Ruiz Cortines 9 mesesRuiz Cortines 12 meses Minas Nuevas 9 meses Minas Nuevas 12 mesesHermosillo 9 meses Hermosillo 12 meses Guaymas 9 meses
-5-4-3-2-10123
1962
1963
1965
1966
1967
1968
1970
1971
1972
1973
1975
1976
1977
1978
1980
1981
1982
1983
1985
1986
1987
1988
1990
1991
1992
1993
1995
1996
1997
1998
2000
2001
2002
2003
2005
Indice de precipitación estandar en Sinaloa
Culiacán 9 meses Culiacán 12 meses Los Mochis 9 meses
Los Mochis 12 meses Guasave 9 meses Guasave 12 meses
Figura 25. Índice de Precipitación Estandarizado. Estaciones de Sonora (Elaboración propia, 2019).
Figura 26. Índice de Precipitación Estandarizado. Estaciones de Sinaloa (Elaboración propia, 2019).
83
de las estaciones (con excepción de Ciudad Obregón) en los lapsos de 9 a 12 meses, que
serían los más representativos de una sequía
Con esto, es factible observar un comportamiento relativamente uniforme en todas
las estaciones analizadas de Sonora y Sinaloa por lo que es posible inferir que las tendencias
de precipitación y el panorama futuro de estos estados serán consistente con estos resultados.
A pesar de que las líneas de tendencia de cada una de las estaciones analizadas y de
que la mayoría de las gráficas de todas las estaciones presenten una pendiente negativa, es
necesario comprobar la significancia de estas conclusiones mediante el método de Spearman
(tablas 7 a 10)
Tabla 7. Tendencias de SPI en Sonora. Método de correlación de Spearman (Elaboración propia, 2019)
84
Tabla 8. Tendencias de SPI en Sinaloa. Método de correlación de Spearman (Elaboración propia, 2019)
Tabla 9. Comparación de resultados obtenidos por método gráfico y modelo estadístico en Sonora (Elaboración propia, 2019)
Tabla 10. Comparación de resultados obtenidos por método gráfico y modelo estadístico en Sinaloa (Elaboración propia, 2019)
85
Se observa que existe una tendencia estadísticamente significativa en la mayoría de
las estaciones analizadas, lo cual deja ver que en los últimos años ha existido una variación
importante en la precipitación en estas zonas y que la tendencia futura (si no existen grandes
cambios) puede seguir fluctuando.
En las estaciones en el estado de Sonora no hay una tendencia consistente: en algunas
se observa un incremento de precipitación y en otras una disminución. En el caso del estado
de Sinaloa se observa que, o bien no hay tendencia, o existe una disminución en la
precipitación.
El comportamiento de la precipitación es consistente con lo observado en la
temperatura, dado que la tendencia a un incremento en la temperatura máxima es más
evidente en las estaciones en el estado de Sinaloa.
Al encontrar que en cada una de las estaciones (y en los dos períodos de tiempo) existe
una tendencia significativa, podemos inferir que la zona del noroeste de nuestro país está
siendo afectada de manera general y significativa. Es decir, los estados de Sonora y Sinaloa
están viendo alterados el comportamiento hidrológico.
Con este tipo de análisis es posible afirmar que los cambios que se observan en la
precipitación de la zona no son casualidades y que tienen sus raíces en situaciones exteriores
que afectan a la zona del noroeste del país. En este caso, la tendencia cambiante encontrada
es muy probablemente causada por los efectos del cambio climático, considerando que las
tendencias observadas son consistentes con lo previsto en los escenarios de cambio climático.
86
6. Conclusiones y recomendaciones
Como parte del análisis realizado sobre el comportamiento de las temperaturas máximas y
precipitación en la costa noroeste de México, que implica específicamente los estados de
Sonora y Sinaloa, se confirma que existe una presencia de cambio climático en la región,
cuyos escenarios mantienen una relación significativa con los fenómenos observados. Esta
afirmación de incremento en el factor temperatura máxima y precipitación se sustentan con
base en los resultados de tendencia presentados en el capítulo de resultados.
Para el caso de temperaturas máximas, es bien sabido que los estados de Sonora y
Sinaloa, pertenecientes a las Regiones Hidrológico-Administrativo II Noroeste y III Pacífico
Norte, registran algunas de las temperaturas más altas en nuestro país a través de los años,
así como también un comportamiento de temperatura opuesto, dependiendo de la estación.
Debido a que en esta investigación solo se analizaron los meses de junio, julio, agosto
y septiembre, correspondiente a la estación de verano, se hizo un comparativo con las
temperaturas máximas entre los años 1971 y 2000, en función de los datos de cada estación
climatológica, de donde se aprecia que en estos dos estados de la República Mexicana las
temperaturas máximas oscilan entre los 32°C y 36°C (véase la Figura 2 del capítulo Cambio
Climático).
Sin embargo, los resultados obtenidos en las regiones de estudio mencionadas en el
capítulo anterior, que en promedio están en un rango de tiempo equivalente entre 1960 y
2016, arrojaron que, para estos cuatro meses de estudio, las temperaturas máximas se
encuentran entre 38°C y los 40°C, en la temporada de verano. Esto significa que, en los
87
últimos 16 años, se presentaron temperaturas máximas por encima de los 36°C, que se habían
registrado hasta inicios de este siglo.
Dicha tendencia positiva, estudiada tanto por el análisis de la base datos, el método
gráfico y el modelo estadístico de Spearman, confirman que sí existe un aumento de
temperatura máxima en la costa noroeste de México, misma que coindice con los fenómenos
naturales observados en la región y con el escenario RCP 6.0, el cual supone un ambiente
que aumentará la temperatura promedio entre 1.4°C y 1.8°C para periodo de tiempo que va
del año 2015 al 2039, y de 3.8°C a 4.2°C durante el periodo 2075-2099.
Por otro lado, la precipitación en los estados estudiados ha mostrado una tendencia
cambiante estadísticamente significativa. La relevancia de esta información reside en que no
sólo existen tendencias de aumento de temperatura en Sonora y Sinaloa, sino que también
existe un decremento en la precipitación que reciben estas zonas.
En los análisis realizados con el SPI, se puede observar que la zona de estudio es árida
y que los valores de SPI durante los años fluctúan en el rango de 0.99 hasta -0.99. Las
estaciones climatológicas que se escogieron para realizar este estudio contienen información
que data de 1960 (en promedio) por lo que se puede contar con la certeza de que existe una
tendencia hacia la desertificación de la zona.
Uno de los escenarios más severos de cambio en la precipitación es el que presenta
Guasave, ya que la tendencia negativa del SPI en esta zona es la más pronunciada y, si se
toma en cuenta que este municipio es uno de los corazones agrícolas de México, la
disminución de la precipitación puede generar repercusiones sociales, económicas y
88
alimentarias graves en la zona. Por lo que este tipo de análisis ayudan a ilustrar la relevancia
de la información climatológica y estadística para el diseño de planes para el futuro.
Cabe resaltar que existen algunas estaciones con tendencias de precipitación
positivas, como el caso de El Veranito y Hermosillo, pero esta tendencia ascendente (a pesar
de ser estadísticamente significativa) no se puede comparar a la tendencia descendente de
estaciones como Guasave, Culiacán y Minas Nuevas. Es decir, el aumento de precipitación
de algunas estaciones es mínimo con respecto al decremento esperado en otras estaciones de
mayor importancia agrícola en la zona.
Por consecuencia, se puede concluir que existen patrones de cambio en la
precipitación de la zona costera comprendida por las Regiones Hidrológico-Administrativo
II Noroeste y III Pacífico Norte y que, según los análisis estadísticos realizados con el método
de Spearman, son de significancia y corresponden a anomalías que están afectando la zona
de estudio. Hasta el momento, el escenario climatológico que enfrenta México en este
momento histórico se asemeja más al del escenario RCP 6.0 con una disminución aproximada
del 15% en la zona.
En conclusión y tomando en cuenta el incremento de la temperatura máxima y la
disminución de la precipitación en la costa noroeste de México, se recomienda tomar en
cuenta la información divulgada en este estudio para diseñar mejores estrategias que permitan
a las dependencias gubernamentales y a los usuarios del agua enfrentar el futuro de la zona
en términos climatológicos, hídricos, económicos y sociales.
89
Bibliografía
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Cáceres Hernández, J. J. (2006). Conceptos básicos de estadística para ciencias sociales. Las Rozas, Madrid: Delta Publicaciones.
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