Inicio
English
Noticias
Reglamento
Directorio
Mapa del Sitio
Organigrama    

Título

Autor
Palabra Clave

Búsqueda avanzada

Puntos de Venta y Formas de Pago
FAQ
Sistema de Calidad y estadísticas
Instrucciones para autores y revisores
Boletín de novedades editoriales

 

 

 

Inicio -> Publicaciones -> Consulta de publicación -> Contenido

 

ANÁLISIS DE LA PRECIPITACIÓN HISTÓRICA DE LA ZONA NORTE DE MÉXICO.


Elizabeth Esquivel E.



RESUMEN

 

Se hace un estudio de las precipitaciones y temperaturas históricas, incluyendo al menos 30 años de registro, con el fin de caracterizar al fenómeno de la sequía en el estado de Chihuahua, en la región Norte de México. Por medio de medias móviles se determinan periodos “secos” y “húmedos”, su intensidad y distribución espacial. En el análisis también se estudió la relación entre las variables precipitación y temperatura utilizando para ello, gráficas de dispersión y coeficientes de correlación. Los resultados muestran, que la sequía es un fenómeno recurrente en el estado de Chihuahua y que las temperaturas altas son un factor agravante de la misma, particularmente en aquellas regiones de baja precipitación promedio y temperaturas altas.


INTRODUCCIÓN

 

Recientemente, se han agudizado las disputas entre México y los Estados Unidos de América por la utilización del agua de la cuenca del Río Bravo (sin mencionar la problemática existente). En diferentes medios de comunicación se han hecho declaraciones de la existencia de una “Sequía Severa” que ha durado varios años en los estados del Norte de México, impidiendo cumplir con los compromisos contraídos en el tratado de 1944 con los EE.UU. Por tanto, es pertinente plantearse algunas preguntas como: ¿Existe actualmente sequía en los estados del norte de México? ¿Si existe una sequía, cuál es su severidad (magnitud, duración, extensión espacial) respecto de otros periodos de sequía que se hayan presentado en la misma región?. Por último, ¿tiene relación la sequía con el llamado cambio climático global?


¿Qué significa el término sequía?

 

La sequía puede considerarse como la disminución de las precipitaciones de una región respecto del valor normal en un periodo de tiempo, lo que crea una escasez de agua para los diferentes usos: de almacenamiento agrícola, municipal, industrial, etc. y para el ambiente: ríos, aguas subterráneas, humedad del suelo.

La definición de sequía depende de la historia del clima en una región específica. Así, lo que se considera como sequía en Tabasco, puede representar un clima húmedo para la zona norte del estado de Coahuila.

De acuerdo con el National Drought Mitigation Center (2002), la sequía es un rasgo normal y recurrente del clima, aunque muchos la consideran como un evento raro y fortuito. Ocurre virtualmente en todas las zonas climáticas, pero sus características varían significativamente de una región a otra. La sequía es una aberración temporal y difiere de la aridez, la cual está restringida a regiones con una baja precipitación y es un rasgo permanente del clima.


Existen tres tipos principales de sequía: meteorológica, agrícola e hidrológica. Algunos especialistas, también enfocan la sequía en términos socioeconómicos.

Sequía Meteorológica: Es una expresión de la desviación de la precipitación respecto de la normal en un periodo de tiempo. Estas definiciones dependen de la región considerada, y se basan presumiblemente del conocimiento de la climatología regional.

Sequía Agrícola: Ocurre cuando no existe humedad suficiente en el terreno para un cultivo determinado en un momento particular de tiempo. La sequía agrícola sucede después de la sequía meteorológica.

Sequía Hidrológica: Se refiere a deficiencias en las fuentes de abastecimiento de aguas superficiales y subterráneas. Se mide de acuerdo con los niveles de agua en los ríos, lagos, presas y aguas subterráneas. Se requiere un periodo de tiempo entre el déficit de precipitación y la disminución de agua en los ríos, lagunas, presas, etc. Por lo que este no es el primer indicador de la sequía.

Sequía Socioeconómica: Ocurre cuando la demanda de un bien económico excede la oferta a consecuencia de la baja disponibilidad de agua, como es el caso de los productos agrícolas o la energía eléctrica.


 

Antecedentes de la sequía en la región norte de México.

 

 

Existen diversos reportes de la pronunciada escasez de agua en esta región:

En el estado de Tamaulipas durante la última década llovió entre 70% y 90% del promedio de la década de los sesenta. En general, durante las dos últimas décadas existe una tendencia a la disminución de la lluvia. Tal condición implica que la disponibilidad de agua en la región es menor, al aumentar la demanda y disminuir la oferta. Los conflictos recientes por uso del agua podrían ser parte de esta tendencia decadal a menores precipitaciones. Las lluvias promedio de las cuatro últimas décadas a nivel regional muestran una tendencia negativa (Uribe 2000).

En los estados de Sonora y Sinaloa, cuando se consideran las tendencias a largo plazo en la precipitación, resulta claro que la precipitación anual se ha incrementado principalmente como resultado de la precipitación en invierno. De hecho es en estos estados, donde se han detectado las tendencias positivas más pronunciadas. Además, el nivel de agua en los ríos de la región también muestra una tendencia positiva para los últimos cincuenta años. Sin embargo, durante la década de los noventa han sido frecuentes las declaraciones de la ocurrencia de sequías (Magaña, 2002).

Según Mary E. Kelly del Texas Center for Policy Studies, «En años recientes, una sequía persistente ha reducido drásticamente la cantidad de agua en las presas del Conchos (estado de Chihuahua), y las presas se encuentran más vacías que nunca después de que fueran inauguradas. Por ejemplo, La Boquilla recibía un promedio de 1,272 millones de metros cúbicos (Mm3) entre 1935 y 1992, pero, durante la sequía (1993-1999) se redujo a 853 Mm3. También, de acuerdo con el informe de R.J. Brandes and Associates (presentado por los agricultores de Texas en su controversia con México), la cuenca del río Conchos recibió 80% de la precipitación normal para el período de 1993 a 1997. México ha contestado que los bajos niveles de precipitación, particularmente en la cuenca del Conchos, constituyen una sequía extraordinaria. Sin embargo, al comparar la precipitación entre 1995 y 1999 con la de otras épocas, el promedio de precipitación sólo llegó a los niveles más bajos hacia finales de los años 40 y principios de los 50».

Estas referencias para cuatro estados del norte del país confirman la existencia de sequía durante la década de los 90 en el norte de México. Para evaluar estas aseveraciones, en el presente trabajo se analizan los datos de precipitación de la región de interés con el fin de determinar los periodos históricos “secos” y “húmedos” y así compararlos con las condiciones actuales.

 

DESCRIPCIÓN DE LOS DATOS Y METODOLOGÍA.

 

Para el presente estudio se utilizaron datos de precipitaciones y temperaturas históricas mensuales de las estaciones climatológicas del Servicio Meteorológico Nacional en el periodo 1943-1995.

 

Se consideran tres estaciones a lo largo del estado de Chihuahua:
Al Sur del Municipio de Guadalupe y Calvo para un periodo de 1953-1993.
Al Centro del estado en el Municipio de Chihuahua, periodo 1943-1995.
Al Norte del Municipio de Juárez (Samalayuca), periodo de 1947-1993.
Serie de datos para el estado de Chihuahua, periodo 1990-2000.

Localización de las estaciones en el estado de Chihuahua.

 

Se analizan series de tiempo formadas por los valores de precipitación y temperatura anual promedio. Los valores anuales se obtienen al promediar los datos mensuales de cada año. El conjunto secuencial de años representa una “serie de tiempo”.

En este trabajo, se considera el término “normal” desde el punto de vista estadístico. El valor “normal” se obtiene promediando los valores de precipitación anual de todo el periodo considerado, es decir, es un valor promedio histórico para la región considerada.

Entonces, se denomina periodo seco a la precipitación por debajo de lo normal y periodo húmedo a la precipitación por arriba de lo normal.

Los periodos secos y húmedos y su duración aproximada se identifican a partir de las gráficas de Media Móvil y Residuales Acumulados de la serie de tiempo. La severidad de cada periodo se cuantifica calculando la desviación respecto del valor normal.

Media móvil: Su efecto es “suavizar” las irregularidades extremas, facilitando la identificación de ciclos o tendencias de forma visual (Sumner 1988). La media móvil con un periodo de 5 años, suaviza el periodo anual de los datos para permitir observar otros periodos que puedan existir en los datos.

Residuales Acumulados: Permiten observar desviaciones significativas y sostenidas en la precipitación anual (Sumner 1988). En esta técnica, se suman los residuales o diferencias respecto al promedio del periodo, ya sea como cantidades absolutas o relativas. Estas diferencias son positivas para valores mayores que el promedio y negativas cuando son menores que el promedio. Cualquier cambio significativo en la serie de tiempo es indicado por un cambio de dirección en la tendencia de los residuales acumulados. Esta técnica representa una forma rápida y útil de identificar cambios en las “fases” de series anuales.

 

ANÁLISIS DE LAS PRECIPITACIONES

 

Los siguientes resultados muestran la secuencia histórica de periodos secos y húmedos por estación y se evalúa la magnitud en porcentaje respecto del valor normal, duración en años (que es la unidad temporal utilizada en este caso), extensión espacial (estaciones en el sur, centro y norte del estado de Chihuahua).

Para hacer un primer análisis de los datos se elaboraron las graficas de la precipitación media anual para los tres municipios considerados (figura 1).


Estas gráficas muestran que la precipitación presenta fuerte variabilidad alrededor del valor normal, con periodos secos y húmedos a lo largo de la serie. También se observa que el municipio de Guadalupe y Calvo en la región Sur del estado, es el más húmedo con una precipitación promedio de 96 mm. Hacia el centro del estado, las precipitaciones se reducen a un promedio de 33.8 mm (menos del 50% del anterior) y hacia el Norte en el municipio de Juárez a 19.4 mm (20% respecto del Sur). Si consideramos a la precipitación como única fuente de abastecimiento de agua, este último municipio puede calificarse como una región árida.

 

Figura 1 Gráficas de la precipitación anual promedio para los municipios de Guadalupe y Calvo (sur), Chihuahua (centro) y Juárez (norte) respectivamente del estado de Chihuahua.

Para la década de 1990-2000, los datos de precipitación media muestran valores por arriba del promedio hasta el año de 1994, y con sequía alrededor del año 1997 y hasta el fin del periodo.

 

Figura 2. Gráfica de la precipitación anual promedio para el estado de Chihuahua, periodo 1990-2000.

 

Ya que las gráficas de la precipitación anual promedio son muy variables, se aplica un suavizado por medio de una media móvil que facilite identificar más fácilmente los periodos secos y húmedos. Los resultados se muestran en la figura 3. Estas gráficas se complementan con tablas (tabla 1), donde se incluyen los periodos secos y húmedos, su duración e intensidad en porcentaje respecto del promedio de todo el periodo.

Figura 3. Gráficas de la media móvil para los municipios de Guadalupe y Calvo (sur), Chihuahua (centro) y Juárez (norte) respectivamente.

 

Fuente:1. Secuencias históricas de periodos secos y húmedos con duración mayor a un año para cada municipio.


Se observa en las gráficas de la figura 3 y tablas correspondientes, que los periodos secos o “sequías” se han presentado con frecuencia y duración variable en los tres municipios. Para el sur se encuentran 4 periodos de sequía de duración no mayor a 3 años. Para el centro también se observan cuatro periodos incluyendo una sequía prolongada con una duración de 13 años y para el Norte sólo pueden definirse dos periodos secos con precipitación por debajo del promedio pero también se presentó un evento de sequía prolongada hasta por 11 años.

Un término comúnmente usado para calificar el grado de una sequía es su severidad. La severidad combina dos factores: la magnitud (desviación en porcentaje respecto del valor normal) más la duración.

Durante la década de los años 1950 tuvo lugar la sequía más severa del periodo. Afectó a los tres municipios en aproximadamente la misma magnitud con alrededor del 67% de la precipitación normal. Este periodo de sequía fue más severo para el centro y norte del estado debido a su mayor duración.

En la década de los 60 se presentó un nuevo periodo de sequía, pero su extensión abarcó solamente los municipios de Chihuahua (centro) y Juárez (norte) con diferente duración en los dos casos. El efecto de esta sequía se manifestó en el municipio de Guadalupe y Calvo al sur del estado, solo hasta finales de la década, entre 1969 y 1971.

Se observa que a excepción de la década de los años 1950, la sequía no presenta un patrón espacial definido. Afectando simultáneamente una mayor o menor área del estado. También se encuentra que la sequía puede afectar solo durante un año intercalándose con años o periodos húmedos, mientras que en otros casos se prolonga dos o más años.

Respecto de los periodos húmedos, se observa una variabilidad similar a la de sequía. Sin embargo, para los municipios de Guadalupe y Calvo y Chihuahua, se observa una tendencia positiva: aumenta en magnitud y duración con el tiempo hasta aproximadamente el año 1993.

De acuerdo con la gráfica del promedio móvil para la década de los noventa, se presentó un lapso de sequía a partir del año 1996 persistiendo esta condición hasta el año 2000 y con valores de precipitación del 80% del valor promedio. Este resultado confirma la presencia de sequía durante la década de los noventa en el estado de Chihuahua.


Una forma más clara y sencilla de observar las tendencias en la precipitación es mediante el método de los “Residuales Acumulados” explicado anteriormente.

Para el municipio de Guadalupe y Calvo en el Sur del estado, la gráfica de residuales acumulados (figura 5) muestra una tendencia negativa hasta el año 1980, en el cual el gráfico muestra un cambio significativo a una tendencia positiva.


Figura 5. Gráfico de Residuales Acumulados para el municipio de Guadalupe y Calvo (sur).


En la gráfica de Residuales Acumulados para el municipio de Chihuahua (figura 6), hasta el año 1950 los residuales son positivos y sin tendencia pero a partir de este año, los residuales presentan una tendencia negativa que continúa hasta 1975. Para este año, la tendencia se vuelve positiva con residuales positivos desde 1990 al año 1993. Aquí la gráfica coincide con los resultados obtenidos anteriormente, y la tendencia vuelve a ser negativa coincidiendo con el periodo de sequía de los años 1993 a 1995.

Figura 6. Gráfico de residuales acumulados para el municipio de Chihuahua al centro del estado.


En la gráfica de residuales acumulados (figura 7), en el municipio de Juárez también se encuentra un periodo húmedo con residuales positivos hasta el año 1949. Aunque los residuales continúan siendo positivos hasta el año 1952 aproximadamente, se observa una tendencia negativa a partir del año 1950 y se prolonga hasta 1968. A partir de este último año, no se observa una tendencia clara pero se vuelve positiva de 1975 a 1987. Después la gráfica no muestra una tendencia clara.

 

Figura 7. Gráfico de Residuales Acumulados para el municipio de Juárez en el Norte del estado.


Es de particular interés analizar los residuales acumulados de la década de 1990 a 2000 que se muestra en la figura 8.

Figura 8. Gráfica de Residuales Acumulados para el estado de Chihuahua para el periodo 1990 – 2000.

A partir de 1990 y hasta 1994, los residuales acumulados muestran una clara tendencia positiva. Posteriormente, no hay una tendencia clara hasta 1997 donde se invierte para convertirse en una tendencia negativa hasta el fin del periodo considerado por los datos. La tendencia se vuelve negativa porque se acumulan valores de precipitación por de bajo del promedio cuya suma es mayor a la suma de los valores de precipitación por arriba del promedio.

 

ANÁLISIS DE TEMPERATURA

 

La sequía meteorológica es el resultado de un déficit en la precipitación, sin embargo, existen otros factores que influyen en su severidad: la temperatura, la intensidad del viento, la humedad relativa, la insolación y la nubosidad.

Se sabe que las temperaturas altas pueden agravar la sequía. Para el caso de este análisis, se agregan datos de temperatura para las mismas estaciones con el fin de investigar si existe una correlación negativa significativa entre las variables precipitación y temperatura. De esta forma, se determina si la temperatura fue un factor agravante de la sequía en un periodo dado.

En la estación Guadalupe y Calvo al Sur del estado, la temperatura media varió de un máximo de 14.4°C a un mínimo de 12°C entre los años de 1959 a 1989.

De la misma manera que para la precipitación, se calcula la media móvil para definir periodos de temperatura arriba del promedio y por debajo del promedio.

 

Comparando la Tabla 3 con la Tabla 1 para el municipio correspondiente, se observan coincidencias aparentes entre las dos variables. Particularmente, de 1969 a 1979 se presentó un periodo seco con temperaturas por arriba del promedio y de 1964 a 1968 coinciden temperaturas por debajo del promedio con una época húmeda. Para verificar estas afirmaciones, se analiza el comportamiento conjunto de las dos variables por medio de una gráfica de dispersión y el coeficiente de correlación entre ellas.


Figura 10. Gráfica de la dispersión entre las variables temperatura y precipitación para la estación Guadalupe y Calvo.


En la gráfica se observa que los datos se ajustan aproximadamente a una tendencia lineal ligeramente positiva.

Para cuantificar la relación entre las variables, se calcula el coeficiente de correlación para el periodo 1959 a 1989 se obtiene un valor de + 0.2, que efectivamente corresponde a una tendencia positiva. Es decir, este valor del coeficiente de correlación es poco significativo y no es concluyente respecto de cómo varía la precipitación en relación con la temperatura.

En la estación Chihuahua se alcanzó un valor promedio máximo de temperatura de 19.5°C y un mínimo de 16.4°C en el periodo considerado (1943-1995).

La gráfica de media móvil y los periodos de temperatura arriba del promedio y por debajo del promedio son:

 

Se agrega la gráfica de dispersión para ver el comportamiento conjunto de las variables temperatura y precipitación.

 

 

De acuerdo con la gráfica de dispersión, en el caso de la estación Chihuahua se presenta una tendencia lineal negativa, lo que significa que al aumentar la temperatura disminuye la precipitación.

Al calcular el coeficiente de correlación entre las variables de interés se obtiene un valor igual a – 0.73. Este valor es significativo y al ser negativo, expresa que al aumentar la temperatura disminuye la precipitación. Por lo tanto, en el caso de la estación Chihuahua y para el periodo considerado, se puede afirmar que las altas temperaturas si fueron un factor agravante de la sequía.

En la estación Samalayuca, municipio de Juárez, la temperatura promedio máxima y la mínima para el periodo fueron 19.4°C y 14.9°C respectivamente.

Para esta estación los gráficos de media móvil y temperaturas por arriba del promedio y por debajo del promedio son:

 

En el gráfico de media móvil se observan claramente tres cambios en la fase del gráfico, teniendo en dos periodos de temperatura por arriba del promedio y un periodo de temperaturas por debajo del promedio.

Nuevamente se obtienen el gráfico de dispersión y el coeficiente de correlación para verificar cómo están relacionadas las variables precipitación y temperatura.

 

Como en el caso de la estación Chihuahua, la gráfica de dispersión muestra también un ajuste aproximado a una tendencia lineal negativa.

El valor del coeficiente de correlación para la estación Samalayuca en el periodo considerado es – 0.67. Este valor también puede considerarse significativo y debido al signo negativo, verifica la hipótesis de que a mayor temperatura, se presentan menores valores de precipitación.

Si se tabulan los coeficientes de correlación con respecto a los valores de precipitación y temperatura promedio para cada una de las estaciones:

 

 

Se puede observar que en las estaciones de Chihuahua y Samalayuca tienen precipitaciones promedio mucho más bajas que la estación Guadalupe y Calvo al sur del estado e inversamente, sus temperaturas promedio son más elevadas. También se encuentra que precisamente en las estaciones de zonas que son áridas o tienden a ser áridas, si existe una correlación negativa significativa entre las variables de precipitación y temperatura, es decir, en las zonas con poca precipitación y altas temperaturas, la temperatura si es un factor agravante de la sequía.

 

CONCLUSIONES.

 

Los resultados muestran para la variable “precipitación promedio anual”, que efectivamente se han presentado eventos de sequía en ese estado durante la década de los años 90. Sin embargo, cuando se consideran los periodos históricos secos se encuentra que la sequía es una condición recurrente en la región y que ha llegado incluso a ser más severa durante la década de los años 50 abarcando un periodo de hasta 13 años en el municipio de Chihuahua con una precipitación del 67% respecto de la normal.

En cuanto a la distribución espacial del fenómeno, este ha afectado a las tres zonas: sur, centro y norte con frecuencia, aunque con mayor severidad a las de menor precipitación que son el centro y norte del estado. Respecto de la precipitación como fuente de agua, el norte del estado (municipio de Juárez) puede considerarse como árido, es decir, la precipitación normal es muy baja en todo el periodo de tiempo considerado.

El análisis de los datos de temperaturas históricas muestra que las temperaturas altas son un factor agravante de la sequía en las zonas que tienden a menores precipitaciones.

¿Por qué se han considerado los eventos de sequía de la década de los 90 como extraordinarios si históricamente ha habido periodos de sequía más severa?

La sequía es un fenómeno en el que se interrelaciona la parte natural-climática con los aspectos socio-económicos. En los estados del norte del país ha crecido la demanda del agua debido al aumento de la población y las actividades económicas como la agricultura y la industria. También se argumenta un uso inadecuado del agua tanto en los usos agrícolas como municipales: aguas contaminadas, no hay reciclamiento, pérdidas por fugas en los sistemas de distribución, entre otros. Todo esto pone presión a las reservas de agua.


Así, los periodos de sequía de 1995 y de 1998 a 2000 se han agravado como resultado de las actividades humanas, ya que la demanda del agua ha excedido a la disponible por precipitación en el terreno, ríos, acuíferos y presas.

De acuerdo con este análisis, se puede concluir que la sequía es un fenómeno recurrente del clima de este estado y por lo tanto, es necesario elaborar medidas de mitigación y adaptación que conduzcan a un uso sustentable del agua. Para ello es necesario tener una comprensión del clima regional, y el conocimiento tanto de las fuentes de abastecimiento de agua así como de las formas de utilización.

En este estudio los efectos del cambio climático global no son aparentes pues la variabilidad mostrada por la precipitación, parece seguir patrones similares de hace 30 a 40 años que es el tiempo considerado. Tal vez se requiera que los datos analizados cubran un periodo de tiempo mucho mayor para poder identificar los efectos mencionados y construir modelos de predicción.

 

REFERENCIAS

 

· Magaña Rueda, Víctor O. 2002., Adaptation to Climate Change Hermosillo, Sonora: a case study. Centro de Ciencias de la Atmósfera. UNAM.

· Mary E. Kelly 2001. El Río Conchos un Informe Preliminar. Texas Center for Policy Studies.

· National Drought Mitigation Center 2002. What is Drought?. University of Nebraska-Lincon.

· Sumner, Graham 1988. Precipitation: Process and Analisis. John Wiley, 351-359.

· Uribe Alcántara, Edgar 2000. Análisis de la Variabilidad de la Precipitación en Tamaulipas. Tesis. Facultad de Ciencias. UNAM.


 

 

Periférico 5000, Col. Insurgentes Cuicuilco, C.P. 04530, Delegación Coyoacán, México D.F.
Última Actualización: 27/08/2007