Impacto del cambio climático en el ciclo hidrológico · 2011. 7. 6. · Dr. Felipe I. Arreguín Cortés. Subdirector Técnico . Comisión Nacional del Agua. Foro Panamericano sobre

Dr. Felipe I. Arreguín CortésSubdirector Técnico

Comisión Nacional del Agua

Foro Panamericano sobre Contribuciones de la Ingeniería al Mejoramiento del Medio Ambiente

Impacto del cambio climático en el ciclo hidrológico

México en cifras • 1.964 millones de km2

• 105.1 millones de hab

• 1.4 % la tasa de crecimiento anual

• 75 % de los habitantes en localidades urbanas

• 196 328 localidades (98 %) con menos de 2500

habitantes

Recarga media

de acuíferos

78 km3

Extracción agua

subterránea

28 km3

Precipitación775 mm / 1 513 km3

Escurrimiento

virgen medio400 km3

Extracción de

agua superficial

47 km3

Uso

Agropecuario59.6 km3

Uso urbano9.6 km3

Uso industrial9.6 km3

Evapotranspira‐

ción media1 084 km3

Importaciones de

otros países

50 km3

Exportaciones a

otros países0.44 km3

2Felipe Arreguín, Comisión Nacional del

Agua, Septiembre 2009



Pmed = 774.6 mm

Precipitación media mensual



Distribución de precipitación pluvial



Proyección de población 2007 - 2030

Disponibilidad natural media per cápita 1950 – 2005 (m3/hab/año)



Disponibilidad natural media per cápita 2007 (m3/hab/año)



Desarrollo regional vs disponibilidad



Disponibilidad natural media per cápita 2007 - 2030 (m3/hab/año)



Disponibilidad natural media per cápita 2030 (m3/hab/año)



Usos del agua



Calentamiento Global

Gráfico de la concentración de dióxido de carbono

en la atmósfera terrestre (azul)

y la temperatura

media global (rojo), en los últimos 1000 años.



Presenter

Presentation Notes

Calentamiento global es un término utilizado habitualmente en dos sentidos: Es el fenómeno observado en las medidas de la temperatura que muestra en promedio un aumento en la temperatura de la atmósfera terrestre y de los océanos en las últimas décadas. Es una teoría que predice, a partir de proyecciones basadas en simulaciones de modelos numéricos, un crecimiento futuro de las temperaturas. La denominación "calentamiento global" suele llevar implícita las consideraciones de la influencia de las actividades humanas. Esta variante antropogénica de la teoría predice que esto sucederá si continúan las emisiones de gases de efecto invernadero. La opinión científica mayoritaria sobre el cambio del clima dice que "la mayor parte del calentamiento observado en los últimos 50 años, es atribuible a la actividad humana". Las simulaciones parecen indicar que la principal causa del componente de calor inducido por los humanos se debería al aumento de dióxido de carbono. (COMO LO INDICA LA GRAFICA) La temperatura del planeta ha venido elevándose desde finales del siglo XIX, cuando se puso fin a la etapa conocida como la pequeña edad de hielo.

http://es.wikipedia.org/wiki/Di%C3%B3xido_de_carbono

http://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura

Elevación del nivel del mar



Presenter

Presentation Notes

En palabras del TAR del IPCC: Se prevé que el nivel medio global del mar se elevará entre 9 y 99 cm entre 1990 y 2100. [...] y en caso de que todo el hielo de la Antártida se derritiera, el nivel del mar aumentaria 125 m. Con un aumento de solo 6 m, bastaría para inundar Londres y Nueva York. Esto es debido primariamente a la expansión térmica y a la pérdida de masa de los glaciares y casquetes polares. Conforme el clima se haga más cálido la evaporación se incrementará. Esto causará un aumento de las precipitaciones lluviosas y más erosión. Mucha gente piensa que esto podría resultar en un tiempo meteorológico más extremo conforme progrese el calentamiento global. El TAR del IPCC dice: Se prevé que la concentración global de vapor de agua y las precipitaciones se incrementarán durante el siglo XXI. Para la segunda mitad del siglo XXI es probable que las precipitaciones se hayan incrementado en las latitudes medio-altas y en la Antártida en invierno. En las bajas latitudes habrán tanto incrementos como decrecimientos regionales según diferentes áreas. En la mayoría de las áreas serán probables variaciones interanuales y se espera un incremento en las precipitaciones.

IMPACTO POTENCIAL DEL CAMBIO CLIMÁTICO

EVIDENCIAS



17

• El deshielo de glaciares a su vez provocan otro efecto indeseable

conocido como el crecimiento del nivel

medio del mar (NMM).

• Actualmente este crecimiento se estima

de 6 a 20 cm. y en algunos lugares

(Groenlandia) el crecimiento del NMM

alcanzó

a los 50 cm.

EVIDENCIAS



EVIDENCIAS



T3>150

T2>70

T1>20

LLUVIA MAS INTENSA POR MES EN EL 2008

Cantidad en mm

Día Estado

Enero 4 12 56 234 01-Ene TabFebrero 5 15 46 288 10-Feb TampsMarzo 6 3 44 119 23-Mar YucAbril 6 21 89 340 12-Abr VerMayo 2 29 151 170 05-May CoahJunio 20 104 387 282 05-Jun OaxJulio 20 112 559 330 06-Jul Col

Agosto 16 126 609 325 18-Ago TampsSeptiembre 30 151 508 374 06-Sep Ver

Octubre 6 55 260 201 07-Oct SLPNoviembre 0 2 39 132 15-Nov ChisDiciembre 0 2 43 87 17-Dic B. C.TOTALES 115 632 2,791

•Se registraron 163 tormentas intensas más que la media (632 vs.469), 34.75% por arriba del promedio de 1996 a 2007.

•La temporada 2008 supera el RECORD de 2003 que registro 544 tormentas



Impactos en el ciclo hidrológico•• Poca incertidumbre:Poca incertidumbre:

–– ElevaciElevacióón del nivel del marn del nivel del mar–– ReducciReduccióón o pn o péérdida de rdida de

hielos perenes o nieve hielos perenes o nieve periperióódicadica

–– Ondas de calor mOndas de calor máás s intensas y frecuentesintensas y frecuentes

–– Cambio en el rCambio en el réégimen de gimen de lluviaslluvias

–– Tormentas severas mTormentas severas máás s intensas y mintensas y máás frecuentess frecuentes

–– DesadaptaciDesadaptacióón de n de cobertura vegetal a cobertura vegetal a

nuevas condicionesnuevas condiciones

•• Incertidumbre:Incertidumbre:–– Destructividad de ciclones Destructividad de ciclones

tropicales crecientetropicales creciente–– TranslaciTranslacióón de zonas n de zonas

ciclciclóógenas y/o torngenas y/o tornáádicasdicas



•• Poca incertidumbre:Poca incertidumbre:–– SequSequíías mas máás severas y s severas y

duraderas con respecto a duraderas con respecto a umbrales actualesumbrales actuales

–– ReRe‐‐ingreso mingreso máás rs ráápido del agua pido del agua de precipitacide precipitacióón a la atmn a la atmóósfera sfera por evapotranspiracipor evapotranspiracióón n

crecientecreciente–– ReducciReduccióón en la capacidad de n en la capacidad de

desacarga de muchos rdesacarga de muchos rííos al os al marmar

–– Incremento de lluvias en Incremento de lluvias en latitudes altas, reduccilatitudes altas, reduccióón en n en

latitudes bajas, con latitudes bajas, con éénfasis en nfasis en los cinturones los cinturones ááridos del mundo ridos del mundo

–– Posible insuficiencia de obras Posible insuficiencia de obras de excedencia en presas de excedencia en presas

actualesactuales

•• Incertidumbre:Incertidumbre:–– RetroalimentaciRetroalimentacióón positiva de n positiva de

mayor vapor de agua en la mayor vapor de agua en la

atmatmóósfera (nubes bajas) o negativa sfera (nubes bajas) o negativa

(nubes altas)(nubes altas)–– Cambios irreversibles (a corto Cambios irreversibles (a corto

plazo) en la replazo) en la re‐‐emisiemisióón de energn de energíía a

al espacio por zonas que perdieron al espacio por zonas que perdieron

su cobertura de hielo o nievesu cobertura de hielo o nieve

Impactos en el ciclo hidrológico



Impacto sobre la disponibilidad del aguaImpacto sobre la disponibilidad del agua

El impacto negativo será mayor en las zonas donde se combine el incremento de la temperatura con el decremento de la precipitación.



ENSENADA

MANEADERO

CAMALUCOL. VICENTEGUERRERO

SAN QUINTÍN

SANTO DOMINGO

LA PAZ

LOS PLANES

SONOYTA‐PTO. PEÑASCO

CABORCA

COSTA DE HERMOSILLO

VALLE DEGUAYMAS

SAN JOSÉDE GUAYMAS

SANTIAGO SALAGUA

COSTERA DE VERACRUZ

COSTERA DECOATZACOALCOS

MULEGÉ

Acuíferos afectados por intrusión salina

Límites de acuíferos

Impacto del ascenso del mar sobre los Impacto del ascenso del mar sobre los acuacuííferos costerosferos costeros

El ascenso del nivel del mar afectará a los acuíferos costeros, inutilizando pozos cercanos a la costa y reduciendo el espesor de agua dulce. Se acentuará la intrusión salina en los acuíferos costeros ya sobreexplotados.



Superficie freática

Nivel medio del mar (actual)

“pie”

de la interfase

Interfase salinaactual

Agua

marina

Acuífero

El ascenso del nivel del mar modificará la posición de equilibrio de la interfase agua marina/agua dulce, provocando su migración gradual hacia tierra adentro.

Una estimación simplista: ¡por cada metro de ascenso la interfase ascenderá 40 m!

IMPACTO DEL ASCENSO DEL MAR SOBRE LOS IMPACTO DEL ASCENSO DEL MAR SOBRE LOS ACUIFEROS COSTEROSACUIFEROS COSTEROS

Nivel medio del mar a futuro

Interfase salina futura



Zona de mezcla: agua salobre

Agua dulce

Agua marina

TICUL

Sierrita de TiculS

N

Golfo de México

PenPeníísula de Yucatsula de Yucatáán: una regin: una regióón especialmente n especialmente vulnerable vulnerable

0

75

150

MERIDA

Condición natural actual:

Reducida carga hidráulica sobre el nivel del mar Alta transmisividad Presencia de la interfase salina a poca profundidad Espesor reducido de agua dulce (decenas de metros)

Debido a esta combinación de factores, el ascenso del nivel del mar se traduciría en una notable reducción del espesor aprovechable de agua dulce

Distancia (km)

Elevación (m

snm)

0 35 100 27Felipe Arreguín, Comisión Nacional del


Agua

Marina

Costaa

ctual

Agua

Marina

Agua Dulce

Costa

futura

Impacto del ascenso del nivel del mar sobre la Impacto del ascenso del nivel del mar sobre la descarga de los rdescarga de los rííos (Seccios (Seccióón longitudinal)n longitudinal)

Oscilación del contacto

agua marina/agua dulce

(zona de mezcla)

Lecho del cauce

Lecho del cauce

Ascenso del

nivel del marNota:

Las

líneas

punteadas

en

la

figura

inferior

indican

la

posición

actual

del

nivel

del

mar

y

del

tirante en el río.

río

río

Huracán Wilma 2005 casi al entrar a tierra



Isla de Cozumel vista a través del ojo del huracán Wilma 2005

Resolución de imágenes de satélites de órbita (pseudo)polar 30Felipe Arreguín, Comisión Nacional del


ArizonaNuevo

México

TexasSonora

Chihuahua

Tamaulipas

UtahNevada

California

Wyoming

México

Baja

California

Cuenca delRío Colorado

Cuenca delRío Bravo

Nuevo León

Estados Unidosde América

México Nuevo

Colorado

Texas EUA recibe 432 Mm3

México recibe 1850

Mm3

Coahuila

Compromisos Internacionales



Las ciudades y poblaciones se han vuelto más vulnerables a los fenómenos hidrometeorológicos…

Pánuco, Veracruz (2007, Huracán Lorenzo) 32Felipe Arreguín, Comisión Nacional del



Villahermosa, Tabasco (Noviembre 2007) 33Felipe Arreguín, Comisión Nacional del



Motozintla, Chiapas (Huracan Stan, 2005) 34Felipe Arreguín, Comisión Nacional del



Motozintla, Chiapas (2005) 35Felipe Arreguín, Comisión Nacional del


Programa Nacional Hídrico




1.

Mejorar la productividad del agua en el Sector Agrícola

2.

Incrementar

el

acceso

y

calidad

de

los

servicios

de

agua potable, alcantarillado y saneamiento

3.

Promover

el

manejo

integrado

y

sustentable

del

agua

en cuencas y acuíferos

4.

Mejorar el desarrollo técnico, administrativo y financiero del Sector Hidráulico

Objetivos del Programa Nacional Hídrico 2007‐2012Objetivos del Programa Nacional Hídrico 2007‐2012



5.

Consolidar

la

participación

de

los

usuarios

y

la

sociedad organizada

en

el

manejo

del

agua

y

promover

la

cultura

de

su buen uso

6.

Prevenir

los

riesgos

derivados

de

fenómenos hidrometeorológicos y atender sus efectos

7.

Evaluar

los

efectos

del

cambio

climático

en

el

ciclo hidrológico

8.

Crear una cultura contributiva y de cumplimiento a la Ley de Aguas Nacionales en materia administrativa

Objetivos del Programa Nacional Hídrico 2007‐2012Objetivos del Programa Nacional Hídrico 2007‐2012



¿Qué

hemos hecho en México en cuanto a CCG?

• Participación

activa

en

los

acuerdos

internacionales asociados con CCG.

• 3 reportes sobre emisiones de gases de invernadero .

• Estudios piloto “para convencer a la sociedad de que el problema de CCG es real y es serio”.

• Actualización

en

cuanto

a

los

resultados

de

los modelos

numéricos

globales

de

pronóstico

climatológico

y

los

resultados

que

están

dando

para México.



¿Qué

NO


• Hemos

confiado

demasiado

en

los

resultados

de

los modelos numéricos globales.

• No hemos verificado con “datos en tierra”

que lo que los modelos pronostican en realidad está

sucediendo.

• No

hemos

calibrado

en

detalle

los

modelos

numéricos ¿pueden

verdaderamente

reproducir

la

climatología

mexicana en detalle?



Y sobre todo:

• Hemos

realizado

pocos

estudios

locales

y sectoriales detallados diseñados para producir resultados

adecuados

para

“toma

de

decisiones”.

¿Qué

NO




Necesidades

• Estudiar con base en la totalidad de datos digitalizados de 1961 a 2000 (40 años):

– Posibles tendencias de promedios nacionales para cada mes a lo largo del año

– Distribución geográfica de las tendencias diarias totales

para tres variables:– Temperatura máxima del día– Temperatura mínima del día– Precipitación pluvial diaria

• Digitalizar datos de 1877 a 1860 y de 2001 a 2008



XBA

GUANAJUATO

MAZATLAN

CHUHUAHUA

TORREONMONTERREY

VERACRUZ

TAPACHULA

MERIDA

1

2

11

1422 23

63

26

3 45

712

13

68

9

1615

2418

25 19

10

17

2021

2829

3427 3137303635

5143 39

5453

5052

3240 413344

454 657

58

47

5965

66

7269 7

0 717873

5564 6774

757677

79

60 61

4842 4962

68

38

56

Los Cabos

Veracruz

MéridaJalapa

SMNSMN

SMNGRAVAMEX

Red de Radiosondeo Red de Radiosondeo

(16)(16)

Red de estaciones terrenas Red de estaciones terrenas

receptoras de imreceptoras de imáágenes de satgenes de satéélite lite

automautomááticas (8)ticas (8) Red de estaciones Red de estaciones

hidroclimatolhidroclimatolóógicas gicas

automautomááticas (81)ticas (81)

Red de observatorios Red de observatorios

sinsinóópticos de superficie (81)pticos de superficie (81)

Red de radares meteorolRed de radares meteorolóógicos gicos

(12)(12)



2,833 estaciones climatológicas

617 estaciones hidrométricas

124 estaciones autom124 estaciones automááticasticas

REDES HIDROCLIMATOLOGICAS

( situación actual )

248 estaciones 248 estaciones

hidroclimatolhidroclimatolóógicasgicas



Escenario base (1961 – 1990) de precipitación anual (mm/día).

Cambios en la precipitación media anual (%) según el escenario y sensitividad media y para el año 2050. Las líneas punteadas señalan decrementos. Modelo ECHAM4

Cambios en

Pprecipitación Anual para México

para el Año 2050.

Fuente: Carlos Gay (2006)45

Felipe Arreguín, Comisión Nacional del


Cambios en

Temperatura

Anual para México

para el Año 2050.

Cambios en la temperatura media anual (ºC) según el escenario y sensitividad media y para el año 2050. Modelo ECHAM4.

Escenario base (1961 – 1990) de temperatura anual.

Fuente: Carlos Gay (2006)46

Felipe Arreguín, Comisión Nacional del


Estimación de evapotranspiración y su cambio a futuro (Magaña, 2007): A2 Agosto 2050



La base de datos La base de datos Maya v1.0Maya v1.0

Valores nodales de:Tmax , Tmin , Precipdiarios

4,542 nodos

14,600 días consecutivos (sin huecos)(1o-ene-1961 a 31-dic-2000)

Resolución: 0.2o

(en latitud y longitud)

Valores nodales soninterpolados de las (hasta)

24 ECT’s más cercanas.

Representan valorespromedio en unos 32

km a la redonda (casomás desfavorable: 60 km)

Conceptualmente: una colección estructurada y ordenada de datos diarios explotablescomo “4,542 series de tiempo de 14,600 días cada una” o como “14,600 mapasdiarios de las 3 variables con resolución de unos 20 km entre nodos”.

795 MB



Mapas de temperatura_máxima_diaria

1961

2000

2040



Mapas de temperatura_mínima_diaria

1961

2000

2040



Mapas de precipitación_pluvial_anual

1961

2000

2040



Recarga media de acuíferos76 984 hm3

Extracción agua subterránea

28 km3

Precipitación1 515 478 hm3

Escurrimiento virgen medio345 898 hm3

Extracción de agua superficial

47 km3

Uso Agropecuario

59.6 km3

Uso urbano9.6 km3


Evapotranspiraciónmedia

1 092 596 hm3

Importaciones de otros países

49.7 hm3

Exportaciones a otros países

0.43 hm3

Recarga media de acuíferos76 984 hm3

Extracción agua subterránea

28 km3

Precipitación1 515 478 hm3

Escurrimiento virgen medio345 898 hm3

Extracción de agua superficial

47 km3

Uso Agropecuario

59.6 km3

Uso urbano9.6 km3


Evapotranspiraciónmedia

1 092 596 hm3

Importaciones de otros países

49.7 hm3

Exportaciones a otros países

0.43 hm3

Balance hídrico nacional



Precipitación

Recarga deacuíferos

Evapotranspiración

Escurrimientonatural

Importaciones

Exportaciones

Humedad del suelo

Uso Agropecuario

Uso Urbano

Uso IndustrialAgua Virtual

Reuso y recirculación

Desalación

Una nueva visión del balance hídrico

Uso eficiente



Dr. Felipe I. Arreguín CortésSubdirector Técnico


Foro Panamericano sobre Contribuciones de la Ingeniería al Mejoramiento del Medio Ambiente

¡Gracias!

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