Sistema de alerta temprana para incendios forestales en el Bosque La Primavera

Transcripción

1 Sistema de alerta temprana para incendios forestales en el Bosque La Primavera Ángel R. Meulenert Peña 1, Andrés L. Rodríguez Jacinto 1, Hermes U. Ramírez Sánchez 1, Omar García Concepción 1, Jaime Alcalá Gutiérrez 1, Mario E. García Guadalupe 1 Introducción El Bosque La Primavera es una de las áreas protegidas más importantes del occidente de México y constituye un pulmón natural de la Zona Metropolitana de Guadalajara (ZMG). Cada año este entorno ecológico es afectado por diferentes fenómenos hidrometeorológicos adversos como tormentas locales severas, inundaciones súbitas, además de los incendios forestales producto de negligencias o causas naturales. El presente trabajo forma parte de un proyecto de investigación apoyado por CONACYT- CONAFOR El objetivo de este proyecto fue desarrollar un sistema de vigilancia meteorológica por medio de estaciones automáticas situadas en diferentes zonas del área protegida y la implementación de una alerta temprana basada en el análisis del modelo numérico Weather Research Forecasting (WRF). Las estaciones están equipadas con sensores básicos de medición de magnitudes meteorológicas (como velocidad y dirección del viento, precipitación, humedad, temperatura, punto de rocío, etc.), además de otros sensores especializados para la medición de humedad y temperatura de suelo a diferentes niveles y humedad de hojas. Antecedentes El Bosque La Primavera, es una área natural de 36,000 hectáreas (ha) en las inmediaciones de la ciudad de Guadalajara, declarado Área Natural Protegida (ANP) por decreto en el Diario Oficial de la Federación del 6 de marzo de En 1995 su administración paso al gobierno del estado de Jalisco. La Primavera está comprendida por dos zonas de traslape: dos regiones biogeográficas, la Neártica y la Neotropical y dos provincias florísticas como son la Sierra Madre Occidental y las Sierras Meridionales o Eje Neovolcánico Transversal. Es uno de los relieves volcánicos más recientes de México; la captación media anual de agua de lluvia se calcula en 240 millones de metros cúbicos, lo cual genera un potencial hídrico superficial y subterráneo que abastece acuíferos de los valles de Atemajac-Tesistán (incluyendo la ZMG), Toluquilla y Etzatlan-Ahualulco, y de manera indirecta el Valle de Ameca, todos en la zona central del estado de Jalisco. 1 Instituto de Astronomía y Meteorología. Universidad de Guadalajara. Av. Vallarta No Colonia Arcos. C.P Tel. 01 (33) ameulene@astro.iam.udg.mx 2 Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología Comisión Nacional Forestal 91

2 Así también, el ANP La Primavera favorece a la región que lo rodea proporcionándole pocos días calurosos e inviernos benignos, lo que permite el desarrollo de diversas especies vegetales y animales. Sin embargo, el Bosque La Primavera presenta problemas por la fuerte incidencia de incendios, la presión urbana, el avance de la frontera agrícola y la falta de recursos suficientes para su protección. Por lo anteriormente expuesto es de gran importancia que el área protegida cuente con un sistema óptimo de alerta ante el azote de algún fenómeno peligroso del tiempo y que se conozca cabalmente la climatología del lugar y sus variabilidades en función de los impactos negativos y positivos. Además, los incendios forestales en esta área causan inmensas pérdidas cada año y no existe forma de organizar un combate adecuado si no se cuenta con informaciones tan importantes como la dirección y velocidad del viento o los cambios de temperatura y humedad en un momento determinado. Objetivo El objetivo principal del proyecto es la puesta en marcha de un sistema de alerta temprana ante la posibilidad de que ocurra un incendio forestal, basado en el análisis y pronóstico hasta 84 horas de las variables meteorológicas prevalecientes en el área, utilizando un modelo numérico de alta resolución de las condiciones atmosféricas principales que favorecen el inicio de un incendio forestal. Materiales y Métodos Para lograr el objetivo principal se obtuvo el software WRF y se compiló en el centro de supercómputo de la Universidad de Guadalajara, lográndose la puesta en marcha operativa del modelo a partir de abril de En su primer momento se ofrecían productos de las variables meteorológicas que procesaba el modelo, sólo en baja resolución de 54 km y en dos anidaciones; la primera que representaba la República Mexicana y sus mares adyacentes y la segunda, el estado de Jalisco. Con un convenio de colaboración entre el Instituto de Astronomía y Meteorología (IAM) y MeteoGalicia, España, se obtienen fondos para que especialistas del IAM reciban entrenamiento y conocimientos en el manejo del WRF en alta resolución (Figura 1). A partir de ese momento, se preparan las condiciones para correr el modelo en anidaciones de alta resolución de 6, 18 y 54 km, lo que permite realizar análisis meteorológicos desde la meso escala hasta la escala sinóptica. Actualmente se usa el WRF para el pronóstico diario. Su inicialización se realiza con datos GFS. Se utiliza una corrida "2 way nesting" con 3 dominios anidados todos ellos con 28 niveles horizontales. El dominio principal, con una resolución de 54 km entre puntos de malla, abarca no solo la República Mexicana sino las áreas donde se observa la formación de 92

3 fenómenos, tales como, los frentes fríos o las tormentas tropicales. El siguiente dominio con resolución de 18 km abarca la zona centro occidente del país, lo cual permite ver el desplazamiento de sistemas hacia el estado de Jalisco. Finalmente, para el estudio de fenómenos locales y monitoreo de las condiciones en el Bosque La Primavera, se tiene un dominio con resolución de 6 km que abarca el centro del estado. Se pueden observar los resultados de estas ejecuciones en el siguiente URL: El sistema de cómputo que se utiliza para la corrida operativa es: Intel Xeon Quadcore a 2Ghz S.O. CENTOS 5.2, 4 Gb RAM y 143 Gb en disco. Figura 1. Dirección del viento (líneas de flujo en rojo) y fuerza (isotácas en azul) al nivel de la superficie con 6 kilómetros de resolución. Modelo WRF. La resolución más alta, de 6 km, resulta adecuada para análisis de fenómenos tan pequeños como las tormentas locales severas y el flujo e intensidad de los vientos en pequeñas localidades, como el Bosque La Primavera. A partir de este momento, los especialistas están en condiciones de hacer un diagnóstico y un pronóstico a mediano plazo de la probabilidad de que determinadas condiciones atmosféricas, tales como, valores mínimos extremos de humedad relativa y altas temperaturas, pudieran propiciar el inicio de un incendio en el área del bosque. Además, la 93

4 dirección y fuerza de los vientos reinantes pueden dar una idea de hacia dónde se extienden las llamas del incendio iniciado. Se crea la página de Internet: donde se puede ver el comportamiento actual y hasta 84 horas de las principales variables meteorológicas que pueden favorecer la formación de un incendio forestal en el bosque, así como el análisis del punto de vista del especialista (Figura 2). Figura 2. Página de internet del IAM donde aparece el Sistema de Alerta Temprana para Incendios Forestales en el Bosque La Primavera. Resultados 1. Se puso en marcha la versión 3.0 del WRF en alta resolución de 6, 18 y 54 km. Siendo la más adecuada para el análisis de las condiciones de La Primavera, la resolución de 6 km. 2. Se creó el Sistema de Alerta Temprana ante Incendios Forestales en el bosque La Primavera, el que se presenta en la página de internet En este sistema, el analista hace uso de las variables meteorológicas temperatura en superficie (1 m de altura), presión atmosférica, flujo de viento e isotacas en superficie, humedad relativa, punto de rocío y temperatura del suelo. Se presenta la situación actual y el pronóstico de esas variables hasta 84 horas, y además incluye el análisis al que llega el especialista. 3. Se instalaron estaciones meteorológicas automáticas en diferentes puntos del ANP, para el monitoreo y apoyo de las variables meteorológicas en el área. 94

5 Bibliografía William, C. S.K., Klemp, J. B. and Dudhia, J. (Eds.) A Description of the Advanced Research WRF Version 3 NCAR/TN 475+STR NCAR. Technical Note. Mesoscale and Microscale Meteorology. Division National Center for Atmospheric Research Boulder, Colorado, USA. 125 pp. 95