IMPACTO DEL CALENTAMIENTO GLOBAL EN LOS RECURSOS HÍDRICOS DE MÉXICO

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1 IMPACTO DEL CALENTAMIENTO GLOBAL EN LOS RECURSOS HÍDRICOS DE MÉXICO Víctor M. Mendoza Centro de Ciencias de la Atmósfera, UNAM

2 RECURSOS HÍDRICOS DE MÉXICO

3 El Programa Hidrológico Internacional (PHI) de la Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (UNESCO) a través del programa Agua y Educación para las Américas, y el Servicio Geológico de los Estados Unidos (U.S. Geological Survey), muestran el ciclo del agua y sus componentes.

4 Del total de agua de la Tierra, 1,386 millones de kilómetros cúbicos, alrededor de 97% por ciento, es agua salada y 3% agua dulce. Del agua dulce total, 68.7% está confinada en los glaciares y la nieve, 30.1% está en el suelo. Las fuentes superficiales de agua dulce, como lagos y ríos, tan solo constituyen 0.9%. Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (UNESCO), Programa Hidrológico Internacional para América Latina y el Caribe.

5 Patrones espaciales de las precipitaciones (mm/día) medias de Invierno (DEF) y Verano (JJA) observadas en el periodo 1979 a Grupo de Trabajo I del Foro Intergubernamental de Expertos Sobre Cambio Climático (IPCC, 2007)

6 Componentes del ciclo hidrológico según cifras de la Comisión Nacional del Agua (CNA, 2004). La evapotranspiración media anual en la República Mexicana es elevada (71.7%) y corresponde a la de una región semi-árida. El escurrimiento natural medio anual (23.2%) sumado a la recarga de acuíferos (5.1%) corresponde a la disponibilidad natural media de agua en nuestro país. Según cifras del censo de población del año 2000 (104.8 millones de habitantes), el agua disponible per cápita resulta ser de 4,547 m 3 por habitante.

7 Precipitación media anual (mm) para el periodo (A); densidad de población por municipio (B); y distribución de acuíferos sobreexplotados (C). Según el Dr. Marcos Adrián de Centro de Geociencias, UNAM, la recarga de acuíferos es un proceso lento que ocurre en decenas o cientos de años. En función de la profundidad de los acuíferos, el agua puede almacenarse durante decenas o miles de años antes de volver a ser parte del ambiente. La antigüedad de los acuíferos del centro y norte del país es de aproximadamente 50 mil años.

8 En el Estudio de País México, México Ante el Cambio Climático (1995), el país se dividió en 12 Zonas hidrológicas para estudiar la vulnerabilidad en el recurso hídrico ante el cambio climático. Las zonas son: (I) Planicie de Campeche-Yucatán-Quintana Roo, (II) Vertiente Sur del Golfo de México, (III) Vertiente del Pacífico Sur, (IV) Cuenca del Río Balsas, (V) Cuenca del Río Pánuco, (VI) Cuenca del Río Lerma-Chapala-Santiago, (VII) Vertiente del Pacífico Central, (VIII) Vertiente del Pacífico Norte, (IX) Cuenca interior Mapimi-Aguanaval-El Salado, (XI) Cuenca del Río Bravo y Cuencas Interiores del Norte y (XII) Región de la Península de Baja California.

9 En el Estudio de País, se determinó con el Modelo Térmico Hidrológico (MTH) que las zonas I, II y III tienen el 68.9% de la disponibilidad natural de agua y el 23% de habitantes del país, según el censo de Para el 2004 la CNA reporta que las zonas I, II y III tienen el 68% de la disponibilidad natural de agua y el 32% de habitantes del país; reporta además que tan sólo el 15% de la riqueza nacional (PIB) se encuentra en estas 3 zonas.

10 IMPACTO DEL CALENTAMIENTO GLOBAL

11 El período Carbonífero, entre 360 y 290 millones de años atrás, debe su nombre al carbón. Cuando los árboles muertos y otros vegetales caían en los pantanos, quedaban cubiertos de lodo. Con el tiempo, los restos vegetales se secaron y formaron lo que llamamos turba. Enterrada bajo capas de tierra y roca a gran profundidad, la turba quedó comprimida y se calentó hasta que, finalmente, se convirtió en carbón. Por eso, a menudo hay que extraer el carbón a miles de metros de profundidad (http://www.duiops.net/dinos/carbonifero.html)

12 Combustible fósil El carbón, el petróleo y el gas natural reciben el nombre genérico de combustible fósil, porque están constituidos principalmente por los restos fósiles de seres que vivieron el Periodo Carbonífero. Cuando quemamos carbón, petróleo o gas natural combinamos el carbono del combustible fósil con el oxigeno del aire ocurriendo la siguiente reacción química: C + O 2 CO 2 El CO 2 es uno de los gases en la atmósfera responsables del Efecto Invernadero.

13 De la radiación solar que incide sobre nuestro planeta una fracción es absorbida por los gases de la atmósfera y las nubes (22%); otra es reflejada por la atmósfera, las nubes y la superficie (31%) y cerca de la mitad es absorbida por la superficie (47%), que al ser calentada por la radiación solar emana radiación térmica o infrarroja, la cual es absorbida por los gases de invernadero como el CO 2 y el CH 4 provocando el calentamiento de nuestra atmósfera.

14 Temperatura de equilibrio y temperatura promedio de la superficie de los planetas Venus, Tierra y Marte, calculadas por el MTC (Efecto Invernadero) Planeta I 0 W m 2 Albedo (%) t B ( C) t S ( C) Δ t ( C)

15 La intensa quema de combustible fósil por el hombre a partir de 1750 ha agregado cantidades importantes de bióxido de carbono a la atmósfera, las cuales no tienen precedentes en más 400,000 años. En la actualidad se agregan 26.4 Gt/año de CO 2 a la atmósfera, el océano es capaz de absorber 8.1 Gt/año y los continentes 3.3 Gt/año, dando como resultado un flujo neto de 15.0 Gt/año a la atmósfera.

16 Cambios en la temperatura global de la superficie relativos a El incremento de los gases de efecto invernadero en la atmósfera, principalmente el CO 2, a partir de 1750 ha generado muy probablemente el calentamiento global del orden de 0.76 ºC que se muestra en este gráfico, el cual se inicia desde 1910.

17 Cambios de la temperatura de la superficie de la Tierra experimentados entre Los continentes han experimentado un calentamiento mayor que los océanos debido a su inercia térmica. En el verano de 2003, uno de los más cálidos registrados en el Hemisferio Norte, murieron más de 35,000 personas en Europa debido a la intensa ola de calor (Mapa del National Geographic, agosto de 2007)

18 Cambio porcentual en el promedio de precipitación anual observado entre 1976 y Las condiciones extremadamente secas del suelo y el intenso calor registrado en el oeste de Estados Unidos y norte de México son un peligro latente para el inicio y desarrollo de incendios. Sólo en el sur de México, un área relativamente pequeña, experimenta un incremento entre 5 y 10% de lluvia anual, mientras que el norte experimenta una reducción entre el 2 y 5% de lluvia (Mapa del National Geographic, agosto de 2007).

19 Diferentes escenarios de emisiones de bióxido de carbono pronosticados por los modelos del ciclo del carbono. De continuar una intensa actividad en la quema de combustible fósil, el CO 2 se incrementará como lo pronostica el escenario más pesimista A1FI. En cambio si se introducen tecnologías limpias que eviten una quema intensa de combustible fósil y se pudiese devolver una cantidad importante de CO a la biosfera terrestre mediante la reforestación, entonces las concentraciones de CO podrían mantenerse casi constantes en las 500 ppm a partir del 2080 (escenario B1). Tercer Informe del IPCC.

20 Los modelos climáticos complejos (GCM s) son la principal herramienta para pronosticar el cambio climático futuro inducido por el incremento de los gases de efecto invernadero. Se pronostica que la temperatura mundial de la superficie aumente de 1.4 a 5.8 C durante el periodo (Tercer Informe del IPCC).

21 Cambios en la temperatura de la superficie para inicios y finales del siglo XXI relativos al periodo , calculados con multimodelos. Los cambios en la temperatura promedio mundial y su probabilidad se muestran en las graficas de la izquierda. Figura superior: para el escenario B1, en donde se introducen tecnologías limpias y se da una rápida reducción en la quema de combustible fósil. Figura de en medio: para el escenario A1B, en donde hay un equilibrio entre fuentes de origen fósil y fuentes limpias. Figura inferior: para el escenario A2, es un mundo en donde el avance tecnológico está fragmentado y existe una quema intensa de combustible fósil.

22 Cambios para el invierno (DEF) de la precipitación (%) pronosticados para finales del siglo XXI relativos al periodo por la media de multimodelos para el escenario A1B, en donde hay un equilibrio entre fuentes de origen fósil y fuentes limpias. El achurado indica en donde más del 90% de los modelos están de acuerdo con la señal del cambio. En México aunque la mayor parte de la lluvia ocurre en verano, se pronostica una reducción importante (entre 10 y 20%) de la precipitación en invierno.

23 Igual que en la figura anterior, pero para el caso de verano (JJA). En México la precipitación de verano se ve reducida de una manera importante(10 a 20%) en el sur de México, en donde la lluvia anual es el 68% de la lluvia anual de todo el país.

24 Disponibilidad natural de agua per cápita en México calculada con el MTH, usando: (A) Clima Actual, (B) Modelo Canadiense CCCM al 2050 y (C) Modelo Mexicano MTC al 2050, estos modelos suponen un doblamiento en la concentración de CO 2 atmosférico (Estudio de País-México, México ante el Cambio Climático, 1995).

25 Presión sobre el recurso hídrico en México calculada como el porcentaje del consumo total de agua en relación a la disponibilidad natural de agua, la cual se determinó usando el MTH para tres diferentes escenarios: (A) clima actual, (B) modelo Canadiense CCCM al 2050 y (C) modelo mexicano MTC al Las zonas con una presión superior al 20% se consideran como vulnerables al recurso hídrico (Estudio de País, México. México ante el Cambio Climático, 1995).

26 Proyecto: Disponibilidad del agua superficial y vulnerabilidad en las cuencas de las Regiones Hidrológicas Lerma-Santiago-Pacífico y Balsas ante el cambio climático (SEMARNAT-2002-C01-150).

27 Cuencas de la RH-LSP con una disponibilidad natural media de agua per cápita, extremadamente baja, muy baja y baja, calculada con el MTH para el clima actual (Figura izquierda) y para el año 2050 (Figura derecha), usando el modelo HADLCM3-A1F. Se estima que la población en la RH-LSP se incrementará de 19.0 millones, en el año 2000, a 28.0 millones en el 2050 (46.5 %), y según el modelo HADLCM3-A1F el incremento en la temperatura media anual será superior a 3 C con un decremento importante en la precipitación anual en casi toda la RH-LSP, lo cual traerá como consecuencia una importante reducción en la disponibilidad natural media de agua per cápita.

28 Cuencas de la RH-B con una disponibilidad natural media de agua per cápita, extremadamente baja, muy baja y baja, calculada con el MTH para el clima actual (Figura izquierda) y para el año 2050 (Figura derecha), usando el modelo HADLCM3-A1F. Se estima que la población en la RH-B se incrementará de 10.3 millones, en el año 2000, a 14.2 millones en el 2050 (37.9%), y según el modelo HADLCM3-A1F el incremento en la temperatura media anual será superior a 3 C con un decremento importante en la precipitación media anual en casi toda la RH-B, lo cual traerá como consecuencia una importante reducción en la disponibilidad natural media de agua per cápita.

29 En concordancia con el Cuarto Informe del Foro Intergubernamental de Expertos Sobre Cambio Climático (IPCC, 2007), podemos dar las siguientes conclusiones: El efecto invernadero natural produce un calentamiento adicional de 30ºC, lo cual ha hecho posible la existencia de la vida en la Tierra. De no existir el efecto invernadero tendríamos temperaturas congelantes de -18.8ºC y no las temperaturas tibias de 11.5ºC que tenemos. El uso del combustible fósil, la agricultura y el uso de suelos han sido las principales causas de los aumentos de gases de efecto invernadero de los últimos 250 años. Por consiguiente es extremadamente probable, según los cálculos de los modelos físicos, que las actividades humanas hayan ejercido una importante influencia en el calentamiento observado en la troposfera y la superficie de nuestro planeta desde Por suerte, los procesos naturales de absorción de CO 2 de los océanos y biosfera terrestre pueden por el momento eliminar aproximadamente entre 50 y 60% de las emisiones antropogénicas. Las observaciones muestran que el vapor de agua troposférico ha aumentado desde la década de los 80, muy probablemente debido al aumento de la temperatura global. Se ha incrementado el número de precipitaciones fuertes, sin embargo desde la década de los 70 las sequías son comunes principalmente en los trópicos y subtrópicos.

30 El calentamiento en la superficie observado en México entre 1976 y 2006 es mayor en el norte (1 a 2ºC) que en el centro y sur (0.5 a 1ºC) del país. De 1976 a 2005, sólo el sur de México, un área relativamente pequeña, experimenta un incremento entre 5 y 10% de lluvia anual, mientras que el norte experimenta una reducción entre el 2 y 5% de lluvia. Es posible que un incremento en la evapotranspiración asociado a un incremento en la temperatura, aunado a un decremento en lluvia entre 1976 y 2005, hayan contribuido a una más lenta recarga de los acuíferos de la Altiplanicie Mexicana y por consiguiente a una sobre explotación de ellos. Los modelos climáticos proporcionan estimaciones cuantitativas creíbles del cambio climático futuro asociado al incremento de los gases de invernadero. La confianza en estas estimaciones es mayor para la temperatura y menor para la precipitación. Para México, los multimodelos pronostican para la década un incremento en la temperatura de la superficie entre 1 y 1.5ºC, y para la década un incremento aun mayor de 3 a 4ºC. En México aunque la mayor parte de la lluvia ocurre en verano, los multimodelos pronostican para el invierno una reducción importante (entre 10 y 20%) en la precipitación. El pronostico para el verano es una reducción importante (entre 10 y 20%) en el sur de México, en donde la lluvia anual es el 68% de la lluvia anual de todo el país.

31 En el Estudio de País-México, México ante el Cambio Climático (1995), se determinó la disponibilidad natural de agua en México, usando en el MTH las condiciones del Clima Actual y de cambio climático al año 2050, los resultados muestran una reducción importante en la disponibilidad natural media per capita, en parte debido al incremento de la población y en parte debido a un incremento en la temperatura y una reducción importante en la precipitación pronosticados por el modelo canadiense CCCM y el modelo mexicano MTC, los cuales suponen un doblamiento en la concentración de CO 2. Resultados adicionales señalan un incremento importante en la presión sobre el recurso hídrico en la parte central y norte del país. Un estudio posterior para las regiones hidrológicas Lerma-Santiago-Pacífico y Balsas, muestra resultados semejantes a los obtenidos en el Estudio de País, es decir una reducción importante en la disponibilidad natural media de agua per cápita en estas dos regiones para el año 2050 a causa del incremento de la población y por el incremento en la temperatura y reducción en la precipitación. Es muy importante reducir lo más pronto posible nuestras emisiones de gases de efecto invernadero a la atmósfera con la finalidad de mitigar los efectos adversos del calentamiento global, pero además es necesario implementar medidas de adaptación que reduzcan nuestra vulnerabilidad, pues el cambio climático es un fenómeno global y local que ya se está experimentando.

32 AÑO INTERNACIONAL DEL PLANETA TIERRA FIN

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