Línea Temática: Escenarios de Clima. Palabras clave: Variabilidad Climática, Cambio Climático, Zona Conurbada.

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1 Variabilidad Climática y Cambio Climático en la Zona Conurbada Tampico-Madero-Altamira. Arteaga-Del Ángel, J. J. 1 ; González-Turrubiates, D. M. E. 2 1 Pasante de Ingeniería Civil, Facultad de Ingeniería Arturo Narro Siller Universidad Autónoma de Tamaulipas, Centro Universitario Tampico-Madero, C. P Tampico, Tamaulipas. 2 Profesora-Investigadora, Colaboradora en el CAEF Desarrollo Integral de Zonas Costeras, Facultad de Ingeniería Arturo Narro Siller Universidad Autónoma de Tamaulipas Centro Universitario Tampico- Madero, C. P Tampico, Tamaulipas. Responsable del Artículo: J. J. Arteaga Del Ángel, jojarteaga@gmail.com Línea Temática: Escenarios de Clima Palabras clave: Variabilidad Climática, Cambio Climático, Zona Conurbada. RESUMEN En esta investigación se presenta el análisis de la variabilidad climática histórica y los escenarios de cambio climático a mediano plazo (2025) y largo plazo (2050) en la zona conurbada Tampico-Madero-Altamira. El estudio se realizó en dos etapas, la primera consistió en determinar el clima histórico (clima base) en la zona de estudio y caracterizar la variabilidad climática histórica. Para la determinación del clima base ó línea base climática se consideraron dos variables climáticas: la precipitación pluvial y la temperatura observada, registradas en dos estaciones climatológicas del Servicio Meteorológico Nacional de la Comisión Nacional del Agua localizadas en el área de estudio, Tampico DGE (Tampico) con clave y Los Tomates (Altamira) con clave 28055, con un periodo de 50 años de registro de La segunda parte consistió en aplicar las anomalías en la precipitación y la temperatura observada determinadas para los escenarios de cambio climático mediante la corrida del MAGICC/ScenGen 5.3, para los modelos de circulación general GFDL-CM2.0, UKHADGEM y MPIECH-5 y considerando los escenarios de emisiones de gases de efecto invernadero A1B, A2, B1 y B2, usados en el Cuarto Reporte del IPCC (AR4), para los horizontes de tiempo 2025 y Los resultados en la modelación de la precipitación y la temperatura para los diferentes escenarios de cambio climático muestran una clara disminución en el valor anual de la precipitación y un aumento en el valor medio de la temperatura.

2 1. INTRODUCCIÓN A lo largo de las últimas décadas, se ha producido un cambio creciente en las condiciones climáticas que se manifiestan alrededor del planeta, generada tanto por la variabilidad natural como por la actividad humana (IPCC, 2007) (citado en Sánchez, Díaz, Cavazos, Granados y Gómez, 2011), y de acuerdo a muchos científicos, este fenómeno es causado principalmente por el incremento de gases de efecto invernadero localizados en la atmósfera (Gómez y Romanillos, 2012), produciendo un calentamiento en el globo terráqueo, al que describen como el incremento de la temperatura media del aire cerca de la superficie de la Tierra y de los océanos desde mediados del siglo XX (p.13). Conde (2010) indica, que existen evidencias con un alto porcentaje de confianza, de que el calentamiento global observado se ha estado propagando desde el siglo XX, y que esta mayormente asociado a la quema de combustibles fósiles y a procesos de cambio de uso de suelo. La prueba más importante es la que se manifiesta en la temperatura media del planeta que se ha incrementado en un orden de 0.74 C durante el siglo XX (Gómez y Romanillos, 2012). Las variaciones en el clima producto del cambio climático están ocurriendo en todos los rincones del mundo, pero también es cierto que existen países con mayores y mejores condiciones de desarrollo que no se muestran tan afectados como nuestro país (Landa, Magaña y Neri, 2008). En el caso de México, como señala Ángeles y Gámez (2010) (citado en Boyd e Ibarrarán, 2008), como muchos países en desarrollo, es potencialmente muy vulnerable a los cambios económicos causados por el cambio climático global (p.35), debido a que se encuentra ubicada en una región muy susceptible a las variaciones en los patrones del clima y las temperaturas. Si se tiene en cuenta que México es uno de los países que se ve más afectado por los efectos del cambio climático (Oswald, 2010), se debe de considerar la importancia de generar información que nos permitan tener una perspectiva ante las particularidades del clima futuro a consecuencia del cambio climático. Los estudios producto de la simulación de escenarios de cambio climático nos permiten tener un panorama del posible estado futuro del clima, por lo cual resulta significativo su elaboración, y aún más conveniente si es orientado a escalas regionales, en donde su utilidad es elemental cuando se desea crear estrategias de adaptación, reducción de vulnerabilidad o mejores estimaciones de riesgo (Conde y Gay, 2008).

3 Con base en lo anteriormente expuesto, en este trabajo se presentan los resultados de la modelación de escenarios de cambio climático a partir del clima histórico de dos estaciones climatológicas en la Zona Conurbada Tampico-Madero-Altamira, y sobre la variabilidad climática que se presenta en la climatología histórica y los escenarios modelados en los dos horizontes de tiempo propuestos (2025 y 2050). 2. MATERIALES Y MÉTODOS 2.1 Área de estudio El trabajo de investigación se realizó en la Zona Conurbada Tampico-Madero-Altamira, localizada en el sur del estado de Tamaulipas (Figura 1); delimitada al norte con el municipio de Aldama, Tamps., al este con el Golfo de México, al sur con la desembocadura del Río Pánuco y el municipio de Pueblo Viejo, Ver., y al oeste con los municipios de Pánuco, Ver. y González, Tamps. Esta importante zona costera tiene una extensión territorial de 1,825 km² (INEGI, 2009), que equivale a la suma de la extensión territorial de los tres municipios que la conforman, y de acuerdo a INEGI (2010), posee un total de 706,771 habitantes. Figura 1. Localización espacial de la Zona Conurbada Tampico-Madero-Altamira dentro de la República Mexicana, donde se muestran los tres municipios que pertenecen al área de estudio. Fuente: Elaboración propia (2013).

4 2.2 Determinación y análisis del clima histórico Para la determinación del clima histórico ó clima base de la Zona Conurbada Tampico- Madero-Altamira, se extrajeron los registros diarios de temperatura observada y precipitación pluvial de las estaciones climatológicas: Tampico (DGE) y Los Tomates, pertenecientes a la red nacional de estaciones climatológicas del Servicio Meteorológico Nacional de la Comisión Nacional del Agua (CONAGUA) y que forman parte del sistema CLICOM (CLImate COMputing project), sistema de software de manejo de datos climatológicos desarrollado por las Naciones Unidas. A partir de estas estaciones fue posible extraer 50 años de registro para cada uno de los observatorios y para cada una de las variables, que corresponde a una serie de datos de , obteniendo una serie favorablemente extensa de lo que aconteció en la zona de estudio. Al realizar un análisis de datos de las series, se determinó que poseían menos del 10% de datos faltantes, es decir menos de 5 datos faltantes por día, lo que se considero que no era necesario realizar relleno de datos faltantes. Con base a estas series se realizó un análisis estadístico, obteniendo así una media diaria de cada una de las variables, para posteriormente estimar un promedio mensual de la temperatura y un acumulado mensual de la precipitación, lo que determinó el clima base en la zona de estudio. 2.3 Generación de los escenarios de cambio climático Para la estimación de los escenarios de cambio climático se utilizaron las anomalías mensuales en la precipitación y la temperatura calculadas a partir de las corridas del programa MAGICC-SCENGEN versión 5.3, usado en el Cuarto Reporte del IPCC (AR4) y modeladas para el estudio: Valoración de la vulnerabilidad debido a la disposición del agua ante escenarios de cambio climático en la cuenca Guayalejo-Tamesí (PROMEP/103.5/12/3433), del cual esta investigación forma parte. Los modelos de circulación general utilizados en este estudio fueron ECHAM5, HADGEM1 y GFDLCM20, modelos que representan de mejor manera las condiciones de los escenarios de cambio climático en México (Conde, Estrada, Martínez, Sánchez y Gay, 2011). Asimismo, se utilizaron los escenarios de emisiones de gases de efecto invernadero A1B,

5 A2, B1 y B2, usados en el Cuarto Reporte del IPCC (AR4) para los horizontes a corto plazo 2025 y largo plazo Las anomalías estimadas corresponden al porcentaje de incrementos/decrementos en los valores mensuales de precipitación, expresada en milímetros; e incrementos/decrementos en los valores mensuales de temperatura expresados en grados centígrados. Posteriormente, se aplicaron las anomalías estimadas para cada uno de los horizontes al clima base de los dos observatorios elegidos, mediante un sencillo proceso de reducción de escala denominado Método del Cuadrante, método que considera cuatro puntos circundantes (celda con la información obtenida del MAGICC/SCENGEN que comprenden el área de estudio en la zona costera de Tamaulipas con una resolución de 2.5 x 2.5 grados) al punto de interés, en cada observatorio y que toma en cuenta su posición geográfica y altitud. 3. RESULTADOS Con base en las climatologías base y escenario de cada uno de los observatorios, se realizó el análisis estadístico para cada una dos variables. La Tabla 1 y 2, muestran las anomalías anuales en la temperatura y la precipitación en los dos observatorios climatológicos para cada uno de los horizontes de tiempo modelados. Tabla 1. Valores de las anomalías anuales de la temperatura en los dos observatorios a los horizontes de tiempo 2025 y 2050, representados en incrementos o decrementos en grados centígrados. Estación Climatológica Horizonte Modelo/Escenario GFDLCM20 MPIECH-5 UKHADGEM A1B A2 B1 B2 A1B A2 B1 B2 A1B A2 B1 B2 TAMPICO LOS TOMATES Fuente: Elaboración propia (2013). A partir de la información generada en las Tablas 1 y 2, se optó por enfatizar en aquellos escenarios más reveladores, basándose en los resultados que mostraron; por lo cual se establecieron dos escenarios, uno optimista y otro pesimista, refiriéndose al incremento o decremento en la anomalía anual resultante. Denominando como escenario optimista a aquel que presenta el menor incremento en la anomalía de la temperatura y el menor

6 decremento en la anomalía de la precipitación; asimismo, el escenario pesimista es aquel que muestra el mayor incremento en la anomalía de la temperatura y el mayor decremento en la anomalía de la precipitación. Cabe mencionar que aunque se señalen como escenarios optimistas, todos los escenarios modelados presentación un aumento en la temperatura y una disminución en la precipitación, es sólo que algunos escenarios manifiestan cambios más drásticos. Tabla 2. Valores de las anomalías anuales de la precipitación en los dos observatorios a los horizontes de tiempo 2025 y 2050, representados en incrementos o decrementos en porcentaje de precipitación en milímetros Estación Climatológica Horizonte Modelo/Escenario GFDLCM20 MPIECH-5 UKHADGEM A1B A2 B1 B2 A1B A2 B1 B2 A1B A2 B1 B2 TAMPICO LOS TOMATES % -7.0% -5.9% -4.6% -6.6% -7.5% -6.4% -4.8% -3.5% -4.5% -3.5% -2.4% % -12.0% -5.4% -4.9% -9.4% -12.9% -6.2% -5.7% -3.3% -7.2% -3.3% -0.5% % -8.0% -7.0% -5.9% -7.0% -7.7% -6.8% -5.3% -3.7% -4.6% -3.7% -2.7% % -13.9% -7.5% -7.1% -10.0% -13.3% -7.0% -6.6% -3.6% -7.4% -3.6% -1.0% Fuente: Elaboración propia (2013). 3.1 Variabilidad en la Precipitación Las Figuras 2 y 3, muestran el escenario optimista para la precipitación. Este escenario corresponde al B2, escenario que describe un mundo en el que predominan las soluciones locales de sustentabilidad económica, social y medioambiental (IPCC, 2000). Las gráficas muestran la variabilidad mensual de la precipitación, base y escenario, para los horizontes modelados; donde la precipitación en los meses de Abril, Mayo, Septiembre y Noviembre, superan un incremento del 10% hacia el horizonte 2050, siendo el mes de Noviembre el que presenta el mayor incremento en comparación con la precipitación base 44.7mm y 24.5mm, con valores de 38.8% (54.9mm) y 39.6% (34.3mm), para Tampico (DGE) y Los Tomates respectivamente. Sin embargo, el mes de Septiembre, con una precipitación base de 280.9mm y 179.1mm, muestra un incremento de 14.6% (322.1mm) y 16.5%(208.5mm), para Tampico (DGE) y Los Tomates respectivamente, representando un aumento importante, tomando en consideración que es el mes con mayor precipitación.

7 Figura 2. Variabilidad de la precipitación escenario más optimista en la estación Tampico (DGE), en donde se observa el clima base y los horizontes 2025 y 2050 del Clima Escenario B2 Modelo UKHADGEM. Fuente: Elaboración propia (2013). Figura 3. Variabilidad de la precipitación escenario más optimista en la estación Los Tomates, en donde se observa el clima base y los horizontes 2025 y 2050 del Clima Escenario B2 Modelo UKHADGEM. Fuente: Elaboración propia (2013). Por otro lado, durante los meses de Junio, Agosto y Octubre, se presenta una disminución en la precipitación con valores por encima del 13.3%, siendo el mes de Octubre el más seco para Los Tomates, con una precipitación base de 75.8mm, presentando una disminución del 23.9% (57.7mm), y el mes de Marzo para Tampico (DGE) con una precipitación base de 17.3mm, mostrando una disminución de 24.9% de precipitación (13.0mm). Las Figuras 4 y 5, donde se detalla la variabilidad en los escenarios más pesimistas, corresponden al escenario A2, donde considera la autosuficiencia y la conservación de las identidades locales, un continuo aumento de la población mundial orientado al desarrollo

8 económico de las regiones y con un desarrollo tecnológico fragmentado (IPCC, 2000). En las figuras, destaca el mes de Septiembre para la estación Tampico (Figura 4), que aunque se considere un escenario pesimista, presenta un aumento del 18.1% en la precipitación para el horizonte 2050 (331.9mm), siendo inclusive más alto que el modelado en el escenario más optimista, sin embargo esto podría deberse al modelo empleado (MPIECH- 5). Los meses con las disminuciones más altas en precipitación para Tampico (DGE) hacia el horizonte 2050, son Abril, Mayo y Octubre, con precipitaciones base de 22.5mm, 53.5mm y 144.9mm, mostrando disminuciones de 33.0% (15.1mm), 59.3% (21.8mm) y 31.5% (99.3mm) respectivamente. Figura 4. Variabilidad de la precipitación escenario más pesimista en la estación Tampico (DGE), en donde se observa el clima base y los horizontes 2025 y 2050 del Clima Escenario A2 Modelo MPIECH-5. Fuente: Elaboración propia (2013). Figura 5. Variabilidad de la precipitación escenario más pesimista en la estación Los Tomates, en donde se observa el clima base y los horizontes 2025 y 2050 del Clima Escenario A2 Modelo GFDLCM2.0. Fuente: Elaboración propia (2013).

9 En la estación los Tomates (Figura 5) presenta un aumento en la precipitación durante el mes de Julio, con una precipitación base de 135.5mm, mostrando un incremento del 10.9% (150.4mm), para el horizonte Marzo, Agosto y Octubre, con una precipitación base de 10.4mm, 138.1mm y 75.8mm, presentan las mayores disminuciones con valores de 37.1% (6.5mm), 54.1% (63.5mm) y 34.7% (49.5mm), respectivamente; condición muy crítica para el mes de Agosto, ya que es uno de los meses con mayor precipitación. 3.2 Variabilidad en la Temperatura El escenario optimista en la temperatura, corresponde al escenario A2, como se observa en la Figura 6 y 7. Durante los meses de Enero y Octubre, con temperaturas base en la estación Tampico (DGE) de 16.5 C y 23.7 C, y en la estación Los Tomates de 17.3 C y 23.6 C, se presenta una disminución en las temperaturas medias mensuales (0.6ºC y 0.5ºC, en las dos estaciones climatológicas, respectivamente) para el horizonte 2050; además el mes de Febrero, con una temperatura base de 17.7 C (Tampico) y 18.5 C (Los Tomates), muestra un aumento del 1.5 C hacia el mismo horizonte, no obstante los meses de Mayo y Septiembre, con temperaturas base de 25.9 C y 25.7 C (Tampico) y de 25.9 C y 25.5 C (Los Tomates) respectivamente, presentan aumentos del orden de 1.2 C a 1.6 C, alcanzando temperaturas de 27.4 C y 26.9 C (Tampico), y de 27.5 C y 26.8 C (Los Tomates). Figura 6. Variabilidad de la temperatura escenario más optimista en la estación Tampico (DGE), en donde se observa el clima base y los horizontes 2025 y 2050 del Clima Escenario A2 Modelo GFDLCM2.0. Fuente: Elaboración propia (2013).

10 Figura 7. Variabilidad de la temperatura escenario más optimista en la estación Los Tomates, en donde se observa el clima base y los horizontes 2025 y 2050 del Clima Escenario A2 Modelo GFDLCM2.0. Fuente: Elaboración propia (2013). Finalmente las Figuras 8 y 9, corresponde al escenario A1B, donde describe un mundo de rápido crecimiento económico, con una población mundial que llegará a su máximo histórico a mediados del siglo XXI y disminuirá posteriormente, y que posee un balance en todas las fuentes de energía (IPCC, 2000). Figura 8. Variabilidad de la temperatura escenario más pesimista en la estación Tampico (DGE), en donde se observa el clima base y los horizontes 2025 y 2050 del Clima Escenario A1B Modelo MPIECH-5. Fuente: Elaboración propia (2013). Estas figuras muestran indudablemente, el aumento de la temperatura en todos los meses. El mes de Agosto presenta el mayor aumento en su temperatura base, con un incremento de 2.0 C para el año 2050, alcanzando temperaturas de 28.5ºC (Tampico) y 28.3ºC (Los Tomates); seguido de Mayo y Junio con un incremento de 1.9 C para el mismo horizonte,

11 mostrando temperaturas de 27.7 C y 28.7 C en la estación Tampico (DGE) para los respectivos meses y de 27.8 C para el mes de Mayo en la estación Los Tomates, siendo el incremento que alcanza el mes de Junio en esta estación de 2.0ºC, alcanzando una temperatura de 28.7ºC. Figura 9. Variabilidad de la temperatura escenario más pesimista en la estación Los Tomates, en donde se observa el clima base y los horizontes 2025 y 2050 del Clima Escenario A1B Modelo MPIECH-5. Fuente: Elaboración propia (2013). 4. CONCLUSIONES La conclusión general es un incremento en la temperatura y una reducción en la precipitación en la zona de estudio y por lo tanto, un estado de aridez más crítico que podría prolongarse y aumentar en años venideros. Aún los escenarios más optimistas muestran una reducción en las precipitaciones y un aumento en las temperaturas observadas, y los escenarios más pesimistas se reportan aún más fuertes. Cabe mencionar que no todos los escenarios que aquí se presentan pertenecen a una familia en específico, por lo cual es correcto pensar que puede no presentarse condiciones tan pesimistas en ambas variables (precipitación y temperatura) o al menos en una de ellas, sin embargo, el punto a resaltar es que en cualquiera que sea el escenario, todos estiman un incremento en la temperatura y un decremento en la precipitación.

12 Agradecimientos Se agradece al Programa de Mejoramiento del Profesorado (PROMEP) por el apoyo brindado al estudio de Valoración de la vulnerabilidad debido a la disposición del agua ante escenarios de cambio climático en la cuenca Guayalejo-Tamesí con clave PROMEP/103.5/12/3433, de la cual esta investigación forma parte. BIBLIOGRAFÍA Ángeles, M., y Gámez, A.E. (2010). Eventos extremos, cambio climático y vulnerabilidad en México y Baja California Sur. En G.C. Delgado et al. (Coords.), México frente al cambio climático: Retos y oportunidades (pp ). México: Editorial del Deporte Mexicano. Conde, C. (2010). El cambio climático. De lo inequívoco a lo incierto. En G.C. Delgado et al. (Coords.), México frente al cambio climático: Retos y oportunidades (pp ). México: Editorial del Deporte Mexicano. Conde, C., y Gay, C. (2008). Guía para la generación de escenarios de cambio climático a escala regional. Recuperado de on/escenarios/guia_escenarios.pdf. Conde, C., Estrada, F., Martínez, B., Sánchez O. y Gay, C. (2011). Regional climate change scenarios for Mexico. Revista Atmósfera. 24(1), , México, D.F. Gómez, T., y Romanillos, P. (2012). El cambio climático. Barcelona, España: Editorial Océano. INEGI. (2009). Marco Geoestadístico Municipal 2009 versión 4.1. Recuperado de INEGI. (2010). Censo de Población y Vivienda Recuperado de IPCC. (2000). Special Report Emissions Scenarios. A special report of Working Group III of the Intergovernmental Panel on Climate Change. (Nebojs a Nakic enovic, Ogunlade Davidson, Gerald Davis, Arnulf Grübler, Tom Kram, Emilio Lebre La Rovere, Bert Metz, Tsuneyuki Morita, William Pepper, Hugh Pitcher, Alexei

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