1 http://www.gob.mx./inecc DIRECTORIO Dra. María Amparo Martínez Arroyo Directora General del Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático Dr. J. Víctor Hugo Páramo Figueroa Coordinador General de Contaminación y Salud Ambiental Dra. Ana Cecilia Conde Álvarez Coordinadora General de Adaptación al Cambio Climático Ing. Sergio Zirath Hernández Villaseñor Director de Investigación sobre la Calidad del Aire y los Contaminantes Climáticos de Vida Corta ELABORACIÓN Dra. Fanny López Díaz COORDINACIÓN Dra. María de la Luz Espinosa Fuentes Subdirectora de Economía Industrial LCA Yusif Salib Nava Assad Subdirector de Variabilidad y Cambio Climático 2 Índice Resumen Ejecutivo 4 1 Introducción 11 2 Objetivo 13 3 Actividades a Desarrollar 13 4 Metodología 13 5 Resultados 15 5.1 Plan de Trabajo 15 5.2 Revisión Bibliográfica 16 5.3 Análisis de Climatología y Variabilidad Climática 22 5.3.1 Datos 22 5.3.2 Identificación de Estaciones Meteorológicas en la Región Centro del País 22 5.3.3 Selección de Estaciones 24 a) Selección 1 y Descarga de Datos 24 b) Selección 2 26 c) Selección 3 26 d) Selección de Periodo de Referencia 26 5.3.4 Control de Calidad de Datos con RclimDex 27 5.3.5 Homogeneización 29 a) Homogeneización de Series de Datos de la Región Centro del País 31 5.3.6 Diagnóstico de Estaciones Meteorológicas de la Región Centro de México 36 5.4 Descripción de la Climatología en la Región Centro del País 38 5.5 División por Medio de Clúster 48 6 Bibliografía 58 Anexo 1 61 3 Resumen Ejecutivo La descripción del clima se puede llevar a cabo por medio del análisis de la variabilidad de la temperatura, precipitación, vientos, entre otros, sobre un determinado periodo de tiempo. Esta variabilidad se va a presentar a lo largo de periodos de tiempo relativamente cortos, por ejemplo durante un año, se pueden registrar valores por encima o por debajo de un valor normal (OMM, 2011). Esta información es el punto de partida para un mejor entendimiento y complemento de resultados de estudios de tipo social, económico y físico, ya que conduce a tener una perspectiva más profunda y fundamentada al momento de la toma de decisiones, por ejemplo. Por tanto en esta investigación se llevó a cabo un análisis de climatología y la variabilidad climática de la Región Centro del País. Lo anterior para ayudar al entendimiento de la problemática que se ha presentado sobre mala calidad del aire debida a la contaminación atmosférica, la cual se relaciona con ciertos patrones climatológicos y meteorológicos. Se han realizado estudios de tipo climático para algunos estados que conforman la Región Centro, por ejemplo Estrada et al. (2009), realizó una división climática para la Ciudad de México con métodos multivariados, lo que permitió identificar dos grandes regiones: zona húmeda y zona seca. López et al. (2014), retoman el estudio antes mencionado para llevar a cabo un estudio sobre climatología, tendencias y eventos climáticos extremos. Morales et al. (2007), en la ciudad de Toluca analizaron islas de calor, identificaron los espacios con calor más intenso por la infraestructura urbana. Lozano (2009) y López-Díaz et al. (2013) desarrollaron una investigación sobre eventos climáticos extremos de precipitación y temperatura, respectivamente, para el municipio de Apizaco, Tlaxcala, México. En general, no se han elaborado investigaciones que incluyan en conjunto la Región Centro del País (Megalópolis), sino que hay únicamente estudios de caso por estados que la constituyen. RE1. Control de Calidad y Diagnóstico de Estaciones Meteorológicas de la Región Centro de México De acuerdo al Servicio Meteorológico Nacional, en el país se cuenta con alrededor de 5500 estaciones climatológicas de los diferentes Organismos de Cuenca y Direcciones Locales de la 4 CONAGUA (Comisión Nacional del Agua), con registros que pueden ir desde 1900 (http://smn.cna.gob.mx/es/). En la región centro se identificaron, 347 para el Estado de México, 224 para Puebla, 147 para Hidalgo, 72 para Morelos, 56 para Tlaxcala, 63 para Querétaro y 61 estaciones para la Ciudad de México, con más de 25 años de datos efectivos (Figura RE1). Sin embargo no todos los registros son útiles, lo Figura RE1. Distribución de estaciones meteorológicas con datos anterior por falta de una efectivos en los estados que conforman la Megalópolis incluyendo revisión exhaustiva de los Querétaro mismos. Se pueden encontrar series de datos que no cumplan con criterios básicos para un análisis climatológico. Por tanto se realizó un control de control de calidad de datos, con el objetivo de seleccionar series estaciones meteorológicas cuyas series de datos fueran confiables para un análisis y no tener series con datos dudosas o bien incompletas (Figura RE2). Aunado con lo anterior se realizaron pruebas de homogeneización para identificar brincos en las series los cuales pueden proporcionar Figura RE2. Serie de datos con registros de datos información errónea. Estos brincos pueden dudosos. Elaboración propia. deberse a factores como cambios de uso de suelo cerca de la estación meteorológica, lectura equivocada de registros, mala calibración de instrumentos, cambio de ubicación de las estaciones meteorológicas, entre otros. 5 El control de calidad se llevó a cabo con criterios sistemáticos de selección y además utilizando 5 pruebas que se incluyen en el software RClimDex (http://etccdi.pacificclimate.org/software.shtml) para las series de datos de temperatura y precipitación. Las inhomogeneidades en las series de temperatura se identificaron y corrigieron con el programa RHtestsV4 (Wang and Feng, 2013) Como resultado de la revisión de las estaciones consideradas, para los 7 estados de la Región Centro, los resultados arrojaron 26 estaciones para el Estado de México, 25 para Puebla, 14 para Hidalgo, 8 para Morelos, 6 para Ciudad de México, 4 para Tlaxcala y 3 para Querétaro. De lo anterior se desprenden las siguientes observaciones y sugerencia: Hay deficiencia en los registros de datos sobre todo para temperatura. Hay una mayor extensión y cantidad de registros para precipitación. El periodo de registro es muy limitado, sobre todo a la parte actual, aunque en algunos casos se tienen registros actualizados (hasta 2015) en gran parte de las estaciones hay años ausentes de datos por lo que se rompe el periodo de registro. En la Ciudad de México, las series de datos disponibles no están actualizadas, ya que 4 de las 6 estaciones tienen registros a lo más hasta 1990. Si bien, en general, existen estaciones provenientes de otras instituciones (INIFAP, UNAM, Chapingo, etc.), es probable que los registros sean más actuales, lo que implica que el periodo histórico sea insuficiente. Hay estaciones insuficientes en los estados de Morelos, Ciudad de México, Tlaxcala y Querétaro, es necesario prestar atención y sobre todo de infraestructura en estos estados, si se piensa en registros futuros de información climática. Aunque en el Estado de México y Puebla cuenten con una mayor cantidad de estaciones disponibles, por su extensión, esto podría ser insuficiente. Se requiere de información de metadatos de las estaciones, que sea pública para su consulta. RE2. Climatología de la Región Centro del País La climatología se describió a partir de las variables de la temperatura y precipitación, tomando como referencia el promedio 1961-1990. 6 Las estaciones que fueron seleccionadas para este propósito fueron aquellas que cumplieron con criterios de selección sistemáticos, de control de calidad, homogeneidad. También se consideró que por lo menos cubrieran el periodo de referencia, el cual fue seleccionado a su vez partir de la mayor cantidad de series datos con este periodo (Figura RE3). Se realizaron dos tipos de análisis, describiendo la Figura RE3. Distribución de estaciones meteorológicas climatología por estado y seleccionadas para climatología. agrupando las estaciones por clúster. De la climatología por entidad federativa se tiene: En Tmax se observa un incremento de enero a abril-mayo para posteriormente decrecer en el mes de junio, donde por lo general empieza la época de lluvias. En agosto nuevamente hay un ligero aumento de temperatura para luego descender hasta enero. Los meses donde se registran las mayores temperaturas son abril y mayo. El estado de Morelos es donde se registran las temperaturas más cálidas a través del año, en particular la estación 17033 (Xicatlacotla (CFE)) que se localiza en la zona sur del estado colindando con Guerrero en la Reserva de la Biosfera de Huautla. En cuanto a temperatura mínima, en la mayor parte de los estados la Tmin empieza a incrementarse a partir de marzo llegando a un máximo durante junio. Los meses más fríos son enero, diciembre y febrero, y los lugares donde se presentan las Tmin más frías durante estos meses son Estado de México, Puebla y Tlaxcala. Para precipitación, las lluvias tienden a iniciar en los meses de abril, la cual se incrementa para mayo y cuya cantidad es mayor durante los meses de julio a septiembre, para 7 nuevamente disminuir en octubre. De esta manera los meses secos corresponden a noviembre, diciembre, enero, febrero y marzo. En general, un comportamiento en común ocurre durante los meses de julio y agosto, en julio hay un mínimo de temperatura y en agosto vuelve a incrementarse, la precipitación en algunos sitios es menor; aunque no es muy marcado, puede deberse al efecto de la sequía de medio verano, canícula o veranillo, cuyas condiciones cambian regionalmente (Magaña et al., 1999b). Por otra parte en la climatología por clúster se agruparon 48 estaciones seleccionadas en 6 grupos (Figura RE4), utilizando los promedios anuales 1961-1990 de las variables de Tmax, Tmin, Pcp, además de la latitud, longitud y altura, con el propósito de agrupar los sitios con condiciones climatológicas similares. Figura RE4. Distribución y climogramas de los 6 grupos identificados. 8 De aquí se observó que: La región de menor cantidad de precipitación se localiza sobre Querétaro e Hidalgo, le sigue la región centro y sureste de Puebla, la Ciudad de México, Tlaxcala, norte del Estado de México, sur de Hidalgo y una pequeña región sobre el noroeste de Puebla, que forman una diagonal en la región analizada.