Libro Cambio Climático y Riesgos Hidrometeorológicos UDLAP by UDLAP2025

Cambio climático y riesgos hidrometeorológicos

POLIOPTRO F. MARTÍNEZ-AUSTRIA

BENITO CORONA-VÁSQUEZ

CARLOS PATIÑO-GÓMEZ

(EDITORES)

Cambio climático y riesgos hidrometeorológicos

Ex hacienda Santa Catarina Mártir s/n, San Andrés Cholula, Puebla, México, 72810

Tel.: +52 222 229 20 00 www.udlap.mx editorial.udlap@udlap.mx

Primera edición: septiembre de 2020

isbn: 978-607-8674-25-1

Diseño editorial y portada: Angélica González Flores

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Publicación electrónica hecha en México

Cambio climático y riesgos hidrometeorológicos

Polioptro F. Martínez-Austria,

Benito Corona-Vásquez, Carlos Patiño-Gómez (editores)

Autores

Jorge Aquiles Alcalá-Hernández

Eric José Alfaro-Martínez

Erick Roberto Bandala-González

Ana Cecilia Conde-Álvarez

Carlos Díaz-Delgado

Jorge García-Girón

Miguel Ángel Gómez-Albores

Yosef Gotlieb

Paul Hernández-Romero

Hugo Gerardo Hidalgo-León

Bianca Islas

Fanny López-Díaz

Miguel Ángel Lovino

Elda Luyando-López

Ricardo Manzano-Solís

Humberto Marengo-Mogollón

Polioptro Fortunato MartínezAustria

Carlos Alberto Mastachi-Loza

Guillermo Einar Moreno-Quezada

Raymundo Ordoñez-Sierra

Carlos Patiño-Gómez

Paula Marcela Pérez-Briceño

Ricardo Prieto-González

Sofía Ramos

Jorge Andrey Rodríguez-Romero

Ahdee Zeidman

Introducción

Riesgos hidrometeorológicos en el Corredor

Seco Centroamericano: investigación, acción social y docencia dentro del espacio de estudios avanzados de la Universidad de Costa Rica

Riesgos hidrometeorológicos en México

Cambio climático y extremos hidrometeorológicos: ejemplos para México

Tendencias observadas en las temperaturas máximas en el noroeste de México

Cambios estacionales de las variables climáticas (1960-2010) y sus implicaciones en la seguridad alimentaria de la cuenca LermaChapala-Santiago

Vulnerabilidad de América Latina al cambio y la variabilidad climática

Modelación hidrológica y cambio climático

Temperature and heat waves

Riesgo sísmico en presas: fallas y consecuencias

Agua e inflación en México

A gendered experience of climate change and water management

introducción

El objetivo fundamental de la Cátedra unesco en Riesgos Hidrometeorológicos es la investigación, la formación de recursos humanos y la difusión del conocimiento en esta importante materia, en particular en la región latinoamericana. La vinculación y colaboración entre instituciones e investigadores de diversos países es, además, una de las más productivas tradiciones de la unesco.

Bastan unas cuantas estadísticas globales para dar cuenta de la importancia de los riesgos hidrometeorológicos que año con año afligen a la humanidad. Más del 75 por ciento del número total de los desastres naturales que afectan a los seres humanos están relacionados con el agua y el clima, principalmente tormentas severas, inundaciones o sequías. En cuanto al número de personas damnificadas por desastres naturales, el 78 por ciento lo son a causa de inundaciones o sequías, es decir, debido a extremos hidrometeorológicos. No es de extrañar, por lo tanto, que el reporte de riesgos globales del Foro Económico Mundial identifique al clima extremo como el desastre natural más probable y lo ubique en cuarto lugar en cuanto a la magnitud de los daños que genera.

A pesar de la evidente importancia de los riesgos hidrometeorológicos y sus efectos, en América Latina el número de investigadores y grupos dedicados al estudio, pronóstico y mitigación de tales fenómenos es muy reducido. Impulsar el estudio de estas manifestaciones, y difundir la investigación que se realiza en la región, es la

principal motivación de la Cátedra unesco en Riesgos Hidrometeorológicos para la publicación de este libro, que reúne algunos de los trabajos más prometedores en el tema, provenientes de grupos de investigación de diversos países de Latinoamérica y el sur de Estados Unidos. El libro abre con un capítulo elaborado por uno de los grupos de investigación más reconocidos en riesgos hidrometeorológicos en la región, con sede en la Universidad de Costa Rica, y que refiere la actividad y resultados de recientes iniciativas en el espacio de estudios avanzados de esa universidad. En el otro extremo de la geografía latinoamericana, Miguel Lovino, de la Universidad Nacional del Litoral de Argentina, presenta, en el capítulo seis, un análisis sobre los impactos y escenarios futuros del cambio climático en la región, y analiza, como caso de estudio, la variabilidad y el cambio climático en el nordeste de Argentina.

En cuanto a México, esta publicación incluye capítulos de algunos de los más reconocidos especialistas en la materia. Así, la Dra. Cecilia Conde y su grupo de investigación en la Universidad Nacional Autónoma de México presentan ejemplos de extremos hidrometeorológicos ligados al cambio climático. El Dr. Ricardo Prieto, investigador reconocido y gerente del Servicio Meteorológico Nacional, analiza los principales riesgos hidrometeorológicos que enfrenta México. El grupo de investigación del Instituto Interamericano de Ciencia y Tecnología del Agua incluye en este libro resultados originales y relevantes sobre las afectaciones a la seguridad alimentaria en una de las principales cuencas de México, producto de los cambios estacionales en el periodo 1960-2010.

Las temperaturas extremas son también un creciente riesgo hidrometeorológico, tanto por sus efectos en la salud como por el incremento en la demanda hídrica que producen. Sobre este tema, un grupo de investigación del Desert Research Institute de los Estados Unidos incluye, en el capítulo ocho, un análisis de temperaturas extremas, ondas de calor y sus efectos. Este tópico se complementa con un estudio de las tendencias observadas en las temperaturas máximas en el noroeste de México, que se presenta en el capítulo cuatro.

Los riesgos hidrometeorológicos tienen implicaciones y ramificaciones en muy variadas actividades humanas. En este libro se han incluido tres de las más relevantes interacciones: los aspectos económicos, los riesgos en la seguridad de las presas y las implicaciones de género, de las cuales se ocupan los capítulos nueve, diez y once, respectivamente.

Es imposible agotar en una sola publicación un tema tan amplio e importante como los riesgos hidrometeorológicos en una región de las dimensiones y variedad climática de América Latina. Confiamos en que este libro atraerá la atención de un grupo numeroso de especialistas y público interesado por estos fenómenos, asimismo, esperamos que ésta sea la primera de una serie de publicaciones sobre el tema.

Dr. Polioptro F. Martínez Austria

Director de la Cátedra unesco en Riesgos Hidrometeorológicos Universidad de las Américas Puebla

uno capítulo

Riesgos hidrometeorológicos en el Corredor Seco

Centroamericano

Investigación, acción social y docencia dentro del Espacio de Estudios Avanzados de la Universidad de Costa Rica

Eric J. Alfaro 1, 2, 3 / Paula M. Pérez-Briceño 1, 4, 5/ Hugo G. Hidalgo 1, 2 / Yosef Gotlieb 6 / Jorge D. GarcíaGirón 1 / Andrey Rodríguez 1

1 Centro de Investigaciones Geofísicas, Universidad de Costa Rica

2 Escuela de Física, Universidad de Costa Rica

3 Centro de Investigación en Ciencias del Mar y Limnología, Universidad de Costa Rica

4 Escuela de Geografía, Universidad de Costa Rica

5 Sede Regional Chorotega, Universidad Nacional

6 David Yellin College of Education, Jerusalén, Israel

Cambio climático y riesgos hidrometeorológicos

Introducción

Aunque América Central está localizada en zonas tropicales donde el estrés hídrico es relativamente bajo en gran parte de su territorio, hay ciertas regiones donde las sequías son frecuentes. En especial, la aridez climatológica en la zona denominada como «Corredor Seco Centroamericano» (csc), donde las sequías son recurrentes (Quesada-Hernández, Calvo-Solano, Hidalgo, Pérez-Briceño y Alfaro, 2019) (figura 1). El csc es un espacio geográfico con límites imprecisos que se entiende como una zona con características climáticas de bosque tropical seco, con una marcada y prolongada época seca y en el que, durante el reducido periodo de lluvias, existe un latente riesgo de sequías recurrentes que pueden ocurrir por una entrada tardía de la época lluviosa o una prolongación de la canícula con una suspensión prematura de la época lluviosa (Peralta-Rodríguez et al., 2012).

Figura 1. Frecuencia de impactos de sequías en Costa Rica, reportados en las bases de em-dat, DesInventar e Instituto Meteorológico Nacional de Costa Rica (imn), 1950-2016. Nótese la alta recurrencia de sequías en el noroeste del país, provincia Guanacaste, perteneciente al Corredor Seco Centroamericano.

El término csc, aunque apunta a un fenómeno climático, tiene una base ecológica que define un grupo de ecosistemas que se combinan en la ecorregión del bosque tropical seco de Centroamérica, que inicia en Chiapas, México, y en una franja que abarca las zonas bajas de la vertiente del Pacífico y gran parte de la región central premontana (0 a 800 msnm) de Guatemala, El Salvador, Honduras, Nicaragua y parte de Costa Rica (hasta Guanacaste); en Honduras, además, incluye fragmentos que se aproximan a la costa Caribe (Van der Zee-Arias et al., 2012a, b).

La vulnerabilidad social es mencionada en muchos estudios relacionados con el csc, ya que los impactos de la sequía y las inundaciones atentan contra la seguridad y soberanía alimentaria; esto debido a que es común que se produzcan grandes repercusiones de estos eventos extremos debido a la pobreza y la dependencia de la alimentación y sustento económico de la población en la agricultura de subsistencia (Peralta-Rodríguez et al., 2012; Van der Zee-Arias et al., 2012a; 2012b).

Este espacio geográfico del csc fue analizado dentro del proyecto «Funding proposal for the advancing development and climate change resilience in the Central American Dry Corridor: translating science into policy in Guanacaste, Costa Rica, an interdisciplinary, international collaboration». El proyecto se desarrolló dentro del Espacio de Estudios Avanzados de la Universidad de Costa Rica (ucr), entre julio de 2017 y junio de 2019, liderado por los doctores Hugo Hidalgo y Yosef Gotlieb. Parte de sus objetivos fueron: 1) evaluar las tendencias regionales relacionadas con el clima y el agua, recursos naturales, medio ambiente, ecología y el desarrollo humano (variables sociales y económicas); 2) proporcionar una imagen multidimensional de toda la realidad latente en el campo mediante la inclusión de síntesis significativa de datos para sistemas naturales y desarrollo humano; 3) evaluar los patrones de desarrollo regional, datos desagregados espacialmente y mapeados para los indicadores de desarrollo humano de las Naciones Unidas (con énfasis particular en los indicadores de desarrollo sostenible y del milenio) que pueden ayudar a los responsables políticos a priorizar la asignación de recursos y proyectos, y 4) destacar a la región como representante de los desafíos futuros que el cambio global trae

entre la sociedad y la naturaleza, y desarrollar soluciones que puedan replicarse en otros lugares.

Debido a la complejidad del problema, la temática fue abordada desde los tres pilares fundamentales de la ucr: 1) investigación, 2) acción social y 3) docencia.

En el área de investigación se realizaron estudios de la dinámica de la atmósfera, variables físicas, ambientales y un diagnóstico de las comunidades. El vínculo con acción social, como una labor de extensión, se visualiza en el momento de la validación y devolución de resultados, en donde se propusieron unas recomendaciones desde el punto de vista de políticas públicas que fueron llevadas a las comunidades y entidades públicas que operan en la región de Guanacaste, Pacífico Norte de Costa Rica, como el Ministerio de Agricultura y Ganadería (mag), Instituto de Desarrollo Rural (inder), Ministerio de Planificación (mideplan) y sus Consejos de Desarrollo Rural (coredes), así como al Ministerio de Ambiente y Energía (minae) a través del Sistema Nacional de Áreas de Conservación (sinac).

En cuanto a la docencia, el proyecto brindó una experiencia de investigación a un grupo de estudiantes de la licenciatura en Geografía, además de generar datos que han sido utilizados en varios cursos de meteorología y la maestría de Hidrología, y cursos de Geografía de América Central y Geografía de América Latina de la escuela de Geografía, y también sirvieron de insumo para varias tesis de licenciatura y maestría.

Desde el proyecto, se impulsó la creación del Programa Integrado del Corredor Seco Centroamericano (picsc, Gotlieb, Pérez-Briceño, Hidalgo y Alfaro, 2019). Esta iniciativa continúa siendo liderada por el Dr. Yosef Gotlieb quien busca fondos para la implementación de las recomendaciones del proyecto (se espera consolidar esta iniciativa con otros países de la región). Se está en proceso de consolidar el convenio de intercambio académico entre la Universidad de Tel Aviv y la Universidad de Costa Rica (ucr)1.

1 El proyecto cuenta con un sitio web, en donde se puede consultar la información general: http://cigefi.ucr.ac.cr/ucrea-picsc/

Caracterización del área de estudio

El Corredor Seco Centroamericano se analizó desde tres escalas espaciales: 1) regional, 2) por país y 3) local (Gotlieb et al., 2019).

A macroescala (regional) se identificaron aspectos relacionados con la variabilidad y el cambio climático, y cuáles son las características que hacen del csc una zona más árida que el resto de América

Central y la variación dinámica de sus fronteras para años secos, húmedos y normales (Quesada et al., 2019). También se investigó acerca de los principales forzantes climáticos de gran escala que contribuyen con la aridez en el csc (Hidalgo, Alfaro, Amador y Bastidas, 2019).

A mesoescala (nacional), se estudiaron las relaciones de variables sociales con variables físicas para definir si existe una asociación entre el clima y características socioeconómicas comunes que diferencian a la provincia Guanacaste (extensión del csc en Costa Rica) del resto del país.

A microescala (local) se hizo un trabajo de campo en tres comunidades guanacastecas, Cuajiniquil y Cerro Negro-Santa Ana, en los cantones de La Cruz y Nicoya, respectivamente, identificando las características ambientales y sociales. Se aplicó una metodología de diagnóstico rural participativo (Geilfus, 2005) en donde se evaluaron los recursos de dichas comunidades y se efectuaron entrevistas y encuestas para conocer la realidad de estos sitios. Este método se aplicó in situ con la participación de los docentes del cigefi, de la Escuela de Geografía de la ucr, el Dr. Yosef Gotlieb y la Dra. Laura Suazo de Universidad Zamorano en Honduras. Los doctores Gotlieb y Suazo prepararon guías de campo, además de formular cuestionarios y preguntas para hacer entrevistas a informantes de las comunidades. Estos instrumentos iban enfocados a: recursos naturales, aspectos sociales, seguridad alimentaria y diagnóstico de finca. Además de reconstruir los procesos históricos que ha vivido la localidad mediante fuentes orales, impresas, documentales y digitales. La figura 2 muestra el cauce del río Cuajiniquil, principal fuente de agua de la comunidad del mismo nombre durante la época seca de 2018.

Resultados

· Investigación

El grupo de investigación trabajó en dos áreas particulares: la parte física y la parte social. Esta interacción se vio facilitada por la experiencia de trabajo previo de los investigadores participantes de las áreas naturales y sociales dentro del programa de interés institucional desde el 2004 sobre Estudios Sociales de la Ciencia, la Técnica y el Medio Ambiente (pesctma) del Centro de Investigaciones Geofísicas (cigefi), ucr.

Se evaluaron las tendencias relacionadas con el clima, agua, recursos naturales, ambiente, ecología y desarrollo humano, en donde se encontró que la correlación espacial entre clima y variables sociales fue significativa sólo con la disponibilidad de agua (Gotlieb y García-Girón, 2020). Se generaron bases de datos para identificar el estado multidimensional del área de estudio. Se hizo un énfasis en los objetivos del milenio a través un análisis espacial de indicadores (físico y sociales) por municipio.

Un aspecto para resaltar durante la investigación es la transdisciplinariedad, ya que se logró la caracterización de las comunidades, con un panorama integral para formular las recomendaciones de políticas

Figura 2. Lecho seco del río Cuajiniquil, abril de 2018 (foto de Rafael Quesada).

Capítulo uno

públicas que toman en cuenta la parte social y también la variabilidad y cambio climático en las áreas de estudio. Dentro del proyecto, los científicos físicos y sociales colaboraron con autoridades de las agencias gubernamentales en Guanacaste, como mag, inder, mideplan, sinac, coredes, lo que permitió obtener una perspectiva de los principales problemas que enfrenta la región, los cuales, por su naturaleza, están relacionados con eventos hidrometeorológicos extremos y las vulnerabilidades sociales de las poblaciones.

Gracias a esta experiencia se produjeron 32 publicaciones científicas y se estableció contacto con el Centro Mesoamericano de Desarrollo Sostenible del Trópico Seco (cemede) y el Centro de Recursos Hídricos para Centroamérica y el Caribe (hidrocec), de la Sede Regional Chorotega, Campus Nicoya y Campus Liberia, respectivamente, de la Universidad Nacional (una) para desarrollar proyectos conjuntos y continuar con las actividades planteadas dentro del proyecto.

Como aspecto importante es necesario mencionar el esfuerzo de utilizar bases de datos y productos de observación de la tierra para los análisis regionales y por país; en los últimos veinte años, los avances y uso de sensores remotos satelitales y terrestres, así como algoritmos sistematizados para obtener información de la superficie, han crecido de manera exponencial (Petropoulos et al., 2015), pero su uso en los países de la región centroamericana se encuentra incipiente, por eso surge la iniciativa del proyecto de hacer uso de este tipo de información y aportar una nueva alternativa de fuente de datos consolidados para investigaciones relacionadas con el estudio de dinámicas físicas y sociales en la superficie terrestre.

· Docencia

En el campo de la docencia, se trabajó durante el primer ciclo de 2018 con 28 estudiantes del grupo del curso GF-0107 «Ordenamiento del espacio agrícola y rural», a cargo del profesor Dr. Víctor Cortés. Los estudiantes tuvieron una experiencia de investigación en donde colaboraron con el trabajo de campo en las comunidades y recolectaron información valiosa al interactuar con personas claves de las comunidades (figura 3). Además de los estudiantes que participaron del trabajo

Cambio

climático y riesgos hidrometeorológicos

de campo, en el proyecto colaboraron como asistentes de investigación quince estudiantes de grado y posgrado de diferentes programas de estudio, lo que permitió un abordaje transdisciplinar.

Figura 3. Actividad de recolección de información con las fuerzas vivas de la localidad en el salón comunal de Cuajiniquil durante abril de 2018. La actividad en esta comunidad fue coordinada dentro del proyecto por el Dr. Eric Alfaro, el Dr. Yosef Gotlieb (de izquierda a derecha al fondo de pie) y la M.Sc. Paula Marcela Pérez Briceño (última fila con gorra)

Otro aporte del proyecto a la docencia fue que se han utilizado insumos como datos y publicaciones dentro de los contenidos de clases de grado y posgrado en los cursos de repertorio y de servicio que imparte la Escuela de Geografía, del programa de licenciatura en Meteorología y de la maestría en Hidrología de la Universidad de Costa Rica, tales como hidrometeorología (grado y posgrado), hidroclimatología (posgrado), modelado de la escorrentía hidrológica (posgrado), seminarios de investigación (posgrado), investigación de campo (posgrado), investigación dirigida (posgrado) y defensa de tesis (posgrado). Además, se han utilizado datos en cursos sig aplicados al recursos hídrico y análisis de imágenes teledetectadas, de la carrera de Ingeniería Hidrológica de la Sede Regional Chorotega, Campus Liberia de la Universidad Nacional.

Se concretaron tres trabajos finales de graduación de posgrado (maestría en Hidrología, maestría en Sistemas de Información Geográfica y Teledetección y maestría en Meteorología Operativa); actual-

mente se está desarrollando una tesis de licenciatura en Geografía y dos más de la maestría en Hidrología.

Por otro lado, una gran ventaja para los estudiantes en procesos de investigación, como tesis o proyectos de graduación, al participar en un trabajo de esta envergadura, es que les facilita el acceso a datos de variables físicas y sociales en escalas locales, regionales y globales, acceso a artículos científicos de todo el mundo por medio de la red de dominio Universidad de Costa Rica, intercambio de ideas, métodos, paradigmas con científicos de alto nivel, tanto nacionales como internacionales, contextualización con las realidades socioeconómicas de las comunidades, acceso a planta física con las herramientas necesarias para llevar a cabo sus actividades de investigación, entre otros beneficios estudiantiles.

· Acción social

Se trabajó con tres comunidades en Guanacaste: Cuajiniquil (La Cruz), Cerro Negro y Santa Ana (Nicoya), y a partir del diagnóstico físico y social se identificaron los futuros retos ante el cambio climático que enfrentan las comunidades locales. Al contar con los resultados preliminares se efectuó una validación en el mes de febrero de 2019 (figura 4a), donde se identificaron aspectos a corregir y se llevaron los resultados de las investigaciones a las comunidades por medio de la devolución de resultados en junio (figura 4b). Esta información funciona de base para el desarrollo de soluciones adaptables a cada sitio en particular; el material generado para la devolución fue redactado en lenguaje apto para todo público (sociedad civil, academia y funcionarios de entidades gubernamentales) para facilitar y asegurar el acceso a la información.

Figura 4. Divulgación y socialización de la información. a) Actividad de validación de resultados, salón comunal de Cuajiniquil, La Cruz, 21 de febrero de 2019. A la izquierda aparecen coordinando la actividad los investigadores del proyecto: Dr. Hugo Hidalgo, la M.Sc. Paula M. Pérez-Briceño y el estudiante de licenciatura Andrey Rodríguez (foto de Eric Alfaro). b) Actividad de devolución de resultados, Escuela de la Comunidad de Santa Ana, Nicoya, 12 de junio de 2019. La actividad estuvo coordinada por los investigadores del proyecto: M. Sc. Paula M. Pérez-Briceño, Dr. Eric Alfaro, Dr. Hugo Hidalgo, Dr. Yosef Gotlieb y el estudiante Andrey Rodríguez.

· Divulgación y difusión científica

Se participó en más de 34 actividades de divulgación y difusión, incluyendo presentaciones en reuniones científicas, notas de prensa, reuniones con encargados de las instituciones gubernamentales y no

Capítulo uno

gubernamentales, así como los gobiernos locales. Entre ellas está la participación en el Foro Cambio Climático Guanacaste - 911, una llamada a la acción con la ponencia «Impacto del cambio climático sobre la región Chorotega. Estudio Corredor Seco Centroamericano: caso Costa Rica» (figura 5).

Figura 5. Foro Cambio Climático Guanacaste - 911, una llamada a la acción. Universidad EARTH, Campus La Flor, Liberia, Costa Rica. 22 de julio, 2019. Participación del Dr. Eric Alfaro, Dr. Hugo Hidalgo, la M. Sc. Paula M. Pérez-Briceño y el Dr. Yosef Gotlieb (de izquierda a derecha) (foto de Paula M. Pérez-Briceño).

Conclusiones

Dentro de los puntos relevantes a resaltar en el proyecto, se incluyen aspectos académicos de investigación, docentes y de extensión en acción social.

Se produjeron alrededor de 32 publicaciones científicas; tres proyectos de tesis y tres tesis completas (ver por ejemplo García-Girón 2020); más de 34 actividades de divulgación y difusión, incluyendo presentaciones en reuniones científicas, notas de prensa, reuniones con encargados de las instituciones gubernamentales y no gubernamentales, así como los gobiernos locales; bases de datos georeferen-

ciadas de variables sociales y físicas, la recolección de literatura y la generación de material para la divulgación del proyecto en la comunidad e instituciones. Además de los estudiantes que participaron del trabajo de campo, en el proyecto colaboraron como asistentes de investigación quince estudiantes de grado y posgrado de diferentes carreras. Otro aspecto interesante es que los aspectos metodológicos permitieron investigaciones en otras regiones del país y fuera de éste, como el trabajo en donde se agradece al proyecto: «Geomorphology of the Caribbean coast of Costa Rica»2, de Quesada-Román y Pérez-Briceño (2019), así como el anteproyecto de graduación en cuenca del río Caroní, Venezuela, del estudiante Álvaro Bastidas de la maestría en Hidrología.

En el campo de la docencia, se trabajó durante el primer ciclo de 2018 con 25 estudiantes del grupo del curso de Ordenamiento del Espacio Agrícola y Rural, profesor Dr. Víctor Cortés, en el cual se presentaron cuatro clases de teoría y de coordinación de trabajo de campo a cargo de la Dra. Laura Suazo de la Universidad Zamorano (Honduras), el Dr. Yosef Gotlieb (David Yellin College of Education, Jerusalem, Israel), la M. Sc. Paula M. Pérez Briceño y el Dr. Hugo Hidalgo (ucr). Estos estudiantes colaboraron con el trabajo de campo en las comunidades y recolectaron información valiosa. Se utilizaron insumos de la investigación como datos y publicaciones dentro de los contenidos de clases de grado y posgrado en los cursos del programa de la licenciatura en Meteorología y de la maestría en Hidrología de la Universidad de Costa Rica. Además, en cursos de la carrera de Ingeniería Hidrológica de la Sede Regional Chorotega, Campus Liberia de la Universidad Nacional.

En cuanto a la extensión, se trabajó con tres comunidades en Guanacaste (Cuajiniquil, Cerro Negro y Santa Ana), y se hizo una valoración de aspectos sociales y físicos de éstas. Se efectuó trabajo de campo para entrevistar y encuestar a los pobladores, con el fin de tener una panorámica de su situación actual. Se contó con la colaboración de los estudiantes del curso de Ordenamiento del Espacio Agrícola y

2 Quesada-Román, A. y Pérez-Briceño, P. M. (2019). Geomorphology of the Caribbean coast of Costa Rica. Journal of Maps, 15(2), 363-371. DOI:10.1080/17445 647.2019.1600592

Rural. También se coordinaron propuestas de implementación futura con la primera dama de la República, el mag, inder, mideplan, sinac, minae y otras instituciones oficiales en el ámbito nacional y provincial. Se efectuó una validación de la información recolectada durante febrero de 2019 y se llevaron los resultados de las investigaciones a las comunidades por medio de reuniones comunales de validación y devolución de resultados durante junio. El material generado para la devolución fue elaborado de fácil entendimiento, para que la información fuera apta para todo público (sociedad civil, academia y funcionarios de entidades gubernamentales).

El personal de investigación asociado fue multidisciplinario, contó con geógrafos, hidrólogos, historiadores y meteorólogos, pero los colaboradores son de muy diferentes ramas. Entre ellas, agrónomos, planificadores, ingenieros, productores, etc. También, para maximizar los recursos, se logró una vinculación con las iniciativas de investigación que comparten algunos objetivos en común. Esto permitió elaborar propuestas para proyectos piloto en Guanacaste, que fueron presentados a equipos nacionales e internacionales para su revisión y posible apoyo. Si se obtiene este apoyo, equipos de investigadores, nacionales e internacionales, mantienen su disponibilidad para tomar parte en la implementación de estos proyectos y actividades relacionadas. Los resultados fueron de interés para los pobladores de la región, quienes tendrán opciones de desarrollo para el futuro considerando la latente amenaza del cambio climático. Un mejor entendimiento de la variabilidad y el cambio climático, especialmente de los mecanismos productores de eventos hidrometeorológicos extremos, servirá para formar comunidades más resilientes a estas amenazas. De la misma manera, las recomendaciones a las comunidades desde el punto de vista socioeconómico sirven para conocer posibles proyectos orientados a diversificar los medios de vida de las comunidades y optimizar los existentes.

Por último, se agradece a los proyectos cigefi-vi-ucr: 805-B7-286, B8-766, B9-454, B7-507; a la Escuela de Geografía y al Laboratorio de Geografía Física por el préstamo de equipo, a las comunidades de Cuajiniquil y Cerro Negro-Santa Ana, e instituciones gubernamentales

Cambio climático y riesgos hidrometeorológicos

por su colaboración para el desarrollo del proyecto. Así como a los servicios meteorológicos e hidrológicos de la región por suministrar los datos usados en diversas publicaciones científicas. Éstas están disponibles al público general gracias a los repositorios: http://kerwa.ucr.ac.cr/ http://kimuk.conare.ac.cr/ https://www.researchgate.net/ https://www.academia.edu/ https://www.sciencedirect.com/

Referencias bibliográficas

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Gotlieb, Y. y García-Girón, J. D. (2020). The role of land use conversion in shaping the land cover of the Central American Dry Corridor. Land Use Policy, 94, 104351. https://doi.org/10.1016/j.landusepol.2019.104351

Gotlieb, Y. y García-Girón, J. D. (2019). The Role of Land Use Conversion in Changing the Land Cover of the Central American Dry Corridor. Land Use Policy (aceptado).

Gotlieb, Y., Pérez-Briceño, P. M., Hidalgo, H. G. y Alfaro, E. J. (2019). The Central American Dry Corridor: A Consensus Statement and its Background. “Yu’am” Revista Mesoamericana de Biodiversidad y Cambio Climático, 3(5), 42-51.

Hidalgo, H., Alfaro, E., Amador, J. y Bastidas, A. (2019). Precursors of quasi-decadal dry-spells in the Central America Dry Corridor. Climate Dynamics, 53(3-4), 1307-1322. https://doi.org/10.1007/ s00382-019-04638-y

Peralta-Rodríguez, O., Carrazón-Alocén, J. y Zelaya-Elvir, C. A. (2012). Buenas prácticas para la seguridad alimentaria y la gestión de riesgo. Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (fao). Recuperado de http://www.fao.org/3/a-as957s.pdf

Quesada-Hernández, L. E., Calvo-Solano, O. D., Hidalgo, H. G., Pérez-Briceño, P. M. y Alfaro, E. J. (2019). Dynamical delimitation of the Central America Dry Corridor (cadc) using drought indices and aridity values. Progress in Physical Geography, 43(5), 627-642. doi: 10.1177/0309133319860224

Petropoulos, G. P., Ireland, G., y Barrett, B. (2015). Surface soil moisture retrievals from remote sensing: Current status, products & future trends. Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C, 83, 36-56. https://doi.org/10.1016/j.pce.2015.02.009

Van der Zee-Arias, A., Van der Zee, J., Meyrat, A., Poveda, C. y Picado, L. (2012a). Estudio de la caracterización del Corredor Seco Centroamericano. Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (fao).

Van der Zee-Arias, A., Van der Zee, J., Meyrat, A., Poveda, C. y Picado, L. (2012b). Identificación de actores relevantes y relaciones interinstitucionales en el Corredor Seco Centroamericano. Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (fao).

dos capítulo

Riesgos hidrometeorológicos en México

Dr. Ricardo Prieto-González 1

1 Comisión Nacional del Agua

Introducción

Por su ubicación geográfica, México tiene una amplia variedad de fenómenos hidrometeorológicos a lo largo de todo el año, dentro de los cuales se incluyen los siguientes: ciclones tropicales, sequías, frentes fríos, tormentas invernales, heladas, ondas de calor, tormentas de polvo, tornados, trombas marinas, inundaciones pluviales y fluviales, granizadas, nevadas, incendios forestales, entre otros. En el caso del presente trabajo se hará énfasis en la temporada de lluvias y ciclones tropicales.

Debido a diversas condiciones sociales, económicas, climáticas y geológicas, los estados y municipios de México tienen distintos grados de riesgo ante el ingreso al país de ciclones tropicales (clasificados en huracanes, tormentas tropicales y depresiones tropicales), así como a las lluvias ocasionadas por otros sistemas meteorológicos, cuyos valores más extremos se alcanzan normalmente durante los meses de mayo a noviembre. Esta condición de riesgo se materializó durante varios días con la afectación simultánea producida por los ciclones Ingrid (océano Atlántico) y Manuel (océano Pacífico), en septiembre de 2013. Las lluvias ocasionadas por Ingrid y Manuel durante la semana del 13 al 19 de septiembre superaron los 1,000 mm de acumulación en el estado de Guerrero, así como acumulaciones superiores a 200 mm en Tamaulipas, Nuevo León, San Luis Potosí, Veracruz, Hidalgo, Oaxaca, Michoacán, Colima, Jalisco, Sinaloa y Durango. Las lluvias extremas se sumaron a la condición de humedad del suelo, niveles medios a altos de los cuerpos de agua originados por la temporada de lluvias que inició en el mes de mayo previo, así como a la exposición y vulnerabilidad de la población e infraestructura.

Para reducir daños de futuros eventos meteorológicos que ocasionen lluvias extremas, se requiere encauzar labores de planeación, prevención y reducción de la vulnerabilidad de las distintas regiones del país, determinando el riesgo existente en las diversas entidades. Los mapas de riesgo son una herramienta útil para implementar medidas de mitigación antes de la ocurrencia de eventos meteorológi-

cos extremos, lo cual es un dato importante para orientar esfuerzos a corto y mediano plazos (meses a años) con la finalidad de reducir pérdidas y daños.

En este trabajo se determinó el riesgo actual de la época de lluvias y ciclones tropicales en el ámbito municipal, en los estados del país, y alcaldías en la Ciudad de México (cdmx), como diagnóstico para el desarrollo de un manejo integral de prevención de desastres que procure el menor daño posible en las comunidades vulnerables. Para conocer el riesgo es necesario calcular el peligro, la vulnerabilidad y evaluar el grado de exposición de la población.

El peligro o amenaza es la susceptibilidad que presenta un territorio ante un desastre; por tanto, éste depende tanto de las características físico-geográficas como de la factibilidad de un evento de lluvias extremas.

Una definición operativa de la vulnerabilidad la ofrece el grupo de investigadores del Instituto de Investigaciones sobre Vulnerabilidad y Riesgos (hvri, por sus siglas en inglés), quienes la conciben como la susceptibilidad de una población, sistema o lugar dado para sufrir algún daño por exposición a una amenaza y que afecta directamente su capacidad de prepararse, responder y recuperarse de los desastres (Cutter et al., 2009). La vulnerabilidad social tiene que ver explícitamente con los factores demográficos y socioeconómicos que incrementan o atenúan los impactos de los eventos de peligro en las poblaciones locales, es decir, la vulnerabilidad social ayuda a definir quién está en riesgo y en qué grado puede verse perjudicado.

La exposición es proporcional a la población que puede verse afectada, obtenida por el censo que se realizó durante 2010, a través de la página de Internet del Instituto Nacional de Estadística y Geografía.

Una forma de estudiar en qué medida se puede ver modificado el peligro de la época de lluvias y ciclones tropicales es considerar cómo los modelos climáticos proyectan el comportamiento de los valores extremos de lluvia diaria utilizando técnicas estadísticas, como el cálculo de la anomalía del percentil 95 de los eventos de lluvia.

Objetivo

Contar con un mapa que permita conocer los niveles de riesgo en el ámbito municipal, en los estados del país, y alcaldías en la Ciudad de México, para encauzar los esfuerzos de instituciones dedicadas a la atención de emergencias y prevención de desastres de manera anticipada, con el fin de mitigar el impacto de lluvias y ciclones tropicales. Asimismo, contar con estimaciones iniciales de las entidades de México en donde se proyectan incrementos de las lluvias extremas diarias ante escenarios de cambio de clima.

Metodología para el cálculo de riesgo municipal

A partir de los valores numéricos del peligro, vulnerabilidad social y grado de exposición, para cada municipio de los estados del país y alcaldía de la Ciudad de México, se procedió a calcular el riesgo a través de la operación siguiente:

Riesgo = Peligro × Vulnerabilidad × Exposición

Donde, el peligro se definió como el promedio aritmético de: 1) el índice de ingreso de ciclones tropicales por estado y cdmx y 2) el índice de lluvia en el ámbito municipal o alcaldía:

Peligro = 1 2 {Índice de ingreso de ciclones + Índice de lluvia}

El índice de ingreso de ciclones tropicales fue obtenido a partir de la base de datos de ciclones tropicales que han afectado a México durante el periodo de 1971 a 2010, publicada por el smn/Comisión Nacional del Agua, en su sitio de internet (http://smn.conagua.gob.mx), la cual contiene las entidades federativas afectadas durante el ingreso o paso de

ciclones tropicales, determinando el nombre y la categoría del ciclón durante el impacto, el lugar de entrada a tierra o costa más cercana, el periodo de afectación y el océano de origen del fenómeno.

Para generar el índice, las entidades federativas fueron ordenadas de acuerdo con el número de veces que fueron afectadas de 1971 a 2010, con el valor mayor al inicio y el menor al final. De ahí se definió un índice numérico con valor de ocho para los primeros cuatro lugares, con valor de siete para los lugares cinco a ocho, y así sucesivamente, hasta el valor de uno del lugar 29 al 32. Los valores resultantes de los índices tienen un origen estrictamente cuantitativo; sin embargo, el resultado se debe considerar de modo cualitativo, donde lo importante es determinar el valor relativo del peligro de cada una de las entidades federativas.

Para el cálculo del «índice de lluvia» se utilizó la base de datos de lluvia diaria del smn/Comisión Nacional del Agua, para el periodo mayo-noviembre de 1971 a 2010, calculando la lluvia media diaria en mm/día para las estaciones reportadas utilizando una interpolación tipo Kriging (Oliver and Webster, 1990). Con ayuda de un sistema de información geográfica se procedió a calcular la lluvia media diaria por municipio o alcaldía. El valor de lluvia promedio diaria obtenido se ordenó de mayor a menor y se le asignó el valor numérico de ocho al uno, siguiendo un procedimiento equivalente al del índice anterior.

Al realizar el promedio de los índices de ingreso de ciclones tropicales y el índice de lluvia, se obtiene el valor del «peligro por temporada de lluvias y ciclones tropicales». Los valores más altos (índice = 7.5) del peligro se encuentran en municipios de Guerrero, Veracruz y Tamaulipas; con valores también altos (índice entre 6.5 y 7.0) en municipios de Campeche, Chiapas, Jalisco, Michoacán, Oaxaca, Quintana Roo, San Luis Potosí y Sinaloa.

El «índice de vulnerabilidad social» se define como una serie de factores económicos, sociales y culturales que determinan el grado en que un grupo social está capacitado para la atención de la emergencia, su rehabilitación y recuperación frente a un desastre (Kuroiwa, 2002), calculado por el Centro Nacional de Prevención de Desastres (Cenapred) de México, en el ámbito municipal, y publicado en el sitio de internet

http://www.atlasnacionalderiesgos. gob.mx/ (este índice ha hecho uso de los datos del Censo de Población 2010).

El «grado de exposición» se considera directamente proporcional a la población total de cada municipio o alcaldía. Para obtener el índice de exposición se utilizó la información sobre el Censo de Población 2010 de la página de internet del Instituto Nacional de Estadística y Geografía (www.inegi.org.mx), en el ámbito municipal, contando con 2,456 municipios, los cuales se ordenaron de mayor a menor y fueron divididos en bloques, de tal manera que se colocara el índice numérico con valor de ocho a uno. El valor de ocho corresponde al primer bloque de 307 municipios con mayor población, mientras que el valor uno se encuentra en el bloque de los 307 municipios con menor población. A este valor se le denomina «índice de exposición».

Multiplicando los índices de peligro por los índices de vulnerabilidad y exposición, se obtienen los valores de «riesgo» en un rango de 0.8 a 52.5, para los 2,456 municipios y alcaldías de la República mexicana, clasificados en muy alto, alto, moderado, moderado bajo, bajo y muy bajo riesgo. El cuadro 1 muestra los valores y colores asignados de riesgo.

Valor de riesgo Riesgo Color asignado Número de municipios

43.75 ≤Riesgo Muy alto Rojo 18

35 ≤ Riesgo< 43.75 Alto Naranja 76

26.25 ≤Riesgo<35 Moderado Rosa 180

17.5 ≤Riesgo<26.25 Moderado bajo Amarillo 404

8.75 ≤Riesgo<17.5 Bajo Verde 803

0 ≤Riesgo<8.75 Muy bajo Azul 975

Cuadro 1. Valor numérico, valor nominal, color asignado y número de municipios en los diversos rangos de riesgo actual ante la temporada de lluvias y ciclones tropicales (Arreguín-Cortés, 2015, p. 74).

El mapa 1 muestra los valores y colores asignados del riesgo municipal por lluvias y ciclones tropicales a escala nacional.

37 Capítulo dos

(Arreguín-Cortés, 2015, p. 84).

Mapa 1. Riesgo municipal por lluvias y ciclones tropicales

¿Por qué se espera un incremento de eventos extremos de lluvia con el cambio climático?

El grupo de trabajo I del panel, en su contribución al quinto informe de evaluación del grupo intergubernamental de expertos sobre el cambio climático (IPCC, 2013), concluye que:

Desde 1950, aproximadamente, se han observado cambios en numerosos fenómenos meteorológicos y climáticos extremos, también que es probable que existan más regiones en las que haya aumentado el número de sucesos de precipitaciones intensas que en las que haya disminuido, y es probable que la frecuencia o intensidad de las precipitaciones intensas haya aumentado en América del Norte y Europa. En otros continentes existe, como máximo, un nivel de confianza medio en los cambios ocurridos relativos a los sucesos de precipitaciones intensas.

Pero ¿cuáles son los motivos para que estos incrementos de lluvia extrema se esperen? El clima es un sistema complejo y para su estudio se requiere definir las leyes físicas que gobiernan los procesos que lo componen. Algunos de los procesos físicos que intervienen de modo importante en la determinación de la intensidad y distribución de eventos extremos son los siguientes:

1. La cantidad de vapor de agua (medida como la presión de saturación del vapor de agua) que una masa de aire en reposo puede mantener se incrementa con un aumento de temperatura (Goff y Gratch, 1946).

2. El vapor de agua que hay en la atmósfera es un gas de efecto invernadero, por lo que existe un mecanismo de retroalimentación positivo (Dessler et al., 2008): a un incremento de temperatura debido al incremento de concentraciones de CO2, se tiene un in-

cremento de vapor de agua en la atmósfera, que a su vez contribuye a aumentar la temperatura.

3. El aumento de temperatura debido al calentamiento global es una manifestación del incremento de energía térmica en la atmósfera. Otras formas de energía dentro del sistema climático son vientos (energía cinética), derretimiento de nieve y hielo para formar agua líquida (energía de calor latente de fusión), evaporación de agua líquida para incrementar el vapor de agua en la atmósfera (energía de calor latente de evaporación) y la condensación del vapor de agua para formar gotas de agua líquida en las nubes que caen a la superficie en forma de lluvia (calor latente de condensación). Dentro del sistema climático hay una transferencia continua de la energía térmica a energía cinética y viceversa. Cuando hay un incremento global de temperatura, repercute directa o indirectamente en los sistemas atmosféricos de viento y lluvia que forman nuestro clima.

Estos procesos son sólo una muestra de los que intervienen para definir el clima. Son conocidos como «procesos no-lineales», lo que significa una dificultad para definir una relación directa causa-efecto de largo plazo entre las diversas variables y su distribución espacial y temporal. Por ello se utilizan modelos climáticos para estudiar los efectos del incremento de gases de efecto invernadero. Para la identificación de las proyecciones de cambio en lluvias extremas en el periodo 2071-2100, que se realizan en esta sección, se utilizaron cuatro modelos climáticos, definiendo el periodo 1971-2005 como «base» y utilizando sus proyecciones futuras al periodo 2071-2100.

Modelo

CNRM-CM5

MIROC5

Institución/país Espaciamiento entre nodos

Centro Nacional de Investigación Meteorológica/ Francia; Centro Europeo de Investigación y Formación Avanzada en Cálculo Científico

Instituto de Investigación Atmosférica y Oceánica (Universidad de Tokio)Instituto Japonés de Estudios AmbientalesAgencia Japonesa para Ciencia y Tecnología Marina y Terrestre/Japón

1.406°en longitud 1.401° en latitud

MPI-ESM-LR

MRI-CGCM3

Instituto Max Planck para Meteorología/Alemania 1.875° en longitud 1.865° en latitud

Instituto Meteorológico de Investigación/ Japón 1.125° en longitud 1.121° en latitud

Cuadro 2. Modelos utilizados para estudiar las proyecciones en anomalía de lluvias extremas para el periodo 2071-2100 (Arreguín-Cortés, 2015, p. 76).

La identificación de eventos extremos para la climatología actual y ante proyecciones de cambio climático

Para la identificación de eventos extremos de lluvia diaria se utilizan, comúnmente, técnicas estadísticas; una de las más usadas divide la lluvia diaria en percentiles. Estos percentiles son definidos como el valor de lluvia (en un año promedio) que no excede cierto porcentaje; por ejemplo, el percentil 95 de los eventos con lluvia es definido como la medida de precipitación acumulada en 24 horas, para un periodo definido, donde el 95% de los valores no excede dicha precipitación.

Para definición de valores extremos se utilizan, de forma común, los percentiles 90 o 95. En este trabajo usaremos el percentil 95.

A partir de la base de datos climatológica del smn, se determinó el valor del percentil 95 de lluvia para los meses de mayo a noviembre en el periodo 1971-2010, donde los valores más altos de lluvias del percentil 95 de mayo a noviembre se presentan de manera normal en zonas costeras o montañosas de Baja California Sur, Nayarit, San Luis Potosí, Veracruz, Oaxaca y Chiapas. Estos valores extremos de lluvia están asociados, de modo muy frecuente, al ingreso de ciclones tropicales a estas regiones del país.

Este mismo cálculo se realizó para las bases de datos de los cuatro modelos mostrados en el cuadro 2, los cuales forman parte del ensamble multimodelo CMIP5 (Taylor et al., 2012), utilizado en el Quinto Reporte de Evaluación del Panel Intergubernamental de Cambio Climático. El escenario escogido es el más extremo, denominado «RCP8.5» (Moss et al., 2010), comparando el periodo 2071-2100 con el periodo base 1971-2005 mediante el cálculo de la anomalía del percentil 95 de la lluvia diaria respecto al periodo histórico de cada uno de los cuatro modelos, ubicando las zonas donde cada modelo simula un incremento o decremento de las lluvias extremas (percentil 95).

Los resultados se presentan en el mapa 2, donde se observa que los cuatro modelos presentan un incremento de las lluvias extremas en Aguascalientes, Tabasco, Zacatecas, sur de Veracruz y partes de Durango y San Luis Potosí. Tres de los cuatro modelos presentan un incremento en Chiapas, Guanajuato, Guerrero y Oaxaca. En Quintana Roo y la parte centro y norte de Veracruz hay dos modelos que presentan incremento y dos que presentan decremento de lluvias extremas. Al efectuar la media aritmética de los cuatro mapas, se encuentra que el mayor incremento proyectado de las lluvias extremas para el periodo 2071-2100 está en los estados de Chiapas, Oaxaca y Guerrero.

2. Anomalías del percentil 95 de lluvia (Arreguín-Cortés, 2015, p. 85).

Mapa

Referencias bibliográficas

Arreguín-Cortés, F. I. (coord.) (2015). Atlas de vulnerabilidad hídrica en México ante el cambio climático (pp. 74-76, 84-85). Recuperado de https://backend.aprende.sep.gob.mx/media/uploads/proedit/resources/atlas_de_vulnerabili_25df22b7.pdf

Cutter, S. L., Emrich, C.T., Webb, J.J. y Morath, D. (2009). Social vulnerability to climate variability hazards: A review of the literature. Final report to Oxfam America. Hazard and Vulnerability Research Institute University of South Carolina.

Dessler, A. E., Zhang, Z. y Yang, P. (2008). Water-vapor climate feedback inferred from climate fluctuations, 2003–2008, Geophys. Res. Lett., (35), L20704. doi: 10.1029/2008GL035333

Goff, J. A. y Gratch, S. (1946). Low-pressure properties of water from −160 to 212 °F, in Transactions of the American Society of Heating and Ventilating Engineers (pp. 95-122). Presented at the 52nd annual meeting of the American Society of Heating and Ventilating Engineers, Nueva York.

ipcc (2013). Summary for Policymakers. En Stocker, T. F., et al. (eds.), Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (p. 27). Cambridge University Press.

Kuroiwa, J. (2002). Reducción de desastres: viviendo en armonía con la naturaleza. Editorial cismid.

Moss, R. H., Edmonds, J. A., Hibbard, K. A., Manning, M. R., Rose, S. K., van Vuuren, D. P. et al. (2010). The next generation of scenarios for climate change research and assessment. Nature, 463(7282), 747-56.

Oliver, M. A. y Webster, R. (1990). Kriging: a method of interpolation for geographical information system. INT. J. Geographical Information Systems, 4(3), 313-332.

tres capítulo