Dr. Felipe I. Arreguín CortésSubdirector Técnico
Comisión Nacional del Agua
Foro Panamericano sobre Contribuciones de la Ingeniería al Mejoramiento del Medio Ambiente
Impacto del cambio climático en el ciclo hidrológico
México en cifras • 1.964 millones de km2
• 105.1 millones de hab
• 1.4 % la tasa de crecimiento anual
• 75 % de los habitantes en localidades urbanas
• 196 328 localidades (98 %) con menos de 2500
habitantes
Recarga media
de acuíferos
78 km3
Extracción agua
subterránea
28 km3
Precipitación775 mm / 1 513 km3
Escurrimiento
virgen medio400 km3
Extracción de
agua superficial
47 km3
Uso
Agropecuario59.6 km3
Uso urbano9.6 km3
Uso industrial9.6 km3
Evapotranspira‐
ción media1 084 km3
Importaciones de
otros países
50 km3
Exportaciones a
otros países0.44 km3
2Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
3Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
Pmed = 774.6 mm
Precipitación media mensual
4Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
Distribución de precipitación pluvial
5Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
Proyección de población 2007 - 2030
Disponibilidad natural media per cápita 1950 – 2005 (m3/hab/año)
7Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
Disponibilidad natural media per cápita 2007 (m3/hab/año)
8Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
Desarrollo regional vs disponibilidad
9Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
Disponibilidad natural media per cápita 2007 - 2030 (m3/hab/año)
10Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
Disponibilidad natural media per cápita 2030 (m3/hab/año)
11Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
Usos del agua
12Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
Calentamiento Global
Gráfico de la concentración de dióxido de carbono
en la atmósfera terrestre (azul)
y la temperatura
media global (rojo), en los últimos 1000 años.
13Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
Elevación del nivel del mar
14Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
IMPACTO POTENCIAL DEL CAMBIO CLIMÁTICO
EVIDENCIAS
16Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
17
• El deshielo de glaciares a su vez provocan otro efecto indeseable
conocido como el crecimiento del nivel
medio del mar (NMM).
• Actualmente este crecimiento se estima
de 6 a 20 cm. y en algunos lugares
(Groenlandia) el crecimiento del NMM
alcanzó
a los 50 cm.
EVIDENCIAS
18Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
EVIDENCIAS
19Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
T3>150
T2>70
T1>20
LLUVIA MAS INTENSA POR MES EN EL 2008
Cantidad en mm
Día Estado
Enero 4 12 56 234 01-Ene TabFebrero 5 15 46 288 10-Feb TampsMarzo 6 3 44 119 23-Mar YucAbril 6 21 89 340 12-Abr VerMayo 2 29 151 170 05-May CoahJunio 20 104 387 282 05-Jun OaxJulio 20 112 559 330 06-Jul Col
Agosto 16 126 609 325 18-Ago TampsSeptiembre 30 151 508 374 06-Sep Ver
Octubre 6 55 260 201 07-Oct SLPNoviembre 0 2 39 132 15-Nov ChisDiciembre 0 2 43 87 17-Dic B. C.TOTALES 115 632 2,791
•Se registraron 163 tormentas intensas más que la media (632 vs.469), 34.75% por arriba del promedio de 1996 a 2007.
•La temporada 2008 supera el RECORD de 2003 que registro 544 tormentas
21Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
Impactos en el ciclo hidrológico•• Poca incertidumbre:Poca incertidumbre:
–– ElevaciElevacióón del nivel del marn del nivel del mar–– ReducciReduccióón o pn o péérdida de rdida de
hielos perenes o nieve hielos perenes o nieve periperióódicadica
–– Ondas de calor mOndas de calor máás s intensas y frecuentesintensas y frecuentes
–– Cambio en el rCambio en el réégimen de gimen de lluviaslluvias
–– Tormentas severas mTormentas severas máás s intensas y mintensas y máás frecuentess frecuentes
–– DesadaptaciDesadaptacióón de n de cobertura vegetal a cobertura vegetal a
nuevas condicionesnuevas condiciones
•• Incertidumbre:Incertidumbre:–– Destructividad de ciclones Destructividad de ciclones
tropicales crecientetropicales creciente–– TranslaciTranslacióón de zonas n de zonas
ciclciclóógenas y/o torngenas y/o tornáádicasdicas
22Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
•• Poca incertidumbre:Poca incertidumbre:–– SequSequíías mas máás severas y s severas y
duraderas con respecto a duraderas con respecto a umbrales actualesumbrales actuales
–– ReRe‐‐ingreso mingreso máás rs ráápido del agua pido del agua de precipitacide precipitacióón a la atmn a la atmóósfera sfera por evapotranspiracipor evapotranspiracióón n
crecientecreciente–– ReducciReduccióón en la capacidad de n en la capacidad de
desacarga de muchos rdesacarga de muchos rííos al os al marmar
–– Incremento de lluvias en Incremento de lluvias en latitudes altas, reduccilatitudes altas, reduccióón en n en
latitudes bajas, con latitudes bajas, con éénfasis en nfasis en los cinturones los cinturones ááridos del mundo ridos del mundo
–– Posible insuficiencia de obras Posible insuficiencia de obras de excedencia en presas de excedencia en presas
actualesactuales
•• Incertidumbre:Incertidumbre:–– RetroalimentaciRetroalimentacióón positiva de n positiva de
mayor vapor de agua en la mayor vapor de agua en la
atmatmóósfera (nubes bajas) o negativa sfera (nubes bajas) o negativa
(nubes altas)(nubes altas)–– Cambios irreversibles (a corto Cambios irreversibles (a corto
plazo) en la replazo) en la re‐‐emisiemisióón de energn de energíía a
al espacio por zonas que perdieron al espacio por zonas que perdieron
su cobertura de hielo o nievesu cobertura de hielo o nieve
Impactos en el ciclo hidrológico
23Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
Impacto sobre la disponibilidad del aguaImpacto sobre la disponibilidad del agua
El impacto negativo será mayor en las zonas donde se combine el incremento de la temperatura con el decremento de la precipitación.
24Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
ENSENADA
MANEADERO
CAMALUCOL. VICENTEGUERRERO
SAN QUINTÍN
SANTO DOMINGO
LA PAZ
LOS PLANES
SONOYTA‐PTO. PEÑASCO
CABORCA
COSTA DE HERMOSILLO
VALLE DEGUAYMAS
SAN JOSÉDE GUAYMAS
SANTIAGO SALAGUA
COSTERA DE VERACRUZ
COSTERA DECOATZACOALCOS
MULEGÉ
Acuíferos afectados por intrusión salina
Límites de acuíferos
Impacto del ascenso del mar sobre los Impacto del ascenso del mar sobre los acuacuííferos costerosferos costeros
El ascenso del nivel del mar afectará a los acuíferos costeros, inutilizando pozos cercanos a la costa y reduciendo el espesor de agua dulce. Se acentuará la intrusión salina en los acuíferos costeros ya sobreexplotados.
25Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
Superficie freática
Nivel medio del mar (actual)
“pie”
de la interfase
Interfase salinaactual
Agua
marina
Acuífero
El ascenso del nivel del mar modificará la posición de equilibrio de la interfase agua marina/agua dulce, provocando su migración gradual hacia tierra adentro.
Una estimación simplista: ¡por cada metro de ascenso la interfase ascenderá 40 m!
IMPACTO DEL ASCENSO DEL MAR SOBRE LOS IMPACTO DEL ASCENSO DEL MAR SOBRE LOS ACUIFEROS COSTEROSACUIFEROS COSTEROS
Nivel medio del mar a futuro
Interfase salina futura
26Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
Zona de mezcla: agua salobre
Agua dulce
Agua marina
TICUL
Sierrita de TiculS
N
Golfo de México
PenPeníísula de Yucatsula de Yucatáán: una regin: una regióón especialmente n especialmente vulnerable vulnerable
0
75
150
MERIDA
Condición natural actual:
Reducida carga hidráulica sobre el nivel del mar Alta transmisividad Presencia de la interfase salina a poca profundidad Espesor reducido de agua dulce (decenas de metros)
Debido a esta combinación de factores, el ascenso del nivel del mar se traduciría en una notable reducción del espesor aprovechable de agua dulce
Distancia (km)
Elevación (m
snm)
0 35 100 27Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
Agua
Marina
Costaa
ctual
Agua
Marina
Agua Dulce
Costa
futura
Impacto del ascenso del nivel del mar sobre la Impacto del ascenso del nivel del mar sobre la descarga de los rdescarga de los rííos (Seccios (Seccióón longitudinal)n longitudinal)
Oscilación del contacto
agua marina/agua dulce
(zona de mezcla)
Lecho del cauce
Lecho del cauce
Ascenso del
nivel del marNota:
Las
líneas
punteadas
en
la
figura
inferior
indican
la
posición
actual
del
nivel
del
mar
y
del
tirante en el río.
río
río
Huracán Wilma 2005 casi al entrar a tierra
29Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
Isla de Cozumel vista a través del ojo del huracán Wilma 2005
Resolución de imágenes de satélites de órbita (pseudo)polar 30Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
ArizonaNuevo
México
TexasSonora
Chihuahua
Tamaulipas
UtahNevada
California
Wyoming
México
Baja
California
Cuenca delRío Colorado
Cuenca delRío Bravo
Nuevo León
Estados Unidosde América
México Nuevo
Colorado
Texas EUA recibe 432 Mm3
México recibe 1850
Mm3
Coahuila
Compromisos Internacionales
31Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
Las ciudades y poblaciones se han vuelto más vulnerables a los fenómenos hidrometeorológicos…
Pánuco, Veracruz (2007, Huracán Lorenzo) 32Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
Las ciudades y poblaciones se han vuelto más vulnerables a los fenómenos hidrometeorológicos…
Villahermosa, Tabasco (Noviembre 2007) 33Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
Las ciudades y poblaciones se han vuelto más vulnerables a los fenómenos hidrometeorológicos…
Motozintla, Chiapas (Huracan Stan, 2005) 34Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
Las ciudades y poblaciones se han vuelto más vulnerables a los fenómenos hidrometeorológicos…
Motozintla, Chiapas (2005) 35Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
Programa Nacional Hídrico
Comisión Nacional del Agua
36Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
1.
Mejorar la productividad del agua en el Sector Agrícola
2.
Incrementar
el
acceso
y
calidad
de
los
servicios
de
agua potable, alcantarillado y saneamiento
3.
Promover
el
manejo
integrado
y
sustentable
del
agua
en cuencas y acuíferos
4.
Mejorar el desarrollo técnico, administrativo y financiero del Sector Hidráulico
Objetivos del Programa Nacional Hídrico 2007‐2012Objetivos del Programa Nacional Hídrico 2007‐2012
37Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
5.
Consolidar
la
participación
de
los
usuarios
y
la
sociedad organizada
en
el
manejo
del
agua
y
promover
la
cultura
de
su buen uso
6.
Prevenir
los
riesgos
derivados
de
fenómenos hidrometeorológicos y atender sus efectos
7.
Evaluar
los
efectos
del
cambio
climático
en
el
ciclo hidrológico
8.
Crear una cultura contributiva y de cumplimiento a la Ley de Aguas Nacionales en materia administrativa
Objetivos del Programa Nacional Hídrico 2007‐2012Objetivos del Programa Nacional Hídrico 2007‐2012
38Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
¿Qué
hemos hecho en México en cuanto a CCG?
• Participación
activa
en
los
acuerdos
internacionales asociados con CCG.
• 3 reportes sobre emisiones de gases de invernadero .
• Estudios piloto “para convencer a la sociedad de que el problema de CCG es real y es serio”.
• Actualización
en
cuanto
a
los
resultados
de
los modelos
numéricos
globales
de
pronóstico
climatológico
y
los
resultados
que
están
dando
para México.
39Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
¿Qué
NO
hemos hecho en México en cuanto a CCG?
• Hemos
confiado
demasiado
en
los
resultados
de
los modelos numéricos globales.
• No hemos verificado con “datos en tierra”
que lo que los modelos pronostican en realidad está
sucediendo.
• No
hemos
calibrado
en
detalle
los
modelos
numéricos ¿pueden
verdaderamente
reproducir
la
climatología
mexicana en detalle?
40Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
Y sobre todo:
• Hemos
realizado
pocos
estudios
locales
y sectoriales detallados diseñados para producir resultados
adecuados
para
“toma
de
decisiones”.
¿Qué
NO
hemos hecho en México en cuanto a CCG?
41Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
Necesidades
• Estudiar con base en la totalidad de datos digitalizados de 1961 a 2000 (40 años):
– Posibles tendencias de promedios nacionales para cada mes a lo largo del año
– Distribución geográfica de las tendencias diarias totales
para tres variables:– Temperatura máxima del día– Temperatura mínima del día– Precipitación pluvial diaria
• Digitalizar datos de 1877 a 1860 y de 2001 a 2008
42Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
XBA
GUANAJUATO
MAZATLAN
CHUHUAHUA
TORREONMONTERREY
VERACRUZ
TAPACHULA
MERIDA
1
2
11
1422 23
63
26
3 45
712
13
68
9
1615
2418
25 19
10
17
2021
2829
3427 3137303635
5143 39
5453
5052
3240 413344
454 657
58
47
5965
66
7269 7
0 717873
5564 6774
757677
79
60 61
4842 4962
68
38
56
Los Cabos
Veracruz
MéridaJalapa
SMNSMN
SMNGRAVAMEX
Red de Radiosondeo Red de Radiosondeo
(16)(16)
Red de estaciones terrenas Red de estaciones terrenas
receptoras de imreceptoras de imáágenes de satgenes de satéélite lite
automautomááticas (8)ticas (8) Red de estaciones Red de estaciones
hidroclimatolhidroclimatolóógicas gicas
automautomááticas (81)ticas (81)
Red de observatorios Red de observatorios
sinsinóópticos de superficie (81)pticos de superficie (81)
Red de radares meteorolRed de radares meteorolóógicos gicos
(12)(12)
43Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
2,833 estaciones climatológicas
617 estaciones hidrométricas
124 estaciones autom124 estaciones automááticasticas
REDES HIDROCLIMATOLOGICAS
( situación actual )
248 estaciones 248 estaciones
hidroclimatolhidroclimatolóógicasgicas
44Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
Escenario base (1961 – 1990) de precipitación anual (mm/día).
Cambios en la precipitación media anual (%) según el escenario y sensitividad media y para el año 2050. Las líneas punteadas señalan decrementos. Modelo ECHAM4
Cambios en
Pprecipitación Anual para México
para el Año 2050.
Fuente: Carlos Gay (2006)45
Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
Cambios en
Temperatura
Anual para México
para el Año 2050.
Cambios en la temperatura media anual (ºC) según el escenario y sensitividad media y para el año 2050. Modelo ECHAM4.
Escenario base (1961 – 1990) de temperatura anual.
Fuente: Carlos Gay (2006)46
Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
Estimación de evapotranspiración y su cambio a futuro (Magaña, 2007): A2 Agosto 2050
47Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
La base de datos La base de datos Maya v1.0Maya v1.0
Valores nodales de:Tmax , Tmin , Precipdiarios
4,542 nodos
14,600 días consecutivos (sin huecos)(1o-ene-1961 a 31-dic-2000)
Resolución: 0.2o
(en latitud y longitud)
Valores nodales soninterpolados de las (hasta)
24 ECT’s más cercanas.
Representan valorespromedio en unos 32
km a la redonda (casomás desfavorable: 60 km)
Conceptualmente: una colección estructurada y ordenada de datos diarios explotablescomo “4,542 series de tiempo de 14,600 días cada una” o como “14,600 mapasdiarios de las 3 variables con resolución de unos 20 km entre nodos”.
795 MB
48Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
Mapas de temperatura_máxima_diaria
1961
2000
2040
49Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
Mapas de temperatura_mínima_diaria
1961
2000
2040
50Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
Mapas de precipitación_pluvial_anual
1961
2000
2040
51Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
Recarga media de acuíferos76 984 hm3
Extracción agua subterránea
28 km3
Precipitación1 515 478 hm3
Escurrimiento virgen medio345 898 hm3
Extracción de agua superficial
47 km3
Uso Agropecuario
59.6 km3
Uso urbano9.6 km3
Uso industrial9.6 km3
Evapotranspiraciónmedia
1 092 596 hm3
Importaciones de otros países
49.7 hm3
Exportaciones a otros países
0.43 hm3
Recarga media de acuíferos76 984 hm3
Extracción agua subterránea
28 km3
Precipitación1 515 478 hm3
Escurrimiento virgen medio345 898 hm3
Extracción de agua superficial
47 km3
Uso Agropecuario
59.6 km3
Uso urbano9.6 km3
Uso industrial9.6 km3
Evapotranspiraciónmedia
1 092 596 hm3
Importaciones de otros países
49.7 hm3
Exportaciones a otros países
0.43 hm3
Balance hídrico nacional
52Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
Precipitación
Recarga deacuíferos
Evapotranspiración
Escurrimientonatural
Importaciones
Exportaciones
Humedad del suelo
Uso Agropecuario
Uso Urbano
Uso IndustrialAgua Virtual
Reuso y recirculación
Desalación
Una nueva visión del balance hídrico
Uso eficiente
53Felipe Arreguín, Comisión Nacional del
Agua, Septiembre 2009
Dr. Felipe I. Arreguín CortésSubdirector Técnico
Comisión Nacional del Agua
Foro Panamericano sobre Contribuciones de la Ingeniería al Mejoramiento del Medio Ambiente
¡Gracias!