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XXIV CONGRESO NACIONAL DE HIDRÁULICA
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Acapulco, Guerrero, MÉXICO, MARZO 2017
ANÁLISIS DE TENDENCIAS DE CAMBIO CLIMÁTICO EN LA CUENCA DEL RÍO SONORA Ing. Bribiesca Rodríguez Miguel Ángel y Dr. González Villarreal Fernando J. Instituto de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México, Circuito Escolar S/N, Ciudad Universitaria, Del. Coyoacán, México D.F., México. C.P. 04510
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Introducción La cuenca del Río Sonora pertenece a la región Hidrológica Administrativa II. La cual comprende dos regiones hidrológicas, la región 8 Sonora Norte y la región 9 Sonora Sur. La Región Hidrológica a estudiar es la número 9 Sonora Sur, se ubica en las porciones noreste, este, centro y sur de Sonora, cuenta con una superficie en territorio mexicano (Sonora y Chihuahua), de 139, 370 km2, de los cuales 117, 363 se encuentran dentro de la entidad que conforma Sonora, lo que representa el 64.5% de la extensión estatal.
Esta condición extra tropical o de altas presiones, es la que propicia el tono general del clima en la entidad, sin embargo, el panorama climático tiene sus matices, debido a la influencia local de los componentes líquido (mar), sólidos (relieve) y gaseoso (atmósfera), mismos que propician variaciones en la precipitación, temperatura y evaporación, dando como resultado la gama climática de la entidad La temperatura media anual de la cuenca es de 21.9 °C y se distribuye territorialmente como se aprecia en la figura 1.
Está conformada por las cuencas Río Mayo, Río Yaqui, Río Mátape, Río Sonora y Río Bacoachi, consolidándose como la región hidrológica de más importancia, dada las características de cada una de sus cuencas. Cuenca La cuenca del Río Sonora está situada en la porción centroseptentrional de Sonora y al oeste de la región hidrológica 9, tiene como características principales las enunciadas en la tabla 1, así como una pendiente general que va de fuerte, en el extremo norte, a baja en el sureste de la subregión. Tabla 1. Características principales de la cuenca (INEGI, SIATL) Área (km2)
26846.47
Perímetro (km)
1173.98
Pendiente de la cuenca
Fuerte a baja
Longitud del cauce principal (km)
294
Pendiente media del cauce principal
0.8 %
La cuenca del Río Sonora es históricamente la más importante a nivel estatal. Se puede decir que es la base de la cultura Sonorense, ya que los asentamientos humanos más estables y con mayor tradición se encuentran ubicados en ella.
Figura 1. Rango de temperaturas en la cuenca del Río Sonora
La principal razón de la estabilidad de dichos asentamientos fue el carácter permanente del flujo de agua del río, lo que permitió a estas localidades subsistir fundamentalmente bajo un esquema de producción agrícola y ganadera semi-intensiva desde tiempos prehispánicos.
Cabe señalar que, el mes más caluroso es julio, seguido de agosto y junio. Los meses con la temperatura media mensual menor a 22 °C, son los meses de enero, febrero, marzo, noviembre y diciembre.
Clima
Para la cuenca del Río Sonora existen precipitaciones que oscilan entre los 401 mm a los 500 mm y en algunas zonas pueden alcanzar hasta los 600 mm en su porción más septentrional y meridional.
Las características generales del clima en Sonora, vienen dadas por su ubicación latitudinal, la cual corresponde a un cinturón de zonas áridas distribuido alrededor del mundo, ello debido al sistema de alta presión que prevalece y que tiene como origen la confluencia de masas de aire frío y tropical, lo cual viene a provocar cielos despejados y amplia exposición solar, efecto que conlleva al incremento de temperatura.
Precipitación total anual
De acuerdo con análisis hechos previamente, a partir de la base de datos climatológica de la Unidad del Servicio Meteorológico Nacional conocido como CLICOM, se
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determinó una red de 59 estaciones climatológicas que se encuentran ubicadas dentro de la zona de estudio, se propone como limitante que cada estación cuente con un mínimo de 30 años de registro.
común entre los años 1980 y 2010, que también corresponde al periodo analizado para este trabajo. Por lo tanto, de acuerdo con las estaciones utilizadas y un previo tratamiento en sus datos, se tienen los resultados de la figura 3 y 4 respectivamente.
Figura 2. Distribución de estaciones climatológicas en la cuenca.
Clave
Nombre
Municipio
26005
ARIZPE
ARIZPE
26007
BACANUCHI
ARIZPE
26008
BANAMICHI
BANAMICHI
26025
CUCURPE
CUCURPE
26032
EL ORÉGANO
HERMOSILLO
26052
MAZATÁN
MAZATAN
26139
HERMOSILLO II
HERMOSILLO
26180
EL CAJÓN
SAN MIGUEL DE HORCASITAS
Por lo tanto, solamente se consideraron 8 estaciones climatológicas para este trabajo, cabe señalar que dichas estaciones también poseen problemas en la calidad de la información, sin embargo, se observó que están tienen influencia directa en la zona de estudio y tienen un periodo en
800
600 400 200 0 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010
Tabla 2. Estaciones climatológicas a utilizar.
Figura 3. Rango de precipitaciones anuales en la cuenca.
Teniendo una precipitación promedio de 452.9 mm al año en toda la cuenca. Precipitación (mm)
De acuerdo con la revisión de la información pluviométrica de cada una de las estaciones climatológicas, se observa que la calidad de la información es mala, pues aun cuando tienen periodos de registro largos, existen carencias de importancia, además de esto se tiene en cuanta que algunas de las estaciones dejaron de operar hace algunos años y otras más comenzaron a operar reciente mente por lo que no cuentan con una longitud de registro considerable.
Figura 4. Precipitaciones anuales en la cuenca con respecto a la media.
Metodología Índices de cambio climático El grupo de expertos en detección e índices de cambio climático (ETCDDI) formado por la organización meteorológica mundial (OMM), el Proyecto de Variabilidad Climática (CLIVAR), y la Comisión Conjunta de Oceanografía y Meteorología Marítima (CCOMM) ha propuesto un conjunto de índices útiles en la detección y cambios en los extremos del clima:
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Para la cuenca del Río Sonora en la obtención de índices de cambio climático, se hizo uso del programa ClimDex, el cual es un software basado en Microsoft Excel que provee un modo sencillo de cálculo de índices de climas extremos para la detección y monitoreo de cambio climático. Fue desarrollado por Byron Gleason en el Centro Nacional de Datos Climáticos (NCDC en inglés) del NOAA, y el cual al alimentarlo con datos de precipitación diaria, temperaturas máximas y mínimas diarias, arroja el cálculo de los índices que se muestran en la siguiente tabla (tabla 3). Tabla 4. Indicadores obtenidos por el programa ClimDex ID FD0
NOMBRE DEL INDICADOR Días de heladas
DESCRIPCIÓN Cuenta anual cuando TN (mínima diaria) =nn mm, nn se define por el usuario
Días
CDD
Días secos consecutivos
Número máximo de días consecutivos con RR=1mm
Días
R95p
Días muy húmedos
PRCP total anual cuando RR>95 percentil
Mm
SDII
R99p
Días extremadamente húmedos
PRCP total anual cuando RR>99 percentil
Mm
PRCPTOT
Precipitación anual en días húmedos
PRCP total anual en días húmedos (RR>=1mm)
mm
Figura 5. Resultados de temperatura máxima media
Figura 6. Resultados de días de verano
Los índices que son estadísticamente significativos son aquellos involucrados con las temperaturas, tanto aumento, como disminución de ellas, por ejemplo, hay una mayor tendencia a que haya más días fríos, días cálidos y noches frías, ya que estos índices fueron los que obtuvieron u valor “p” mucho menor a los otros.
Resultados Al aplicar el programa ClimDex a los valores diarios de precipitación, temperatura máxima y temperatura mínima, dicho programa arroja los siguientes resultados, en donde es importante mencionar que el parámetro “p-value” deberá ser menor a 0.05 o 5% para que el índice calculado sea significativo, es decir, dicho valor “p-value” se obtiene para cada uno de los índices anteriormente calculados, y si dicho valor es menor el 5%, entonces la muestra tiene tendencia y no es estacionaria, y por lo tanto es estadísticamente significativa. A continuación, se presenta una tabla de resultados y las gráficas arrojadas por el ClimDex para cada uno de los índices obtenidos, en la cual se observa que los índices cuyo valor de “p” menor al 5% son:
Figura 7. Resultados de mínimo de máximos en temperatura.
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Figura 8. Resultados de días fríos.
Figura 11. Indicadores de temporada de frío.
Figura 9. Resultados de días cálidos.
Figura 12. Rangos de temperatura diaria
A modo de tabla, se presentan los resultados numéricos más representativos en la tabla 5. Tabla 4. Índices estadísticamente significativos en la cuenca. Índice
Descripción
p-value
TMAXmean
Media de las T. max
0
SU25
Días de verano
0.029
TXx
Máximo de las T. max
0.045
TX10p
Días fríos
0.001
TX90p
Días cálidos
0.003
TN10p
Noches frías
0.031
CSDI
Indicador de temporada de frío
0.01
DTR
Rango de temperatura diurna
0.008
Figura 10. Resultados de noches frías
Se observa también que hay una tendencia en el aumento de días de verano, temporada de frío y temperatura diurna, y por lo tanto se puede decir que la cuenca del Río Sonora estará propensa a sufrir cambios de temperatura significativos y en sus estaciones, y que a pesar que el programa no lo arroja valores tendenciales en la precipitación, la misma se verá afectada con el aumento y disminución de temperaturas.
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Conclusiones y análisis de tendencias De los resultados obtenidos en la obtención de los índices de cambio climático, los más significativos estadísticamente hablando (p-value
