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PROGRAMA: IMPACTO DEL CAMBIO CLIMÁTICO SOBRE EL SUELO DE CONSERVACIÓN DEL DISTRITO FEDERAL PROYECTO: INDICES DE CAMBIO CLIMÁTICO EN EL SUELO DE CONSERVACIÓN DEL SUR DEL DISTRITO FEDERAL Responsable: M.C. Germán Raúl Vera Alejandre ([email protected]) Colaborador: LPDA Aurelio Amado Bernal Campos México, D.F., Mayo 2013. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CENTRO INTERDISCIPLINARIO DE INVESTIGACIONES Y ESTUDIOS SOBRE MEDIO AMBIENTE Y DESARROLLO CIIEMAD I P N I P N CIIEMAD I P N I P N CVCCCM 3ª. Fase 1

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PROGRAMA:

IMPACTO DEL CAMBIO CLIMÁTICO SOBRE EL SUELO DE CONSERVACIÓN DEL DISTRITO FEDERAL

PROYECTO:

INDICES DE CAMBIO CLIMÁTICO EN EL SUELO DE CONSERVACIÓN DEL SUR DEL DISTRITO FEDERAL

Responsable: M.C. Germán Raúl Vera Alejandre ([email protected])

Colaborador: LPDA Aurelio Amado Bernal Campos

México, D.F., Mayo 2013.

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CENTRO INTERDISCIPLINARIO DE INVESTIGACIONES Y ESTUDIOS

SOBRE MEDIO AMBIENTE Y DESARROLLO

CIIEMAD

I P NI P N

CIIEMAD

I P NI P N

CVCCCM 3ª. Fase 1

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INDICE

Resumen 3

Introducción 4

Objetivos 5

Metodología 6

Análisis de tendencias decadales de los Índices de Cambio Climático 14

I) Índices de precipitación 14

II) Índices de Temperatura Mínima y Máxima. 21

III) Temperaturas mínima (TMINmean) y máxima (TMAXmean) medias 30

Escenarios de cambio climático para el Suelo de Conservación del D.F. 32

I) Escenarios de precipitación mensual. 41

II) Escenarios de precipitación diaria 41

III) Escenarios de temperatura mínima. 45

IV) Escenarios de temperatura máxima 45

Índices y escenarios climático como apoyo para las políticas públicas 50

Bibliografía 54

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RESUMEN

Entre las amenazas para la permanencia de los bienes y servicios ambientales que ofrece el Suelo de Conservación del Distrito Federal, seguramente el Cambio Climático a pesar de sus posibles impactos es uno de los menos estudiados.

Como una contribución para tal conocimiento y con el fin de contar con argumentos técnicos que permitan guiar el desarrollo de políticas públicas locales, en este trabajo se presenta un análisis de la tendencias climáticas obtenido a partir de los denominados Índices de Cambio Climático utilizando para ello la información histórica disponible en 31 estaciones climatológicas ubicadas tanto dentro del polígono del SCDF como en el área circundante, así como la generación de escenarios climáticos al año 2030 utilizando para ello un generador estocástico de tiempo atmosférico asociado con las salidas de hasta 15 modelos climáticos globales bajo los escenarios de emisiones A1B, A2 y B1.

Los resultados muestran que en los últimos 50 años en el SCDF la precipitación y sus 10 índices asociados han registrado cambios importantes sobre todo en las delegaciones ubicadas al oriente de esta zona: Iztapalapa, Tláhuac, Milpa Alta y Xochimilco, donde la precipitación se ha reducido, incrementándose notablemente en las delegaciones al poniente del SC: Tlalpan, Magdalena Contreras, Álvaro Obregón y Cuajimalpa. El primero de los casos seguramente tiene impactos tanto en la recarga de los acuíferos como en la productividad de la zona agrícola del oriente (altamente vulnerable por ser de temporal), y en el segundo de los casos aun cuando no se han identificado impactos directos sobre los ecosistemas, el incremento en la duración y sobre todo intensidad de las lluvias puede representar un peligro para la población, sobre todo aquella ubicada en asentamientos irregulares.

Por su parte los escenarios climáticos generados hacia el año 2030 muestran que se espera poco cambio en las condiciones de precipitación con respecto al periodo base (1961-1990), tanto en términos de la precipitación media mensual como de la precipitación media diaria. Sin embargo, los mayores cambios esperados corresponderán a la temperatura, donde tanto los valores registros mínimos como los máximos (en menor magnitud) se espera se incrementen, incluso con ausencia de heladas en las partes altas del Suelo de Conservación.

Esto último tendrá fuertes implicaciones como son un incremento en la evapotranspiración y con ello la posibilidad de condiciones favorables para incendios forestales (naturales e inducidos) o bien restricciones para el control de plagas y enfermedades como es el gusano descortezador (Dendroctonus sp.) que bajo condiciones climáticas menos adversas puede incrementar su impacto sobre la masa forestal.

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INTRODUCIÓN

De acuerdo con el Programa de Ordenamiento Ecológico del Distrito Federal 2000-2003, el

funcionamiento natural de los ecosistemas y agroecosistemas del Suelo de Conservación del Distrito

Federal (SCDF) es fundamental para el mantenimiento del ciclo hidrológico de la Cuenca de México,

ya que en él se ubican las zonas más importantes para la recarga del acuífero y su vegetación natural

contribuye a regular los escurrimientos superficiales y a la protección del suelo de la erosión hídrica

y eólica (GDF, 2000). Asimismo el SCDF es una región prioritaria para la conservación de la diversidad

biológica, especialmente por la diversidad de tipos de vegetación que contiene y su riqueza de

vertebrados terrestres. En relación con las actividades productivas, la agricultura y la ganadería

abarcan las mayores extensiones y ocupan una proporción significativa de las actividades de la

población que habita las zonas rurales del D.F., en tanto que los bosques proveen recursos

maderables y no maderables a las comunidades rurales de la región. Además de ello, y no menos

importante, el SCDF provee diversas oportunidades de recreación a los habitantes de la Zona

Metropolitana de la Ciudad de México (ZMCM).

Sin embargo ésta zona al igual que otros espacios ya sean naturales o bien modificados por el

hombre, se encuentra sujeta a las afectaciones del cambio climático. En este sentido el Panel

Intergubernamental de Cambio Climático (IPCC) señala que tanto en la agricultura como en los

sistemas forestales a pesar de ser altamente dependientes del clima, se tiene poca evidencia de

modificaciones asociadas a cambios en el clima regional, ello en parte debido probablemente a una

multitud de factores no-climáticos (Fischlin et al., 2007).

Ello no implica que las afectaciones no estén presentes, si no que el conocimiento que se tiene de

ellas es limitado, en tanto plantas y animales solo pueden desarrollarse bajo condiciones climáticas

y ambientales específicas, de otro modo cambian la temporalidad de algunos de los eventos que

desarrollan a lo largo de su ciclo de vida (apareamiento, migración, etc.), modifican su área de

distribución, cambian su morfología, reproducción o genética, pueden ser extirpados e incluso llegar

a la extinción.

En años recientes la relación existente entre los ecosistemas y los bienes y servicios ambientales (de

soporte, de aprovisionamiento, de regulación y culturales) que estos ofrecen ha sido un tema de

muy amplio análisis, sobre todo a raíz de la afectación que el cambio climático (CC) podría tener

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sobre ellos, donde los eventos extremos (ondas de calor, sequías, huracanes, lluvias extremas) son

algunos de los factores que ponen en riesgo su integridad.

A pesar de ello, a la fecha pocos estudios se han enfocado a establecer la vulnerabilidad del SCDF

ante cambios en las variables climáticas (precipitación y temperatura, principalmente) como

consecuencia del CC. En particular y como parte de los proyectos realizados en el marco del

CVCCCM, Ordoñez et al. (2009) presenta un análisis de la vulnerabilidad del SC y medidas de

adaptación ante el CC, en tanto que Vela et al. (2009) aborda esta problemática desde una

estimación del suelo de conservación como sumidero de carbono como una estrategia de

mitigación.

Considerando la mayor importancia que tiene el SCDF por los servicios ambientales que ofrece y su

relación con el cambio climático, es de gran interés identificar las modificaciones en los principales

factores climáticos en esta zona para así determinar las posibles afectaciones tanto a la vegetación

natural como a los agroecosistemas y en consecuencia a los servicios ambientales y con base en

ello establecer las Políticas Públicas de adaptación más apropiadas a los cambios esperados.

Objetivo.

Determinar el comportamiento que han tenido durante el último medio siglo las principales

variables climáticas (precipitación y temperatura) en el Suelo de Conservación del Distrito Federal,

particularmente en cuanto a eventos extremos, que sean de interés por su posible impacto tanto

sobre los ecosistemas naturales como sobre los agro-ecosistemas, así como la vulnerabilidad de los

mismos ante escenarios climáticos futuros.

Objetivos Específicos.

1. Análisis de tendencias de índices de cambio climático asociados con eventos extremos.

2. Generación de escenarios futuros (2030) para las variables climáticas precipitación y

temperatura máxima y mínima.

3. Identificación de aspectos relevantes a considerar como parte de las estrategias de

adaptación a ser incorporadas en las Políticas Públicas de adaptación ante los impactos que

se consideren de mayor relevancia.

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METODOLOGÍA

Estimación de índices y tendencias climáticas.

Desde hace más de una década el Grupo de Expertos en Detección e Índices de Cambio Climático

(ETCCDI, por sus siglas en inglés) en colaboración con la Comisión de Climatología de la Organización

Meteorológica Mundial (CCl/OMM), el proyecto sobre Predictibilidad y Variabilidad Climática

(CLIVAR) así como la Comisión Técnica de Oceanografía y Meteorología Marítima (JCOMM), han

formulado un conjunto de 27 índices de cambio climático (ICC) para detectar las modificaciones en

el comportamiento de los extremos del clima, particularmente temperatura máxima y mínima así

como precipitación, mismos que se han propuesto como un referente internacional, lo cual permite

que su cálculo sea realizado con la misma metodología a fin de integrar los índices de diferentes

regiones de manera comparable (Aguilar et al., 2005; Alexander et al., 2006; Alexander 2007).

Estos índices son fáciles de calcular así como de actualizar en la medida que se va disponiendo de la

información, son de interés y validez tanto a escala global como regional y local; fáciles de entender

y de comparar y tienen un claro significado físico, además de tener una alta relación señal/ruido, lo

que los hace importantes en los estudios de detección del CC (Brunet, 2010).

Algunos de los índices están basados en percentiles (umbrales relativos), otros en valores absolutos

y otros más en indicadores de duración. En particular aquellos basados en la distribución de los

percentiles que expresan la ocurrencia de eventos de baja probabilidad de ocurrencia (i.e.

percentiles 10, 90, 95 y 99) son los que presentan un alto grado de detectabilidad y comparabilidad

entre localidades y regiones ya que al estar basados en umbrales fijos (aunque relativos para cada

serie de datos registrados), su uso en estudios de detección es más generalizada a distintas escalas

espaciales (Brunet, 2010).

Para el caso del SCDF se estimaron 23 de los 27 índices (tabla 1), habiéndose excluido los

correspondientes a: número de días con hielo (ID0) y la duración de la estación de cultivo (GSL)

debido a que su aplicabilidad corresponde más a las altas latitudes donde la ocurrencia de

temperaturas bajas por periodos de tiempo amplios es frecuente; el índice de días con noches

tropicales (TR20, temperatura mínima > 20°C), aplicable principalmente para zonas de clima

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tropical; así como el índice de días con precipitación igual o mayor a un umbral determinado por el

usuario (Rnn), útil para situaciones particulares pero que limita la comparación entre regiones.

Adicionalmente aun cuando no son parte integral de los índices de cambio climático se

determinaron los valores de temperaturas máxima y mínima medias anuales.

El cálculo de los índices se realizó mediante el programa RClimdex, estructurado en lenguaje R

(Zhang y Yang., 2004), el cual ha sido ampliamente utilizado a nivel mundial para el cálculo de los

índices. En todos los casos la tendencia queda definida como la pendiente de ajuste lineal de los

índices anuales (Zhang y Yang, 2004), expresada en mm de precipitación, °C o días por década como

lo reportan Alexander et al. (2007), entre otros.

Tabla 1. Índices de cambio climático propuestos por el ETCCDI.

ID Nombre del Índice Definición Unidad RX1day Precipitación máxima en un

día Máximo mensual de precipitación en 1 día mm

Rx5day Precipitación máxima en 5 días Máximo mensual de precipitación en 5 días consecutivos mm R10 Días con precipitación intensa Número de días en un año en que PRCP≥10mm Días R20 Días con precipitación muy

intensa Número de días en un año en que PRCP≥20mm Días

CDD Días secos consecutivos Número máximo de días consecutivos con RR<1mm Días CWD Días húmedos consecutivos Número máximo de días consecutivos con RR≥1mm Días R95p Días muy húmedos Precipitación anual total en que RR>95 percentil mm R99p Días extremadamente

húmedos Precipitación anual total en que RR>99 percentil mm

PRCPTOT Precipitación total anual en los días húmedos

Precipitación anual total en los días húmedos (RR≥1mm) mm

SDII Índice simple de intensidad diaria

Precipitación anual total dividida para el número de días húmedos (PRCP≥1.0mm) en un año

mm/día

TNn Temperatura mínima mínima Valor mensual mínimo de temperatura mínima diaria °C TNx Temperatura mínima máxima Valor mensual máximo de temperatura mínima diaria °C TXn Temperatura máxima mínima Valor mensual mínimo de temperatura máxima diaria °C TXx Temperatura máxima máxima Valor mensual máximo de temperatura máxima diaria °C TN10p Noches frías Porcentaje de días cuando TN<10th percentil Días TN90p Noches cálida Porcentaje de días cuando TN>90th percentil Días TX10p Días fríos Porcentaje de días cuando TX<10th percentil Días TX90p Días cálidos Porcentaje de días cuando TX>90th percentil Días CSDI Indicador de la duración de

periodos fríos Conteo anual de días con por lo menos 6 días consecutivos en que TN<10th percentil

Días

WSDI Indicador de la duración de periodos cálidos

Conteo anual de días con por lo menos 6 días consecutivos en que TX>90th percentil

Días

FD0 Días con heladas Número de días en un año cuando TN (mínimo diario) <0°C Días SU25 Días de verano Número de días en un año cuando TX(máximo

diario)>25°C Días

DTR Rango diurno de temperatura Diferencia media mensual entre TX y TN °C TMAXmean Temperatura máxima media Media anual de las medias mensuales de temperatura

máxima °C

TMINmean Temperatura mínima media Media anual de las medias mensuales de temperatura mínima

°C

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La estimación de los ICC se efectuó a partir de la información climatológica registrada por el Servicio

Meteorológico Nacional (SMN), tal y como estaba disponible en su servidor ftp en marzo de 2012,

seleccionando para el análisis las estaciones con al menos 30 años de registros de precipitación

(Pcp), y temperaturas máxima (Tx) y mínima (Tn), preferentemente correspondientes al periodo

1961-1990, el cual se considerará en este estudio como el Periodo Base (BL), y con un máximo de

20% de datos faltantes.

Previo al cálculo de los índices a las series seleccionadas se realizó control de calidad consistente en

la identificación de registros diarios con Tx<Tn así como valores de precipitación negativos. En el

primer caso cuando ello fue posible se determinó si el error se podría deber a errores de

digitalización (valores de Tx negativos cuando deberían ser positivos) haciéndose la corrección

correspondiente; en caso de no identificarse la fuente del error se prefirió omitir ambos datos y

registrarse como dato faltante. También se realizó pruebas de no-homogeneidad mediante el

programa RHTest.

Generación de escenarios de cambio climático

Para la estimación de cambios en el clima en el SCDF bajo escenarios futuros se utilizó un generador

estocástico de tiempo meteorológico complementado con las salidas de los Modelos de Climáticos

Globales (CGM), calibrados con los propios datos climáticos disponibles (Semenov y Barrow, 1997;

Semenov y Stratonovitch, 2010). De acuerdo con Magaña (2010) los generadores estocásticos

tienen como ventajas entre otras la generación de series de tiempo ilimitadas así como obtener

series de tiempo en regiones de escasa información a partir de datos interpolados, en tanto que las

desventajas son que raramente se puede describir todos los aspectos del clima con precisión,

además de ser una técnica de reducción de escala de las salidas de los MCG.

Para la generación de las series estocásticas de tiempo se utilizó el programa LARS-WG 5.5

desarrollado por Mikhail Semenov (Rothamsted Research, UK) (disponible en

http://www.rothamsted.ac.uk/mas-models/larswg/download.php, y para la generación de

escenarios climáticos (2030) se consideraron tres escenarios de emisiones de gases de efecto

invernadero A1B, A2 y B1, descritos en el Reporte Especial sobre Escenarios de Emisiones

(Nakicenovic y Swart, 2000) cuyas características se describen en el Cuadro 1.

Con el fin de tener un estimado de la incertidumbre generada por los diferentes escenarios de

emisiones así como de los CGM utilizados, se generaron ensambles multimodelo partir de la

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información disponible de 4 estaciones climatológicas ubicadas en un transecto en dirección

aproximada E-W dentro del polígono del SCDF, en altitudes entre los 2400 a 3000 m.s.n.m., las

cuales por la duración y calidad de los registros se consideraron apropiadas y que corresponden en

buena medida a las características topográficas y climáticas presentes en la mayor parte del suelo

de conservación con excepción de las zonas más altas donde se carece de información o bien su

calidad no es adecuada.

Cuadro 1. Características de las familias de escenarios de emisiones utilizados en la generación de

escenarios de cambio climático. Tomado de Nakicenovic y Swart (2000) y Semenov y Stratonovitch

(2010)

Escenario A1B: Un Mundo Rico. En general la familia de escenarios A1 describen un mundo futuro

con un rápido crecimiento económico, una población mundial que alcanza su valor máximo hacia

mediados del siglo y disminuye posteriormente, y una rápida introducción de tecnologías nuevas y

más eficientes. Sus características distintivas más importantes son la convergencia entre regiones, la

creación de capacidad y el aumento de las interacciones culturales y sociales, acompañadas de una

notable reducción de las diferencias regionales en cuanto a ingresos por habitante.

La familia de escenarios A1 se integra por tres grupos de escenarios que se diferencian en su

orientación tecnológica: la utilización intensiva de combustibles de origen fósil (A1FI), utilización de

fuentes de energía no de origen fósil (A1T), o utilización equilibrada de todo tipo de fuentes (A1B)

Escenario A2: Un Mundo Separado. Describe un mundo muy heterogéneo. Sus características más

distintivas son la autosuficiencia y la conservación de las identidades locales. Las pautas de fertilidad

en el conjunto de las regiones convergen muy lentamente, con lo que se obtiene una población

mundial en continuo crecimiento. El desarrollo económico está orientado básicamente a las regiones,

y el crecimiento económico por habitante así como el cambio tecnológico están más fragmentados y

son más lentos que en otras líneas evolutivas.

Escenario B1: Un Mundo Sustentable. Describe un mundo convergente con una población mundial

que alcanza un máximo hacia mediados del siglo y desciende posteriormente, como en la línea

evolutiva A1, pero con rápidos cambios de las estructuras económicas orientados a una economía de

servicios y de información, acompañados de una utilización menos intensiva de los materiales y de la

introducción de tecnologías limpias con un aprovechamiento eficaz de los recursos. En ella se da

preponderancia a las soluciones de orden mundial encaminadas a la sostenibilidad económica, social

y medioambiental, así como a una mayor igualdad, pero en ausencia de iniciativas adicionales en

relación con el clima.

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Fuente de información climatológica.

El Servicio Meteorológico Nacional dispone en su servidor ftp de la base de datos CLICOM, la cual

es periódicamente actualizada. De acuerdo con ello, en el polígono que corresponde al SCDF se

tienen registradas la presencia de 17 estaciones meteorológicas, lamentablemente la mayoría de

ellas dejaron de funcionar (suspendidas) e incluso en algunos casos se carece totalmente de

registros, por ello únicamente fue posible contar con 8 estaciones ubicadas dentro del polígono y

que cumplieran el criterio de contar con al menos 30 años de registros y 80% de los datos

disponibles, de las cuales solo las ubicadas al oriente del SC están activas (fig. 1).

Tomando en cuenta este reducido número de estaciones, se determinó establecer un área de

influencia (buffer) a 5 y 10 km del polígono con lo cual se incorporaron estaciones ubicadas en el

Distrito Federal (10 estaciones) y en los Estados de México (10) y Morelos (4). Ello implicó

complementar la información de la estación 9050 Lomas de Chapultepec (periodo 1955-1975) con

los datos de la estación 15209 Presa San Joaquín (periodo 1975-1990), incrementar el margen de

datos faltantes (25%) de las estaciones 15039 Juchitepec y 15077 Presa Totolica por ser de las pocas

estaciones en condición de activas, así como utilizar 2 estaciones que solo cuentan con registros de

precipitación (estaciones 9004 Calvario 61 y 15053 Magdalena Chichicaspa), para dar un total de 31

estaciones (tabla 2), de las cuales alrededor de dos terceras partes se encuentran ubicadas en el

polígono del suelo de conservación y poblados aledaños de los estados de México y Morelos y una

tercera parte en la zona urbana al norte del SCDF, principalmente las delegaciones Iztapalapa,

Coyoacán y Miguel Hidalgo, así como norte de Tlalpan, Álvaro Obregón y Cuajimalpa.

En cuanto a los periodos con registros debe considerarse que no son iguales para todas las

estaciones, aun cuando con pocas excepciones se incluye la mayor parte del periodo base 1961-

1990. Destacan las estaciones 9032 Milpa Alta y 9034 Moyoguarda (Xochimilco), por contar con

registros desde los años 20’s de siglo pasado, desafortunadamente con un importante periodo de

registros faltantes entre 1930 y 1955 (fig. 2), a pesar de ello se uitilizaron en ambos casos las series

completas por ser las únicas disponibles para identificar tendencias de muy largo plazo (casi un siglo

de registros).

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Fig. 1. Ubicación de las estaciones climatológicas seleccionadas.

Control de Calidad y análisis de homogeneidad.

A todas las series se les aplicó análisis de calidad y cuando ello fue posible se hicieron las

correcciones correspondientes. En cuanto a pruebas de homogeneidad temporal solo la estación

9032 Milpa Alta mostró la presencia de una no homogeneidad en el año 1990 tanto en temperatura

máxima como mínima (fig. 1), sin embargo debido a que a la fecha no se cuenta con métodos para

ajustar las no-homogeneidades temporales de series de datos diarios (Klein et al., 2009) para el

análisis de tendencias se utilizó la serie completa.

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Tabla 2. Características de las estaciones climatológicas seleccionadas.

Estac. Nombre Deleg./Municipio Zonaa Lat. N Long. W msnm Iniciob Finb

9002 Ajusco Tlalpan SC 19.22 99.20 2900 1961-01 1988-05 9004 Calvario 61 Tlalpan SC 19.20 99.15 2726 1970-01 2010-05 9014 Colonia Santa Úrsula

Coapa Coyoacán 5 Km 19.30 99.15 2256 1971-01 2010-12

9019 Desierto de los Leones

Álvaro Obregón SC 19.31 99.31 2995 1961-01 1987-09

9020 Desviación Alta al Pedregal

Tlalpan 5 Km 19.30 99.18 2296 1952-01 2010-11

9022 El Guarda Tlalpan SC 19.13 99.17 2990 1961-01 2009-06 9026 Morelos 77 Iztapalapa 5 Km 19.37 99.08 2240 1955-07 1996-12 9030 La Venta Cuajimalpa Cuajimalpa De

Morelos SC 19.33 99.30 2850 1949-01 1985-12

9032 Milpa Alta Milpa Alta SC 19.19 99.02 2420 1929-10 2010-07 9034 Moyoguarda Xochimilco 5 Km 19.25 99.10 2260 1921-01 1988-10 9037 Presa Ansaldo La Magdalena

Contreras 5 Km 19.33 99.22 2363 1953-11 1988-12

9038 Presa Mixcoac Álvaro Obregón 5 Km 19.37 99.27 2576 1953-09 1988-12 9039 Presa Tacubaya Álvaro Obregón 10 Km 19.40 99.21 2340 1953-10 1988-12 9041 San Francisco

Tlalnepantla Xochimilco SC 19.20 99.13 2620 1961-01 2010-10

9045 Santa Ana Tlacotenco Milpa Alta SC 19.18 99.00 2595 1969-01 2010-10

9050c Lomas de Chapultepec

Miguel Hidalgo 10 Km 19.43 99.22 2314 1955-06 1975-10

9051 Tláhuac Tláhuac 5 Km 19.26 99.00 2240 1961-01 2010-10 9071 Colonia Educación Coyoacán 5 Km 19.33 99.13 2250 1982-01 2010-12

15020 Chalco -San Lucas Chalco 10 Km 19.26 98.9 2240 1961-01 2010-12 15033 Huixquilucan Huixquilucan 5 Km 19.37 99.35 2723 1961-01 1988-12 15039 Juchitepec Juchitepec 10 Km 19.09 98.88 2543 1969-01 2010-10 15045 La Marquesa Ocoyoacac 5 Km 19.31 99.39 2230 1969-01 2008-11 15050 Los Reyes La Paz 5 Km 19.36 98.99 2248 1961-01 2008-11 15053 Magdalena

Chichicaspa Huixquilucan 10 Km 19.42 99.32 3420 1961-01 1989-12

15077 Presa Totolica Naucalpan de Juárez

10 Km 19.45 99.28 2385 1963-04 2010-12

15094 San Luis Ameca Temamatla 10 Km 19.19 98.87 2285 1961-01 2010-12 15141 E.T.A. 032

Tlalpitzahuatl Ixtapaluca 10 Km 19.25 98.9 2340 1971-05 1998-09

15209c Presa San Joaquín Huixquilucan 10 Km 19.42 99.23 2574 1975-11 1990-09 17009 C.B.T.A.154 Huitzilac Huitzilac 10 Km 19.03 99.27 2550 1961-10 1987-11 17022 Tres Cumbres Huitzilac 10 Km 19.04 99.26 2639 1961-01 2011-06 17039 San Juan Tlacotenco Tepoztlán 5 Km 19.04 99.09 2836 1975-07 2011-05 17047 Huitzilac Huitzilac 10 Km 19.06 99.27 2801 1961-12 2011-12

a) SC=Suelo de Conservación, 5 km y 10 Km= buffer respectivo; b) Los registros de precipitación y temperatura no siempre están disponibles para todo el periodo o bien este puede ser más amplio.

CVCCCM 3ª. Fase 12

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Estación

90

02

9004

90

14

9019

90

20

9022

90

26

9030

90

32

9034

90

37

9038

90

39

9041

90

45

9050

90

51

9071

15

020

1503

3 15

039

1504

5 15

050

1505

3 15

077

1509

4 15

141

1700

9 17

022

1703

9 17

047

Fig. 2. Periodos de registro de las variables precipitación (arriba) y temperatura (abajo).

1920

1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

2000

2010

2020

1920

1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

2000

2010

2020

CVCCCM 3ª. Fase 13

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ANÁLISIS DE TENDENCIAS DECADALES DE LOS ÍNDICES DE CAMBIO CLIMÁTICO.

A continuación se presenta una breve descripción de los principales resultados del análisis de

tendencias decadales calculadas para 23 de los ICC, con énfasis en las tendencias registradas en el

Suelo de Conservación del Distrito Federal.

I) Índices de Precipitación

Índices de lluvia máxima en 1 (Rx1day) y 5 días (Rx5day). Estos índices se refieren a la lluvia máxima

acumulada en periodos de 1 y 5 días, muestran en ambos casos que la zona oriente del SC

(delegaciones Tláhuac, Milpa Alta y Xochimilco, principalmente), se tiene una tendencia negativa de

hasta 6 mm/década, en tanto que al poniente del SC (delegaciones Tlalpan, Magdalena Contreras,

Álvaro Obregón y Cuajimalpa), se observa una tendencia positiva hasta de 12 mm/década en la lluvia

máxima en 24 horas incrementándose al doble en el acumulado en 5 días, en ambos casos en la

Delegación Tlalpan, particularmente en la estación Ajusco (9002) (Fig. 3)

Índices de días con precipitación intensa (R10 mm) y muy intensa (R20mm). A diferencia de los

índices anteriores que son de intensidad, estos son de duración y con umbrales fijos, los cuales

muestran la misma zonificación que en los anteriores: tendencia negativa en las delegaciones al

oriente con una reducción de hasta 3 días con lluvia ≥ 10 mm por década y un 50% menor en el caso

de los días con precipitación ≥ 20 mm, en tanto que en la zona poniente domina la tendencia positiva

con valores hasta de 9 días/década en el primero de los índices y de 4.5 días/década en el segundo,

en ambos casos en la zona de Parres (estación 9022, El Guarda), al sur de la Delegación Tlalpan (Fig.

4).

Índices de días secos (CDD) y húmedos (CWD) consecutivos. Estos índices hacen referencia a los

periodos máximos anuales (en días) durante los cuales la precipitación es < 1 mm en el primer

caso o bien ≥1 mm en el segundo, pero a diferencia de los cuatro índices anteriores, la zonificación

presenta características distintas ya que al oriente del SC domina una tendencia positiva del índice

de días secos (hasta 24 días/década) y negativa en el caso de los días húmedos (hasta 3

días/década), en tanto que hacia el poniente del SC se presentan tendencias mixtas. Destaca

también el hecho que al norte del SC, en la zona urbana del DF el índice CDD presenta una

tendencia negativa y el CWD positiva, esto es inversas a lo observado al oriente del SC (Fig. 5).

CVCCCM 3ª. Fase 14

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Índices de días húmedos (R95p) y extremadamente húmedos (R95p). Estos índices aun cuando

también se refieren a la intensidad de las lluvias, presentan umbrales relativos (percentiles), por lo

que son útiles para hacer comparaciones entre zonas con regímenes climáticos distintos1, que en el

caso del DF hacen más evidente las diferencias entre la zona oriental donde ambos índices tienen

tendencias negativas ya que la lluvia total acumulada anual de los días por encima del 95p muestra

una tendencia negativa hasta de 75 mm/década, en tanto que en la zona poniente domina

claramente la tendencia es positiva con incrementos en la precipitación hasta de 100 mm/década

aportados por los días por arriba de dicho umbral. Estas tendencias son similares en el caso del

índice de días extremadamente húmedos (R95p), aunque con magnitudes de precipitación

acumulada menor (Fig. 6).

Índice simple de intensidad de diaria (SDII) y de precipitación total (PRCPTOT). El primero de los

índices, que hace referencia a la precipitación media en los días que efectivamente se registró

precipitación (Pcp ≥ 1 mm) indica que la tendencia en la mayoría de las estaciones ubicadas al

oriente del SC es negativa, con reducciones hasta de 1.5 mm/década en la precipitación media en

los días con lluvia en la delegación Xochimilco, en tanto que en la zona poniente la tendencia general

es positiva con valores inferiores a 1 mm/década (Fig. 7 izq.).

Finalmente, en lo que respecta a los ICC relativos a la precipitación, el índice de precipitación total

es acorde con las tendencias anteriores y hace aún mas evidente la diferenciación de las tendencias

climáticas entre las zonas oriente y poniente del suelo de conservación, ya que en tanto en la

primera se tienen tendencias negativas con reducciones en la precipitación que llegan hasta los 75

mm/década (Xochimilco), al poniente los incrementos han sido de hasta 100 mm/década en la

mayoría de las delegaciones de esta zona (Fig. 7 der.).

1 En el SCDF se tienen desde clima Seco semiárido -BS1kw (w)- al nororiente del SC hasta el Semifrío -Cb’(w2)(w)- al surponiente, donde se localizan las mayores elevaciones, cercanas a los 4000 msnm.

Los Índices de Cambio Climático asociados con la precipitación (cantidad, intensidad y duración) en general presentan una tendencia negativa en las delegaciones ubicadas en la zona oriente del Suelo de Conservación del Distrito Federal (Tláhuac, Milpa Alta y Xochimilco), en tanto que en la zona poniente (Tlalpan, Magdalena Contreras, Álvaro Obregón y Cuajimalpa), las tendencias son generalmente positivas.

CVCCCM 3ª. Fase 15

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Fig. 3. Índices de Precipitación máxima en 1 y 5 días. Tendencias en mm de precipitación/década.

CVCCCM 3ª. Fase 16

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Fig.4. Índices de días con precipitación intensa (≥10 mm) y muy intensa (≥20 mm). Tendencias en días/década.

CVCCCM 3ª. Fase 17

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Fig. 5. Periodos máximos de días secos (CDD) y húmedos (CWD) consecutivos. Tendencias en días/década.

CVCCCM 3ª. Fase 18

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Fig. 6. Índices de días húmedos (R95p) y extremadamente húmedos (R95p). Tendencias en mm/ década.

CVCCCM 3ª. Fase 19

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Fig. 7. Índices simple de intensidad de diaria (SDII) y de precipitación total (PRCPTOT). Tendencias en mm/década.

CVCCCM 3ª. Fase 20

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II) Índices de Temperatura Mínima y Máxima.

Índices de temperatura mínima mínima (TNn) y mínima máxima (TNx)2. Para el caso en el caso del

primero de estos índices se tiene una tendencia positiva generalizada en el polígono del SCDF con

incrementos entre 2 y 3 °C/década en las estaciones Ajusco y El Guarda de la delegación Tlalpan así

como en la zona urbana al norte de éste, con incrementos entre 1 y 2 °C/década (Fig. 8 izq.).

En el caso del índice de temperatura mínima máxima, en el área del SCDF se presentan tendencias

mixtas (tanto positivas como negativas), destacando El Ajusco con una reducción en la temperatura

mínima máxima entre 0.5 y 1 °C/década en tanto que en la zona urbana domina la tendencia positiva

(Fig. 8 der.).

Índices de temperatura máxima mínima (TXn) y máxima máxima (TXx)3. El análisis de tendencias de

estos índices muestra que en el primero de los casos que la zona centro-sur del DF la tendencia ha

sido negativa con decrementos de hasta 1.0 a 1.5 °C/década, y tendencias positivas hacia la zona

oriente del DF y mixtas en la zona poniente, en ambos casos hasta de la misma magnitud. En cuanto

a la temperatura máxima máxima también se aprecian tendencias mixtas, aunque dominan la

tendencia negativa hacia el SC y positiva en la zona urbana al norte de esta, en ambos casos dentro

del rango antes señalado (Fig. 9).

Índices de noches frías (Tn10p) y noches cálidas (Tn90p). Ambos índices de duración presentan

tendencias mixtas en el área estudiada, esto es, no se aprecian zonas con dominancia clara de

tendencias positivas o negativas. Sin embargo comparando ambos índices estación por estación se

aprecia un comportamiento inverso, esto es, en la mayoría de las estaciones con una tendencia

positiva (negativa) del índice de noches frías (Tn10p) se tiene una tendencia negativa (positiva) en

el número de noches cálidas (Tn90p) (Fig. 10).

Índices de días fríos (Tx10p) y días cálidos (Tx90p). A diferencia de los índices anteriores, relativos a

los extremos de la temperatura mínima, en este caso se aprecia que al oriente domina una

tendencia negativa (positiva) de los días fríos (cálidos), en la zona poniente domina una tendencia

positiva (negativa), destacando por su magnitud la tendencia de los días cálidos de la zona oriente

la que llega a ser del orden de 10 a 15 días/década (fig. 11).

2 También denominados como temperatura mínima extrema y mínima más alta (Vázquez, 2010). 3 También denominados como temperatura máxima más baja y máxima extrema (Vázquez, 2010).

CVCCCM 3ª. Fase 21

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Índices de duración de periodos fríos (CSDI) y periodos cálidos (WSDI). Estos índices de manera

combinada muestran resultados interesantes donde la tendencia dominante de la duración de los

periodos fríos en la zona oriente (poniente) del SCDF es positiva (negativa) en tanto que la duración

de los periodos cálidos domina una tendencia positiva tanto en el SCDF como en la zona urbana

(hasta 18 a 24 días/década), con excepción de las delegaciones al poniente del DF (M. Contreras, A.

Obregón, Cuajimalpa y M. Hidalgo) (Fig. 12).

Índices de días con heladas (FD0) y días de verano (SU25). Al igual que en los índices anteriores, en

estos dos se tiene que todo el área de estudio y particularmente en el SCDF presenta tendencias

generalizadas. Así, en el caso del número de días con heladas (días con Tn < 0°C) en la gran mayoría

de las estaciones se registran tendencias negativas en un rango inferior a los 10 días/década, en

tanto que para los días de verano (Tx > 25°C) domina una tendencia positiva (hasta 30 días/década),

con excepción nuevamente de las delegaciones M. Contreras, A. Obregón, Cuajimalpa y M. Hidalgo

(Fig. 13).

Índice de rango diurno de temperatura (DTR). Con respecto a éste último índice con el cual se

pueden sintetizar los resultados de los índices anteriores asociados con los registros de temperatura

mínima y máxima, se tiene una representación en donde destaca que con excepción de las

delegaciones M. Alta y Xochimilco, en el resto del territorio del SC así como en parte del que lo

rodea, domina una tendencia negativa, esto es, se registra una tendencia a reducirse el rango diurno

de temperaturas a una tasa de hasta 1.5 °C/década. (Fig. 14).

Los índices asociados con los registros de temperatura indican diferencias importantes entre las zonas oriente y poniente del SC, registrándose una tendencia a incrementarse la temperatura mínima y como consecuencia una reducción en el número de días con heladas, así como el incremento de la temperatura máxima sobre todo al oriente del SC, incluyendo la zona urbana y con ello la duración de los periodos cálidos.

CVCCCM 3ª. Fase 22

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Fig. 8. Índices de temperatura mínima mínima (TNn) y mínima máxima (TNx). Tendencias en °C/década.

CVCCCM 3ª. Fase 23

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Fig. 9. Índices de temperatura máxima mínima (TXn) y máxima máxima (TXx). Tendencias en °C/década.

CVCCCM 3ª. Fase 24

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Fig. 10. Índices de noches frías (Tn10p) y noches cálidas (Tn90p). Tendencias en días/década.

CVCCCM 3ª. Fase 25

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Fig. 11. Índices de días fríos (Tx10p) y días cálidos (Tx90p). Tendencias en días/década.

CVCCCM 3ª. Fase 26

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Fig. 12. Índices de duración de periodos fríos (CSDI) y periodos cálidos (WSDI). Tendencias en días/década.

CVCCCM 3ª. Fase 27

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Fig. 13. Índices de días con heladas (FD0) y días de verano (SU25). Tendencias en días/década.

CVCCCM 3ª. Fase 28

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Fig. 14. Índice de rango diurno de temperatura DTR). Tendencias en °C/década.

CVCCCM 3ª. Fase 29

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III) Temperaturas mínima (TMINmean) y máxima (TMAXmean) medias.

Estos dos índices, aun cuando no forman parte del grupo de Índices de Cambio Climático propuestos

por el ETCCDI, los cuales como se señaló anteriormente hacen énfasis en los extremos del clima, sí

aportan información en cuanto a cambios en la tendencia central de la variable climática

temperatura, tanto mínima como máxima, lo que, junto con los anteriores índices, permite tener

una imagen con mayores detalles en cuanto a las tendencias climáticas en el Suelo de Conservación.

En el caso de la temperatura mínima media no se registra un patrón definido pero con dominancia

de estaciones con tendencia positiva donde la temperatura mínima media se ha incrementado a

razón de 0.01 a 0.1 °C/década en la mayoría de los casos. Una situación distinta se presenta en el

caso de la temperatura máxima media, donde con base en la tendencia se definen claramente dos

zonas: una amplia zona donde este índice se ha incrementado a razón de 0.1 a 1 °C/década y ocupa

principalmente el oriente del SC incluyendo la zona urbana (Iztapalapa y Coyoacán, principalmente),

y una segunda zona con clara tendencia negativa en las delegaciones ubicadas al poniente (Tlalpan

hasta Miguel Hidalgo) donde las reducción también han sido del orden de 0.1 a 1 °C/década (Fig.

15).

Las temperaturas mínima y máxima medias, aun cuando no son parte de los ICC, proporcionan información sobre la tendencia central de dichas variables climáticas, la cual en el caso de la temperatura máxima es claramente positiva en una amplia zona al oriente del SC incluyendo la zona urbana, en tanto que al poniente del SCDF se presenta una tendencia negativa.

CVCCCM 3ª. Fase 30

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Fig. 15. Temperaturas mínima (TMINmean) y máxima (TMAXmean) medias. Tendencias en °C/década.

CVCCCM 3ª. Fase 31

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ESCENARIOS DE CAMBIO CLIMÁTICO PARA EL SUELO DE CONSERVACIÓN DEL D.F.

Para la generación de escenarios de cambio climático en el Suelo de Conservación de acuerdo con

la propuesta de Semenov y Stratonovich (2010), se seleccionaron 4 estaciones ubicadas en un

transecto aproximadamente en dirección poniente-oriente dentro del polígono del SCDF, las cuales:

a) cuentan con registros de precipitación y temperatura en al menos 80% de los días para el periodo

1961-1990, el cual para este estudio se ha considerado como periodo base, con excepción de los

datos de temperatura en la estación 9041 que solo cubren el 75% de los días; b) su ubicación

altitudinal (2420 a 2995 msnm) es representativa de cerca de la mitad de la superficie del SCDF (GDF,

2012), quedando excluidas las mayores altitudes por inexistencia de información climática para las

mismas; y c) su ubicación corresponde con alguno de los diferentes tipos de uso del suelo presentes

en el SCDF y en consecuencia de los bienes y servicios generados por este (Fig. 15).

Fig. 15. Ubicación y perfil altitudinal de las estaciones seleccionadas para generación de escenarios de

cambio climático en el Suelo de Conservación del D.F.

Las estaciones seleccionadas se indican en la Tabla 3, ordenadas por su ubicación de poniente a

oriente, que será el orden en que en lo sucesivo se presentarán los resultados correspondientes.

9019DLeones

9002Ajusco

9041SFrancisco

9032MAlta

2,000

2,500

3,000

3,500

0 10 20 30 40 50 60

Altit

ud (m

snm

)

Km

CVCCCM 3ª. Fase 32

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Tabla 3. Estaciones seleccionadas para estimación de escenarios de cambio climático.

Estación Nombre Delegación Altitud (msnm)

Inicio (aaaa-mm)

Fin (aaaa-mm)

9019 Desierto de los Leones Álvaro Obregón 2995 1961-01 1987-09

9002 Ajusco Tlalpan 2900 1961-01 1988-05

9041 San Francisco Tlalnepantla Xochimilco 2620 1961-01 1990-05

9032 Milpa Alta Milpa Alta 2420 1961-01 1990-12

A partir de estas series climáticas se generaron series sintéticas (300 años) estadísticamente

similares utilizando para ello el generador estocástico de tiempo (stochastic weather generator)

Lars-WG v.5.5, mismas que fueron comparadas con las series originales mediante gráficas cuantíl-

cuantíl (Q-Q) con el fin de mostrar de manera gráfica (adicional a las pruebas estadísticas

correspondientes) la calidad con que son capaces de describir tales series sintéticas los valores

observados (Fig. 16).

En dicha figura se aprecia que las series sintéticas correspondientes a las 4 estaciones seleccionadas

describen bastante bien los datos observados de precipitación y temperatura mínima y máxima,

sobre todo en las colas de las distribución (cuantiles inferior y superior) que son las zonas de mayor

interés para este estudio, con excepción de la estación 9002 Ajusco donde las series sintéticas sub-

estiman los valores observados de temperatura mínima máxima (poco más de 2 °C en el peor de los

casos) y máxima máxima (hasta en 4.5 °C), así como en la estación 9041 San Francisco donde las

series sintéticas sobre-estiman la temperatura mínima mínima (más de 2.5 °C en ambos casos).

CVCCCM 3ª. Fase 33

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Tem

pera

tura

má´

xim

a (°

C)

Fig. 16. Gráfica Q-Q de los registros de precipitación y temperatura mínima y máxima durante el periodo base 1961-1990 (eje horizontal) y 300 años de series sintéticas (eje vertical) en 4 estaciones del SCDF.

Para la generación de escenarios climáticos, los parámetros de las series sintéticas son modificados

de acuerdo con las salidas de los Modelos Climáticos Globales (MCG) con el fin de determinar

cambios absolutos o relativos en las variables de interés, en este caso precipitación y temperaturas

mínima y máxima mensuales, mediante el programa LARS-WG y utilizando los 15 MCG señalados en

la Tabla 4 bajo los escenarios de emisiones A1B, A2 y B1 (v. Cuadro 1).

De este modo en total se generaron en total 140 escenarios de cambio climático, correspondientes

a los 15 MCG con los dos o tres escenarios de emisiones utilizados por cada uno, ello para cada una

de las 4 estaciones seleccionadas en el SCDF.

0

10

20

30

40

0 10 20 30 400

10

20

30

40

0 10 20 30 400

10

20

30

40

0 10 20 30 400

10

20

30

40

0 10 20 30 40

9019_DLeones 9002_Ajusco 9041_SFrancisco 9032_MAlta

Prec

ipita

ción

(mm

)

Tem

pera

tura

mín

im (°

C)

0

30

60

90

120

150

0 30 60 90 120 1500

30

60

90

120

150

0 30 60 90 120 1500

30

60

90

120

150

0 30 60 90 120 1500

30

60

90

120

150

0 30 60 90 120 150

-5

0

5

10

15

20

-5 0 5 10 15 20-5

0

5

10

15

20

-5 0 5 10 15 20-5

0

5

10

15

20

-5 0 5 10 15 20-5

0

5

10

15

20

-5 0 5 10 15 20

CVCCCM 3ª. Fase 34

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Tabla 4. Modelos Climáticos Globales y escenarios de emisiones utilizados para la generación de escenarios

de cambio climático al año 2030 en el SCDF (Tomado de Semenov y Stratonovitch, 2010).

Centro de investigación País Modelo Climático Global Acrónimo Resolución Escenarios de

emisiones

Commonwealth Scientific and Industrial Research

Organisation Australia CSIRO-MK3.0 CSMK3 1.9 x 1.9°

SRA1B SRB1

Canadian Centre for Climate Modelling and Analysis Canadá CGCM33.1 (T47) CGMR 2.8 x 2.8° SRA1B

Institute of Atmospheric Physics China FGOALS-g1.0 FGOALS 2.8 x 2.8°

SRA1B SRB1

Centre National de Recherches

Meteorologiques Francia CNRM-CM3 CNCM3 1.9 x1.9°

A1B A2

Institute Pierre Simon Laplace Francia IPSL-CM4 IPCM4 2.5 x 3.75°

SRA1B SRA2 SRB1

Max-Planck Institute for Meteorology Alemania ECHAM5-OM MPEH5 1.9 x1.9°

SRA1B SRA2 SRB1

National Institute for Environmental Studies Japón MRI-CGCM2.3.2 MIHR 2.8 x2.8°

SRA1B SRB1

Bjerknes Centre for Climate Research Noruega BCM2.0 BCM2 1.9 x1.9°

SRA1B SRB1

Institute for Numerical Mathematics Rusia INM-CM3.0 INCM3 4 x5°

SRA1B SRA2 SRB1

UK Meteorological Office UK HadCM3 HADCM3 2.5 x 3.75° SRA1B SRA2 SRB1

HadGEM1 HADGEM 1.3 x1.9° SRA1B SRA2

Geophysical Fluid Dynamics Lab

Estados Unidos GFDL-CM2.1 GFCM21 2.0 x2.5°

SRA1B SRA2 SRB1

Goddard Institute for Space Studies

Estados Unidos GISS-AOM GIAOM 3 x4°

SRA1B SRB1

National Centre for Atmospheric Research

Estados Unidos PCM NCPCM 2.8 x2.8°

SRA1B SRB1

CCSM3 NCCCS 1.4 x1.4° SRA1B SRA2 SRB1

CVCCCM 3ª. Fase 35

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En la Tabla 5 se presenta el rango de valores de precipitación (relativos) y temperatura mínima y

máxima (absolutos) con que los MCG modifican en cada mes las series sintéticas bajo cada uno de

los escenarios de emisiones.

Tabla 5. Rango de cambio en la precipitación (relativo) y temperatura máxima y mínima mensuales medias (absoluto). Escenario 2030.

Escenario Emisiones Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

Prec

ipitac

ión B1 0.69-1.03 0.59-1.08 0.56-1.22 0.66-1.27 0.74-1.24 0.78-1.06 0.76-1.05 0.78-1.01 0.79-1.05 0.80-1.15 0.74-1.23 0.73-1.21

A1B 0.65-1.18 0.62-1.16 0.66-1.18 0.68-1.35 0.77-1.40 0.84-1.10 0.78-1.09 0.76-1.15 0.87-1.18 0.84-1.14 0.85-1.20 0.72-1.27

A2 0.61-1.08 0.64-1.13 0.61-1.12 0.53-1.49 0.70-1.45 0.80-1.10 0.75-1.13 0.73-1.28 0.85-1.32 0.93-1.28 0.83-1.33 0.67-1.16

Temp

eratu

ra m

ínima

B1 0.48-1.53 0.45-1.59 0.23-2.04 0.30-1.85 0.11-1.51 0.45-1.60 0.44-2.14 0.40-2.34 0.26-1.99 0.32-1.49 0.58-1.54 0.61-1.32

A1B 0.13-1.55 0.15-1.41 0.38-1.48 0.15-1.56 -0.05a-1.61 0.50-1.59 0.59-1.95 0.39-1.97 0.12-1.67 0.34-1.59 0.29-1.52 0.21-1.48

A2 0.55-1.47 0.38-1.27 0.43-1.43 0.37-1.35 0.09-1.29 0.50-1.43 0.53-1.59 0.61-1.43 0.54-1.27 0.41-1.34 0.53-1.31 0.67-1.43

Temp

eratu

ra m

áxim

a B1 0.04-1.19 0.02-1.59 0.23-2.04 0.50-1.85 0.51-1.54 0.38-1.60 0.24-1.74 0.24-1.56 0.21-1.41 0.19-1.44 0.45-1.54 0.49-1.26

A1B 0.05-1.38 0.15-1.39 0.38-1.48 0.41-1.66 0.48-1.77 0.40-1.59 0.39-1.70 0.40-1.57 0.28-1.41 0.19-1.59 0.29-1.52 0.21-1.35

A2 0.54-1.21 0.38-1.27 0.43-1.43 0.79-1.72 0.65-1.71 0.50-1.43 0.53-1.59 0.61-1.43 0.54-1.45 0.41-1.51 0.53-1.40 0.67-1.26

aSolo el modelo INCM3 presenta cambios negativos en la temperatura mínima para mayo en las estaciones 9019 y 9032.

Con el fin de tener una idea del resultado obtenido en la generación de escenarios climáticos futuros

utilizando los diferentes escenarios de emisiones, en la figura 17 se presenta a manera de ejemplo

la distribución de frecuencias para las estaciones 9002 Ajusco y 9032 Milpa Alta que se genera

utilizando el modelo HadCM3 con los escenarios de emisiones A1B, A2 y B1 al año 2030 y su

comparativo con el periodo base. En ella se aprecia que en el caso de la precipitación la distribución

de frecuencias para el escenario 2030 es bastante similar al periodo base (en ambos casos solo se

muestran las frecuencias correspondientes a los valores de 1 mm ≤ Pcp ≤ 30 mm). En cuanto a la

temperatura mínima, los escenarios son notablemente distintos ya que en ambas estaciones los

escenarios presentan un desplazamiento de la distribución de frecuencias hacia la derecha, esto es,

de acuerdo con el modelo HadCM3 se reducirá la frecuencia de noches frías (Tn10p) y se

CVCCCM 3ª. Fase 36

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incrementarán los días con noches cálidas (Tn90p), ello bajo las condiciones (umbrales) del periodo

base, o bien, visto de otra forma, se incrementarán los umbrales para ambos índices;

adicionalmente se observa una distribución de frecuencias aparentemente bimodal de esta variable

en el periodo base que el MCG replica bastante bien. Este desplazamiento hacia temperaturas más

cálidas también se presenta para la temperatura máxima.

9002 Ajusco 9032 Milpa Alta

Prec

ipita

ción

Tem

pera

tura

mín

ima

Tem

para

tura

máx

ima

Fig. 17. Distribución de frecuencias generadas con el modelo HADCM3 y los escenarios de emisiones A1B, A2

y B1 y su comparativo con el periodo base 1961-1990.

CVCCCM 3ª. Fase 37

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La representación anterior se puede elaborar para la distribución de frecuencias que se generaría

con cada uno de los MCG y sus respectivos escenarios de emisiones así como para un los resultados

generados por todos los MCG utilizando un mismo escenario de emisiones.

Incertidumbre de las estimaciones de escenarios de cambio climático.

Las series generadas por los MCG permiten conocer los cambios mensuales esperados de las

variables climáticas que, cuando se integran utilizando graficas cajas (box & whisker)4, proporcionan

una representación del nivel de incertidumbre asociada con las predicciones climáticas generadas

por los modelos y en consecuencia de la incertidumbre de los impactos sobre los ecosistemas,

bienes y servicios ambientales.

Para el caso de los resultados generados por los 11 MCG bajo el escenario de emisiones B1 (ver tabla

4), en la figura 18 se presenta la incertidumbre asociada con las distintas estimaciones de cambio

en la precipitación (relativo) y temperatura mínima y máxima (absoluto) respecto del periodo base

(tabla 5).

En el caso de la precipitación destaca que durante el periodo lluvioso (junio-octubre) la mayoría de

los modelos sugieren que en el Suelo de Conservación se tendrá una reducción en la precipitación

total mensual de alrededor del 10% con un bajo grado de incertidumbre (cajas pequeñas), en tanto

que durante el periodo seco, principalmente en marzo y abril, la mayoría de los modelos muestran

un incremento relativo de precipitación, aunque con un alto grado de incertidumbre.

En cuanto a las temperaturas mínima y máxima, prácticamente todos los modelos sugieren

incrementos de temperatura de alrededor de 1 °C, sobre todo durante el verano, pero en todo caso

con un alto nivel de incertidumbre.

El análisis anterior puede elaborarse para los diferentes escenarios de emisiones pero en todo caso

solo se mostrarían los cambios esperados con respecto a las condiciones promedio del periodo base,

pero sin tener claridad de la importancia que representan de tales cambios respecto al periodo base.

Así en el ejemplo anterior, para el mantenimiento de los bienes y servicios ambientales del Suelo de

4 Este tipo de gráficas muestran de manera simultánea los valores mínimo y máximo (bigotes), cuartiles inferior y superior (25p y 75p) así como la mediana de un conjunto de valores.

CVCCCM 3ª. Fase 38

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Conservación tiene mucho mayor impacto una posible reducción de 10% en la precipitación durante

los meses de junio a octubre (que por tratarse del periodo lluvioso puede implicar varios mm de

precipitación), que un incremento de la misma magnitud durante el periodo de secas que solo

representaría una fracción poco significativa de lluvia adicional.

Con el fin de comparar los cambios absolutos esperados (incluyendo su incertidumbre), a

continuación se presentan resultados de diferentes estadísticos mensuales estimados a partir de los

MCG mediante una representación multi-modelo y multi-escenario de emisiones, donde de manera

simultánea se muestran las estimaciones mensuales generadas con los MCG para cada uno los tres

escenarios de emisiones por separado, comparadas con los valores observados durante el periodo

base 1961-1990. De este modo para cada mes se presentan tres series (cajas) que corresponden, de

izquierda a derecha, a los resultados obtenidos con los escenarios de emisiones B1 (optimista), A1B

(intermedio) y A2 (pesimista), para cada una de las 4 estaciones.

CVCCCM 3ª. Fase 39

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9019_DLeones 9002_Ajusco 9041_SFrancisco 9032_Malta Pr

ecip

itaci

ón (%

)

Tem

pera

tura

mín

ima

(°C)

Tem

pera

tura

máx

ima

(°C)

Fig. 18. Cambios mensuales estimados por los MCG en precipitación (relativos) y temperatura mínima y

máxima (absolutos) para el SCDF bajo el escenario de emisiones B1

CVCCCM 3ª. Fase 40

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I) Escenarios de precipitación mensual.

Precipitación máxima. Esta condición correspondiente a los años con lluvias abundantes, todos los

modelos estiman que la precipitación total mensual será mayor a los máximos registrados en el

periodo base, con excepción de agosto, que a pesar de tener el mayor registro de precipitación

mensual (alrededor de 600 mm en el Desierto de los Leones), la mayoría de las estimaciones señalan

una reducción cercana a los 100 mm (Fig. 19).

Precipitación media. La mayoría de las estimaciones señalan que no habrá cambios importantes

respecto al periodo base, solo reducciones alrededor de 50 mm entre julio y agosto, sobre todo en

las partes altas (Desierto de los Leones y Ajusco). El nivel de incertidumbre está asociado con la

cantidad de precipitación observada-esperada (Fig. 20).

Variabilidad de la precipitación. Como una medida de la variabilidad de la precipitación mensual se

estimó la desviación estándar, la cual se espera será menor en la ápoca de lluvias, sobre todo en

las partes altas (Fig. 21).

II. Escenarios de precipitación diaria.

Precipitación diaria máxima. Con pocas excepciones no se esperan cambios importantes de

precipitación diaria máxima, con un bajo nivel de incertidumbre (Fig. 22).

Precipitación diaria media. Al igual que la precipitación diaria máxima, no se esperan cambios

importantes en este estadístico (Fig. 23).

Precipitación en días muy húmedos (95p). Solo en la zona más alta (Desierto de los Leones) se

espera un incremento en el umbral de precipitación de alrededor de 20 mm para los días

considerados como muy húmedos en los meses de junio y septiembre (Fig. 24).

CVCCCM 3ª. Fase 41

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9019_DLeones 9002_Ajusco 9041_SFrancisco 9032_MAlta

Fig.19. Precipitación mensual máxima (mm) observada durante el periodo base (línea continua) y estimaciones bajo escenarios B1, A1B y A2 (cajas).

9019_D. Leones 9002_Ajusco 9041_Sn. Francisco 9032_M. Alta

Fig.20. Precipitación mensual media (mm) observada durante el periodo base (línea continua) y estimaciones bajo escenarios B1, A1B y A2 (cajas).

CVCCCM 3ª. Fase 42

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9019_DLeones 9002_Ajusco 9041_SFrancisco 9032_MAlta

Fig.21. Desviación estándar de la precipitación mensual (mm) durante el periodo base (línea continua) y estimaciones bajo escenarios B1, A1B y A2 (cajas).

9019_DLeones 9002_Ajusco 9041_SFrancisco 9032_MAlta

Fig.22. Precipitación diaria máxima (mm) observada durante el periodo base (línea continua) y estimaciones bajo escenarios B1, A1B y A2 (cajas).

CVCCCM 3ª. Fase 43

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9019_DLeones 9002_Ajusco 9041_SFrancisco 9032_MAlta

Fig.23. Precipitación diaria media (mm) observada durante el periodo base (línea continua) y estimaciones bajo escenarios B1, A1B y A2 (cajas).

9019_DLeones 9002_Ajusco 9041_SFrancisco 9032_MAlta

Fig. 24.. Precipitación (mm) en días muy húmedos (95p) observada durante el periodo base (línea continua) y estimaciones bajo escenarios B1, A1B y A2 (cajas).

CVCCCM 3ª. Fase 44

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III. Escenarios de temperatura mínima.

Media mínima. En todos los casos se espera un incremento de la temperatura mínima mínima, con

ausencia de heladas (Tn < °C) que suelen ocurrir con frecuencia entre diciembre y febrero en las

partas altas; muy baja incertidumbre con tamaño de caja y “bigotes” pequeños (Fig. 25).

Media máxima. No se esperan cambios importantes, solo en el Ajusco se estima un decremento en

la temperatura mínima máxima entre abril y diciembre, adicionalmente se tiene que en Milpa Alta

las estimaciones hechas bajo el escenario A1B con en todos los casos alrededor de 1°C inferiores a

las generadas con los otros dos escenarios de emisiones (Fig. 26).

Mínima media. En todos los casos se espera un incremento en la temperatura mínima media de

alrededor de 1 °C con un bajo nivel de incertidumbre (Fig. 27).

Variabilidad. Se espera un importante decremento en la desviación estándar con una muy baja

incertidumbre (Fig. 28).

IV. Temperatura máxima.

Media máxima. Con baja incertidumbre no se esperan diferencias importantes respecto al periodo

base (Fig. 29).

Media mínima. Con una baja incertidumbre todas las estimaciones señalan un incremento en la

temperatura máxima mínima, sobre todo en las partes altas, donde se esperan incrementos de

unos 5 °C o mayores en invierno y primavera (Fig. 30).

Máxima media. Se espera un ligero incremento en la temperatura máxima media en todo el SC,

siendo mayor en la zona alta (Fig. 31).

Variabilidad. En todos los casos se espera que la desviación estándar de los registros de temperatura

máxima se reduzca notablemente, ello con muy poca incertidumbre (Fig. 32).

CVCCCM 3ª. Fase 45

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9019_DLeones 9002_Ajusco 9041_SFrancisco 9032_MAlta

Fig. 25. Temperatura mínima mínima, media observada durante el periodo base (línea continua) y estimaciones bajo escenarios B1, A1B y A2 (cajas).

9019_DLeones 9002_Ajusco 9041_SFrancisco 9032_MAlta

Fig. 26. Temperatura mínima máxima, media observada durante el periodo base (línea continua) y estimaciones bajo escenarios B1, A1B y A2 (cajas).

CVCCCM 3ª. Fase 46

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9019_DLeones 9002_Ajusco 9041_SFrancisco 9032_MAlta

Fig. 27. Temperatura mínima media observada durante el periodo base (línea continua) y estimaciones bajo escenarios B1, A1B y A2 (cajas).

9019_DLeones 9002_Ajusco 9041_SFrancisco 9032_MAlta

Fig.28. Desviación estándar de la temperatura mínima durante el periodo base (línea continua) y estimaciones bajo escenarios B1, A1B y A2 (cajas).

CVCCCM 3ª. Fase 47

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9019_DLeones 9002_Ajusco 9041_SFrancisco 9032_MAlta

Fig. 29. Temperatura máxima máxima (°C) durante el periodo base (línea continua) y estimaciones bajo escenarios B1, A1B y A2 (cajas).

9019_DLeones 9002_Ajusco 9041_SFrancisco 9032_MAlta

Fig. 30. Temperatura máxima mínima (°C) durante el periodo base (línea continua) y estimaciones bajo escenarios B1, A1B y B1.

CVCCCM 3ª. Fase 48

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9019_DLeones 9002_Ajusco 9041_SFrancisco 9032_MAlta

Fig. 31. Temperatura máxima media observada durante el periodo base (línea continua) y estimaciones bajo escenarios B1, A1B y A2 (cajas).

9019_DLeones 9002_Ajusco 9041_SFrancisco 9032_MAlta

Fig.32. Desviación estándar de la temperatura máxima durante el periodo base (línea continua) y estimaciones bajo escenarios B1, A1B y A2 (cajas).

CVCCCM 3ª. Fase 49

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ÍNDICES Y ESCENARIOS CLIMÁTICO COMO APOYO PARA LAS POLÍTICAS PÚBLICAS

Una adecuada evaluación de la vulnerabilidad de las áreas protegidas, en particular del Suelo de

Conservación, derivada del cambio climático, debe considerar entre otros aspectos la naturaleza y

magnitud de la variabilidad climática (CONANP, 2010) en tanto la exposición al CC (una de las tres

componentes de la vulnerabilidad), se relaciona con el grado en que una especie, o en este caso una

localidad, experimenta los impactos asociados con el CC y por tanto depende de la tasa y magnitud

de las anomalías ambientales por el cambio climático en hábitats o regiones como son cambios en

temperaturas y precipitación (CONANP, 2011), pero sobre todo, un conocimiento adecuado de los

cambios del clima extremo son esenciales para la gestión de los riesgos de las poblaciones, los

ecosistemas y la infraestructura, así como para el desarrollo de resilencia mediante estrategias de

adaptación (Klein, 2009).

A continuación se presenta un análisis de los resultados encontrados, del impacto que pueden tener

sobre los bienes y servicios ambientales que proporciona el Suelo de Conservación y sobre todo de

su vinculación con la formulación y puesta en práctica de políticas públicas.

Un elemento fundamental para realizar cualquier tipo de análisis climático, particularmente con

carácter local como es el objetivo de este estudio, es contar con información instrumental de calidad

por periodos amplios de tiempo (se recomiendan al menos 30 años) y con una densidad de

estaciones acorde con la diversidad de condiciones climáticas presentes en la zona.

Desafortunadamente estas son condiciones que solo parcialmente se cumplen en el SCDF ya que

aun cuando históricamente se tiene registrada la instalación de alrededor de 20 estaciones,

actualmente solo existen 5 estaciones operando dentro del polígono del SC, todas ubicadas en la

zona oriente del mismo. Ello implica falta de información actualizada sobre los cambios que

pudieran estarse dando en el clima al poniente del SC, al menos durante los últimos 25 años en el

mejor de los casos. Por ello ha sido necesario aceptar que las tendencias climáticas registradas en

las bases de datos disponibles se han mantenido hasta la fecha.

De acuerdo con los resultados aportados por los índices de cambio climático (ICC), el sur del Distrito

Federal, en particular la zona correspondiente al Suelo de Conservación, ha registrado durante las

últimas décadas cambios notables de las variables climáticas precipitación y temperatura.

CVCCCM 3ª. Fase 50

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Se ha identificado que la mayoría de los índices de precipitación presentan una tendencia negativa

en las delegaciones del oriente del SCDF (Tláhuac, Iztapalapa, Xochimilco y Milpa Alta) lo que

impacta no solo en la disponibilidad de humedad del suelo sino que considerando que esta zona es

apta para para la infiltración (GDF, 2012), esto afecta la recarga de los mantos acuíferos. Si a ello se

agrega que históricamente en esta zona se ha favorecido la presencia de actividades agrícolas de

temporal, mismas que son altamente vulnerables a la variabilidad climática, esa tendencia

impactará también de forma negativa a este sector productivo, por lo que deberá evaluarse si ante

una reducción de la precipitación el mantenimiento de las actividades agrícolas será viable o bien

deberá promoverse la conversión de terrenos agrícolas a otro uso que promueva los bienes y

servicios ambientales.

En oposición a lo anterior, al poniente del SCDF la precipitación presenta una tendencia positiva,

lo cual favorece el mantenimiento de los ecosistemas ahí presentes, sin embargo debe prestarse

particular atención al impacto que las lluvias intensas pueden provocar al incrementarse el nivel de

riesgo producto del peligro por deslizamientos así como flujos intensos, sobre todo en la zona de

cañadas el sur-poniente del DF lo cual, agravado por la presencia de asentamientos humanos sobre

todo de carácter irregular, puede tener consecuencias importantes. En este sentido contar con

sistemas de alerta temprana debe considerarse como un objetivo de política pública a corto plazo,

sobre todo tomando en cuenta la deficiente red de estaciones meteorológicas en operación en esa

zona como se mencionó anteriormente.

En lo que respecta a la temperatura, se registra una tendencia generalizada a incrementarse la

temperatura mínima tanto en el SCDF como en la zona urbana adyacente del DF, lo cual ha

implicado entre otros aspectos la reducción del número de días con heladas y un incremento de los

periodos cálidos. Lo primero puede tener un fuerte impacto en las estrategias de conservación de

las zonas forestales, por ejemplo en el caso del escarabajo descortezador, Dendroctonus sp., el cual

desde hace décadas ha sido una amenaza constante para la zona Ajusco-Chichinautzin (Islas, 1980),

donde los eventos de temperatura extremos probablemente contribuyen a mantener bajo control

sus poblaciones (Salinas-Moreno et al., 2010).

Adicionalmente el incremento en la duración e intensidad de los periodos cálidos pueden generar

problemas importantes de salud (Jáuregui, 2009), lo cual no es exclusivo de la zona urbana ya que

las mayores tasas de incremento se han registrado en las estaciones ubicadas en el Suelo de

Conservación.

CVCCCM 3ª. Fase 51

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Por su parte, los diferentes escenarios climáticos al año 2030 generados a partir de 15 MCG y tres

escenarios de emisiones (A1B, A2 y B1) muestran que, con referencia al periodo base (1961-1990),

se esperan pocos cambios en la precipitación mensual media, con una reducción durante los meses

más lluviosos cercana a los 50mm, sobre todo en las zonas altas al poniente del SC (incertidumbre

baja), en tanto que la precipitación diaria media se incrementará ligeramente en ese mismo periodo.

Lo anterior no supone grandes impactos a los bienes y servicios ambientales atribuibles a cambios

en el régimen de lluvias distintos a los ya considerados anteriormente.

Sin embargo, es en el régimen térmico esperado donde se prevén cambios y afectaciones

importantes sobre el Suelo de Conservación, sobre todo en lo que a la temperatura mínima media

se refiere ya que todos los modelos coinciden en un incremento de las medias de tanto de

temperatura mínima como máxima, esta última en menor medida (incertidumbre baja). Uno de los

impactos previsibles ocasionados por este desplazamiento hacia temperaturas mayores es el

incremento en la evapotranspitación lo cual, particularmente durante los periodos de sequías

(marzo-mayo) podrá no solo generar mayor estrés hídrico a los ecosistemas, sino incluso

incrementando la vulnerabilidad ante los incendios (naturales y/o provocados). En este sentido

deberán promoverse las acciones encaminadas a evitar la ocurrencia de tales amenazas o al menos

mantenerlas bajo control.

Por último, debe tomarse en consideración que el análisis anterior ha estado circunscrito al Suelo

de Conservación del Distrito Federal (y solo parcialmente a su área circundante), por corresponder

a una delimitación política más que ecológica, ello a pesar de que el SC guarda vínculos estrechos

con otras áreas protegidas como es el Corredor Biológico Chichinautzin, tanto por sus características

ecológicas como por las amenazas para su conservación, por lo que este estudio deberá extenderse

al menos a tal área lo que permitirá contar con mayor certidumbre tanto en lo eferente a las

tendencias del clima pasado como a los escenarios de clima futuro.

CVCCCM 3ª. Fase 52

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