CAMBIO CLIMÁTICO EN MÉXICO

Dr. Carlos Gay

Centro de Ciencias de la Atmósfera

La Ciencia del Cambio Climático

Representación gráfica del balance de radiación de energía de la Tierra, que controla el funcionamiento del efecto de invernadero.

Incoming SolarRadiation (100)

Reflected SolarRadiation (30) Total Energy

Absorbed andInfrared Re-emittedby Atmosphere (66)

Outgoing InfraredRadiation (70)

(4)Reflected by

Atmosphere (25)

Absorbed byAtmosphere

(25)

Thermals (5)

Reflected bySurface (5)

Absorbedby Surface

(45)Evapotranspiration (24)

(45)

(29)(25)

GasesGreenhouseEffect (88)

Radiated bySurface (104)

(100)

(12)

Combustibles FósilesSuelo Océanos

Fotosíntesis

Respiración

Descomposición Fuegos F

orestal

es

Industria

Deforestación

CICLO DEL CARBONO

ATMÓSFERA

ProcesosQuímicos yBiológicos

ProcesosQuímicos yBiológicos

6000 tonC/año son emitidos3000 tonC/año se quedan en la atmósfera

CO2 - Contribuye al efecto invernadero y esun factor básico en la determinación de la

temperatura

Procesos dependientes de latemperatura y la precipitación

GAS

PRINCIPALES

FUENTES

CONCENTRACIONES PREINDUSTRIALES

CONCENTRACIONES

ACTUALES

POTENCIAL DE CALENTAMIENTO

GLOBAL 20 100 500

años

CRECIMIENTO (ritmo anual)

VIDA ATMOSFÉRICA

(años)

Bióxido de

Carbono CO2*

Quema de combustibles fósiles, producción de cemento, cambios en uso de suelo tropical

280

350

-

-

-

1.6

50 a 200

Metano CH4*

Cultivo de arroz, rellenos sanitarios, ganadería, combustión de biomasa producción y consumo de combustibles fósiles.

0.8

1.7

62

24.5

7.5

0.02

10

Óxido Nitroso N2O**

Agricultura (pastoreo en regiones tropicales), quema de biomasa, procesos industriales (producción de ácido adípico y ácido nítrico).

288

310

290

320

180

0.8

150

*partes por millón**partes por mil millones

Variaciones en la temperatura terrestre superficial

IPCC

IPCC

Escenarios Climáticos Regionales Actuales y de Cambio Precipitación 2XCO2/1XCO2

Diferencias de temperatura 2XCO2/1XCO2 (ºC)

Conde, Magaña, Gay y Sánchez

Estudios de VulnerabilidadMaíz de temporal

Aptitud Escenario Actual

Escenario de Cambio CCCM

Diferencia Esc. Actual/Esc. de

Cambio

Escenario de Cambio

GFDLR30

Diferencia Esc. Actual/Esc. de

Cambio km2 % km2 % km2 % km2 % km2 %

Apta 151012 7.6 49675 2.5 -101337 -5.1 315933 15.9 +163921 +8.3 Medianamente apta

651736 32.8 437140 22.0 -214596 -10.8 166908 8.4 -484828 -24.4

No apta 1184252 59.6 1498198 75.5 +313946 +15.9 1490250 75 +305988 +15.4 Total km2 1987000 100 1987000 100 1987000 100

Estudios de VulnerabilidadMaíz de temporal

Se utilizó el modelo CERES-MAIZE para simular los rendimientos en la producción de maíz de temporal para distintas formas de administración de cultivos y diferentes condiciones de clima, semillas y suelos. Después se

simularon las condiciones de cambio climático y se analizaron los impactos en la producción.

Conde C., Ferrer R., Liverman D.

Estudios de VulnerabilidadEcosistemas Forestales

Tipo De Clima (Koppen, Modificado Por García)

Tipo De Vegetación (Rzedowski) Actual

Modelo T+2ºC

pp -10%

Modelo CCCM

Modelo GFDL

Cálido Húmedo Bosque Tropical Perennifolio 5.86 6.40 6.67 7.85 Cálido Subhúmedo 2 Bosque Tropical Subperennifolio 3.67 1.33 1.71 6.35 Cálido Subhúmedo 1 Bosque Tropical Caducifolio Y Bosque

Tropical Subperennifolio 17.70 20.12 20.20 22.80

Semicálido Húmedo Bosque Mesófilo 2.10 0.26 0.54 1.30 Semicálido Subhúmedo 2 Bosque Tropical Subperennifolio Y

Bosque Mesófilo 0.38 0.91 0.13 2.02

Semicálido Subhúmedo 1 Bosque Tropical Caducifolio 6.58 4.62 5.02 5.97 Templado Húmedo Bosque De Coníferas Y Quercus 0.56 0.28 0.28 0.28 Templado Subhúmedo 2 Bosque De Coníferas Y Quercus 2.67 1.32 1.31 2.12 Templado Subhúmedo 1 Bosque De Coníferas Y Quercus 3.13 2.31 2.06 1.52 Semifrío Bosque De Coníferas 2.31 0.00 0.00 0.00 Seco Cálido Bosque Espinoso Y Matorral Xerófilo 11.00 19.67 18.10 18.38 Seco Semicálido Matorral Xerófilo Y Bosque Espinoso 10.50 11.03 21.96 15.68 Seco Templado Pastizal Y Matorral Xerófilo 11.60 3.97 12.49 10.86 Árido Cálido Matorral Xerófilo 6.07 16.88 7.96 4.33 Árido Semicálido Matorral Xerófilo 11.37 10.26 1.58 0.51 Árido Templado Pastizal 4.72 0.63 0.00 0.00

Villers L., Trejo I.

Estudios de VulnerabilidadEcosistemas Forestales

Villers L., Trejo I.

Estudios de VulnerabilidadDesertificación y Sequía

RIESGO POTENCIAL POR EROSIÓN HÍDRICA

CLASE ESCENARIO BASE MODELO GFDL-R30 MODELO CCCM Área Km2 % Área Km2 % Área Km2 %

Nulo 172,636 0,009 172,636 0,009 0 0

Bajo 257348,000 13,244 263981,400 13,585 88530,530 4,566 Moderado 578687,300 29,781 580201,400 29,859 492355,900 25,338

Severo 35036,000 18,323 342101,900 17,606 558498,100 28,742 Extremo 750870,900 38,643 756669,200 38,941 803761,200 41,364

Maderey L., Jiménez A.

Estudios de VulnerabilidadDesertificación y Sequía

Aún en las condiciones climáticas actuales se observa una gran vulnerabilidad a la sequía y la erosión en México. De presentarse un cambio climático, el 48.21%

del país resultaría muy vulnerable al cambio climático considerando los procesos de desertificación y sequía meteorológica, este efecto se acentuaría especialmente al norte y en las regiones más densamente pobladas

Estudios de VulnerabilidadAsentamientos Humanos

Considerando los factores distribución, densidad, crecimiento de la población, morbilidad y consumo de agua por habitante se determinó que la región central

del país resulta ser la más sensible al cambio climático debido a su gran densidad poblacional.

Estudios de VulnerabilidadHidrología

Los resultados obtenidos por los modelos indican que la región del centro del país y la que comprende la cuenca del Lerma-Chapala-Santiago resultan las más

vulnerables en todos los casos. La región de Baja California resulta también vulnerable debido al bajo escurrimiento que presenta.Se observa que las regiones

más vulnerables coinciden con las más pobladas.

Estudios de VulnerabilidadZonas Costeras

Las zonas costeras con mayor vulnerabilidad se identificaron en Tamaulipas (laguna deltaica del río Bravo), Veracruz (Laguna de Alvarado, río Papaloapan),

Tabasco (complejo deltaico Grijalva-Mezcapala-Usumacinta), Yucatán (los Petenes) y Quintana Roo (bahía de Sian Kaán y Chetumal)

Ortíz, M., Méndez A.

Estudios de VulnerabilidadEnergía e Industria

Los resultados de esta línea muestran que el sector energético de la región centro del país alcanza índices de vulnerabilidad altos y muy altos. Sobresale también la vulnerabilidad de las plataformas petroleras en la costa del Golfo de México como

resultado de un posible aumento en el nivel del mar.

Sánchez M., Martínez M.

Inventario Nacional de Emisiones de Gases de

Invernadero

En conjunto, todas las fuentes de energía relacionadas con la combustión representan la mayor contribución (68.8%). Sin embargo, solamente las emisiones del sector forestal y las producidas por cambios de uso de suelos representan el

31.4% de las emisiones nacionales de CO2.

Ruiz, L.G.

CATEGORÍA DE FUENTES Y SUMIDEROS DE GASES DE INVERNADERO CO2 top/down CO2 bottom/up CH4 N2O NOx CO NMVOC

Total Nacional de emisiones y captura 459278.333 444378.674 3641.275 15.788 1013.055 11034.675 800.770

I Total de Energía (Combustibles + Fugitivas) 311800.000 296900.341 1080.978 7.971 962.973 8727.564 800.770 A Consumo de Combustibles 311800.000 296900.341 41.398 7.971 962.973 8727.564 800.770 1 Industria de Transformación y Energía 108475.773 3.442 2.323 298.358 281.484 2 Industria (ISIC) 64971.198 1.540 0.061 111.547 20.716 3 Transporte 95944.448 35.934 3.916 521.849 8420.336 800.770 4 Pequeñas combustiones 23554.988 0.459 0.090 20.918 3.944 5 Otros 3953.934 0.023 1.581 10.301 1.084 6 Combustión Tradicional de Biomasa p/energ.

B Emisiones Fugitivas de los Combustibles 1039.580 1 Combustibles Sólidos 70.270 2 Petróleo y Gas Natural 969.310 2 Procesos Industriales 11621.000 11621.000 3 Solventes y uso de Otros Productos 4 Agricultura 1793.297 5.817 11.082 195.111 A Fermentación Entérica 1700.905 B Administración de Abono 48.101

C Cultivo de Arroz 35.000 D Suelos Agrícolas 5..510 E Quema Prescrita de Savanas F Quema in situ de Residuos Agrícolas 9.291 0.307 11.082 195.111 G Otros 5 Cambio de Uso de Suelo y Silvicultura 135857.333 135857.333 241.000 2.000 39.000 2112.000 A Secuestro/Emisión en bosques administrados -31551.667 -31551.667 B Tala de Bosques 217734.000 217734.000 241.000 2.000 39.000 2112.000

C Secuestro en Tierras Abandonadas -50325.000 -50325.000 D Otros 6 Desechos 526.000 A Tiraderos de Desechos Sólidos 468.000 B Tratamiento de Aguas Residuales (urbano) 58.000 C Incineración de Desechos D Otros Desechos 7 Otros

Ruiz, L.G.

En el caso de las emisiones por sector, el de los transportes representa el 37% de las emisiones de México por consumo de combustibles fósiles, seguido por el de

la generación eléctrica (25%) y la industria (23%). El sector del transporte es también el principal contribuyente a las emisiones de NOx y CO, mientras que la generación eléctrica lo es en el caso del CH4 y el sector comercial en el del N2O.

Emisiones de GEI por Sector

Viqueira, L.

Países con Mayores Emisiones de CO2 por Quema de Combustibles Fósiles, 1994.

Total de Emisiones

Emisiones por Persona

(Millones de Ton.)

(Tons)

Estados Unidos

1.371 5.26 210

China 8.35 0.71 330

Rusia 455 3.08 590

Japón 299 2.39 110

Alemania 234 2.89 140

India 222 0.24 160

Reino Unido 153 2.62 150

Ucrania 125 2.43 600

Canadá 116 3.97 200

Italia 104 1.81 110

Francia 90 1.56 80

Polonia 89 2.31 460

Corea delSur

88 1.98 200

México 88 0.96 140

África delSur

85 2.07 680

Kazakstán 81 4.71 1250

Australia 75 4.19 230

Corea delNorte

67 2.9 960

Irán 62 1.09 270

Brasil 60 0.39 70

País Emisiones por Dólar de

PIB

Estudios de MitigaciónEscenarios de Emisiones

Emisiones de CO2 de México

Valores históricos y proyecciones para el período 1995-2010

Emisiones de CO2 per cápita

Valores históricos y proyecciones para el período 1995-2010

Escenarios de Mitigación Emisiones de Co2 para cada escenario de mitigación

12950

13000

13050

13100

13150

13200

13250

13300

13350

13400

13450

Base a b c d e f g h i j

Escenarios

Mile

s d

e t

on

s C

Escenario Características a Cogeneración en nuevas plantas de fertilizantes b Cogeneración en nuevas plantas de celulosa y papel c Cogeneración en nuevas plantas químicas d Cogeneración en nuevas plantas petroquímicas e Cogeneración en nuevas plantas azucareras f Lámparas compactas fluorescentes en el sector residencial g Iluminación eficiente en el sector residencial h Cogeneración en nuevas plantas y en el 50% de las ya existentes en la industria de los fertilizantes i Cogeneración en nuevas plantas y en el 50% de las ya existentes en la industria de la celulosa y papel j Cogeneración en nuevas plantas y en el 50% de las ya existentes en la industria química

Escenarios de MitigaciónEmisiones de CO2 al 2005

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

140000

Base Máximo Potencial deMitigación

Escenarios

Miles de Tons C

Residencial y Comercial

Industrial

Generación Eléctrica

Otros

Curva de Costos de Mitigación Incrementales

Escenario Características a Cogeneración en nuevas plantas de fertilizantes b Cogeneración en nuevas plantas de celulosa y papel c Cogeneración en nuevas plantas químicas d Cogeneración en nuevas plantas petroquímicas e Cogeneración en nuevas plantas azucareras f Lámparas compactas fluorescentes en el sector residencial g Iluminación eficiente en el sector residencial h Cogeneración en nuevas plantas y en el 50% de las ya existentes en la industria de los fertilizantes i Cogeneración en nuevas plantas y en el 50% de las ya existentes en la industria de la celulosa y papel j Cogeneración en nuevas plantas y en el 50% de las ya existentes en la industria química

Emisiones del Sector Energético vs. Captura

Forestal Emisiones de Carbono en México al 2010

MtC/año

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

1990 1995 2000 2005 2010

Emisiones Energía Captura Sector Forestal

Emisiones Netas Nivel de base (1990)

En México se han realizado varios estudios acerca de la capacidad de secuestro de carbono de sus bosques. Los resultados de estos estudios

muestran que la captura del sector forestal sería mayor que el crecimiento esperado de 48.3 MtonC de las emisiones anuales por consumo de energía

entre 1990 y el año 2010.

Gay C., Estrada M.

Principios y Elementos para una Propuesta de Protocolo Mexicano

Proceso para el Establecimiento de una Política Mexicana sobre Cambio Climático

Espacios de Riesgo

Ilustración de los umbrales críticos fuera de los cuales un evento climático puede ser riesgoso para el sistema (variaciones en le tiempo de precipitación,

temperatura u otra variable climática). Fuera del rango de tolerancia, en el espacio de riesgo, los sistemas podrían ser vulnerables, sujetos a posibles impactos

(Jones et al, 2000).

Estructura Probabilística de las incertidumbres climáticas

La variación en los valores medios de alguna de las variables climáticas (por ejemplo un incremento en la temperatura) puede asociarse a futuro con un aumento en la probabilidad de que los valores extremos de esta variable se

presenten con más frecuencia (Jones, et al, 2000).

Cambios en el Clima

a) Cambios por procesos naturales en la temperatura global observada y modelada (1850 – 2000) b) Cambios por procesos antropogénicos para el

mismo periodo c) La integración de los casos reproduce mejor los cambios observados (IPCC; WGI, 2001).

IPPC

Tendencias en la precipitación anual durante el periodo de 1945 a 1994.

(Morales et al, 2002).

Tendencias de la temperatura de verano para las 18 regiones de Douglas.

Espacios de Riesgo para México.

Se denota con N a los años de Niños y con Na a los años de Niñas fuertes.

Conde C.

Aplicación de indicadores de vulnerabilidad y adaptación a un estudio de caso: Tlaxcala.

Espacio de riesgo para la primavera en Apizaco, Tlaxcala. Se muestran los años de 1961 – 1999. Los años con fuertes eventos de El Niño se señalan con N, y con eventos fuertes de la Niña, con Na. Los rectángulos muestran los valores de 1 y 2 desviaciones estándar, respectivamente. El riesgo para la temperatura mínima para el maíz se encuentra en los cambios negativos.

Conde C.

Cambios de temperatura y precipitación anual para México, según las salidas de los 5 modelos que se indican y dos sensibilidades (media:

m; alta: h).

Cambios de Temperatura y Precipitación Anual para México para el Año 2050.

Conde C.

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 Precipitación Anual para México para el Año 2050.

Conde C.

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.

Conde C.

Proyectos e Investigaciones

• Proyecto para la evaluación del Programa del Fondo para Atender a la Población Afectada por Contingencias Climatológicas (FAPRACC)Se analizarán los 5 Estados en que los apoyos y afectaciones fueron más relevantes durante el 2003. (SAGARPA)

• Evaluación Integrada de la Vulnerabilidad Social y Adaptación a la Variabilidad y Cambio Climáticos entre los Productores en México y Argentina. (Global System for Analysis, Research and Training (START), the Third World Academy of Sciences (TWAS), y el United Nations Environment Programme (UNEP))

En este proyecto se estudia cómo diferentes tipos de productores en México y Argentina se están adaptando a incertidumbres múltiples originadas, por un lado, por un aumento en la frecuencia de eventos climáticos extremos y, por otro lado, por cambios socioeconómicos dramáticos asociados a procesos de globalización económica.

•Variabilidad Climática en México: Diagnósticos y mecanismos de adaptación por sector (CONACYT SEMARNAT)

Mediante un análisis integrado de los factores como clima (lluvias, temperatura), disponibilidad de agua y vulnerabilidad en México, analizar el riesgo (amenaza, vulnerabilidad) a condiciones extremas en el clima (sequía o excesos de lluvias) en los sectores agricultura, manejo de agua y bosques. Usando información climática (diagnóstico, pronóstico, escenarios) se proponen esquemas de uso de información climática para atenuar los impactos negativos de condiciones extremas del clima, como El Niño. Mediante el análisis de las tendencias del clima y escenarios a futuro de cambio climático, se proponen estrategias de adaptación en los sectores antes mencionados.

• Capacity Building for Stage II Adaptation to Climate Change in Central America, Mexico and Cuba

América Central, México y Cuba servirán como región piloto para elaborar y aplicar un marco de políticas de adaptación (Adaptation Policy Framework) para la creación de estrategias, políticas y medidas de adaptación. La aplicación de este marco demostrará como las políticas de adaptación pueden estar integradas al desarrollo nacional sustentable por lo menos en tres sistemas humanos: recursos hídricos, agricultura y salud humana.

•El fenómeno de El Niño y la Oscilación del Sur (ENOS) y sus impactos en México.

Durante mucho tiempo, el mayor reto en las Ciencias Atmosféricas ha sido el entender las variaciones climáticas que se producen año con año. Periodos de secas han resultado en cosechas pobres y en muchas ocasiones en hambruna y migraciones masivas. Hoy en día, no solamente la agricultura se ve afectada por la variabilidad interanual en el clima. También otras actividades económicas, como la generación de energía eléctrica, la pesca,entre otras, se ven afectadas . Incluso la salud humana depende de cambios extremos en el clima. En las últimas tres décadas se ha encontrado que la variabilidad interanual en el clima está relacionada en gran medida con el fenómeno de El Niño-Oscilación del Sur (ENOS).