URBANIZACIÓN Y CAMBIO CLIMÁTICO GLOBAL.
Ernesto Jáuregui-Ostos
CCA/UNAM
La sustitución de suelos naturales por elementos de la ciudad (pavimento, construcciones, etc.) altera el clima a escala local/regional.
La urbanización creciente en países en desarrollo está induciendo cambios ambientales tales como el aumento de la temperatura y el deterioro de la calidad del aire. Dichos cambios de escala local están contribuyendo junto con la deforestación al cambio global del clima.
Se estima que las ciudades con solo cubrir el 0.25% de la superficie terrestre contribuyen con el 85% del total de gases de invernadero (CO2, O3 y clorofluorocarbono) Oke (1993).
Actuando en sentido opuesto se encuentran los aerosoles que emiten las ciudades mitigando el calentamiento global (Charlston et al, 1991).
En esta presentación se ilustran algunos cambios climáticos ocurridos en ciudades grandes de México ocurridos en el siglo XX.
El más claro ejemplo del impacto de la urbanización en el clima local es el llamado efecto de la isla de calor. El entibiamiento del aire urbano crece a medida que aumenta de tamaño la ciudad.
Maximum heat island intensity (t u – r (max)) vs. population for tropical and mid-latitude cities (mid-latitude data, from Oke, 1982).
Evolución de la población de Toluca, Mex. 1970 - 2000.
Poblacion en Toluca
0
100.000
200.000
300.000
400.000
500.000
600.000
700.000
19701980
19901995
2000
Hab
itan
tes
0
200
400
600
800
1000
1200
1400h
abit
ante
s x
1000
Chihuahua, Chih León, Gto.
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000
hab
itan
tes
x 10
00
Tijuana, B.C. Torreón, Coah.
Ciudad de México.
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
20000
1900
1930
1950
1970
1990
hab
itan
tes
x 10
00
Rates of population growth for some medium/large cities in Mexico.
La isla de calor tiene una variación diurna, estacional y de largo periodo.
Las hipótesis sobre la génesis de la isla de calor.
1. Aumento de absorción de radiación de onda corta (y geometría del cañón urbano).
2. Aumento de la radiación de onda larga del cielo (contaminación).
3. Disminución de la pérdida de radiación de onda larga (reducción del factor de cielo).
4. Calor antrópico (tráfico vehicular).
5. Aumento del calor sensible almacenado (materiales de construcción).
6. Disminución de la evapotranspiración.
7. Disminución del transporte turbulento de calor (reducción del viento).
Si bien la isla de calor se detecta utilizando mediciones termométricas, el origen del fenómeno se encuentra en la forma en que se distribuye la radiación solar en el tejido urbano. Mientras menor sea el arbolado urbano, la isla de calor será más intensa y menor será la humedad relativa. Algunos ejemplos:
QH/Q* QE/Q* Qs/Q* QH/Qs
Barcelona (downtown) 0.34 0.09 0.56 7.1 0.54
School of Mines, D.F. (downtown)
0.38 0.04 0.58 8.7 0.65
Vancouver (industrial) 0.42 0.10 0.48 4.4 0.9
Summary of mean energy balance fluxes (non dimension) during daytime (for Q*>0) for Barcelona and Mexico City.
Mean values for fluxes during daytime (Q*>0). Period 16, 19-21 June 2001.
MJm-2 Q* QH QE Qs
Barcelona 18.9 6.35 0.9 11.7
School of Mines (D.F.) 8.9 3.4 0.39 5.2
Isla de calor en la Ciudad de México.
Isotermas para la ciudad de Puebla.
Temperatura para la ciudad de Toluca.
Humedad relativa % en Toluca.
-1
0
1
2
3
4
5
6
ener
o
febr
ero
mar
zoab
ril
may
ojun
iojul
io
agos
tose
pt oct
nov dic
Meleagrícola SAG SRH
Diferencias medias de temperaturas mínimas mensuales entre el observatorio de la UAEM y dos estaciones perimetrales de la ciudad de Toluca en el año 1976.
Días con heladas en Observatorio de Toluca.
y = -4,9107x + 212,69
90
130
170
210
250
1983
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
Cambios climáticos en décadas recientes observados en Toluca.
Temperatura mínima promedio. Observatorio de Toluca.
y = 0,0376x + 3,5498
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,5°C
A medida que la ciudad de México creció, se calentó el aire citadino y se
volvió menos húmedo.
Temperatura media anual. Observatorio de Tacubaya, 1900-2002.
12
13
14
15
16
17
18
19
1900
1906
1912
1918
1924
1930
1936
1942
1948
1954
1960
1966
1972
1978
1984
1990
1996
2002
°C
Y= 0.0599x+14.432Y= 0.0262x+14.010
Y= 0.0466x+12.29
n.s. < 75%
n.s. 99.95%
n.s. 99.95%
1900-2002 n.s. 99.95%
40
45
50
55
60
65
70
75
Humedad relativa anual. Observatorio de Tacubaya 1877-2002.
%
Y= -0.2355x+62.483
Y= -0.0603x+64.645
Y= -0.2564x+86.821
n.s. 99.95%
n.s. 97.5%
n.s. 99 %
1900-2002 n.s. 90 %
Por otra parte la frecuencia de aguaceros fuertes se duplicó.
Frecuencia de la precipitación máxima en 24/hrs. mayor de 30 mm en Tacubaya
0
5
10
15
20
25
30días/década
Durante el siglo XX en las ciudades grandes y medias de México se observó el calentamiento del aire urbano. Dicho incremento fue mayor que el calentamiento global.
Estadística de tendencia (°C/década), significancia y población de ciudades grandes y medias de México.
> 10 6 Tendencia °C/década
Periodo Población año 2000 X 1000
Significancia %
Tacubaya (D.F.) 0.64 1920-1995 17.942 99.95 Guadalajara 0.64 1920-1997 3.677 99.95 Monterrey 0.08 1960-1986 3.243 <75 Puebla 0.09 1881-2000 2.220 99.95 Tijuana 0.71 1949-1984 1.264 99.5 León 0.45 1959-1998 1.235 99 Torreón 1.0 1952-1998 1.000 99.9 Promedio 0.52
< 10 6 Mérida 0.45 1976-1992 842 97.5 Cuernavaca 0.15 1956-1994 705 75 Chihuahua 0.37 1950-1997 677 95 Tampico 0.52 1961-1997 674 90 Zacatecas 0.20 1961-1997 232 90 Guanajuato 0.19 1969-1997 141 <75 Promedio 0.31
Tendencia de algunas estaciones (ºC/década)
México city´s temperature rate of increase in comparison with global warming. 1900-1989.
Rate of increase (ºC/90yr)
Per 100yr
ºC
(b)/(a)
a) Global warming
(NH)0.50 0.56
3.4b) Mexico
city1.70 1.89
¿Cómo mitigar el calentamiento urbano?
Los parques urbanos constituyen un sumidero de calor.
Distribución de isotermas en el área de Chapultepec el 17 de junio de 1997, de 6:45 a 8:00 a.m.
Consideraciones finales.
Las ciudades medias y grandes están contribuyendo en forma sustancial a las emisiones de gases invernadero y en consecuencia al cambio global del clima estimado en 0.16ºC para el periodo 1901-84 (Karl y Jones, 1989).
Al cambio global del clima se suma el efecto isla de calor, consecuentemente habrá mayor frecuencia de ondas de calor en ciudades del trópico/subtrópico durante el verano. Las islas de calor en ciudades de rápido crecimiento de México se ha intensificado dos o tres veces más que el promedio global en el último tercio del siglo XX.
Un medio de mitigar el impacto de dicho calentamiento es por medio de creación de áreas verdes.
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