Cambio climático en México: observaciones y proyecciones
Estrada, Francisco et al. [2023], "Cambio climático en México: observaciones y proyecciones", Estado y perspectivas del cambio climático en México: un punto de partida, CDMX, Programa de Investigación en Cambio Climático / Instituto de Ciencias de la Atmosfera y Cambio Climático, pp. 11-30, https://cambioclimatico.unam.mx/wp-content/uploads/2023/11/estado-y-pers...
Cambios observados en el clima
El análisis del cambio climático se centra en identificar y entender los cambios a largo plazo en las tendencias centrales de distintas variables climáticas. El clima está determinado tanto por la variabilidad interna del sistema, como por fuerzas externas, naturales y antropogénicas, y sus interacciones. El texto expone algunos de los principales cambios en el clima en México, desde inicios del siglo XX hasta la actualidad.
Temperatura
La temperatura media del aire en México ha aumentado alrededor de 1.7° C, con respecto de principios del siglo XX. El incremento y la tasa de aumento en la temperatura promedio anual en México es considerablemente mayor que la tasa del promedio global. Y se espera que durante las siguientes décadas el calentamiento continúe siendo más rápido en México, en comparación con el promedio global (dato crucial 1).
El calentamiento observado en México es mayormente provocado por el incremento de las concentraciones atmosféricas de gases de efecto invernadero (GEI) antropogénicos. Aunado a eso, otras fuerzas y procesos de variabilidad natural han modulado esta tendencia. Sin estas variables el aumento en la temperatura del aire promedio anual en México hubiera sido casi 70% mayor al registrado.
El aumento en la temperatura promedio anual es diverso en distintas zonas del territorio mexicano, acentuándose en el norte y sureste del país (dato crucial 2). Por otro lado, el incremento de la temperatura no es homogéneo a lo largo del año, siendo considerable en otoño y primavera, en tanto limitado en invierno y verano (dato crucial 3).
Precipitación
El cambio climático ha modificado la distribución de la precipitación entre las estaciones del año, con incrementos significativos en verano y otoño. La precipitación promedio en México aumentó en una tasa de 3.1 (2.4 a 3.8) milímetros (mm)/mes, por siglo desde comienzos del siglo XX. (dato crucial 4).
La precipitación es altamente heterogénea espacialmente: ha disminuido en regiones del norte de México y aumentado en el centro y sur del territorio (dato crucial 5). Los cambios estacionales también son heterogéneos. Durante la primavera se muestra un patrón de reducción en el noroeste y un incremento en la mayor parte del centro y sur del país, con magnitudes similares a las de la precipitación anual (dato crucial 6).
Evolución de los eventos extremos durante el periodo observado
Los eventos extremos de temperatura han aumentado de manera generalizada. Durante el periodo de 1975 a 2021 se han observado eventos extremos de temperatura y de precipitación en aumento.
Eventos extremos de temperatura
Entre 1990 y 2020, la duración del periodo cálido ha aumentado, alcanzando niveles similares a los del periodo de 1930 a 1960. Los estados con mayores duraciones del periodo cálido están en el centro y occidente del país; mientras que las duraciones más cortas se presentan en el norte.
Desde mediados de la década de 1980, se ha observado un aumento en la duración del periodo cálido en México, marcando un cambio significativo después de casi treinta años (1960-1990) con las duraciones más cortas registradas para esta variable en el país. Las tendencias observadas durante el periodo 1980 a 2018 indican incrementos cercanos a cinco días adicionales por década para la región centro-occidental, mientras que el norte del país presentó incrementos cercanos a cinco días adicionales por década (dato crucial 7).
El porcentaje de días con temperaturas máximas superiores al percentil 90 (TX90p), en comparación con el periodo de 1961 a 1990, se ha duplicado desde 1970 (dato crucial 8). El porcentaje de días en los que la temperatura mínima supera el percentil 90 (TN90p) del periodo de referencia (1961 a 1990) ha aumentado desde mediados de la década de 1970 y se ha acelerado a partir de la década de 2010. En los últimos años, el TN90p ha alcanzado su máximo histórico, llegando casi a 20% de los días con temperaturas mínimas (dato crucial 8).
Las tendencias en esta variable indican que el porcentaje de días que supera el TN90p aumenta mas rápido en los estados que ya tienen los mayores porcentajes de días con temperaturas superiores a dicho umbral (dato crucial 9). La combinación de cambios en extremos de temperatura implica una mayor frecuencia de días con temperaturas máximas extremas y también temperaturas mínimas más elevadas. Esto afecta las condiciones de vida, salud y productividad.
Eventos extremos de precipitación y sequía
Desde inicios siglo XXI, la distribución temporal de la lluvia se ha vuelto más extrema, con periodos más largos de sequía y eventos de precipitación más extremos. El número de días consecutivos secos, es decir con precipitaciones inferiores a 1 mm, han aumentado de 70 a casi 80 días por año, especialmente en los estados del noroeste, como Baja California, Sonora, Sinaloa y Chihuahua (dato crucial 10).
Durante el periodo de 1980 – 2018, las regiones afectadas por ciclones tropicales y del monzón de Norteamérica fueron en las que los eventos extremos contribuyeron en mayor proporción a la precipitación anual. En el caso de los días extremadamente lluviosos, aquellos con precipitación mayor que el percentil 99 de los días con lluvia, pasaron a contribuir de un 6% a un 9% a la precipitación total durante el periodo observado (dato crucial 11).
Por otro lado, los eventos de sequía observados se han vuelto mas frecuentes y severos. Las sequías excepcionales están caracterizadas por pérdidas excepcionales y generalizadas de cultivos o pastos, riesgo excepcional de incendios, escasez de agua en embalses, arroyos y pozos, con una probable situación de emergencia debido a la ausencia de agua (dato crucial 12).
Nivel medio del mar en las costas mexicanas
El nivel medio del mar varía marcadamente a lo largo del año y del territorio mexicano. El valor máximo promedio del nivel del mar para las costas del Pacífico Mexicano ocurre principalmente en septiembre. Mientras que para los del Golfo de México esto ocurre en octubre.
Desde la segunda mitad del siglo XX se tiene registro de los aumentos diferenciados en el nivel del mar en el Golfo de México y en el Pacífico Mexicano. En algunas regiones del sur del Pacífico Mexicano, en especial en las costas de Oaxaca y Guerrero, se experimentaron decrementos en el nivel medio del mar, debido a movimientos verticales de la corteza terrestre provocados por sismos lentos o subsidencia (dato crucial 13).
Las tendencias en el aumento del nivel del mar a nivel local son espacialmente heterogéneas y algunos de los mayores cambios se encuentran en regiones con alto grado de marginación. La mayor tasa de aumento del nivel medio del mar se observa al sur y noroeste del Golfo de México, coincidiendo sobre sitios que se encuentran en ciudades con alto índice de marginación (dato crucial 14).
Proyecciones climáticas para el siglo XXI
Los resultados presentados aquí se basan en promedios de ensambles de realizaciones provenientes de diferentes proyectos de investigación climática, lo cual es conveniente para ilustrar los posibles cambios, pero no representan la incertidumbre en modelación, ni debe interpretarse como pronóstico.
Hasta la segunda mitad del siglo, los cambios climáticos son determinados por la totalidad de emisiones y decisiones políticas pasadas. Los cambios proyectados para 2030-2040 son difíciles de evitar mediante políticas de mitigación convencional, destacando la necesidad mejorar las estrategias de adaptación.
El clima futuro de México en la segunda mitad del siglo XXI dependerá de la trayectoria socioeconómica global. En un escenario con altas emisiones de GEI, la temperatura del aire podría aumentar en casi 6°C. Ahora que, en un escenario en concordancia con la tendencia actual de emisiones de GEI, dicho aumento podría sobrepasar los 5°C para el 2100.
Mientras que, en un escenario consistente con los compromisos en las Contribuciones determinadas a nivel nacional (CDN), la temperatura anual promedio en México podría limitarse a 3°C (con respecto al periodo1986 – 2005). En cambio, si los objetivos expresados en el Acuerdo de París se lograran, se podría limitar el aumento a 2°C.
Escenarios de altas emisiones de GEI sugieren reducciones significativas en la precipitación anual promedio en México. Por el contrario, los escenarios de emisiones intermedias y bajas sugieren cambios en el nivel de la precipitación promedio del país similares a las observadas en el periodo de referencia (dato crucial 15).
Simulaciones de modelos climáticos sugieren que el país podría enfrentar condiciones climáticas extremas a lo largo del siglo XXI, con cambios muy heterogéneos en el espacio y entre las estaciones del año (dato crucial 16). A excepción del escenario SSP126, los demás escenarios que implican mayores emisiones de GEI se prevé una disminución generalizada de la precipitación, especialmente en la segunda parte del siglo XXI (dato crucial 17).
El escenario de altas emisiones para 2050 muestra incrementos significativos de temperatura en la región central. En cuanto a la precipitación, se prevén mayores reducciones en primavera en el centro y norte de las costas del Pacífico. Mientras que, en verano, las mayores reducciones se esperan en la península de Yucatán y el sureste, con menores reducciones en el norte del país (dato crucial 18).
El escenario de emisiones consistente con el Acuerdo de París ofrece controles significativos en el aumento de temperatura, que podría limitarse por debajo de 2°C, y cambios en la precipitación para todos los estados mexicanos, con aumentos ligeramente menores en las temperaturas de otoño e invierno en comparación con invierno y primavera. (dato crucial 19).
El calentamiento es generalizado para todas las estaciones y escenarios de emisiones. En general, con los estados del norte que experimentan los mayores aumentos, mientras que Chiapas y Tabasco destacan en verano entre los primeros 5 estados con mayor calentamiento. Por otro lado, el menor calentamiento se observa en los estados de la península de Yucatán y Baja California.
Se proyecta que los patrones de precipitación se vuelvan más extremos a lo largo del siglo XXI, especialmente bajo escenarios de altas emisiones de gases de efecto invernadero. La mayoría de los estados experimentarían modificaciones en los patrones de precipitación, con periodos secos más largos y aumentos en la precipitación del día más lluvioso del año (dato crucial 20).
La mayoría de los estados y escenarios de emisiones de GEI proyectan una disminución en el número de días con precipitación extrema. Además, un aumento en la precipitación del día más lluvioso del año indica menos eventos extremos de precipitación anual, pero con mayor intensidad.
Las simulaciones indican que México enfrentará un clima más caluroso y seco. Se espera una mayor frecuencia e intensidad de eventos extremos de temperatura y precipitación. Las proyecciones para el siglo XXI indican un aumento en la intensidad de eventos extremos de temperatura. Incluso bajo escenarios de mitigación internacional ambiciosos, se anticipa un aumento, especialmente en escenarios de altas emisiones (dato crucial 21).
Los escenarios de mitigación internacional proporcionan una primera aproximación de los requerimientos mínimos de adaptación en tiempo y espacio, al cumplir con las metas del Acuerdo de París. Sin embargo, los riesgos e impactos residuales requieren de estrategias de adaptación y reducción de riesgos. Incluso esfuerzos de mitigación internacional poco ambiciosos pueden reducir algunos riesgos del cambio climático y dar tiempo para la adaptación.
Las CDN ofrecen beneficios al retrasar y reducir el alcance de impactos críticos, aunque no sean suficientes para alcanzar los objetivos más estrictos de temperatura global. Cambiar de un escenario de inacción y altas emisiones (RCP8.5) a uno similar a las CDN actuales (RCP4.5) retrasaría en promedio 15 años el rebasamiento de aumentos superiores a 2°C. Este esfuerzo de mitigación lograría retrasar la excedencia del umbral de reducción de al menos 10% por 15-20 años en muchos estados, evitando que se rebasara durante este siglo en algunos casos (dato crucial 22).
2. Entre 1975 y 2021, México ha experimentado tasas de calentamiento de 2 °C a 4 °C por siglo en gran parte de su territorio. Datos de análisis indican tasas de calentamiento superiores a 6 °C en la parte norte y cercanas a 5 °C en la región sureste entre 1979 y 2021. En la Figura 1b, durante el periodo 1979-2021, se muestra que la tasa de calentamiento por siglo en la parte norte del país alcanza valores superiores a los 6 °C y cercanos a los 5 °C en la región sureste.
3. Las estaciones de primavera y otoño han experimentado los mayores aumentos en la temperatura media del aire, con incrementos de 1.77 °C cada una, en comparación con el periodo 1900-1930. Mientras que el invierno presenta el menor incremento con 1.51 °C y el verano ha experimentado un aumento de 1.53 °C.
4. Las bases de datos analizadas (GPCC, CRUTS 4.05) coinciden una tendencia positiva constante en la precipitación durante el periodo 1901-2021. Sin embargo, existe incertidumbre importante respecto a la magnitud de la tendencia: 2.4 mm/mes por siglo (GPCC) versus 3.8 mm/mes por siglo (CRUTS 4.05). La precipitación en otoño y verano ha aumentado a tasas de 6.5 y 5.1 mm/mes por siglo, respectivamente, según GPCC. Mientras que CRUTS 4.05 muestra tasas de aumento de 7.7 mm/mes por siglo en otoño y 8.8 mm/mes por siglo en verano.
5. Entre 1975 y 2021, la precipitación anual muestra tendencias negativas en regiones del noroeste (-0.2 hasta -1 mm/día por siglo) y aumentos en el centro y sur del país (entre 0.5 y 2 mm/día por siglo). En invierno, se observan tendencias negativas en todo el país, más notables en las regiones noroeste y sureste, con valores de hasta -2 mm/día por siglo.
6. En verano, hay reducciones importantes en la parte norte y centro del país, alcanzando entre -0.5 y -2 mm/día por siglo, con decrementos máximos sobre Jalisco, Nayarit, Sinaloa, Tamaulipas y Nuevo León. En el sureste y partes del centro del país, se observan incrementos entre 0.5 y más de 2 mm/día por siglo, con máximos sobre Oaxaca y Chiapas. En otoño, con excepción del noroeste, las tendencias son positivas para casi todo el país, alcanzando máximos superiores a los 2 mm/día por siglo en Tabasco, Veracruz, Chiapas y Jalisco. En la Figura 2 se muestran las tendencias en la precipitación para primavera, verano, otoño e invierno, respectivamente.
7. En la Figura 3 se muestra la evolución del índice de duración del periodo cálido (WSDI) durante el periodo de 1980 – 2018.
8. Durante la década de 1960, el promedio de días con temperaturas superiores al percentil 90 (TN90p) en México era cercano a 9%. En los últimos años, este valor casi se ha duplicado, alcanzando 17%. Se observan incrementos superiores a 4% por década en Michoacán y Jalisco, de 3 a 4% en la región centro y noroeste, y de 2 a 3% en el noreste.
9. En la península de Yucatán y el sureste de México, se registran tendencias de aumento de temperatura cercanas a 3% por década, mientras que en la región centro este valor es de 2.5% por década.
10. Los días muy lluviosos, aquellos con precipitación que supera el percentil 95 de los días con lluvia para el periodo de referencia (1961-1990), han aumentado de representar alrededor de 21% a cerca de 26% en los últimos años.
11. Baja California Sur (3.34%), Yucatán (1.59%), y Colima (1.54%) son los estados que muestran las mayores tendencias de aumento en eventos de precipitación y sequía extremos.
12. Según el Monitor de Sequía del Servicios Meterológico Nacional, durante las primeras dos décadas del siglo XXI, la región norte-centro de México ha experimentado sequías excepcionales (D4) con una frecuencia significativa. En la Figura 4 se muestra la ocurrencia de sequías excepcionales en el periodo 2003 a 2020.
13. La tasa promedio de incremento es mayor en el Golfo de México (2.4 mm año-1) que en el Pacífico Mexicano (1.1 mm año-1). La tendencia observada en el Golfo de México es considerablemente mayor a la reportada a nivel global (1.8 mm año-1) durante un periodo similar (Golfo de México: 1946 a 2006, estimación global: 1946 a 2002). Algunas regiones en el sur del Pacífico Mexicano, particularmente en las costas de Oaxaca y Guerrero, experimentaron decrementos en el nivel medio del mar con una tasa promedio de 1.5 y 2.8 mm año-1, respectivamente. En la Figura 5 se representa espacialmente la tendencia a largo plazo del nivel del mar en 17 sitios costeros de México.
14. Cuatro de los siete sitios analizados, como Coatzacoalcos, Veracruz (2.8 mm año-1), Cd. Del Carmen, Campeche (3.0 mm año-1), Progreso, Yucatán (3.7 mm año-1), y Cd. Madero, Tamaulipas (8.3 mm año-1), presentan tasas de aumento superiores a las reportadas a escala global. En el Pacífico Mexicano, las mayores tasas de aumento en el nivel del mar se observan en la parte central y en el Golfo de California, con máximos en Manzanillo, Colima (2.8 mm año-1) y Guaymas, Sonora (3.7 mm año-1), respectivamente.
15. Según el promedio del ensamble del Proyecto de Intercomparación del CMIP6, los escenarios de altas emisiones de GEI podrían implicar una reducción del 15% en la precipitación anual promedio de México para finales del siglo. Escenarios intermedios sugieren cambios aún menores en la precipitación anual, mientras que el cumplimiento del Acuerdo de París podría implicar un ligero aumento.
16. Bajo un escenario de emisiones muy altas de GEI, se proyecta un aumento de la temperatura media anual a nivel estatal entre 1.8°C y 2.5°C para el 2050, y de 3.8°C a 5.4°C para finales del siglo XXI. Para finales del siglo, en este escenario, 27 estados podrían experimentar un aumento de temperatura anual superior a 4.5°C, y 7 estados del norte podrían superar los 5°C.
17. Se esperan las mayores disminuciones en la precipitación en la península de Yucatán, con valores que podrían superar el 20% para el periodo 2081 a 2100.
18. En casos como Yucatán, Campeche y Quintana Roo, las reducciones en la precipitación podrían ser cercanas al 50% bajo el escenario SSP585. Las reducciones más pronunciadas en la precipitación de invierno se prevén en la zona centro de las costas del Pacífico, afectando a estados como Colima, Jalisco, Michoacán y Nayarit. En las Figuras 6 y 7 se pueden observar los cambios en temperatura y precipitación promedio anual, respectivamente, para los horizontes 2050 y 2090.
19. En el periodo de invierno, las proyecciones indican aumentos menores en la temperatura, no superando los 5°C (1.6°C) bajo el escenario SSP858 (SSP126).
20. Según el promedio del ensamble de modelos físicos del clima del CMIP5, para cualquier escenario de emisiones de GEI, la mayoría de los estados mexicanos experimentarían un aumento en el número de días consecutivos secos (CDD) en comparación con el periodo 1970-2000. Bajo el escenario de GEI RCP8.5, estados como Baja California Sur y Colima podrían ver aumentos de más de 10 y 21 días al año para el 2050 y 2090, respectivamente.
21. Durante el siglo XXI, en todos los escenarios de emisiones de GEI, se anticipa un aumento en la temperatura máxima del día más caluroso del año (TXx) para todo el país en comparación con el periodo de referencia 1970-2000. Bajo el escenario RCP2.6, el aumento promedio en TXx sería de 1.8°C, con una quinta parte de los estados experimentando aumentos superiores a 2°C. Para el 2050, algunos estados podrían experimentar incrementos de al menos 2°C, y para el 2100, el aumento promedio estatal en TXx sería de 5.3°C, con 7 estados teniendo aumentos cercanos a 6°C.
22. La Figura 8 presenta las fechas estimadas de excedencia de umbrales de riesgo para dos escenarios de emisiones: muy altas emisiones (RCP585) y cumplimiento estricto de las Contribuciones Determinadas a nivel Nacional (CDN) actuales (RCP245). El panel izquierdo muestra las fechas estimadas de excedencia de 2°C en la temperatura del aire anual promedio, mientras que el panel derecho muestra las fechas estimadas de excedencia de disminuciones mayores al 10% en la precipitación anual.
Estrada, Francisco, Calderón-Bustamante, Óscar, Raga Graciela, Altamirano del Carmen, Miguel Angel, Torres, Víctor, Zavala-Hidalgo, Jorge [2023], “Análisis del cambio climático observado y proyectado para México”, Estado y perspectivas del cambio climático en México. Un punto de partida, Reporte técnico, Programa de Investigación en Cambio Climático, UNAM, https://cambioclimatico.unam.mx/wp-content/uploads/2023/10/cambio-climat...
López-Espinoza E.D., Gómez-Ramos O., Zarza Alvarado M.A., Zavala-Hidalgo J., Osorio-Tai M.E., [2023], “El cambio en el nivel medio del mar en las costas mexicanas”, Estado y perspectivas del cambio climático en México. Un punto de partida, Reporte técnico, Programa de Investigación en Cambio Climático, UNAM, https://cambioclimatico.unam.mx/wp-content/uploads/2023/10/cambio-climat...
Ortiz Haro, G.A., Gress Carrasco, F., Mazari Hiriart, M., [2023], “Recursos hídricos y cambio climático: una visión desde México”, Estado y perspectivas del cambio climático en México. Un punto de partida, Reporte técnico, Programa de Investigación en Cambio Climático, UNAM, https://cambioclimatico.unam.mx/wp-content/uploads/2023/10/cambio-climat...
En el caso de México, se ha experimentado un calentamiento más rápido que el promedio global desde el inicio del siglo XX, con variaciones significativas. Asimismo, México enfrentará un clima más cálido y seco y con riesgos de eventos extremos. Un punto importante para considerar por parte de gobiernos actuales y futuros, sobre todo en relación con las regiones mas marginadas del país, quiénes sufrían mayormente las consecuencias del cambio climático. La mitigación y adaptación pueden reducir los impactos y proporcionar tiempo para prepararse.
