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CAPÍTULO 145. DIVERSIDAD DE PROCESOS FUNCIONALES EN LOS 1

ECOSISTEMAS. 2

Autores Responsables de Capítulo: 3

Elva Escobar. Instituto de Ciencias del Mar y Limnología, UNAM. 4

Manuel Maass. Centro de Investigaciones en Ecosistemas, UNAM Campus Morelia. 5

Co-autores que colaboraron: 6

Javier Alcocer Durand. Programa en Limnología Tropical, UNAM FES Iztacala. 7

Enrique Azpra Romero. Centro de Ciencias de la Atmósfera, UNAM. 8

Luisa I. Falcón Álvarez. Instituto de Ecología. 9

Artemio Gallegos García. Instituto de Ciencias del Mar y Limnología, UNAM. 10

Francisco Javier García. Posgrado en Ciencias del Mar y Limnología, UNAM. 11

Felipe García Oliva. Centro de Investigaciones en Ecosistemas, UNAM Campus Morelia. 12

Manuel González Ocampo. Posgrado en Ciencias Biológicas, UNAM. 13

Víctor Jaramillo. Centro de Investigaciones en Ecosistemas, UNAM Campus Morelia. 14

Raymundo Lecuanda Camacho. Instituto de Ciencias del Mar y Limnología, UNAM. 15

Víctor Magaña. Centro de Ciencias de la Atmósfera, UNAM. 16

Erik Márquez García. INP-SAGARPA. 17

Angelina Martínez Yrízar. Instituto de Ecología, UNAM. 18

Agustín Muhlia V. Observatorio de Radiación Solar, Instituto de Geografía UNAM. 19

Mario Arturo Ortiz-Pérez. Instituto de Geografía, UNAM. 20

Rodríguez Sobreyra, Ranulfo. Instituto de Ciencias del Mar y Limnología, UNAM. 21

Zavala Hidalgo, Jorge. Centro de Ciencias de la Atmósfera, UNAM. 22

23

2

La enorme diversidad biológica de nuestro país no sólo México se refleja en el gran número de 24

especies descritas y mencionadas en los capítulos anterioresy variabilidad genética de éstas, sino 25

ademáspero también en la enorme diversidad delos procesos ecológicos, producto de la 26

interacción de los organismos entre sí y con su ambiente. Componentes bióticos y abióticos 27

conforman ensamblajes integrados mediante procesos funcionales de corte físico, químico y 28

biológico, en los que el agua, la energía y los materiales fluyen y se transforman. En este 29

capítulo hacemos referencia a la diversidad de procesos ecológicos que se dan en los distintos 30

ecosistemas del país. En particular tomamos en cuenta a aquellos que controlan la dinámica 31

funcional de los ecosistemas naturales. El impacto de las actividades humanas sobre eéstos se 32

analiza en la Parte B del estudio esta obra. 33

Al igual que en varios de los capítulos, el análisis se hace utilizando el marco conceptual 34

del MA (Millennium Ecosystem Assessment). El MA reconoce cuatro grandes tipos de 35

servicios ambientales que ofrecen los ecosistemas: de provisión, de regulación, culturales y de 36

soporte. Estos últimos son los procesos ecológicos básicos que mantienen al ecosistema. Se 37

trata de las principales vías y mecanismos de entradas, salidas, almacenes y flujos internos de 38

agua, energía y elementos minerales en el ecosistema. Aunque no necesariamente tienen un 39

beneficio directo para la sociedadPor ello, los servicios de soporte hacen posible los otros tres 40

tipos de servicios ambientales. Los procesos aquí analizados son el insumo esencial para 41

entender, evaluar y manejar los servicios ecológicos que ofrecen los ecosistemas al hombre y de 42

allí la relevancia de su conocimiento a nivel nacional. 43

Se identificaron 32 procesos funcionales de corte ecosistémico que, dada su importancia, 44

deben ser identificados, evaluados y descritos a nivel nacional. ÉEstos fueron catalogados en 45

tres grandes tipos: 1) aquellos ligados con la dinámica hidrológica del ecosistema; 2) aquellos 46

relacionados con la disponibilidad y el flujo de energía; y 3) aquellos de corte biogeoquímicos 47

3

involucrados en la dinámica de elementos minerales en el ecosistema. La mayoría de estos 48

procesos ocurren en todos los ambientes; sin embargo, algunos soólo ocurren en ambientes 49

acuáticos y otros son más bien de corte terrestre. Existen además otros fenómenos naturales que, 50

dada su virulencia, constituyen un factor de riesgo para la población. Su identificación, 51

descripción y evaluación también son de gran relevancia nacional, por lo que se incluyeron en la 52

lista. En total se identificaron diez denominados de riesgo ambiental. Finalmente, también se 53

consideraron una docena de factores ambientales básicos que constituyen el sustrato o materia 54

prima esencial para la operación de los ecosistemas. En conjunto suman un total de 55 procesos y 55

parámetros identificados (ver tabla 15.1). 56

Con rRespecto a los procesos y factores ambientales básicos, desde hace mucho tiempo 57

existe la conciencia y el interés de evaluarlos a nivel nacional. El trabajo del INEGI, el INE y 58

de diversos institutos de ciencias de la Ttierra en las universidades corroboran esta necesidad. 59

Para el caso de los asociados a fenómenos de riesgo ambiental, desde hace relativamente poco 60

tiempo ha comenzóado una cultura de la prevención de desastres y, con ello, una clara conciencia 61

de su importancia e interés por estudiarlos. Sin embargo, y no obstante su gran relevancia, hoy 62

en día se tiene poca conciencia sobre la necesidad de evaluar, a nivel nacional, los procesos 63

funcionales de corte ecosistémico, sobre todo los de tipo biogeoquímico y energético. 64

El entendimiento de los diferentes procesos funcionales sigue un mismo patrón que el 65

mostrado por la conciencia de su importancia e interés en estudiarlos. A nivel internacional, el 66

entendimientola comprensión del funcionamiento de los ecosistemas apenas comienza a 67

conformarse. Siendo Por ser éestos sumamente dinámicos, su estudio requiere de mediciones 68

continuas y prolongadas, difíciles de obtener a partir de esfuerzos no sistemáticos, sobre todo en 69

un subsistema científico que promueve los estudios a corto plazo y de escalas pequeñas. Sin 70

embargo, ante la evidencia cada vez más clara, de la severa crisis ambiental que estamos viviendo 71

4

a escalas planetarias, aunado al desarrollo de nuevas tecnologías que permiten dar seguimiento a 72

variables ecológicas de manera más eficiente, se ha incrementado el interés y la posibilidad de 73

por estudiar los procesos ecológicos a escalas más amplias. 74

Con excepción de algunos aspectos de corte hidrológico, prácticamente no se tiene 75

información, a escalas nacionales, sobre los el funcionamiento de los ecosistemas. Existen 76

algunos estudios que los analizan con detalle, pero que se circunscriben a sitios muy localizados 77

y solo por solamente algunos años. La mayoría de los mapas que muestran estos procesos 78

ecosistémicos a escala nacional se basan en información puntal y acotada, cuya extrapolación a la 79

escala nacional deja mucho que desear, pues los modelos empleados y los supuestos establecidos 80

no siempre se cumplen. Sin embargo son una primera aproximación que ayuda a generar la 81

conciencia de su importancia, así como el interés necesario para abordarlos de una manera más 82

apropiada. 83

La información existente muestra claramente un sesgo hacia un mejor entendimientola 84

comprensión de los aspectos estructurales en comparación con los aspectos funcionales de 85

nuestros ecosistemas. Es de suma importancia redoblar esfuerzos a nivel nacional para avanzar 86

en el entendimientola investigación del funcionamiento de nuestros ecosistemas, y en particular 87

de aquellos que son modificados a pasos grandes. El esfuerzo que ello implica no sólo requiere 88

la búsqueda de fondos de financiamiento apropiados, sino además el establecimiento la 89

formación de redes de grupos de investigación que, trabajando de manera coordinada, puedan 90

generar la información a las escalas requeridas. El establecimiento de la Red Mexicana de 91

Investigación Ecológica de Largo Plazo (Mex- LTER), así como el Programa Mexicano del 92

Carbono, son claras muestras del interés y disposición por parte de los científicos mexicanos para 93

abordar estudios con el detalle y a las escalas espaciales y temporales que esa tarea requiere. 94

5

A continuación presentamos una breve sinopsis de algunos de estos procesos ecológicos. 95

Se puso particular atención en identificar qué tanta conciencia/interés hay en estudiarlos a nivel 96

nacional y cuál es su grado de entendimiento. Así mismo, se describe brevemente qué 97

información hay disponible y qué calidad ésta tiene ésta. En aquellos casos en los que hay 98

información suficiente, se describió su comportamiento espacial y temporal. 99

100

101

(ver tabla 15.1 más abajo…)102

6

103

Tabla 15.1

Diversidad de procesos funcionales en los ecosistemas.

(T = ambientes terrestres; A = ambientes acuáticos, * = ambos ambientes)

Procesos funcionales del ecosistema

Dinámica hidrológica

1 * Lluvia

2 * Aportes de agua subterránea

3 * Aportes fluviales

4 * Evapotranspiración potencial

5 * Evapotranspiración actual

6 T Humedad en el suelo

7 T Escurrimiento medio anual

8 T Almacenamiento de agua subterránea

9 A Conectividad por corrientes y masas de agua

10 A Balance de calor (lluvia-evaporación)

Dinámica energética

11 * Radiación Solar Media

12 * Albedo

13 * Descomposición / Remineralización

14 * Productividad primaria

15 T Índice normalizado de vegetación

7

16 T Almacenes de biomasa

17 A Distribución de la biomasa expresada como clorofila

Dinámica biogeoquímica

18 * Emisiones de CO2

19 * Emisiones de Metano

20 * Emisiones de Óxidos de Nitrógeno

21 * Fijación de N

22 * Almacenes de carbono

23 * Lluvia ácida

24 T Mineralización

25 T Erosión y sedimentación

26 A Secuestro de carbono biogénico

27 A Exportación de carbono biogénico

28 A Surgencias marinas

29 A Descarga de sedimentos y materiales hacia cuerpos de agua

30 A Salinidad en cuerpos de agua

31 A Sistemas reducidos, quimioautotrofía

32 A Eutroficación

Procesos asociados a riesgos ambientales

33 * Sequías

34 * Ciclones y huracanes

35 * Aumento de nivel del mar

8

36 * Tsunamis

37 * Anomalías climáticas (e. g. EL Niño)

38 T Heladas y granizadas

39 T Inundaciones

40 T Erosividad de la lluvia

41 T Deslaves

42 A Hipoxia y anoxia

43 A Erosión de playas y costas

Procesos y factores ambientales básicos

44 * Climas y factores climáticos

45 * Hidrografía e hidrometría

46 * Hidrogeología

47 * Temperatura del aire, suelo y cuerpos de agua

48 * Hidrología, principales corrientes y masas de agua

49 * Geología

50 T Suelos

51 T Geomorfología

52 A Hipsometría y batimetría

53 A Delimitación de regiones oceánicas y cuencas geológicas

54 A Fondos marinos

55 A Topografía y geomorfología de las cuencas oceánicas

104

105

9

PROCESOS FUNCIONALES DEL ECOSISTEMA 106

Dinámica hidrológica 107

Con rRespecto a la dinámica hidrológica del ecosistemas, procesos funcionales 108

importantes incluyen la lluvia, el aporte de agua subterránea, los aportes fluviales, la 109

evapotranspiración potencial, la evapotranspiración actual, la humedad en el suelo, el 110

escurrimiento medio anual, el almacenamiento de agua subterránea, la conectividad por 111

corrientes y masas de agua, y los balance de calor (lluvia-evaporación) en los cuerpos de agua. 112

113

Lluvia.- 114

El ciclo sequías-exceso de lluvia, reflejo de la variabilidad climática natural, frecuentemente se 115

traduce en desastres por nuestrala alta vulnerabilidad en materia hidrológica. Ya es claro que 116

estos problemas podrían acentuarse bajo condiciones de cambio climático pues, ante un clima 117

más caliente y con mayor variabilidad, el ciclo hidrológico se verá afectado, y la disponibilidad 118

de agua disminuirá para la sociedad y los sistemas naturales. 119

En México, la mayor parte de los estudios sobre las lluvias se han concentrado en documentar sus 120

características espacio-temporales, en relación con el ciclo anual, las formas de su variabilidad 121

interanual (e.g., ENSO), intraestacional (e.g., canícula), los eventos extremos (e.g., huracanes) o 122

las tendencias (e.g., cambio climático). Sin embargo, son relativamente pocos los estudios sobre 123

procesos que permitan explicar tales variaciones, tanto en sus tamaños como en su duración. Tal 124

situación se refleja en la relativamente baja capacidad para generar pronósticos estacionales del 125

clima de utilidad en aquellos sectores altamente dependientes del agua (agricultura). 126

127

Poco es lo avanzado en México en materia de cuanto al aprovechamiento de información 128

meteorológica en general. No fue sino hastaA principios del presente siglo que se puso en marcha 129

10

un Sistema de Alerta Temprana ante Huracanes que cambió drásticamente la situación de 130

vulnerabilidad de la población costera ante estos fenómenos, reduciéndose a un mínimo el 131

número de muertes relacionadas a los vientos intensos vientos, fuertes lluvias y marea de 132

tormenta. Sin embargo, es necesario establecer equivalentes de sistemas de alerta que nos 133

permitan hacer frente a otras condiciones extremas: de sequía o inundación, de calor excesivo o 134

de frío intenso. 135

La precipitación es sin duda es una de las variables que se monitorea, estudia y pronostica 136

con mayor interés, pues es el elemento que determina nuestra disponibilidad de agua. En México, 137

la mayor parte de las estaciones meteorológicas miden precipitación. Durante los años 40 a 60 el 138

número de estaciones meteorológicas en el país pasó de cientos a más de tres 3 mil. Sin embargo, 139

después de la época de los setenta la red meteorológica del país se ha visto disminuida; y hoy en 140

día reportanregistran, en forma casi regular, entre mil 1000 y mil quinientas1500 estaciones. 141

Algunas estaciones (menos de cincuenta) cuentan con información de alrededor de cien años, la 142

que resulta de gran utilidad para diagnósticos de tendencia del clima. 143

La información de estlas estaciones ha servido para construir bases de datos de 144

precipitación diaria y mensual, siguiendo diversos métodos de asimilación de datos. Hoy en día 145

se dispone de al menos cinco bases que permiten acceder a datos de precipitación con resolución 146

espacial de entre cincuenta 50 y cien 100 kkmilómetros 147

(http://iridl.ldeo.columbia.edu/SOURCES/.UNAM/.gridded/.monthly/.pcp/). 148

FIGURA 3 149

11

150

151

Fig. 15.3 Precipitación mensual (mm/día) para septiembre del 2000 a partir de los datos de la 152

UNAM. 153

154

Evapotranspiración actual y potencial 155

.- Una atmósfera más caliente tiene mayor capacidad de absorber vapor de agua. Al aumentar la 156

temperatura, el ciclo hidrológico se ve afectado. Parte de la manera en que cambiará el ciclo del 157

agua será a través del aumento en la evapotranspiración, tanto actual como potencial. Aunque no 158

existen registros confiables de los niveles de evaporación actual, en el territorio mexicano, se 159

sabe lo suficiente para afirmar que el cambio climático y en particular el calentamiento global 160

producirán aumentos en la evapotranspiración a costa de los escurrimientos e infiltraciones. De 161

no aumentar substancialmente las precipitaciones, el balance hídrico nos llevará a menor 162

disponibilidad de agua en gran parte del país. Mediante modelos del ciclo hidrológico se sabe que 163

12

los escenarios futuros de mayor temperatura con más o menos lluvias serán de mayor 164

evapotranspiración y menos humedad del suelo. 165

Las experiencias de años por El Niño han llevado a entender que, en un clima monzónico como 166

el mexicano, los años de poca lluvia son generalmente de gran insolación y aumentos de 167

evapotranspiración. Tales condiciones podrían volverse más comunes en el futuro, lo que plantea 168

un reto de proporciones mayores no sólo en cuanto al manejo del agua, sino incluso en cuanto al 169

riesgo climático y de manejo que enfrenten los ecosistemas. 170

Aunque sSabemos que los cambios en el clima inducen alteraciones en los escosistemas, pero es 171

menos claro en qué medida los cambios en los ecosistemas alterarán el clima. El cambio del 172

llamado uso de suelo puede cambiar: la humedad del suelo, su rugosidad y su albedo, afectando 173

los balances radiativos, de calor, de humedad y de momento, con lo que las manifestaciones del 174

clima como son las lluvias y las temperaturas podrán verse afecltertadas. En México, es poco lo 175

analizado sobre el tema cambios en la cubierta vegetal y alteraciones en el clima regional. 176

Ejemplos de cómo el clima se altera al cambiar el uso del suelo se tienen en la Ciudad e México o 177

en la India, en el llamado desierto hecho por el hombre. Desafortunadamente, hay escasas 178

mediciones de humedad del suelo que permitan estimar el impacto que el crecimiento de las 179

actividades humanas tiene en el clima. 180

181

Humedad del suelo 182

o.- El estudio de los patrones espaciales y temporales de la humedad del suelo son importantes, 183

ya que por un lado permiten conocer la dinámica de la disponibilidad del agua para las plantas y 184

por otro lado, permiten entender los procesos involucrados en los balances hídricos. Los factores 185

que afectan a estos patrones son muy complejos, ya que no solo pues dependen de relaciones 186

directas entre factores, sinoy de sus interrelaciones. Por ejemplo, la humedad del suelo depende 187

13

de la precipitación, de las características del suelo (que definen la tasa de infiltración del agua y 188

de su capacidad de retención de agua), del relieve, de la demanda evaporativa, de la cobertura 189

vegetal, etc. Por lo anterior, la humedad del suelo es muy dinámica en el tiempo y eso complica 190

su medición. 191

Desafortunadamente, en México no existen trabajos que aborden el estudio de la humedad 192

del suelo a escalas regionales y nacionales y regionales. Una primera aproximación, podría ser 193

por mediohacerse con de los tipos de suelos, para definir la capacidad de retención de agua en el 194

suelo de una manera muy burda. Esteo tipo de estudios permitiría establecer criterios para diseñar 195

una red nacional de monitoreo de la humedad del suelo. 196

197

Conectividad por corrientes y masas de agua 198

.- El viento tiene una componente estacional y es la fuente principal de energía que genera el 199

movimiento de las masas de agua en el mMar Caribe, el gGolfo de México y el oOcéano Pacífico 200

oOriental. 201

El viento tiene una componente estacional. La dirección de las corrientes puede estimarse a partir 202

de boyas de deriva, para las cuales el viento es uno de los principales obstáculos. Las boyas de 203

deriva se diseñan de forma tal, con una superficie pequeña expuesta al viento; muy pequeña que 204

pueden transportarse a través de una vela sumergida a lo largo de la corriente oceánica sin el 205

freno del viento y se lanzan al mar desde embarcaciones y en ocasiones desdeo aviones. Una vez 206

que una boya de deriva ingresa a la corriente una boya de deriva transmitirá su señal a satélites 207

que orbitan la Tierra, para establecer la posición geográfica y comunicase a una estación de 208

recepción. La exactitud de la posición de la boya de deriva es de aproximadamente 500 m, que 209

representa un nivel de error razonable considerando las dimensiones y la escala de las estructuras 210

que estas boyas describen en el océano abierto. Las boyas de deriva pueden contener sensores 211

14

que miden las algunas propiedades del océano, tales como la temperatura, viento, color del mar, 212

presión o salinidad; y estos datos se pueden retransmitir al enlace satelital. Los datos se envían a 213

un centro de captura donde se procesan y se distribuyen a los diferentes usuarios. Una boya de 214

deriva típica transmitirá por un periodo de casi 1.5 años. 215

Los datos de las boyas de deriva pueden emplearse para predecir la dirección en la cual se 216

transporta un contaminante, tal como petróleo, agua de desecho, basura que pudo haberse 217

liberado accidentalmente o a propósito en el mar. Diversos organismos vivos se desplazan junto 218

con las corrientes, especialmente estadios larvales y juveniles de especies de importancia 219

comercial. Los estudios de pesquerías emplean el conocimiento generado por las boyas de deriva 220

para entender la proveniencia de los organismos, p.e. g. las langostas en el mMar Caribe y losus 221

patrones de su distribución y de los hábitos de desplazamiento en una región. La industria que 222

depende de las embarcaciones para el transporte de bienes o, recursos, y que tiene una red 223

extensa de operaciones marítimas, usa las rutas establecidas por las boyas de deriva para 224

comprender mejor los patrones de las corrientes. 225

Los oceanógrafos usan los datos de las boyas de deriva para reconocer las corrientes principales y 226

las estructuras de mesoescala en el océano (eddies o anillos), estableciendo la conectividad entre 227

éstas. Las boyas de deriva pueden emplearse para verificar y validar datos desde satélites, tales 228

como temperaturas superficiales o color del mar (ver capítulo de temperatura); y con ello 229

elaboran modelos del clima, y de los patrones de huracanes o de eventos como El Niño. 230

Las masas de agua del mMar Caribe y gGolfo de México tienen un origen variable, en ellas lo 231

común es el transporte del agua del Océano Atlántico central y occidental y la mezcla con los 232

flujos de los ríos Amazonas y Orinoco, que contribuyen con la presencia de zonas con hasta 30m 233

de profundidad con menor salinidad detectada con isótopos de radio (Ra), los que han permitido 234

identificar la fuente de agua dulce en la región y el tiempo transcurrido desde su arribo desde los 235

15

estuarios. La duración de las zonas de menor salinidad es de unos 25 días. La conectividad se 236

reconoce en el agua que se desplaza desde el sur del mMar Caribe hacia el norte, tanto por los 237

bordes oriente y occidente de la cuenca con ingreso de agua, a través de los estrechos de las Islas 238

Antillas, desplazándose a una velocidad de 15 to 33 cm.s-1 y caracterizadas por sedimentos 239

resuspendidos (Pujos et al., 1997). 240

La conectividad es una característica física de la circulación y masas de agua en la región, que en 241

el caso del mMar Caribe y gGolfo de México vincula la fuente de estas masas de agua al sur de 242

las Antillas, a lo largo de todo el mMar Caribe, al interior del gGolfo de México y hasta su salida 243

en los eEstrechos de Florida. Los navegantes de los siglos XV15 y 16XVI que exploraron y 244

descubrieron este continente se beneficiaron de esta conectividad, predominantemente 245

unidireccional en aguas superficiales, definiendo las rutas principales de navegación para el 246

comercio (Rojas, 2001). 247

La conectividad tiene esuna importanciaante particular al establecer el vínculo entre regiones 248

oceánicas y en apoyo a los planes de manejo en escalas de tiempo mayores a unas cuantas 249

hectáreas, como las requeridas para áreas mMarinas pProtegidas. A nivel regional el flujo es 250

complejo, desplazándose la masa de agua de este a oeste, además de transportarse 251

predominantemente al norte. Tanto el mMar Caribe como el gGolfo de México se reconocen por 252

la presencia de eddies con diámetros de hasta más de 100 km (Zavala-Hidalgo et al., 2003). Estas 253

estructuras de agua, que rotan como ciclones o anticiclones, están claramente definidas por la 254

elevación que presentan con respecto al nivel promedio del mar y se detectan fácilmente con 255

sensores satelitales de temperatura y altimetría. Las corrientes superficiales alcanzan velocidades 256

de más de 100 cm.s-1. El flujo de agua más importante que conecta la región del mMar Caribe 257

con el gGolfo de México se localiza en el cCanal de Yucatán, que presenta a la vez un reflujo en 258

sentido inverso cerca del fondo. La circulación en esta zona está modulada por una surgencia 259

16

dependiente de la (escala temporal estacional y climática,) e influyen los procesos biológicos y la 260

producción primaria y pesquerías. 261

Las Tanto partículas, los contaminantes y las larvas de organismos de importancia comercial se 262

trasladan desde la corriente del norte de Brasil, y ésta tiene un impacto significante en el clima 263

regional, contribuyendo con calor y humedad transportados por un forzamiento del flujo de agua 264

superficial a causa del por viento hacia el oeste, e influyen sobre el clima local y lluvia en el país. 265

La diferencia entre la temperatura oceánica y la atmosférica da lugar a la ciclogénesis y tormentas 266

que se generan de junio a octubre. 267

Al momento la información existente es limitada, en particular la referente al efecto de las 268

condiciones físicas con la conducta de estadios larvales de diversas especies de invertebrados y 269

vertebrados marinos, que conllevan a tomar decisiones conservadoras evitando la sobre 270

simplificación en los modelos predictivos. Los estudios existentes han permitido reconocer que, a 271

pesar de la conectividad, la convergencia de muchas de las estructuras de mesoescala llegan a 272

retener contaminantes, larvas y partículas, que sóolamenteo se mueven en la vertical de la masa 273

de agua (Harlan et al., 2002). 274

FIGURA 1 275

276

277

278

17

15.1 Conectividad de la masa de agua superficial en el Mar Caribe y Golfo de México establecida 279

a partir de flotadores de deriva para el año 2000 o año de los océanos. Imagen tomada de NOAA 280

programa YOTO. 281

282

Balance de calor 283

.- El balance de calor en los mares se ha estimado en una escala amplia para datos de 1988 por 284

Trenberth y Solomon (1994). La falta dereducida topografía en laos maresplataformas marínas, 285

comparado con la tierrael ambiente terrestre, permite que los valores calculados en los primeros 286

sean más confiables en una escala amplia. El cálculo se realizó a partir de datos atmosféricos y de 287

radiación, en los cuales se consideró a las fuentes y almacenes de calor efectivo, de humedad para 288

la atmósfera. Esta información en una estimación anual se relaciona cona la divergencia del 289

transporte de calor en los océanos, permitiendo llevar a cabo los cálculos para cada las cuencas, 290

reconociéndose picos en un intervalo de latitud de 20 a 30°N de 1.1±0.2 PW para el Atlántico, y 291

de 2.1±0.3 PW para el Pacífico, mostrando un flujo de calor hacia altas latitudes y reconociendo 292

que el transporte Ekman es de importancia a los trópicos. De este estudio se derivó la necesidad 293

de llevar a cabo cálculos locales. 294

En el caso de los mares en México, el balance de calor existe para algunas localidades del gGolfo 295

de México y la información se ha aplicado para predecir mejor la intensidad y dirección de las 296

rutas de los ciclones y huracanes, de gran importancia para la planeación de la evacuación de 297

áreas costeras densamente pobladas y para evaluar el impacto. A pesar de que la predicción de las 298

rutas de los huracanes en el Atlántico y otros mares marginales del mismo (i.e. mMar Caribe, 299

gGolfo de México) ha mejorado considerablemente mucho recientemente, aún persisten errores 300

de gran magnitud en la predicción de la intensidad. Estos errores incluyen la intensificación de 301

los ciclones al pasar sobre ciertas zonas oceánicas, en las cuales la estructura térmica superficial, 302

18

como la amplitud de la capa de mezcla, juega un papel importante para intensificar al ciclón y la 303

elevación de agua fría permite regular dicha intensidad (Shay et al., 2000). 304

La intensificación se debe, entre otros factores, a condiciones atmosféricas favorables que 305

conlleva dea la salida a la masa de aire y a un incremento en las condiciones de ingreso cerca de 306

la capa inmediata a la superficie (Leipper y Volgenau, 1972). Con forme se desarrolla el ciclón 307

tropical y este proceso continúa en la escala del ciclón tropical, la capa superior del océano 308

provee de calor a la capa atmosférica de frontera. 309

El flujo de calor se ha documentado para zonas localizadas en los mares de México, como es la 310

cCorriente de Yucatán y zona de surgencia en la entrada del gGolfo de México. Uno de los 311

aspectos reconocidos en estos estudios es que la masa profunda, por debajo de 1300 m de 312

profundidad, no lleva a cabo intercambio en la cantidad neta de agua, pero pierde calor (˜ 212 313

GW) hacia el mMar Caribe. La masa intermedia del gGolfo de México ubicada, entre 700 m y 314

1300 m de profundidad, gana calor (˜ 3080GW) del mMar Caribe sin ganancia o pérdida de 315

masa. El flujo de calor requiere para estar en balance del bombeo de agua a las capas de agua 316

superficiales (<700m) por medio flujo de calor en contra del gradiente por una estructura de 317

mesoescala en interacción con la Corriente de Lazo (Badan et al., 2006). 318

La información existente de presupuestos de calor reconoce la importancia del intercambio 319

superficial y con datos mensuales lleva a cabo comparaciones entre diferentes regiones del 320

gGolfo de México. Los trabajos más recientes permiten definir intercambios mensuales de 321

radiación promedio (QR) e intercambios por turbulencia (QA) a partir de valores promediados. 322

Los valores residuales (QV) permiten establecer que las estructuras de mesoescala, como son los 323

anillos anticiclónicos liberados de la corriente de Lazo, redistribuyen calor en el gGolfo de 324

México. El balance hidrológico obtenido de la combinación de la tasa de precipitación estacional 325

en el océano (P) con la tasa de evaporación (E) obtenida de promedios sugiere un promedio anual 326

19

de 127 cm. La combinación de estos resultados con la tasa de descarga fluvial permite establecer 327

la continuidad de agua dulce en el gGolfo de México (Etter, 1983). 328

329

330

Fig 15.2 Calor potencial para la generación de ciclones tropicales A. Opal en 1995 y B. Bret en 331

1999. Los círculos corresponden a localidades de ocurrencia del ciclón a intervalos de ~6 hr y los 332

colores denotan la intensidad del viento mínimo sostenido (en metros por hora) y la categoría del 333

huracán en cuestión. Imágenes tomadas de Goni y Trianes (2003). 334

335

336

337

338

FIGURA 2 339

340

Dinámica energética 341

Con respecto a la dinámica energética de los ecosistemas, los procesos más importantes 342

incluyen: la radiación solar media, el albedo, la descomposición o remineralización de la materia 343

20

orgánica, la productividad primaria, el índice normalizado de vegetación, los almacenes de 344

biomasa, y la ddistribución de la biomasa expresada como clorofila para el caso de los ambiente 345

acuáticos. 346

347

Radiación y albedo.-o 348

La deforestación tiende por lo general tiende a aumentar el albedo. Bajo tal condición se alteran 349

los balances de energía y con ello se pueden alterar las condiciones climáticas consideradas como 350

normales. La combinación entre cambios en los balances de radiación y albedo es determinante 351

para estimar la magnitud del cambio climático. Son pocos los sitios en México en donde se mide 352

la radiación. En dichos sitios se mide básicamente la radiación solar y en algunos casos la 353

radiación ultravioleta. Sin embargo, no es claro si las alteraciones de albedo llevan a más o 354

menos lluvia. Piénsese en el esquema de retroalimentaciones positivas y negativas que pueden 355

ocurrir al cambiar el albedo, las que llevan a cambios en la radiación neta en superficie y por 356

tanto a cambios en convergencia, formación de nubes y precipitación. 357

358

FIGURA 4 359

360

361

362

21

363

Procesos de retroalimentación positiva-negativa también se tienen registran cuando se consideran 364

alteraciones en humedad del suelo o en rugosidad. Es por ello que la interacción dinámica y 365

termodinámica entre atmósfera y biosfera es hoy en día es un problema de interés para la 366

modelación del clima. 367

368

Radiación sSolar mMedia 369

.- La radiación solar (energía de radiación que se propaga en forma de ondas electromagnéticas 370

de longitudes de onda que abarcan el intervalo que va de 280 nm a 4000 nm) ese expresada en 371

términos de su irradiancia (W/m2) o en su caso en términos de su irradiación entendiéndola como 372

ALBEDO

Disminuye absorción de onda corta

Disminuye radiación neta en superficie

Disminuyen flujos de calor latente y sensible

Disminución en Convergencia

Nubosidad Precipitación

Aumento en el albedo

Aumento en radiación neta

Aumento en insolación

Aumento en albedo

Reducción de humedad del suelo

+ _

Fig 15.4 Procesos de retroalimentación positiva y negativa en la precipitación al cambiar el albedo

22

la integral de la irradiancia respecto del tiempo (MJ/m2). La radiación solar es la energía de 373

radiación de la que se tiene más información obtenida a partir de mediciones que, desde 1999, el 374

Servicio Meteorológico Nacional (SMN)ha venido realizando en su red solarimétrica; formada 375

ésta por 94 puntos distribuidos en el territorio nacional, en donde se instalaron sendos 376

piranómetros que miden la radiación solar global (global = directa + difusa) en términos de su 377

irradiancia promediada cada 10 minutos .con piranómetros estándar de segunda clase. 378

Independientemente de esta red, en la UNAM se cuenta con registros de radiación solar global 379

medidos en la estación solarimétrica de Ciudad Universitarias que datan de 1967 a la fecha; 380

además se cuenta con los datos que se registran desde 1968 en una estación solarimétrica, 381

también propiedad de la UNAM, ubicada en el poblado de Orizabita, Hgo. La red de 94 382

estaciones automáticas del SMN, miden la irradiancia solar global con piranómetros estándar de 383

segunda clase. Aunque estos los piranómetros aludidos fueron referenciados de fábrica, tienen ya 384

una antigüedad de entre 1 y 5 años, dependiendo del sitio en donde se instalaron, período en el 385

cual no se ha seguido un programa de recalibración. 386

La red de estaciones tiene una cobertura bastante amplia del territorio nacional, sin embargo fue 387

diseñada tomando en cuenta solocon criterios hidrológicos, dejando de lado otros como los que 388

tienen que ver con la regionalización territorial siguiendo criterios que se refieren a los usos del 389

suelo, la orografía y los diferentes factores climáticos. que existen en el territorio nacional. La 390

Comisión Federal de Electricidad cuenta con una red de alrededor de 20 veinte piranógrafos sin 391

recalibración y seis6 piranómetros también sin recalibración. La Secretaría de Marina cuenta con 392

una red de alrededor de diez10 piranógrafos sin recalibrar y diez10 heliógrafos (miden las horas 393

de sol brillante). En fechas recientes ha instalado veintidos22 estaciones meteorológicas 394

automáticas con piranómetro, de las cuales no se tiene información de sus programas de 395

mantenimiento y recalibración. 396

23

Unas cuantas universidades del país han hecho pública en Internet información de radiación 397

solar: desde luego el Observatorio de Radiación Solar del Instituto de Geofísicaa de la UNAM 398

(IGF-UNAM), ya mencionado anteriormente, con sus datos para Ciudad Universitaria, en el D.F. 399

y Orizabita Hgo. (http://www.geofisica.unam.mx/ors/ors-red.html); el Grupo de Energía de la 400

Universidad de Sonora; y de manera más incipiente el Centro de Investigación en Energía de la 401

UNAM (http://xml.cie.unam.mx/xml/se/cs/meteo.xml). 402

Recientemente, el IGF-UNAM ha propuesto la creación de una base de datos nacional, con un 403

servidor de Internet, para hacer ampliamenter la disponibiliedad de la información de radiación 404

solar. Se busca conjuntar en esta base de datos la información que ha sido medida por diferentes 405

organizaciones en el país, como universidades, centros de investigación, Servicio Meteorológico 406

Nacional, Comisión Federal de Electricidad, Comisión Nacional del Agua, Armada de México, 407

etc. Para asegurar una alta calidad en la información solarimétrica es necesario que los 408

piranómetros que se usen sean sujetos de un sistemático y permanente programa de 409

mantenimiento preventivo y referenciación (recalibración), contrade acuerdo con los estándares 410

que mantienen la escala de Referencia Radiométrica Mundial (World Radiometric Reference, 411

WRR). 412

Es claro que aA pesar del valor que han tenido en el pasado los mapas existentes, como única 413

fuente disponible de información de radiación solar para el país, es indispensable contar con 414

información actualizada. En ese sentido, el Observatorio de Radiación Solar del IGF-UNAM, 415

actualmente trabaja actualmente en la elaboración de nuevos mapas de radiación solar para 416

México, basados en la información solarimétrica facilitada por el SMN una vez que sea validada 417

acualizando los programas de recalibración de los piranómetros de las 94 estaciones que maneja. 418

ÉEste será un desarrollo muy importante, ya que será la primera ocasión en que se podrá contar 419

con mapas basados en datos medidos en un número significativo de estaciones. 420

http://www.geofisica.unam.mx/ors/ors-red.html�

http://xml.cie.unam.mx/xml/se/cs/meteo.xml�

24

Para asegurar la calidad de los datos es necesario que las diversas instituciones establezcan 421

programas para la calibración, al menos bianual, de sus sensores de radiación solar. México 422

cuenta con una institución reconocida por la OMM, para llevar a cabo la calibración de equipos, 423

la cual es el Observatorio de Radiación Solar del IGF-UNAM. Este Observatorio es uno de los 424

Centros Radiométricos Regionales de la AR-IV, el cual tienen como una de sus funciones 425

principales el de coadyuvar con dicha organización en la diseminación de la Referencia 426

Radiométrica Mundial, para lo cual lleva a cabo una comparación anual de los equipos a nivel 427

nacional, y cada cinco años una intercomparación regional (la AR-IV comprende los países de 428

América del Norte, del Centro y el Caribe), además de participar quinquenalmente en las 429

calibraciones internacionales, con sus equipos de referencia, que se llevan a cabo en el Centro 430

Radiométrico Mundial, en Davos, Suiza. Por lo tanto, la calibración puede llevarse fácilmente a 431

cabo, si existe el interés de las instituciones involucradas. 432

433

434

Productividad pPrimaria 435

.- La pProductividad pPrimaria es el proceso de fijación de carbono por fotosíntesis. La cantidad 436

total de carbono fijado por unidad de área y tiempo es la Productividad Primaria Bruta (PPB), 437

siendo la Productividad Primaria Neta (PPN) la diferencia entre el carbono que entra al 438

ecosistema por PPB y el que se pierde a través de la respiración de los autótrofos. En los 439

ecosistemas en equilibrio dinámico, la mayor parte de la PPN se transfiere al suelo víia caíida de 440

hojarasca, exudados y mortalidad de raíces. Otra fracción, que generalmente es generalmente 441

pequeña, se pierde por herbivoría, y es la energía que se transfiere a los consumidores. 442

El entendimiento de los patrones espaciales y temporales de PPN es central al estudio de 443

los ecosistemas terrestres, ya que la PPN: 1) es un indicador de la cantidad de carbono y energía 444

25

que ingresa al ecosistema, 2) provee la energía que sustenta todos los procesos biológicos, 445

incluyendo la dinámica trófica y la descomposición de la materia orgánica, 3) es la mejor variable 446

que integra innumerables interacciones entre elementos, organismos y el ambiente, 4) por ser un 447

proceso integrativo, es un componente crítico para entender las respuestas a las transformaciones 448

del paisaje por actividad antrópica y al cambio global, y 5) es un indicador del potencial de 449

carbono que puede ser almacenado en el ecosistema. Por su significado ecológico, existen 450

numerosas estimaciones de PPN en diferentes ecosistemas terrestres a nivel mundial, pero debido 451

principalmente a limitaciones metodológicas, la mayoría de las estimaciones no son directas. En 452

su lugar, se utilizan indicadores de PPN, como son la producción de hojarasca o la reflectancia de 453

la vegetación, usando sensoría remota que se vincula con datos de estructura y química del dosel 454

(p. ej.e.g.), cantidad de clorofila, nitrógeno, lignina y celulosa) y con variables ambientales. 455

México está representado por una amplia variedad de tipos de ecosistemas terrestres. Sin 456

embargo, los estudios sobre productividad primaria son muy contados, y la mayor parte abordan 457

procesos relacionados con la PPN (i.e., crecimiento diametral de troncos, tasas de 458

almacenamiento de carbono en la vegetación, producción de hojarasca y de raíces, etc.). Una 459

revisión bibliográfica para el periodo 1990-2006 en revistas indexadas sobre estos temas, muestra 460

que, con muy distintos objetivos y enfoques de estudio, se han publicado alrededor de 30 461

trabajos; la mayoría en los últimos cinco años. Existen otros estudios en mayor número, pero con 462

un enfoque agronómico, o que analizan a los bosques secundarios y el efecto del cambio de uso 463

de suelo, o bien que son de carácter paleoecológico. 464

De los estudios en ecosistemas nativos de México a nivel del país, un estudio usando 465

sensoría remota, analiza indicadores de productividad de la vegetación y su relación con variables 466

del balance de agua (Mora e Iverson, 1998), mientras que Therrell et al. (2002) relacionan la 467

cronología del crecimiento de árboles y su relación con la precipitación a largo plazo. A nivel 468

26

regional, con sensoría remota, Franklin et al. (2006) también usando sensoría remota, estiman la 469

PPN de la vegetación nativa en las planicies de Sonora, y Lawrence (2005) compara el bosque 470

tropical seco en un gradiente de lluvia en el sur de Yucatán. 471

A nivel local, existe un número mayor de trabajos, de los cuales la mayoría se han 472

realizado en las zonas áridas y semiáridas. Uno de estos trabajos, con diferentes técnicas y 473

modelación, compara y valida las estimaciones de PPB para un sitio en la cuenca del rRío Sonora 474

(Gebremichael y Barros, 2006). Otro estudio en Baja California estima el intercambio neto de 475

CO2 del ecosistema y su variación con factores ambientales (Hastings et al., 2005). Otros 476

estudios analizan la producción de hojarasca, en distintos sitios del Desierto Sonorense (Maya y 477

Arriaga, 1996;, Búrquez et al.,l. 1999;, Martínez-Yrízar et al., 1999), y en el Desierto de 478

Tehuacán (Pavón et al., 2005). 479

Un grupo significativo de trabajos se han realizado en el bosque tropical seco 480

principalmente en la región de Chamela, Jalisco. Martínez-Yrízar et al. (1996) estimaron la PPN 481

del bosque, Maass et al. (1995) la estacionalidad del índice de área foliar y Bullock (1997) del 482

crecimiento radial de árboles. Martínez-Yrízar et al. (1990) analizaron los patrones espacio-483

temporales de producción de hojarasca, y Maass et al. (2002) la caída de la fracción leñosa 484

gruesa. De la productividad y recambio de raíces finas, está el trabajo de Kummerow et al. 485

(1990), mientras que Castellanos et al. (2001) analizaron el efecto de la roza tumba y quema en 486

estas variables en comparación con el bosque preservado. 487

Para el bosque tropical perennifolio están los trabajos realizados, principalmente en la 488

región de Los Tuxtlas, Veracruz, por ÁAlvarez-Sánchez y Guevara (1993, 1999);, Sánchez y 489

ÁAlvaárez-Sánchez (1995);, Martínez-Sánchez (2001); sobre producción de hojarasca y de 490

crecimiento diametral de árboles por Ricker y del Ríio (2004). 491

27

Para un bosque mixto con elementos tropicales y templados en Veracruz, la producción de 492

hojarasca fue analizada por Williams-Linera y Tolome (1996), y en un bosque de neblina en el 493

volcán Acatlán, Veracruz por Williams-Linera et al. (2000). Para un bosque templado dominado 494

por Quercus spp., Bernal-Flores et al. (2006) analizaron el crecimiento estacional de la 495

vegetación de pastos nativos en un sistema de pastoreo rotativo del bosque. Basados en un 496

análisis de crecimiento diametral de poblaciones de pinos en el centro de México, García et al. 497

(2004) obtuvieron una estimación de productividad, mientras que Biondi et al. (2005) analizaron 498

el crecimiento de Pinus hartwegii y el clima en el límite arbóreo del Nevado de Colima. 499

La información sobre los procesos relacionados con la productividad primaria en los 500

ecosistemas terrestres de México es muy limitada y fragmentada. La mayoría de los estudios se 501

limitan a dos o tres años de medición y se restringen a un soólo componente del proceso 502

productivo. Se necesitan más estudios en sitios específicos que incorporen la variabilidad 503

espacial y temporal a mayor escala, y que representen una gama más completa de ecosistemas del 504

país. Aunque para los desiertos y el bosque tropical seco hay un número importante de 505

publicaciones, éstos se concentran en unas cuantas áreas. Estimaciones específicas para cada tipo 506

de ecosistema y sitio es información de gran valor para obtener valores más precisos de la 507

productividad, que actualmente se usan paraal estimar valorar la contribución de los ecosistemas 508

al flujo de gases de invernadero por cambio de uso de suelo, y validar modelos predictivos. 509

510

Descomposición de materia orgánica 511

.- La descomposición es un proceso ecosistémico clave a través de cual los restos orgánicos de 512

plantas y animales se sufren una transformanción fisico-químicamente, y, como consecuencia, se 513

libera carbono a la atmósfera y nutrientes al suelo en formas que pueden ser usadasrse para en la 514

producción microbiana y vegetal (Chapin et al., 2002). 515

28

El entendimiento de los patrones espaciales y temporales de descomposición es central al 516

estudio de los ecosistemas terrestres, ya que la descomposición: 1) es la base de la actividad 517

microbiana del suelo y de las cadenas tróficas basadas en los detritus, 2) contribuye a la 518

formación de suelo, 3) determina la fertilidad y la retención de nutrientes del suelo, 4) es un 519

compomente básico del ciclaje de carbono en el ecosistema, y 54) se ha utilizado como un índice 520

del funcionamiento del ecosistema, que puede ser incorporadose a modelos predictivos de la 521

dinámica ecosistémica, bajo diferentes escenarios de cambio climático global (Chapin et al., 522

2002;, Anderson y Nelson, 2006). 523

524

A pesar de que México está representado por una amplia variedad de tipos de ecosistemas 525

terrestres, y de la importancia del proceso de descomposición en el ciclo del carbono y en el 526

funcionamiento del ecosistema, existen muy pocos estudios en el país sobre este tema. Una 527

revisión bibliográfica para del periodo 1990-2006 en revistas indexadas muestra que, se han 528

publicado tan sólo doce12 trabajos, con muy distintos enfoques y preguntas de investigación. 529

De estos trabajos, únicamente cuatro abordan directamente la descomposición de los 530

residuos vegetales en ecosistemas nativos de México. Dos analizan el componente foliar de la 531

hojarasca en el bosque tropical lluvioso en Veracruz (ÁAlvarez-Sánchez y Enríiquez ,1996;, 532

Barajas-Guzmán y ÁAlvarez-Sánchez, 2003) y uno más en el bosque tropical seco, en distintas 533

etapas sucecionales, en Campeche (Xuluc-Tolosa et al., 2003). El cuarto estudio analiza la 534

descomposición del material leñoso en el bosque tropical seco de Yucatán (Harmon et al., 1995). 535

En adición, un trabajo de tesis de maestría analiza la descomposición foliar de especies leñosas 536

en el bosque tropical seco de Jalisco (Martínez-Yrízar, 1984). 537

De los otros siete trabajos, tres abordan distintos aspectos relacionados con la 538

descomposición. Un estudio analiza la presencia de micelio en el suelo y su efecto en la 539

29

concentración de nutrientes en un bosque tropical lluvioso en el sur de Méexico (Guevara y 540

Romero, 2004), otro analiza la micoflora asociada a la descomposición foliar de especies selectas 541

en un bosque de neblina (Heredia 1993), y uno más, los efectos de la actividad del cangrejo 542

terrestre en remoción de hojarasca en un bosque semideciduo en las dunas costeras de Veracruz 543

(Kellman y Delfosse, 1993). 544

Con un enfoque agronómico, dos trabajos analizan la descomposición de residuos 545

orgánicos:, uno 1) añadidos in situ al suelo de un cultivo de maíz en Tabasco (Cruz et al., 2002), 546

y el otro2), añadidos en condiciones de laboratorio al suelo de un cultivo de maíz y uno de frijol 547

en Guanajuato (Reyes-Reyes et al., 2003). Un tercer trabajo en Tabasco, con un enfoque 548

aplicado, investiga la influencia de dos tipos de pastizal inducido y de un bosque sucesional en la 549

dinámica de la descomposición de una leguminosa y la fertilidad del suelo (Geissen y Morales-550

Guzmáan, 2005). 551

Por último, un par de trabajos analizan el potencial microbiano del suelo y la 552

mineralización de carbono a través de la incubación de suelo del bosque tropical caducifolio en 553

Jalisco (García-Oliva et al., 2003) y de distintas comunidades del Desierto Sonorense en Sonora 554

(Núñez et al., 2001). 555

A diferencia de otros procesos ecosistémicos, la información sobre descomposición de 556

materia orgánica en los ecosistemas de México es particularmente escasa. Se necesitan estudios 557

que incorporen la variabilidad espacial y temporal a mayor escala, y que representen una muestra 558

más completa de los distintos ecosistemas del país. Aunque se cuenta con información para el 559

bosque tropical caducifolio y el bosque tropical lluvioso, esta información es muy puntual y se 560

centra en unas cuantas especies y sitios de estudio. Estimaciones específicas para cada tipo de 561

ecosistema, así como el estudio de los factores que afectan las tasas de descomposición, son de 562

30

gran importancia para entendeer cómo las actividades antrópicas y otro tipo de cambios pueden 563

influenciar la estructura y el funcionamiento del ecosistema. 564

565

ÍIndice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI).- 566

El ÍIndice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI) es un índice espectral que se 567

obtiene por sensoría remota desde distintas plataformas satelitales. Aunque existen diferentes 568

bases de datos NDVI generadaos con diferentes varias resoluciones espaciales y temporales, el 569

NDVI ha tenido aplicaciones muy diversas en la investigación científica a nivel mundial, y ha 570

sido una herramienta de análisis muy valiosa en ecología (Paruelo et al., 2005;, Pettorelli et al., 571

2005;, Rasmussen, 1998a, b). Diversos estudios muestran que el NDVI puede ser usarsedo para 572

calcular y predecir la productividad primaria neta (PPN) terrestre en distintos ecosistemas y áreas 573

geográficas, así como para elucidar la relación entre las fluctaciones estacionales de la 574

vegetación, la PPN y el clima. Ha sido tTambién se ha usado para parametrizar modelos de PPN 575

a escala global;. Se le ha utilizado además, como un indicador de la biomasa relativa, del verdor o 576

actividad de la vegetación, y para analizar la variabilidad estacional e interanual de la cobertura 577

vegetal a distintas escalas espaciales y temporales. Por su relación directa con distintos procesos 578

ecológicos, incluyendo la PPN, muchos trabajos han utilizado esta herramienta para estimar el 579

índice de área foliar (IAF) en diversos ecosistemas. Otros estudios han mostrado la relación que 580

existe entre el NDVI y características fisiológicas asociadas con el estrés hídrico y el déficit de 581

nutrientes. Su aplicación se ha extendido a analizar las relaciones con la concentración 582

atmosférica de CO2, la precipitación y la evapotranspiración actual y potencial a varias escalas y 583

en diferentes partes de la Ttierra, haciendo posible la predicción. También se ha explorado su 584

aplicación para evaluar respuestas ecológicas al cambio ambiental, el estatus de conservación de 585

los recursos naturales y planear acciones de restauración. Muchos trabajos han aplicado series de 586

31

tiempo del NDVI para evaluar y predecir el impacto del pastoreo y la carga animal, la extensión 587

de la deforestación, el efecto de la contaminación y la degradación del hábitat, o bien para 588

predecir la densidad, el vigor y el rendimiento de cultivos de valor comercial como el maíz y el 589

trigo. 590

A pesar del enorme potencial de análisis que representa la aplicación de estos datos 591

derivados de sensoría remota, que permiten entender procesos de la superfice de la Ttierra como 592

la productividad primaria, los balances de energía, los ciclos biogeoquímicos y su dinámica a 593

grandes escalas espaciales y temporales (Paruelo et al., 1997;, Mora y Iverson, 1998;, Paruelo et 594

al., 2005), los trabajos con este enfoque en los ecosistemas terrestres de México, no son sólo se 595

han realizado en muy pocas regiones y ecosistemas del país, sino que han sido planteados con 596

muy distintos objetivos. Algunos de éstosestos estudios han dirigido su atención a la detección 597

del cambio en la cobertura vegetal y la modificación del paisaje por el cambio de uso de suelo. 598

Por ejemplo, el trabajo de Sader et al. (1994) documenta los patrones de desmonte en la frontera 599

entre México y Guatemala, el de Ruíz-Luna y Berlanga-Robles (1999) la degradación para el 600

sistema costero Huizache-Caimanero en Sinaloa, el de Lira y García (2003) provee una 601

descripción de las clases de vegetación en Michoacán, mientras que el trabajo de Franklin et al. 602

(2006) estima la extensión de la conversión del desierto en las planicies de Sonora por desmonte 603

para la siembra de zacate buffel. Otros estudios han analizado la relación entre el NDVI y la 604

variabilidad estacional e interanual de la vegetación, como el trabajo de Lyon et al. (1998) para la 605

vegetación de una parte de Chiapas, el de Cayrol et al. (2000) donde se muestra que las series de 606

tiempo NDVI reflejan con éxito la variabilidad del estatus de la vegetación, la biomasa y el índice 607

de área foliar en sitios semi-áridos en la Cuenca del rRíio San Pedro en el norte de México, y el 608

trabajo de Salinas-Zavala et al. (2002) que analiza a escala regional en el noroeste de México, la 609

relación entre la variabilidad en el NDVI y variables climáticas durante las distintas fases del 610

32

fenómeno El Niño. Por su dimensión, el trabajo de Mora e Iverson (1998) es relevante, pues 611

evalúa el vínculo entre los datos de sensoría remota y modelación estadística como una 612

herramienta de análisis de procesos ecológicos a escala de paisaje. Su estudio aborda a nivel de 613

todo nuestro país y sus ecorregiones, las relaciones entre indicadores de la productividad de la 614

vegetación, derivados de un análisis multitemporal de imágenes de satélite, y la estacionalidad 615

con distintas variables de balance de agua. 616

Para los ecosistemas de las zonas críticas de transición, como son los manglares, 617

marismas y la vegetación riparia, existen varios trabajos con este mismo enfoque. Entre éstos, 618

destacan los estudios realizados en el Delta del rRío Colorado por Nagler et al. (2001, ) y Nagler 619

et al. (2004), que comparan la firma espectral de la vegetación y su correlación con 620

características de la vegetación riparia y del suelo. Otros trabajos han examinado la degradación y 621

extensión de afectación de los bosques de mangle por disturbio antrópico en la costa de Sinaloa 622

(Ruíz-Luna y Berlanga-Robles, 1999), y en otro prominente sistema estuarino en la costa entre 623

Sinaloa y Nayarit (Kovacs et al., 2004 y Kovacs et al., 2005). 624

Aunque el uso de NDVI como herramienta de investigación es cada vez más común, aún 625

son muy contados los estudios con la aplicación de las bases de datos NDVI, para cuantificar 626

procesos funcionales y la heterogeneidad espacial a nivel de ecosistema o a escala regional, o 627

para parametrizar y validar modelos de productividad primaria neta y fenología en los distintos 628

ecosistemas terrestres de México. 629

630

631

Almacenes de biomasa.- 632

La cuantificación de la biomasa de las comunidades vegetales provee información sobre la 633

cantidad de recursos disponibles en un lugar o región para alimento, combustibles y fibras. Desde 634

33

una perspectiva ecológica, la biomasa representa recursos almacenados en un ecosistema, y cuya 635

variación debida a la dinámica natural o a los disturbios antrópicos, brinda información sobre las 636

variaciones en el “capital” de recursos del ecosistema. Recientemente, la biomasa vegetal de los 637

ecosistemas ha sido utilizada para seguir los cambios en el ciclo del carbono debidos a los 638

cambios de uso del suelo, a la deforestación y a la quema de la vegetación. La biomasa vegetal 639

puede por lo tanto puede constituir una fuente o un sumidero de gases de efecto invernadero, por 640

lo que su estimación para alimentar modelos tanto a niveles local, regional o nacional se vuelve 641

fundamental. 642

Existen cuantificaciones puntuales de la biomasa vegetal en algunos ecosistemas del país, 643

pero en general hay un vacío importante de información. Sobre todo, no hay muchos estudios que 644

tomen en cuenta los componentes de la biomasa muerta ni las raíces. El componente de biomasa 645

muerta (troncos caídos, mantillo y, tocones) es importante para entender la dinámica del carbono 646

en el mediano y largo plazos en los ecosistemas. Los estudios que abarcan el nivel regional o 647

nacional se basan, en mayor o menor medida, en información derivada del Inventario Nacional 648

Forestal Periódico; y en algunos casos se han tratado de corregir algunas de las deficiencias de 649

éste (p.e. jg. Cairns et al., 2000). LaSe necesidadtan de cuantificaciones in situ de la biomasa de 650

diferentes ecosistemas, se hace evidente ante el hecho de que la aplicación de ecuaciones 651

alométricas generales a sitios particulares puede producir errores de estimación importantes, 652

como lo han mostrado Hughes et al., (1999) y Cairns et al. (2003). La variación espacial es un 653

factor crítico en las cuantificaciones de biomasa a nivel local y sobre todo cuando se quiere 654

generalizar a grandes unidades de vegetación. 655

Las estimaciones de biomasa para ecosistemas particulares se han realizado en el trópico 656

seco en la región de Chamela, Jalisco (Martínez-Yrízar et al., 1992; Jaramillo et al., 2003a; 657

Kauffman et al., 2003) y en la Península de Yucatán (Lawrence y& Foster, 2002; Cairns et al., 658

34

2003), en el trópico húmedo en Los Tuxtlas, Veracruz (Hughes et al., 1999,; Hughes et al. 2000; 659

Jaramillo et al., 2003b) y en la Selva Lacandona (De Jong et al., 2000), en el matorral semiárido 660

de Tamaulipas (Navar et al., 2000) y en el bosque mesófilo de Oaxaca (Asbjornsen et al., 2005). 661

De éstos, soólo en Chamela y en Los Tuxtlas se han cuantificado todos los componentes de la 662

biomasa del ecosistema. El estudio de Cairns et al. (2000) cuantifica con un método mixto (i.e. 663

inventario forestal y muestreo de campo) cuantifica la biomasa aérea de diferentes unidades de 664

vegetación del sureste de México. 665

Dada la necesidad de tener información de biomasa en modelos que incorporan el cambio 666

de uso del suelo para estimar balances de carbono, se vuelve priorittario tener estimaciones de 667

campo confiables, en particular de aqueéllos ecosistemas que están siendo objeto del disturbio 668

antrópico. Igualmente, es preciso tener información de calidad sobre la biomasa de la vegetación 669

secundaria que empieza a dominar la cobertura en diversas regiones boscosas del país (templadas 670

y tropicales), ya que a pesar de que pueden ser estructuralmente similares a los bosques 671

primarios, la biomasa no lo es y puede conducir a sobreestimaciones significativas en los 672

modelos. 673

674

675

Dinámica biogeoquímica 676

En lo que corresponde a la dinámica biogeoquímica, los procesos incluyen: las emisiones 677

de CO2 , de metano y de óxidos de nitrógeno, la fijación de nitrógenoN, los almacenes de 678

carbono, la lluvia ácida, la mineralización, la erosión y sedimentación, el secuestro de carbono 679

biogénico, la exportación de carbono biogénico, las surgencias marinas, las descargas de 680

sedimentos y materiales hacia cuerpos de agua, la salinidad en cuerpos de agua, la 681

quimioautotrofía en sistemas reducidos y la eutroficación. 682

35

683

Fijación de NNitrógeno 684

.- La actividad biogeoquímica de los organismos del bacterioplancton tiene efectos globales en la 685

ecología del ecosistema marino, ya que estos organismos constituyen la fuente de materia 686

orgánica particulada que eventualmente será regenerada en superficie o exportada en 687

profundidad, afectando al bentos. 688

Las tasas de crecimiento del plancton en las aguas superficiales oceánicas, suelen estar limitadas 689

por la disponibilidad de formas reducidas de nitrógeno (N). El nitrógeno reducido puede entrar a 690

las regiones superficiales de la columna de agua, en donde se lleva a cabo la mayor parte de la 691

fijación biológica del carbono, por medio de la advección o difusión de nitratos y nitritos 692

provenientes de capas de agua profunda, o por medio de la conversión de nitrógeno atmosférico a 693

nitrógeno reducido a partir de la actividad de bacterias fijadoras de nitrógeno. La fijación de 694

nitrógeno atmosférico, equivale a una fuente de nitrógeno reducido que entra a la red trófica en 695

aguas marinas en las regiones tropicales y subtropicales; ésta es por lo tanto, una reacción 696

esencial para la incorporación de formas reducidas de nitrógeno que limitan la productividad 697

primaria. 698

A partir del análisis de la proporción entre el N y el fósforo (P) presente en la materia orgánica 699

recolectada, se han identificado regiones marinas que en teoría tienen una gran actividad de 700

incorporación (fijación) o pérdida (denitrificación) de formas reducidas de nitrógeno. El gGolfo 701

de México, se ha sido identificado como una región en la cual la fijación de nitrógeno debe de ser 702

muy alta (Gruber y Sarmiento, 1997). 703

A la fecha se ha llevado a cabo un análisis de la diversidad bacteriana de fitoplancton con 704

actividad fotoautótrofa y diazotrófica en aguas superficiales del cCanal de Yucatán en el gGolfo 705

de México, en colaboración con el laboratorio Venter, en el cual se ha identificado a las 706

36

comunidades del bacterioplancton con potencial para fijar carbono y nitrógeno., sSe ha 707

cuantificado la contribución de estas comunidades del bacterioplancton en la formación de 708

nitrógeno reducido y carbono incorporado y se han determinado las abundancias bacterianas en 709

muestras de columna de agua, a diferentes profundidades obtenidas por filtración del agua en 710

membranas Durapore y preservadas en buffer para extracción de ADN y ARN. Las 711

profundidades fueron determinadas por el porcentaje de luz presente: 100, 50, 25, 10 ,1 y 0.1 % 712

de luz. En las regiones marinas como el cCanal de Yucatàn, estas profundidades se relacionan 713

con la luz en la zona de mezcla por encima de la nutriclina. 714

Ante la falta de estudios en los mares mexicanos se espera que la fijación de nitrógeno en estas 715

regiones va a variará con base en la cercanía a la costa y, por lo tanto, con base ena la cantidad de 716

materia orgánica proveniente de tierra. Es posible que las tasas mayores de fijación de nitrógeno 717

y por lo tanto de producción “nueva” se encuentren en las zonas más alejadas a la costa. También 718

es de esperarse que la composición biogeoquímica de las comunidades bacterianas cambie cerca 719

a la zona de influencia terrígena. 720

Otros estudios que se llevan a cabo sobre el tema incluyen la fijación de nitrógeno en cuerpos de 721

agua epicontinentales como es el lago de Alchichica y la cCuenca de Cuatro Ciénegas. 722

723

724

725

Almacenes de Carbono.- 726

La estimación de los almacenes de carbono en los ecosistemas, (íntimamente vinculada a la de 727

biomasa excepto en el suelo), y en los fondos de mares y lagosacuáticos, es fundamental, para 728

entender las consecuencias de la transformación de los ecosistemas naturales con propósitos 729

agropecuarios y de los cambios de cobertura vegetal sobre las emisiones de bióxido de carbono a 730

37

escalas regional y nacional. La materia orgánica en los sedimentos marinos juega un papel 731

importante, pues es un reservorio en el ciclo global del carbono y se vincula con la generación de 732

petróleo contribuyendo en la química del océano. A pesar de la relevancia del reservorio, en 733

particular en los bosques tropicales y templados del país, aún es escasa, la información publicada 734

sobre los almacenes de C y de las emisiones debidas a las perturbaciones naturales o al cambio de 735

uso del suelo es aún escasa. Asimismo, no hay mucha información sobre el almacén de C en 736

perfiles completos del suelo y mucho menos aún del tamaño de los reservorios con diferentes 737

tiempos de residencia. En muchos casos, las estimaciones de los almacenes de C en la biomasa se 738

han realizado multiplicando el valor de la biomasa por un factor que varía entre 0.47 y 0.50. 739

Pocos estudios han cuantificado los almacenes de C a nivel del ecosistema, incluyendo los 740

almacenes aéreo y subterráneo en la biomasa viva, en la necromasa y en el suelo. En particular, el 741

almacén en la biomasa muerta es importante en la dinámica del C de mediano y largo plazos deen 742

los ecosistemas dominados por plantas leñosas. Los trabajos que han cuantificado los almacenes 743

ecosistémicos de C se han llevado a cabo en unas cuantas regiones: a) en el trópico húmedo en la 744

región de Los Tuxtlas, Ver., en selva primaria, secundaria y praderas (Hughes et al., 1999,; 745

Hughes et al., 2000; Jaramillo et al. 2003a); b) en el trópico seco en la región de Chamela, Jal., 746

en selva baja, selva mediana y praderas (Jaramillo et al., 2003b); y c) en la zona templada de los 747

Altos de Chiapas, en bosques de encino, mesófilo, de pino, bosques degradados, tierras cultivadas 748

y praderas (De Jong et al., 1999). Otro estudio muy completo, en el que se cuantificaron todos los 749

almacenes excepto el de las raíces, que se estimó con ecuaciones alométricas, es el de De Jong et 750

al. (2000) en la selva Lacandona de Chiapas. Estos dos últimos tienen un énfasis regional y 751

evalúan el impacto del cambio de uso del suelo en las emisiones de C a la atmósfera. En este 752

mismo contexto, Cairns et al. (2000) calcularon los almacenes de C aéreos en la biomasa viva 753

para una variedad de condiciones de uso y cobertura del suelo, utilizando inventarios forestales, 754

38

ecuaciones de regresión y verificaciones en campo. Al igual que en el caso anterior, se realizan 755

estimaciones regionales de emisiones de C a la atmósfera. 756

En otro estudio con énfasis regional, Mendoza-Vega et al. (2003) se concentraron en la 757

cuantificación de los almacenes de C en el suelo y en las raíces de una variedad de condiciones 758

de uso y de cobertura en los Altos de Chiapas con bajo métodos muy intensivos de campo. 759

Etchevers et al. (2006) incluyen datos de almacenes de C en sistemas agrícolas de ladera en 760

Oaxaca, en conjunto con estimaciones de algunos bosques primarios y secundarios de la región. 761

Reportan Registran datos para las porciones aérea y subterránea de la vegetación, así como para 762

el perfil del suelo. Sin embargo, por ser artículo de revisión, no proveen una descripción de los 763

métodos utilizados, pero tampoco existe referencia alguna a una publicación arbitrada para su 764

consulta. 765

A pesar de que existe una moda en cuanto a la estimación de los almacenes de C en los 766

ecosistemas terrestres, debido a su relevancia para calcular emisiones de C a diferentes escalas, es 767

escasa la información publicada en revistas especializadas arbitradas, es escasa. 768

La materia orgánica que conforma los almacenes de carbono en los sedimentos oceánicos se 769

origina por fijación fotosintética del carbono inorgánico a partir del CO2 atmosférico y el 770

depósito del fitoplancton o consumidores al fondo. Otra parte proviene del fluvial flujo?? de 771

materiales biológicos al mar costero. De la producción primaria estimada en el orden de 40 a 50 772

Gt C.a-1, soólo una pequeña cantidad del carbono orgánico particulado (1.5% en mar abierto y > 773

17% en el talud) se deposita en el sedimento superficial y es disponible para la fauna que habita 774

los fondos marinos, la mayor parte es oxidado en columna de agua y sedimento. 775

Los márgenes continentales son parte de la topografía del fondo marino que bordea los 776

continentes representan soólo una pequeña porción del 20% de la superficie mundial del océano, 777

sin embargo, el 80% de la materia orgánica acumulada globalmente se deposita en el sedimento 778

39

de los tales márgenes continentales y constituye el almacén principal de carbono en el océano. La 779

acumulación de la materia orgánica refleja los patrones de distribución de la producción primaria, 780

el almacén de carbono representa de 0.5% a 3% en la PP de la plataforma y el talud continentales, 781

y solamente solo un 0.014% en el mar abierto. 782

Los estudios existentes sobre la distribución del carbono orgánico en sedimentos marinos 783

muestran concentraciones de 5% en sedimentos hemipelágicos depositados cerca de los márgenes 784

continentales a < 1% en arcillas pelágicas. Las primeras compilaciones de TOC en sedimentos 785

superficiales se realizaron en las décadas de los sesenta y setentas. Los valores de CO > 0.5% se 786

localizan a lo largo de los márgenes continentales y los valores menores en el centro de las 787

grandes cuencas, <0.5%. El 80% de las localidades para las cuales se ha estimado carbono 788

orgánico se localiza en la plataforma y talud continental;, en contraste, las zonas más alejadas se 789

encuentran documentadas pobremente. La costa del Pacífico posee una media mayor de TOC que 790

el promedio global, debido a una productividad >200 gC m-2a-1. 791

792

FIGURA 5 793

794

795

796

40

98 96 94 92 90 88

18

20

22

24

26

28

30

3000 m

2000 m

1000 m

200 m

Yucatan

Golfo de México

Carbono orgánico %

0.26 to 0.7 0.7 to 0.82 0.82 to 0.93 0.93 to 1.1 1.1 to 1.8

Longitud W

Latit

ud N

797

798

Fig. 15.5 Distribución espacial de los valores medios de carbono orgánico en sedimento 799

superficial del SW del Golfo de México, tomado del manuscrito de García Villalobos, F. J. y E. 800

Escobar Briones (en prensa) Composición elemental del Carbono orgánico del sedimento 801

superficial de la planicie abisal del Golfo de México. Volumen sobre el estado del Conocimiento 802

del Carbono en México. 803

804

Exportación de carbono biogénico.- 805

La exportación del material orgánico particulado se ha reconocido como la ruta principal de 806

transporte de carbono y bioelementos hacia el piso oceánico y tiene un papel importante en los 807

ciclos biogeoquímicos dentro del océano. La literatura hace referencia que el zooplancton a 808

través de la herbivoría y las bacterias, por medio de la remineralización, remueven entre 80 y 90 809

% de la productividad primaria en los estratos superficiales de la columna de agua, mientras que 810

el resto de 20 a 10 %, se exporta por debajo de la zona eufótica y soólo una pequeña fracción de 1 811

a 5 %, llega a los sedimentos abisales o profundos. A pesar de la cantidad escasa de material 812

41

orgánico que llega al fondo oceánico, éste determina algunas propiedades del sedimento, como 813

son la cantidad de O2 disuelto, la consolidación del sedimento, la proporción de minerales y el 814

tamaño de grano. Por lo tanto, las partículas que viajan a través de la columna de agua rson de 815

interés para predecir las condiciones de oxigenación que se encuentren en aguas profundas de una 816

región y los tipos de asociaciones faunìsticas que ocurran tanto en columna de agua y en el 817

sedimento. Gracias al desarrollo de nuevas técnicas, ahora es posible establecer el origen y 818

tiempo de arribo al fondo, a partir de los análisis isotópico, elemental y taxonómico, en las 819

partículas recolectadas. Estudios de caracterización de partículas pueden utilizarse para estudiar 820

la posible relación entre las partículas exportadas con la abundancia y distribución de los 821

organismos del bentos. 822

La composición orgánica e inorgánica de las partículas en columna de agua es alterada por la 823

actividad bacteriana durante su estancia en la columna de agua y caída al fondo, ya sea 824

enriqueciéndolas con la colonización de las bacterias o bien mermando su valor energético 825

durante la remineralización. ÉEsta actúa principalmente sobre el material lábil. La interacción de 826

minerales con mucílago que recubre a los organismos como diatomeas, radiolarios, 827

foraminíferos, cocolitofóridos y pterópodos incrementanincrementa la densidad de la partícula, 828

facilitando su exportación al fondo y preservación en el sedimento de manera casi íintegra. 829

Ambos procesos se pueden estudiar mediante estudios de compuestos orgánicos, estructuras de 830

los organismos y composición de minerales, presentes en el material recolectado. 831

La naturaleza, la cantidad y el flujo de las partículas han sido determinados con el uso de trampas 832

de sedimentos. Los resultados de éstas han permitido validar modelos del destino de la 833

productividad local en el océano mundial. Los flujos de partículas se han establecido para 834

elementos y compuestos, y han permitido establecer la existencia de pulsos de fitoplancton que es 835

exportado, que se agrega y que conforma nieve marina o se concentra en heces, con ello se ha 836

42

definido la intensidad del acoplamiento entre columna de agua y el fondo en diferentes regiones 837

del océano. 838

En México estos estudios son limitados y se resumen en aquellos realizados para entender los 839

procesos actuales y con ello explicar los registros paleoceanográficos,; las trampas se han 840

colocado en el sur del gGolfo de California, en el gGolfo de Tehuantepec y en el Pacífico 841

oOriental. Los resultados de dichos estudios han permitido establecer la frecuencia de eventos 842

como el Niño y otros en escalas mayores. Otras trampas de sedimento flotantes trampas han 843

permitido evaluar la tasa de exportación de carbono biogénico, y éstas se han colocado en aguas 844

costeras superficiales en del gGolfo de México y mMar Caribe en aguas costeras superficiales 845

(Biggs, 1992), la mayoría por investigadores extranjeros fuera de la zona económica exclusiva, y 846

solamenteo tres trampas frente a Tamaulipas permiten reconocer la tasa de exportación a mar 847

profundo en el gGolfo de México en un estudio de colaboración entre UNAM y CICESE. 848

En aguas oceánicas los estudios permiten evaluar el secuestro de carbono biogénico como un 849

mecanismo de control del cambio climático global; de la misma forma que las series de tiempo 850

de las estaciones someras en Bermuda para el Atlántico (Bermuda Atlantic Time – Series; BATS) 851

y Hawai (Hawaii Time Series Station; HOT) en el Pacífico, y en el mar Arábigo (JGOFS). El 852

trabajo de Biggs (1992) ha reconocido que la productividad costera en el gGolfo de México varía 853

dentro y fuera de la capa de mezcla en un eddie anticiclónico. El estudio de Jeffrey et al. (1983) 854

permitió reconocer que las diferencias encontradas a escala regional entre el mar Caribe, gGolfo 855

de México y el Atlántico ecuatorial se deben a procesos físicos en la columna de agua y a la 856

permanencia de las partículas en el ambiente pelágico. Otros estudios han reconocido que la 857

contribución por heces de zooplancton en la exportación caracteriza los mares productivos y que 858

los aportes de material orgánico a través de mudas y cadáveres del zooplancton son de gran 859

importancia. El papel de las bacterias en nieve marina y los cambios en la composición durante 860

43

su caída al fondo se generan durante el proceso de agregación. Otras contribuciones del estudio 861

con trampas a diferentes profundidades incluyen la degradación de componentes lábiles (lípidos, 862

ésteres y ácidos grasos) a material refractario durante la exportación en una degradación 863

diferencial de las partículas de fitoplancton que depende del contenido de pigmentos, abundancia 864

relativa de isótopos estables y contenido de fosfolípidos. 865

El flujo de estas partículas hacia el piso oceánico se ha estimado en mares tropicales en menos de 866

40 mgC.m-2.d-1 (Deuser et al. 1981) y contrasta con las zonas más productivas en el Pacífico con 867

flujos por encima de 50 mgC.m-2.d-1 (Honjo y Doherty, 1988). Las partículas orgánicas que 868

generan la producción primaria en la capa eufótica de los ambientes tropicales son 869

predominantemente cianobacterias y ocasionalmente diatomeas, cocolitofóridos y dinoflagelados 870

(Deuser et al.,. 1981; Jeffrey et al.,. 1983; González, 2005). Los estudios sobre la descripción 871

microscópica de las partículas biogénicas exportadas al fondo marino han permitido clasificar 872

componentes del plancton en partículas orgánicas e inorgánicas. La presencia de pigmentos en 873

muestras de agua de fondo (González, 2005) y en sedimentos abisales del Golfo de México (Ley, 874

2003) sugiere la existencia de mecanismos de agregación en columna de agua y estrategias que 875

facilitan la exportación al fondo. Las partículas recolectadas desde la base de la termoclina hasta 876

la capa de mezcla son de naturaleza orgánica (González, 2005). La frecuencia con la cual se 877

exporta material con pigmentos al sedimento abisal y los mecanismos que facilitan la exportación 878

son desconocidos. Aparentemente los procesos hidrodinámicos y la generación de ciclones estén 879

vinculados con los mecanismos de acoplamiento pelágico_- bentónico en aguas oceánicas del 880

gGolfo de México. 881

882

Erosividad de la lluvia.- 883

44

La erosividad de la lluvia es un índice que estima la fuerza con la que la lluvia impacta al suelo, 884

el cual representa la energía potencial disponible para que se lleve a cabo la erosión hídrica del 885

suelo. Este índice tiene una relación directa con la intensidad de la lluvia (cantidad de lluvia entre 886

tiempo) y generalmente las lluvias más intensas son las más erosivas. Sin embargo, no es posible 887

estimar la erosividad de la lluvia soólo con la intensidad promedio, debido a que ésta no es 888

constante durante un evento de lluvia. Lo anterior es resultado de que la intensidad de la lluvia 889

depende de su origen. Por ejemplo, la intensidad de las lluvias asociadas a ciclones tropicales 890

depende de la cantidad de lluvia (García-Oliva et al., 1995), mientras que la intensidad de las 891

lluvias de origen convectivo están más relacionadas con su duración (Button y Ben-Asher, 1983). 892

Por lo anterior, se han generado distintos índices para estimar a la erosividad. Los dos principales 893

índices utilizados son el EI30 propuesto por Wischmeier y Smith (1958) y el KE25 propuesto para 894

zonas tropicales por Hudson (Morgan, 1979). Sin embargo, el cálculo de estos índices requiere de 895

datos de cantidad de lluvia por lo menos cada 10 minutos utilizando pluviógrafos. 896

Desafortunadamente, a nivel nacional no existe una red de pluviógrafos que permita calcular la 897

intensidad de la lluvia y los índices de erosividad. Una alternativa ha sido la utilización del 898

método propuesto por FAO (1979), el cualque utiliza a la precipitación mensual y anual para 899

estimar un índice de erosividad de la lluvia. Este método ha sido aplicado por varios autores en 900

México. Por ejemplo, Estrada-Berg y Ortiz-Solorio (19822) utilizando 760 estaciones 901

meteorológicas distribuidas en el país, estimaron este índice de erosividad para las distintas 902

regiones de México. Ellos concluyeron que el 60% del territorio nacional tiene una erosividad 903

moderada y que los estados con valores más altos fueron Guerrero, Chiapas y Oaxaca. 904

El problema de estos métodos que utilizan las precipitaciones mensuales subestima la intensidad 905

y la erosividad de la lluvia, principalmente en zonas con poca precipitación mensual y zonas con 906

una influencia importante de ciclones, las cuales son muy comunes en México. Por ejemplo, en la 907

45

costa de Jalisco, que tiene una fuerte influencia de los ciclones del Pacífico y una lluvia anual 908

promedio alrededor de 750 mm, se ha estimado un valor promedio de erosividad de 6525 MJ mm 909

ha-1 h-1, que es parecido al reportado registrado en sitios tropicales que reciben más de 1,500 mm 910

anuales (García-Oliva et al., 1995). Por lo anterior, es necesario promover la creación de una red 911

de pluvióografos a nivel nacional, que permita tener mejor mediciones de intensidad y erosividad 912

de lluvias en el país. 913

914

Secuestro de carbono biogénico.- 915

Las escalas relevantes de variación en los flujos de carbono a en la escala global van desde 916

millones de años, para los procesos controlados por los movimientos de la corteza terrestre, a la 917

escala de días e incluso segundos, para los procesos relacionados con el intercambio aire-océano 918

y la fotosíntesis por el fitoplancton. Es importante reconocer que el contenido de CO2 atmosférico 919

está modulado por la variación en la tasa de intercambio entre la atmósfera y el océano y la 920

atmósfera y biosfera, y ésta varía latitudinal, longitudinal y batimétricamente. El nivel de 921

concentración de CO2 en la atmósfera en laa escala global, finalmente está finalmente 922

determinado por procesos geológicos. 923

Las actividades humanas en los últimos 200 años han alterado el ciclo global del carbono de 924

manera significativa., sSin embargo, las tasas de cambio en los flujos de CO2 atmosférico no sólo 925

dependen de los cambios en las actividades humanas, sino también de procesos biogeoquímicos 926

que ocurren en los mares, los climatológicos y las interacciones de la biota con el ciclo del 927

carbono. Éstos contribuyendo en el secuestro de carbono orgánico en los sedimentos de los 928

márgenes continentales en los mares. Otros mecanismos de secuestro que se han descrito en la 929

literatura incluyen el carbono orgánico atrapado en estructuras carbonatadas, como son los 930

arrecifes de coral, la exportación de esqueletos de cocolitofóridos, foraminíferos y pterópodos; en 931

46

mares saturados de CO2, como son los mares tropicales, la retención de carbono orgánico en 932

organismos longevos como las ballenas, cuyo promedio de vida es de un siglo y la degradación 933

de sus huesos de más de 50 años. Una forma adicional de secuestro de carbono biogénico se da 934

en aguas oceánicas tropicales perennemente siempre estratificadas térmicamente, en las cuales la 935

persistencia de circuitos microbianos ejemplifica un mecanismo de secuestro en CO2. 936

La información existente sobre la evaluación de secuestro de carbono biogénico en los mares 937

mexicanos es limitada, y se limita circunscribe a los estudios realizados en el margen del Pacífico 938

nororiental Mexicanomexicano, caracterizado por una zona de oxígeno mínimo, que permite la 939

preservación y el enterramiento de carbono orgánico. Estos estudios se fundamentan en el papel 940

de la bomba biológica del océano (secuestro de carbono en el océano interior por la exportación 941

de carbono orgánico) para explicar las variaciones observadas en el CO2 atmosférico (Paytan et 942

al., 1996). La bomba biológica y el consecuente secuestro de carbono orgánico en el sedimento 943

se relacionan con las variaciones del CO2 atmosférico y la exportación del carbono al fondo 944

oceánico. 945

La producción primaria en márgenes y taludes continentales se ha estimado en 3.7 PgC.a-1, la 946

cual es ligeramente mayor que la estimada de 2.9 PgC.a-1 en el océano profundo, sugiriéndose 947

que a nivel global la bomba biológica secuestra el 60% del carbono en el océano profundo y 40% 948

en márgenes continentales. En el caso particular de México, la tasa de secuestro de carbono 949

orgánico es 0.6 mg.cm-2 a-1, considerando una eficiencia del 35% al ser uno de los pocos sitios 950

del océano donde el desarrollo de la ZMO permite la preservación y enterramiento de Corg. La 951

elevada productividad primaria y la ZMO han variado en sincronía con los cambios climáticos 952

de escala glaciar-interglaciar por miles de años (Ortiz et al., 2004), teniendo un papel relevante 953

en modular los flujos de CO2 en el sistema océano-atmósfera. La información existente evalúa el 954

flujo de Corg sedimentario en núcleos de sedimento del talud continental frente a Baja California 955

47

Sur, Mazatlán; (Ganeshram et al., 1998) y el gGolfo de Tehuantepec (Thunell y Kepple, 2004), 956

que presentan variaciones en la preservación y enterramiento del Corg y relevancia en el ciclo del 957

carbono en la región. Estudios similares son inexistentes en el gGolfo de México o mMar Caribe, 958

ya que en estos mares se presenta una oxidación del carbono orgánico. 959

960

Salinidad en cuerpos de agua.- 961

En México los intereses de índole práctica, así como lo novedoso y la diversidad de los 962

ambientes acuáticos epicontinentales tropicales, han promovido su estudio principalmente a 963

través principalmente de descripciones a nivel individual o regional. Los escasos estudios 964

disponibles para el país no permiten hacer generalizaciones de sus características ecológicas y, 965

menos aún, de tipo comparativo a escala geográfica más amplia. En México los estudios de 966

sistemas lénticos mexicanos (p.e.j g. lagos, presas) son muy escasos y se circunscriben a los 967

principales lagos (e. g.p.ej. Chapala, Jalisco); por otro lado, los ambientes lóticos (e. g.p.ej. ríos y 968

arroyos) son prácticamente desconocidos desde un punto de vista limnoecológico. 969

Los aspectos dinámicos del funcionamiento de los ambientes acuáticos mexicanos son aún son 970

desconocidos. Apenas se ha iniciado el conocimiento –limnoecológico- descriptivo básico y en 971

algunos casos, se cuenta con registros de mediano o largo plazo de algunas variables 972

limnoecológicas de relevancia, tales como temperatura del agua o nivel del lago, que permiten 973

dar inicio a los estudios ecológicos a largo plazo; tal es el caso de Páatzcuaro, Michoacán, o de 974

Alchichica, Puebla, que es el único sistema acuático epicontinental incluido en la Red Mexicana 975

de Estudios Ecológicos a Largo Plazo (Red Mex-LTER). 976

Existen dos tópicos de especial relevancia para el entendimiento de la dinámica del 977

funcionamiento de estos ecosistemas: a) los flujos de materia y energía y b) la variabilidad 978

temporal, que incluye tanto a los flujos como a las cantidades ‘stock’. CoEn relación acon lo 979

48

anterior, se requiere comenzar por hacer los balances de energía, de agua y de sustancias 980

químicas diversos (e. g.p.ej., nutrimentos). Al respecto de esto último, la escasa evidencia 981

disponible hoy en día ha mostrado que a diferencia de los ambientes acuáticos templados, en 982

donde el fósforo juega un papel preponderante en el control de la producción primaria, en los 983

ambientes tropicales existe cada vez más evidencia que soporta que es el nitrógeno y no el 984

fósforo el elemento clave. 985

Posteriormente, es necesario reconocer la utilización de estos recursos, así como medir la 986

producción biológica. Existen una cantidad muy limitada depocas mediciones de producción 987

primaria (PP) y menos aún de producción secundaria. Lo más acercado a la primera variable es la 988

medición de la biomasa fitoplanctónica, expresada a través de la concentración de clorofila que, 989

determinada a lapsos regulares de tiempo, puede aproximarse a una medida de PP.: 990

Prácticamente son desconocidosAhora bien, la medición de los procesos y la relevancia de los 991

mecanismos de descomposición y reciclamiento, así como el delineado y modelado de las redes 992

tróficas de cuerpos acuáticos epicontinentales son prácticamente desconocidos.. En casos 993

contados sSe han realizado intentos escasos de delinear redes tróficas de lagos mexicanos, pero 994

estos modelos son más bien son conceptuales y no cuentan con evaluaciones de cantidades stock 995

(i.e., biomasa) ni de flujos. 996

Por otro lado, los escasos pocos avances que se han realizado relativos a la limnoecología 997

mexicana, no dan un seguimiento a lo largo de varios ciclos anuales, por lo cual aún es imposible 998

aún el reconocer los patrones de cambio ambiental con el tiempo ni de los procesos, ni tampoco 999

de los componentes químicos ni bióticos involucrados. Todavía Hhasta no hace mucho poco 1000

tiempo todavía existía la idea de que la estacionalidad en los trópicos (dos épocas predominantes: 1001

una fría de secas y una cálida de lluvias) permitía caracterizar los procesos con base en dos 1002

muestreos al año, uno para época contrastante. Sin embargo, los estudios realizados en otras 1003

49

regiones tropicales, han mostradoa que los trópicos presentan patrones de variabilidad temporal 1004

muy diversos, que van del ciclo dial hasta los periodos de largo plazo y no periódicos, pasando 1005

por el ciclo anual y otros de periodicidades intermedias. Esto pone de manifiesto la complejidad 1006

de los procesos ecológicos en los ambientes acuáticos epicontinentales tropicales. 1007

1008

Procesos asociados a riesgos ambientales 1009

Con respecto a los procesos relacionados a los riesgos ambientales, éestos incluyen: las 1010

sequías, los ciclones y huracanes, el aumento de nivel del mar, los tsunamis, las anomalías 1011

climáticas como el fenómeno de El Niño, las heladas y granizadas, las inundaciones, la 1012

erosividad de la lluvia, los deslaves, la hipoxia y anoxia, y la erosión de playas y costas. 1013

1014

1015

Ciclones y huracanes.- 1016

Quizá Los ciclones tropicales quizá son los eventos que de manera más drástica afectan los 1017

ecosistemas en México son los ciclones tropicales. Tradicionalmente se piensa en estos elementos 1018

del clima como generadores de lluvia intensa. Si bien es cierto que justo debajo del sistema las 1019

precipitaciones que se registran son de las más fuertes, la distancia de estos sistemas a la región 1020

continental mexicana puede determinar si se registran lluvias o, por el contrario, que el sistema 1021

seque la región al atraer la humedad al ciclón. La mayor parte de los sistemas de este tipo, 1022

cercanos a la parte continental o entrando a continente, dejan grandes precipitaciones en unos 1023

cuantos días. Los vientos fuertes, de más de 150 km/hr en el caso de huracanes, pueden derribar 1024

árboles, viviendas y producir grandes mareas de tormenta que afectan la zonas costeras. 1025

Tan sólo eEn 2005, México sufrió la entrada de un huracán categoría 4 (Wilma), que provocó por 1026

lo menos un millón de damnificados y ocho muertos a su paso por los estados de Quintana Roo y 1027

50

Yucatán (La Jornada, 23 de octubre del 2005); mientras que el huracán Stan, en su categoría de 1028

tormenta superó en péerdidas los 20 mil millones de pesos, una cifra que representa cerca de 20% 1029

del Producto Interno Bruto que anualmente producen entidades como Oaxaca, Chiapas o 1030

Guerrero (Jorge Emilio González, El Universal, 15 de octubre del 2005). 1031

En México, tanto la región del Pacífico y como la del Caribe son generadoras de ciclones 1032

tropicales, debido a que las temperaturas de superficie del mar (, mayores a 28°C), son lo que se 1033

llama albercas de agua caliente;, además de ser regiones con un contraste vertical de vientos 1034

débiles que favorece la formación de nubes profundas. Distintas relaciones de tipo físico indican 1035

que la intensidad que puede alcanzar un huracán crece al aumentar la temperatura de superficie 1036

del mar. Por ello, el calentamiento global del planeta traerá entre otras cosas un aumento en el 1037

potencial de intensidad de los ciclones tropicales. 1038

La vulnerabilidad de la sociedad a los huracanes se ha incrementado sustancialmente en las 1039

últimas décadas, principalmente debido a que la población ha crecido en las áreas que están 1040

expuestas a la afectación por este tipo de fenómenos. En México, a principios del siglo XX, las 1041

costas soólo estaban habitadas por 166 mil habitantes –representando al 10% de la población 1042

urbana de la época- y, en 1995 aumentó a 12.7 millones de personas, de las cuales el 71.8% se 1043

asentaba en áreas urbanas (Gutiérrez y González, 1999). Esta situación nos da una idea de la 1044

creciente población que está expuesta en áreas de potencial afectación potencial por huracanes. 1045

Se ha avanzado mucho en el entendimiento de cómo funcionan los ciclones tropicales, como 1046

resultando de un mayor entendimiento de los procesos convectivos tropicales. Prueba de ello es 1047

la calidad de los pronósticos a uno, dos y tres días que se realizan sobre trayectoria e intensidad 1048

de los ciclones tropicales (CT). Sin embargo, aúun falta mucho por entender en lo referente a la 1049

génesis de de lostales ciclones tropicales. Si bien se conocen las condiciones necesarias para su 1050

51

formación, no son claras las condiciones de inestabilidad hidrodinámica que dan origen a un 1051

sistema de este tipo. 1052

En México, los ciclones tropicales se monitorean, como en la mayor parte del mundo, mediante 1053

percepción remota, sea éesta por radar o por satélite. La información de satélite disponible en 1054

México proviene de los sistemas que han puesto en órbita los Estados Unidos. Los centros de 1055

recepción de imágenes de México reciben información de gran resolución espacial en distintos 1056

canales o bandas (visible, vapor de agua o infrarrojo). Incluso se hacen estimaciones por satélite 1057

de las precipitaciones y de la intensidad de los vientos. 1058

La información de la que se dispone de por los radares en México, dista de ser de la calidad con 1059

la que se produce en otras partes del mundo que cuentan con estos aparatos. El mayor uso que se 1060

hace de los radares es para producir imágenes de reflectividad, aun y cuando éstos tienen 1061

capacidad de producir estimaciones de precipitación y de intensidad de vientos. Aúun más, un 1062

buen manejo del radar meteorológico en México permitiría hacer predicciones de muy corto 1063

plazo (una o dos horas) y de gran precisión espacial sobre la evolución de los huracanes. 1064

Posiblemente La vulnerabilidad de la sociedad a los huracanes se ha incrementado 1065

sustancialmente en las últimas décadas, principalmente debido a que la población ha crecido en 1066

las áreas que están expuestas a la afectación por este tipo de fenómenos. En México, a principios 1067

del siglo XX, las costas sólo estaban habitadas por 166 mil habitantes –representando al 10% de 1068

la población urbana de la época- y, en 1995 aumentó a 12.7 millones de personas, de las cuales el 1069

71.8% se asentaba en áreas urbanas (Gutiérrez y González, 1999). México, posiblemente es el 1070

único país que es afectado tanto por sus costas tanto orientales como y occidentales. En las 1071

primeras, la temporada de huracanes se presenta entre el 1 de junio y el 30 de noviembre; 1072

mientras que para el océano Pacífico nNororiental, se dice que es del 15 de mayo al 30 de 1073

noviembre. Esta situación se hace patente al notar que durante el periodo de 1960-2005 han 1074

52

penetrado a las costas nacionales –en promedio- cerca de un1 ciclón tropical por año y 2.29 por 1075

los océanos Atlántico y Pacífico, respectivamente, (contabilizando depresiones tormentas y 1076

huracanes). El máximo de ciclones tropicales que entran a las costas mexicanas en el Atlántico es 1077

de 3 tres para los años 1970, 1971, 1978, 1988, 1995, 1999 y 2000; el réecord lo ostenta la 1078

temporada 2005, cuando entraron 7 siete ciclones tropicales; la misma información referida para 1079

el Pacífico es de 6 seis sistemas en el año 1971. En el periodo mencionado (1968-2005) han 1080

entrado a México 53 y 103 sistemas tropicales nombrados por las costas del Atlántico y Pacífico, 1081

respectivamente. 1082

La estación de huracanes del Atlántico nNorte empieza oficialmente en junio y termina en 1083

noviembre, pero su mayor actividad está centralizada en los meses de agosto, septiembre y 1084

octubre;. Aaunque el pico de la estación ocurre durante la segunda semana de septiembre. En las 1085

etapas temprana y tardía de la estación, los huracanes se originan más lejos de México al 1086

compararlos con aquellos de finales de agosto y septiembre. La región principal de formación 1087

está acotada por las longitudes 55° y 75° W y por las latitudes de 10° y 35° N. Generalmente se 1088

mueven al noroeste golpeando a la costa oriental de América, desde su parte central hasta 1089

Canadá. El número promedio estacional de CT en esta cuenca es de 10; sin embargo su variación 1090

va desde 4 a 33, números que ocurrieron en 1983 y 2005, respectivamente. 1091

En la otra cuenca (Pacífico nNororiental), los CT frecuentemente se desarrollan cerca de las 1092

costas de México, en la región acotada por los 90° y 120° de longitud oeste y latitudes entre 10° y 1093

20° N. Auún y cuando su movimiento se dirige noroeste, algunas veces recurvan hacia el noreste 1094

o inclusive al este y penetran en las costas mexicanas. En promedio, la actividad de los CT del 1095

Pacífico nNororiental empieza dos semanas antes que en el Atlántico; es decir, el 15 de mayo. Al 1096

contrario del Atlántico, existe un mínimo de actividad en el mes de agosto, el número de CT que 1097

53

se presentan por temporada oscila alrededor de 15 quince y su variación va desde 8 ocho hasta 1098

24 veinticuatro en 1977 y 1992, respectivamente. 1099

Con la información sobre ciclones tropicales disponible se estableció, desde el año 2000, un 1100

Sistema de Alerta Temprana contra huracanes, que permite informar a la población en riesgo 1101

sobre el peligro y sobre las acciones a tomar para salvaguardar vidas. El sistema, sin embargo, no 1102

contempla acciones que lleven a disminuir los impactos en los bienes materiales de la población o 1103

encaminadas a la recuperación de los sistemas naturales afectados. 1104

1105

FIGURA 6 1106

1107 1108

Fig 15.6 Carta de trayectoria de huracanes en el Pacífico Mexicano. 1109

1110

1111

Sequías.- 1112

Con frecuencia se confunde sequía con aridez. Mientras que la primera forma parte de los 1113

procesos de variabilidad climática, la segunda se refiere a una condición permanente. Dentro de 1114

la sequía se pueden tener varios tipos: meteorológica, hidrológica, agrícola y social. El primer 1115

http://www.nhc.noaa.gov/tracks/2005epac.gif�

54

tipo de sequía es un proceso natural sin influencia humana. Sin embargo, en los otros tipos de 1116

sequía hay una influencia humana de mayor o menor grado. Por ello, el que se vean campos de 1117

cultivo secos no necesariamente caracteriza la ocurrencia de una sequía meteorológica (natural), 1118

sino que puede reflejar un mal manejo del agua (influencia humana). 1119

Laos salud de la vegetación monitoreada por satélite, a través del Normalized Difference 1120

Vegetation Index (NDVI), refleja de manera adecuada las anomalías de precipitación negativas 1121

que producen sequías meteorológicas. Así, auún cuando la red de estaciones de monitoreo de 1122

lluvia no es muy densa, el NDVI sirve como proxy (con retraso de entre uno y dos meses) para 1123

definir una condición de sequía. 1124

Existen diversos retos científicos para el estudio de la sequía. En la comunidad 1125

meteorológica se comienza a trabajar en pronóstico de esta condición, tratando de definir inicio, 1126

duración e intensidad. Los costos para la sociedad y el medio ambiente de una sequía prolongada 1127

e intensa pueden ser devastadores. Quizá aúun más básico resulta el definir qué se entiende por 1128

sequía, es decir cuánto menos y por cuánto tiempo debe llover para declarar una sequía. 1129

Meteorológicamente hablando no es lo mismo pensar en sequía en zonas áridas y semiáridas que 1130

en zonas tropicales, pues en estas últimas un periodo de dos a tres semanas sin lluvia puede ser 1131

considerado una sequía, condición que podría resultar más natural en la zona norte de México. 1132

En términos de los procesos que generan una sequía se han buscado condiciones anómalas en las 1133

temperaturas de superficie del mar, como aquellas relacionadas con El Niño. De igual manera se 1134

comienzan a explorar factores como el cambio de albedo o humedad y rugosidad del suelo como 1135

mecanismo que pudieran generar sequías. Persiste lLa pregunta de cuál es la diferencia de 1136

procesos entre sequías de una estación o un año y aquéellas que duran por varios años persiste. 1137

55

Hoy es claro que el cambio climático resultará en alteraciones del ciclo hidrológico y, con ello, 1138

en cambios en la frecuencia e intensidad de las sequías. De ahí que el tema sea de la mayor 1139

importancia en un país como México, altamente vulnerable a la sequía. 1140

1141

Anomalías climáticas (e. g. El Niño) 1142

.- Uno de los mayores retos de las cCiencias aAtmosféricas es el entender las variaciones 1143

climáticas que se producen año con año. La agricultura, la generación de energía eléctrica, la 1144

pesca, o el abasto de agua a las ciudades pueden verse afectadas por condiciones extremas en las 1145

lluvias. Las actividades de prevención de desastres naturales o la salud humana dependen 1146

fuertemente de cambios en el clima. Es Ppor ello es que cada día se presta más atención a los 1147

factores que lo modulan. 1148

Con el tiempo se ha encontrado que uno de los fenómenos que más afectan el clima, en escalas 1149

interanuales de tiempo, es el conocido evento El Niño/Oscilación del Sur (ENOS), que no soólo 1150

provoca cambios en el clima de los países de la cuenca del Pacífico tropical, sino prácticamente 1151

de todo el mundo. Las campañas oceanográficas de observación, el uso de satélites y el aumento 1152

de las comunicaciones han incrementado nuestrao entendimiento comprensión del fenómeno y 1153

reconocemos el patrón de anomalías de temperatura de superficie del mar que lo caracteriza, 1154

permitiendo realizar buenos pronósticos de su ocurrencia e intensidad reconociendo al admitir un 1155

acoplamiento entre clima y océano. 1156

En nuestro país, el fenómeno ENOS es un ejemplo clásico ejemplo del vínculo océano-clima 1157

quey tiene repercusiones grandes en el clima y, en gran medida, en nuestras actividades 1158

socioeconómicas. Estudios recientes muestran que los regímenes de lluvias de invierno y verano 1159

se ven afectados. Podemos decir que las lluvias se intensifican durante inviernos El Niño y que 1160

56

en inviernos La Niña, las lluvias tienden a disminuir en la mayor parte del país, excepto en la 1161

región del Istmo de Tehuantepec. 1162

Desde el punto de vista científico, el problema más interesante radica en entender comprender 1163

por qué algo que ocurre en el océano Pacífico tropical afecta nuestro clima invernal. En inviernos 1164

El Niño, la corriente en chorro de latitudes medias, en la que los ciclones de gran escala se 1165

encuentran inmersos, se desplaza hacia el sur provocando una mayor incidencia de frentes fríos y 1166

lluvia en la zona norte y centro de México. Tales cambios en la circulación atmosférica resultan 1167

en un mayor número de los llamados nNortes en el Golfo de México y Mar Caribe. Sin embargo, 1168

un aumento en la actividad de nNortes no necesariamente resulta en más lluvia. Los patrones 1169

promedio de las anomalías de la lluvia en años El Niño o La Niña son una buena guía para 1170

pronosticar el clima, existiendo variaciones que limitan los modelos predictivos. 1171

Varios factores influyen en las disminuciones en la lluvia durante veranos El Niño. Por ejemplo, 1172

la Zona Inter Tropical de Convergencia (ITCZ por sus siglas en inglés) del Pacíifico oriental, 1173

donde existe gran cantidad de nubes profundas y lluvia, tiende a permanecer más cercana del 1174

Ecuador, por lo que la fuente de humedad para las precipitaciones en la costa oeste de México, 1175

durante los meses de junio, julio y agosto, permanece alejada y con ello las lluvias de verano son 1176

bajas. El desplazamiento en la ITCZ provoca que la subsidencia en la mayor parte de México sea 1177

anómalamente fuerte con lo que la formación de lluvias intensas se inhibe, y las lluvias son poco 1178

frecuentes. 1179

Los huracanes, tanto end el Pacífico como eny del Atlántico son fuente importante de 1180

precipitaciones en México, particularmente en el norte del país. Relaciones estadísticas sugieren 1181

que durante años El Niño, el número de huracanes en el Atlántico, mMar Caribe y gGolfo de 1182

México disminuye. Por el lado del Pacífico los huracanes pueden ser más intensos y de mayor 1183

57

duración, aunque sus orígenes pueden ser más dispersos y no necesariamente concentrados frente 1184

a México. 1185

Muchos otros factores deben considerarse al momento de hacer un pronóstico del clima de largo 1186

plazo, como son las condiciones del océano Atlántico, la humedad en el suelo y la variabilidad 1187

interna del sistema climático. Es claro, uUn sistema tan complejo como el océano-continente-1188

atmósfera presenta un amplio espectro de fluctuaciones, en el que las interacciones no lineales 1189

son fundamentalesla regla. Los avances en esta materia nos permiten hoy en día nos permiten 1190

generar predicciones que ya son útiles en diversos sectores socio-económicos. La agricultura y el 1191

manejo de agua son quizá son los que más se ven beneficiados con esta información (Escobar et 1192

al., 2001). 1193

La falta o exceso de lluvias puede resultar en importantes alteraciones para la vida 1194

socioeconómica del país. En México, la agricultura es en su mayor parte es de temporal. Aún 1195

más, gran parte de la producción en este sector es para el auto-consumo de las familias 1196

campesinas. La falta de lluvia en la década de los noventa resultó en grandes pérdidas en el 1197

campo mexicano. Incluso en los últimos años las declaraciones de zonas de desastre por la sequía 1198

se han vuelto comunes. En buena medida, las sequías han estado asociadas a unacon gran 1199

actividad de eventos El Niño. eÉste, en los años 1982-83 que provocó sequías, incendios y 1200

pérdidas estimadas en cerca de seiscientos 600 millones de dólares en las economías de México y 1201

países de Centro América Central. El evento El Niño de 1997-98 quizá resultó quizá el más 1202

intenso del siglo. Las pérdidas en agricultura, ganadería, pesca, silvicultura y desastres naturales 1203

sumaron alrededor de dos mil2000 millones de dólares en México, aunado a un número elevado 1204

de gentes que se vieron afectadas. 1205

Una verdadera estrategia de adaptación ante condiciones extremas en el clima sólo podrá 1206

provenir de estudios científicos serios a profundidad en la materia. La vulnerabilidad del país es 1207

58

grande a eventos donde el océano y la atmósfera están vinculados. Se requiere una capacidad 1208

técnica mejor para aplicar medidas preventivas si los efectos esperados son negativos, o bien, 1209

para el aprovechamiento de las condiciones favorables que este evento pudiera provocar en 1210

algunas regiones (llenado de presas en el Norte del país); y con la disponibilidad de recursos 1211

financieros correspondientes. 1212

1213

Heladas y granizadas.- 1214

Las heladas pueden ser de tipo advectivo o radiativo. Las primeras corresponden a procesos en 1215

que una masa de aire frío se desplaza sobre una región produciendo descensos drásticos de 1216

temperatura. Las segundas se presentan cuando la falta de humedad en la atmósfera induce que el 1217

calor se pierda por radiación durante la noche, de tal forma que la temperatura baja hasta producir 1218

una helada. 1219

Las heladas son predecibles al punto de que en muchos lugares se cuenta con dispositivos para 1220

hacer que éstas sean menos severas para los agricultores, quienes son sin duda son los más 1221

vulnerables a este fenómeno. Las heladas y sus afectaciones en la agricultura se presentan en los 1222

meses de invierno, y son especialmente son severas las de tipo radiativo que afectan a los estados 1223

del Aaltiplano Mmexicano. De igual forma, algunos ecosistemas son vulnerables a las heladas, 1224

pero sin duda, éeste es un proceso que forma parte de la variabilidad natural del clima. 1225

Las tormentas de granizo están asociadas cona los cambios bruscos en la temperatura de distintas 1226

capas de nubes y, en consecuencia, a las tormentas eléctricas. Estas precipitaciones sólidas, en 1227

forma de granos de hielo de diversos tamaños, afectan principalmente afectan aen las regiones 1228

agrícolas, donde acaban con los sembradíos, y pueden causar la muerte de ganado menor y la 1229

destrucción de viviendas. 1230

59

En el país, las afectaciones por granizadas, durante el período 1979-1988, se resintieron 1231

principalmente se resintieron en los estados de Guanajuato;, Chihuahua, y Tlaxcala, aunque 1232

cualquier estado donde se presenten lluvias intensas están expuestos a granizadas. Las acciones 1233

encaminadas a enfrentar esta amenaza dependen del monitoreo por radar. Desafortunadamente, 1234

no existe gran capacidad entre los responsables de la red de radares para emitir alertas sobre 1235

granizadas, por lo que se trabaja de acuerdo con la climatología de granizadas o mediante formas 1236

empíricas de pronóstico. 1237

1238

Hipoxia y aAnoxia 1239

.- La hipoxia en aguas costeras está determinada por procesos físicos y biogeoquímicos. El aporte 1240

elevado de nutrimentos a la zona costera, provenientes éstos de fuentes continentales y de materia 1241

orgánica, generan eventos de hipoxia bajo ciertos escenarios, al modificar las proporciones N/P y 1242

N/Si (Turner et al., 2003), como son estratificación superficial y tiempos de residencia del agua 1243

extensos. Los nutrimentos provenientes de surgencias de aguas oceánicas subsuperficiales 1244

generan una productividad fitoplanctónica elevada y acumulación subsecuente de carbono que 1245

conlleva a una deficiencia de oxígeno. Los efectos combinados entre aguas con contenido bajo de 1246

oxígeno en las zonas de surgencias naturales y la disponibilidad elevada de nutrimentos tiende a 1247

incrementar la exportación vertical de carbono orgánico e intensifica la hipoxia costera. 1248

La hipoxia que se presenta en diversos hábitats costeros representa una barrera a la 1249

sustentabilidad de los ecosistemas (Naqvi et al., 2000; Breitburg, 2002). Aunque la ocurrencia de 1250

eventos hipóxicos no son necesariamente inducidos por actividades humanas, el conocimiento 1251

existente indica que las alteraciones generadas por las actividades antropogénicas pueden 1252

contribuir como un factor importante a la promoción condiciones hipóxicas (i.e. la construcción 1253

de presas) éstas afectan la descarga de agua dulce a la zona costera influyendo en la 1254

60

estratificación y retención de la forma disuelta del silicato y modificándose las proporciones N/Si 1255

y P/Si. 1256

Las condiciones hipóxicas pueden modificar las vías de remoción de nitratos (i.e. 1257

desnitrificación, regeneración y la oxidación anaeróbica de amonio) y ciclo de carbono al inducir 1258

la formación y emisión de óxido nitroso y metano, ambos gases de invernadero y que generan vía 1259

la atmósfera un cambio del clima. Las condiciones de oxidación en el agua marina determinan la 1260

retención y regeneración del fósforo en los sedimentos. La regeneración se incrementa bajo 1261

condiciones de anoxia y el enterramiento se favorece bajo condiciones de oxigenación. Los ciclos 1262

de diversos metales traza, incluyendo los de nutrimentos esenciales, están determinados por la 1263

disponibilidad de oxígeno (i.e. la regeneración de Fe). ÉEsta es menor bajo condiciones 1264

permanentemente anóxicas y totalmente óxicas, y es más alta bajo condiciones alternantes 1265

óxicas-anóxicas o de baja oxigenación. El hierro liberado de los sedimentos de la zona costera 1266

queda disponible al plancton marino y eventualmente es transportado y queda disponible al 1267

plancton oceánico. Las condiciones hipóxicas estimulan la producción primaria a partir de la 1268

remobilización de metales traza (i.e. liberación de Fe) en los ecosistemas costero y oceánico 1269

vecino. 1270

La deforestación y erosión del suelo tienen un efecto grande sobre la calidad del agua. Otras vías 1271

importantes de ingreso de nutrimentos a los ambientes costeros son por depositación atmosférica 1272

y descarga de aguas subterráneas. La acuacultura presenta otro factor de la afectación por 1273

actividades del hombre en la zona costera con una sobrecarga de nutrimentos. Los eventos de 1274

baja concentración de oxígeno disuelto generan mortandades masivas y variaciones en la 1275

distribución de especies, cambios en la diversidad biológica, estrés fisiológico y otros efectos 1276

subletales como crecimiento y reproducción reducidos (Service, 2004). 1277

61

Los registros recientes, apoyados en estudios del registro geolóògico y oceanografíìa satelital, 1278

indican que existe evidencia que las condiciones de bajo contenido de oxígeno están proliferando 1279

cada día más en aguas costeras aumentando en frecuencia e intensidad lo cual ha generado 1280

preocupación a nivel regional y mundial, aumentando en frecuencia e intensidad (Rabalais y 1281

Turner, 2001). La hipoxia costera tiene consecuencias ecológicas y biogeoquímicas de 1282

dimensiones grandes que actualmente son poco entendidas. Lo anterior se ha debido a que se han 1283

estudiado en forma aislada y local, y porque se encuentran estrechamente acopladas a los 1284

ecosistemas vecinos continental y oceánico. La intensidad, duración y frecuencia de los eventos 1285

de hipoxia en ecosistemas costeros han cambiado así mismo relacionados cona calentamiento 1286

global, variabilidad climática y variaciones en los patrones de circulación. Desde el punto de 1287

vista del turismo, éste puede verse afectado negativamente por olores poco agradables del 1288

acúumulo de la materia orgánica en descomposición y organismos muertos. 1289

En la zona costera de México encontramos hipoxia de dos tipos: la intermitente (i.e. plataforma 1290

continental frente a Coatzacoalcos) y la permanente (mMargen continental del Pacífico oOriental 1291

tTropical), cada una con consecuencias diferentes para los organismos y procesos bioquímicaos 1292

clave. La evidencia existente sugiere que la variabilidad interanual a interdecadal está ligada a 1293

fluctuaciones en escala grande (i.e. El Niño/Oscilación del sur, Oscilación decadal del Pacífico, y 1294

Oscilación del Atlántico nNorte) y que tienen una reverberación directa o indirecta en la 1295

circulación, la pesquería y la biodiversidad marina (i.e. el influjo anómalo de agua subártica al 1296

sistema de la corriente de California que conllevó a un desarrollo improcedente de hipoxia sobre 1297

la plataforma interna generando la muerte masiva de fauna en el verano de 2002 (Grantham et al., 1298

2004). 1299

Entre los esfuerzos que se llevan a cabo en México se encuentran los esfuerzos locales e 1300

institucionales por la UNAM, el CICESE y, la UABCS, que evalúan el cambio en diferentes 1301

62

localidades costeras del gGolfo de México (i.e. la plataforma continental frente Coatzacoalcos), 1302

la plataforma y talud continentales del gGolfo de California, el Pacífico oOriental tropical y 1303

frente a la pPenínsula de Baja California. En el marco internacional, México trabaja 1304

conjuntamente en el panel de científicos de hipoxia costera del grupo de trabajo de SCOR, con 1305

objeto de identificar los factores comunes y las diferencias que generan hipoxia en diferentes 1306

localidades del océano mundial. 1307

Los ecosistemas costeros afectados por la hipoxia ven disminuida su diversidad biológica 1308

disminuida;, los organismos capaces de desplazarse pueden cambiar de uno a otro hábitat, los que 1309

presentan desplazamientos limitados tienden a desaparecer y su recuperación toma años a 1310

décadas. La respuesta asimétrica de condiciones óxicas a anóxicas, denominada histeresis, 1311

conlleva a cambios en el régimen de las comunidades asociadas a los fondos marinos alternando 1312

estados casi estables. 1313

El desarrollo de tecnología ha permitido que en años recientes se pueda llevar a cabo un 1314

seguimiento sistemático de las concentraciones de oxígeno en diversas partes del mundo, 1315

información que puede ser transferidarse en tiempo real (Körtzinger et al., 2005). Este tipo de 1316

estrategias ofrece una posibilidad de dar seguimiento a los eventos de hipoxia, en asociación a 1317

con otros parámetros, y determinar las consecuencias y causas que la generan alimentando 1318

modelos de simulación que establecenr el efecto de las actividades humanas (Justic et al., 2003;, 1319

Oguz et al., 2000). En México aún es necesario evaluar los valores base de oxígeno en columna 1320

de agua y fondo de muchas de las localidades costeras, para sentar las bases de la distribución de 1321

la concentración de oxígeno disuelto y con ello iniciar un seguimiento sistematizado para la toma 1322

de decisiones. 1323

FIGURA 7 1324

FIGURA 8 1325

63

1326

1327

1328

1329

1330

1331

1332

1333

1334

Fig 15.7 Distribución latitudinal y batimétrica de las zonas de oxígeno mínimo en el margen 1335

continental del Océano Pacífico Oriental. Tomada de Helly J.J. & L.A. Levin (2004). 1336

1337

64

1338

Fig. 15.8 Distribución de la concentración de oxígeno disuelto en Océano Pacífico, Golfo de 1339

México y Mar Caribe. Imagen por cortesía de E. Carmack, Institute of Ocean Sciences Canada. 1340

1341

Ambientes naturales asociados a servicios culturales 1342

Reservas, áreas naturales protegidas y otros atractivos no necesariamente protegidos, tales 1343

como islas, arrecifes, frentes, ventilas hidrotermales e infiltraciones de metano, montes 1344

oceánicos, cañadas, cascadas, cavernas, humedales, lagos y lagunas, playas, ríos, valles, volcanes, 1345

áreas de pesca recreativa, etc. 1346

1347

Procesos y factores ambientales básicos 1348

Finalmente y con respecto a los factores ambientales básicos, podemos mencionar: el 1349

clima, la hidrografía e hidrometría, la hidrogeología, la temperatura del aire, suelo y cuerpos de 1350

agua, la hidrología, principales corrientes y masas de agua, la geología, los suelos, la 1351

geomorfología, la hipsometría y batimetría, la delimitación de regiones oceánicas y cuencas 1352

geológicas, los fondos marinos y la topografía y geomorfología de las cuencas oceánicas. 1353

1354

65

Temperatura.- 1355

Aunque las sequías forman parte de la variabilidad natural del clima y siempre han ocurrido, la 1356

falta de lluvias se puede convertir en una amenaza de gran magnitud para muchos ecosistemas, 1357

debido a las prácticas agrícolas de roza, tumba y quema que con frecuencia resultan en 1358

incendios forestales. Las altas temperaturas que se presentan como resultado de la mayor 1359

insolación, ante la ausencia de nubes y lluvias, aumentan la evapotranspiración por lo que la 1360

humedad del suelo puede alcanzar niveles mínimos. De esta forma ocurren sequías 1361

meteorológicas (falta de lluvia), que llevan a sequías hidrológicas (falta de agua para diversos 1362

sectores), y eventualmente sequías agrícolas y sociales. 1363

Las temperaturas atmosféricas cerca de la superficie son por lo general son resultado de procesos 1364

dinámicos y termodinámicos. Así, es bien claro que el ciclo diurno o el ciclo anual de la 1365

temperatura está relacionado con parámetros geográficos y astronómicos. Sin embargo, las 1366

fluctuaciones sobre estos ciclos bien definidos son las que ocasionan con frecuencia ocasionan 1367

alteraciones en los ecosistemas. Las ondas de calor o de frío son parte de la variabilidad del clima 1368

que puede ocasionar graves alteraciones en la sociedad y en los sistemas naturales. Baste recordar 1369

los miles de muertos en Europa por ondas de calor en el verano del 2004 o los muertos que deja 1370

cada año el frío intenso en el norte de México. 1371

Aún Sson aun muchas las preguntas sobre los procesos que dan origen a una onda de calor o de 1372

frío. Su duración de varios días y a veces de semanas se ha constituido en uno de los mayores 1373

retos de los pronosticadores del clima. En varias partes del mundo, el número de ondas de calor 1374

va en aumento. El centro de México registra en los últimos años registra una tendencia a días con 1375

temperaturas elevadas, que se constituyen en récord con respecto a la historia reciente. 1376

Pero quizá uno de los temas de mayor interés científico tiene que ver con los aumentos en la 1377

temperatura global del planeta, que vienen ocurriendo desde hace casi cien años y que 1378

66

continuarán experimentándose por causa del efecto invernadero, producido por excesos en la 1379

emisión de contaminantes resultado de la quema de combustibles fósiles. El cambio climático es 1380

sin duda es uno de los problemas ambientales más serios que enfrentará la humanidad en este 1381

siglo y aunque no conocemos con precisión la magnitud del aumento de la temperatura global, 1382

sabemos con certeza sabemos que ésta aumentará. Las señales más claras se tienen al saber que 1383

con el tiempo experimentamos años más y más cálidos. 1384

El monitoreo de la temperatura del planeta no es cosa fácil. Aunque en ciertas partes del planeta 1385

es alta la densidad de estaciones que miden la temperatura, en la mayor parte no se cuenta con 1386

series de temperatura largas, por ejemplo, en regiones oceánicas. En México, las temperaturas en 1387

regiones desérticas o de montaña son menos medidas que en las zonas centrales. Muchas de las 1388

estaciones de superficie se encuentran en centros de población, lo que introduce un elemento de 1389

error en las mediciones de temperatura, ya que conforme crecen las ciudades alteran el 1390

microclima alrededor de la estación. Desafortunadamente no se cuenta con muchas estaciones en 1391

zonas montañosas o libres de efectos de urbanización, con series históricas largas. 1392

1393

Temperatura de la superficie del mar. 1394

Conocimiento de la TSM. - La temperatura de la superficie del mar (TSM) es una de las 1395

principales variables físicas principales del océano asociadas acon los procesos dinámicos y 1396

termodinámicos del sistema climático global (SCG) que suceden en la zona de transición océano-1397

atmósfera. En esta interfase la TSM es la huella térmica que imprimen los flujos de masa, como 1398

son la evaporación y la lluvia, el flujo de momento, efectuado por el viento, y los flujos de 1399

energía, como la radiación solar y la radiación que emiten y absorben las nubes, la superficie del 1400

océano y la misma troposfera. Tales procesos termodinámicos determinan en gran parte 1401

determinan las características físicas y las condiciones ambientales específicas del clima a cada 1402

67

momento y en cada localidad geográfica sobre la superficie del océano. 1403

Conciencia y entendimiento de la importancia del estudio de la TSM.- Estudios meteorológicos 1404

recientes sugieren que los patrones regionales de precipitación pluvial en la región tropical del 1405

continente americano dependen sustancialmente de la distribución geográfica, intensidad y 1406

variabilidad estacional de las fluctuaciones de la TSM del Océano Pacífico tropical oriental, del 1407

Mar Caribe y del Golfo de México. Por ello se asevera que las mediciones sistemáticas que se 1408

tengan de la distribución y evolución de la TSM son de la mayor importancia para estudiar y 1409

entender no sólo la expresión contemporánea del clima en nuestro país, sino también la de su 1410

evolución y su variabilidad. 1411

Información disponible de la TSM. -Gracias al desarrollo tecnológico contemporáneo hoy es 1412

posible tener cúmulos de mediciones de la TSM, cuyo análisis contribuye a desarrollar modelos 1413

conceptuales del sistema climático global y con ellos elaborar modelos numéricos que, 1414

alimentados con buenos datos, coadyuvan a hacer pronósticos de la evolución del clima terrestre 1415

con un creciente nivel de detalle y certidumbre. Los satélites artificiales debidamente 1416

instrumentados para registrar y medir la TSM, han contribuido de manera significativa en los 1417

avances del conocimiento de clima terrestre: su pasado reciente, su estado actual y sus escenarios 1418

probables en un futuro cercano. Existen múltiples bancos de información de la TSM distribuidos 1419

en muchos países, incluido México. Todos son accesibles vía Internet. 1420

Calidad de la información de la TSM.- La información de la TSM disponible en Internet es 1421

razonablemente confiable y propia para hacer análisis climatológicos con ella análisis 1422

climatológicos de cualquier región templada o tropical de la Ttierra. 1423

Comportamiento espacio-temporal de la TSM. - Se han realizado y publicado estudios diversos 1424

de la TSM de los mares de México. La mayoría son trabajos cartográficos que presentan la 1425

estadística básica de la TSM de los mares de México, indicando valores promedio, mensuales o 1426

68

anuales y valores extremos. Recientemente se han iniciado esfuerzos por construir, dada la 1427

capacidad computacional actual, animaciones de la TSM, que son interpolaciones matemáticas 1428

construidas a partir de promedios de la TSM uniformemente espaciados en el tiempo. Las 1429

animaciones, todavía incipientes, tienen la ventaja de mostrar de manera visual al estudioso una 1430

evolución más detallada de los cambios espacio-temporales de la TSM y con ella sugerir qué 1431

procesos termodinámicos pudieran ser los más determinantes, región por región. 1432

***Las figuras --- son estudios de caso de la TSM en los mares de México. 1433

Acciones para mejorar el conocimiento de la TSM. -Muchos países han decidido apoyar la 1434

creación y desarrollo de grupos de investigación dedicados al estudio del impacto regional del 1435

cambio climático, por la vía de fortalecer la infraestructura y la capacidad de adquisición, 1436

organización y procesamiento de datos ambientales, particularmente los generados por la 1437

oceanografía satelital operacional, y simultáneamente estimular la participación de académicos en 1438

el análisis amplio de la información generada. 1439

1440

FIGURA 9 1441

1442

69

1443

1444

Fig 15.9 Estructura espacial de la TSM del Golfo de California para las cuatro estaciones del año, 1445

para el periodo de 1996-2001.Tomado de Márquez García, E. 2000. Cartografía y análisis 1446

climatológico de la Temperatura de la Superficie del mar en el Golfo de California (1996- 2001). 1447

Página BITSMEX. 1448

1449

1450

1451

Climas (cCambio cClimático).- 1452

La influencia humana en el clima es un hecho. A escala regional y global son dos los factores que 1453

determinan el cambio climático: el albedo y la emisividad atmosférica. El primero se puede 1454

asociar a cambios en la cubierta nubosa o a cambios en el uso de suelo. Así, la deforestación o la 1455

reducción de la cubierta de hielo y nieve tenderán a aumentar la cantidad de energía en la 1456

70

superficie de la Tierra, disminuyendo la que es reflejada de regreso al espacio. El cambio en la 1457

emisividad atmosférica, resultado del aumento en la concentración de gases de efecto invernadero 1458

desde finales del siglo. XIX, es el otro gran disparador del calentamiento del planeta. Una 1459

atmósfera más caliente de lo normal tiene la capacidad de mantener más vapor de agua. Si en esta 1460

atmósfera más caliente se mantienen los mecanismos naturales para formar nubes y producir 1461

lluvias, las precipitaciones pueden ser más intensas pero quizá menos frecuentes. Con más vapor 1462

de agua podría haber más nubosidad y mayor reflejo de radiación solar, alterando el albedo. El 1463

aumento en temperatura, será el resultado de qué tan importantes sean los cambios en albedo y 1464

concentración de gases de efecto invernadero. 1465

Algunos datos de las tendencias del clima en la región Latinoamericana Neotropical indican que 1466

la temperatura en la mayor parte de este territorio ha aumentado. Dichos aumentos se manifiestan 1467

con frecuencia se manifiestan como olas de calor que afectan a la población infantil y a los 1468

adultos de edad avanzada. No obstante, tal aumento en la temperatura también se detecta también 1469

en temperaturas mínimas más elevadas, por lo que algunos de los riesgos por bajas temperaturas 1470

disminuirán. 1471

Los escenarios que se generan para cambio climático se construyen a partir de modelos 1472

numéricos del clima. Como en el caso del estudio de la variabilidad interanual del clima, se 1473

efectúan una gran cantidad de experimentos variando no sólo la condición inicial, sino también 1474

los forzantes. En este caso, la concentración de gases de efecto invernadero varía de acuerdo con 1475

los escenarios de crecimiento económico, de población, de tecnología y de otros factores 1476

socioeconómicos. 1477

Los escenarios de cambio climático para la región de México y CentroaAmérica Central indican 1478

que es seguro que la temperatura aumentará, aunque es incierto lo que ocurrirá con la 1479

precipitación. Sin embargo, aumentos en temperatura y ligeras variaciones en la precipitación 1480

71

tenderán a dejar menos agua disponible en México al reducirse la humedad del suelo. Dicha 1481

condición podría tener un impacto serio impacto en diversos ecosistemas. 1482

Para que los impactos del cambio climático sean menos severos, se trabaja en dos líneas de 1483

acción principalmente: la mitigación, relacionada con la disminución de emisiones, y la 1484

adaptación, con las acciones de disminución de vulnerabilidad de diversos sectores a condiciones 1485

extremas del clima. 1486

Uno de los grandes retos en el estudio del cambio climático en México a través de modelos es en 1487

analizar fenómenos de mesoescala (menos de 100 km de extensión) que, sin embargo, tienen un 1488

fuerte impactos en parámetros meteorológicos y en cantidades derivadas, como es la 1489

disponibilidad de agua o los rendimientos agrícolas. Existen Ppor supuesto, existen, problemas de 1490

gran magnitud relacionados con las interrelaciones de biodiversidad y cambio climático, que en 1491

el caso de México, ofrecen una amplia materia de investigación científica que lleve puede llevar a 1492

planteamientos de cómo enfrentar ambos problemas ambientales. 1493

1494

Suelos 1495

.- Los suelos son un componente importante de los ecosistemas terrestres, ya que en ellos se 1496

presentan el intercambio de agua y de nutrientes entre distintos componentes de los ecosistemas, 1497

tales como la vegetación, el sustrato geológico y la atmósfera. Por ejemplo, la vegetación 1498

adquiere el agua y la mayoría de los nutrientes principalmente por lo regular del suelo, por lo que 1499

sus características físicas y químicas pueden afectar directamente la disponibilidad de estos 1500

recursos. Una buena aproximación del conocimiento de estas características es por medio de la 1501

clasificación de los suelos, ya que los diferentes tipos están agrupados en función dea sus 1502

características físicas y químicas. 1503

72

Afortunadamente eEn México ha existido un gran interés por clasificar los suelos a nivel 1504

nacional, ya que el Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática (INEGI) empezó a 1505

realizar estos trabajos desde 1971. ActualmenteRecientemente, el INEGI (2005) ha realizóado 1506

una actualización del mapa de suelos a nivel nacional, escala 1:250,000, con el sistema de 1507

clasificación de suelos World Reference Base 2000 (WRB2000) propuesto por la FAO (2000). 1508

Para la elaboración de este mapa se utilizaron 30 mil perfiles que se han recolectado desde 1981 1509

(INEGI 2004). 1510

En México , se encuentran 22 tipos de suelos de los 25 tipos de suelos que existen en el 1511

mundo y propuestos por FAO. Esto es un reflejo de la gran diversidad de suelos que existen en el 1512

país, debido a la complejidad de su relieve y estructura geológica, así como de su variedad de 1513

climas y tipos de vegetación. En la figura 15.10 se presenta el porcentaje de la superficie nacional 1514

que ocupan los principales tipos de suelos. Los que ocupan la mayor superficie del país son los 1515

Litosoles y los Regosoles (41.6 % de la superficie), los cuales son suelos poco desarrollados y 1516

generalmente muy someros. Estos suelos se distribuyen principalmente en las zonas montañosas 1517

del país. En tercer lugar están los Xerosoles (9.5%), los cuales se caracterizan por desarrollarse 1518

en zonas áridas y semiáridas en terrenos con poca pendiente. El 23% de la superficie ocupada por 1519

otros tipos de suelos corresponde a 16 diferentes tipos que ocupan poca superficie del país. 1520

Esta información es una excelente base para el conocimiento de los suelos en México, ya 1521

que se pueden generar mapas a escalas mayores. También el INEGI tiene mapas de suelos a 1522

escala 1:50, 000 para algunas regiones del país. 1523

1524

(Nota: pueden insertar el mapa nacional de tipos de suelo del INEGI escala 1:20,000,000). 1525

1526

FIGURA 10 1527

73

1528

1529

Principales tipos de suelos en México

22%

19%10%9%

9%8%

23%

Litosol

Regosol

Xerosol

Feozem

Rendzina

Vertisol

Otros

1530

Figura 15.10 Porcentaje de la superficie nacional que ocupan los principales tipos de suelo en 1531

México (INEGI 2004). 1532

1533

1534

1535

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1786

Caja 1 BASES DE DATOS CLIMATOLOGICAS 1787

1788

Las bases de datos meteorológicas completas y confiables son gran importancia en el establecimiento de 1789

un programa de estudios ambientales. Dicho planteamiento genera una serie de preguntas sobre la 1790

calidad, cantidad, disponibilidad o variedad de las bases de datos. La situación actual es que existen 1791

fuentes y bases de datos dispersas, algunas disponibles por Internet, otras en CDs y algunas otras sólo en 1792

papel. Se les ha identificado, y se sabe que tienen algunas limitaciones, como por ejemplo: datos 1793

incompletos, nulo control de calidad, etc. 1794

1795

La información climática requerida debe considerar: información de estaciones meteorológicas (presión, 1796

temperatura, humedad, vientos, precipitación y radiación solar); información obtenida por satélite, 1797

incluyendo perfiles de temperatura y humedad; información de radisondeos o radar, información obtenida 1798

por satélite sobre color de la superficie que resulta en información sobre la salud de la vegetación, color del 1799

mar y productividad. Se debe también considerar la información de los reanálisis, que considera 1800

observaciones asimiladas mediante modelos que imponen restricciones físicas a los campos generados. 1801

1802

Es claro que no existe una fuente de datos única que corresponda al “verdadero estado de la atmósfera”, 1803

pues conocerlo con toda precisión y exactitud es imposible. Por ello, se debe tener una estimación de la 1804

incertidumbre misma de los datos para conocer el grado de precisión y exactitud a esperar por ejemplo, en 1805

las simulaciones y pronósticos con modelos numéricos del clima. Así, el concepto de incertidumbre debiera 1806

ser incluido de forma clara no sólo en las salidas de los modelos de simulación y pronóstico del clima, sino 1807

incluso en los mismos datos. 1808

1809

86

En términos de datos de superficie se puede agrupar la información en dos grandes grupos: datos por 1810

estación y datos en mallas regulares. Los primeros proporcionan evidentemente observaciones en un 1811

punto. El número de estaciones meteorológicas en el país ha variado enormemente en las últimas 1812

décadas, pasando de unas cuantas en el siglo XIX a casi cuatro mil en los años sesenta. En la actualidad 1813

se cuenta con alrededor de mil quinientas estaciones meteorológicas. La mayor parte de la información de 1814

las estaciones se encuentra digitalizada, sin embargo, existen algunos registros históricos de más de 1815

ochenta años que sólo están disponibles en papel, es decir en libros de algunos ranchos y fincas. 1816

1817

Las estaciones meteorológicas corresponden a: 1818

1819

1820

Responsable de estaciones Tipo Variables Disponibilidad

Servicio Meteorológico

Nacional

Estaciones

Automáticas

Precipitación,

temperatura,

viento, humedad

relativa, presión,

radiación solar

En línea

CD

Servicio Meteorológico

Nacional

Estaciones

climatológicas

Precipitación

Temperatura

CD

Comisión Federal de

Electricidad

Estaciones

Automáticas

Precipitación,

temperatura,

viento, humedad

relativa,

Por solicitud CD

87

PEMEX Estaciones automáticas Precipitación,

temperatura,

viento, humedad

relativa,

¿?

Secretaría de Marina Estaciones

Automáticas

Precipitación,

temperatura,

viento, humedad

relativa, presión,

Radiación solar

Por Solicitud

UNAM y otras instituciones

académicas

Estaciones

Automáticas

Precipitación,

temperatura,

viento, humedad

relativa, presión,

radiación solar

Por solicitud CD

Agrupaciones Agropecuarias Estaciones

Automáticas

Precipitación,

temperatura,

viento, humedad

relativa, presión

No disponibles

1821

Existen también los datos meteorológicos en malla. Dichos datos pueden ser el resultado de estimaciones 1822

por satélite o procesos de asimilación basados en la información reportada en las estaciones de superficie 1823

o por una combinación de los dos tipos. Las características espaciales y temporales de estos datos varían. 1824

Sin embargo, entre los más conocidos en la comunidad meteorológica se tienen: 1825

1826

88

Responsable Tipo Variables

meteorológicas

Disponibilidad

NCEP/NCAR

Reanalysis

Asimilación de datos

(2.5°X .5°)

Todas cada 6 horas En línea

North American

Regional Reanalysis

Asimilación de datos

(32km X 32 km)

Todas cada 3 horas En línea

Univ. East Anglia Asimilación de datos

(0.5°X 0.5°)

Precipitación mensual En línea

UNAM Asimilación de datos

(0.5°X 0.5°)

Precipitación mensual En línea

NCEP Asimilación de datos

(0.5°X 0.5°)

Precipitación diaria En línea

GPCP Asimilación de datos

(2.5°X 2.5°)

Precipitación diaria y

mensual

En línea

Varios Asimilación de datos.

Estimaciones de

satélite

Precipitación

Temperatura

Humedad

Radiación

En línea

1827

1828

Un mecanismo adecuado para encontrar la información en línea es referirse a la pagina del International 1829

Research Institute (IRI) for Climate and Society (http://iri.columbia.edu) en donde se encuentra uno de 1830

los mayores archivos de datos geofísicos, pero en particular meteorológicos. 1831

http://iri.columbia.edu/�

89

1832

1833

1834

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