capítulo 7. el clima y la geografÍa

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Capítulo 7. EL CLIMA Y LA GEOGRAFÍA

Ernesto Caetano1

Gustavo Vázquez1

Introducción

¿Qué es el clima?

El clima ha definido por mucho tiempo el desarrollo de la sociedad humana y en gran medi-da determina las condiciones ambientales propicias para vivir, como son el acceso al agua y al aire limpios y la ausencia de meteoros adversos. Sin embargo, el crecimiento poblacional hace que el ser humano viva en lugares climáticamente poco favorables. Así, hay asenta-

mientos humanos lo mismo en las regiones polares que en los desiertos, las montañas o las costas, sin importar las adversidades que el clima pueda representar. Hoy en día, la sociedad es capaz de adaptarse a casi cualquier ambiente, confiando en que la ciencia y la tecnología le permitirán sor-tear condiciones de riesgo. Sin embargo, muchas de las actividades humanas pueden ahora afectar el clima y con ello generar nuevos retos para el modo de vida de las sociedades. Por ello, existe un interés cada vez mayor en los procesos que generan un clima cambiante, sean éstos naturales o de origen antrópico. Conocer el clima y su relevancia en la vida de las personas, regiones y sectores económicos es fundamental, y para ello es necesario comenzar por el concepto mismo de clima, y diferenciarlo de tiempo meteorológico.

La descripción tradicional de clima como “condiciones medias del estado atmosférico cerca de la superficie terrestre” se enriquece con el análisis de los factores físicos y dinámicos responsables de sus variaciones en diversas escalas de tiempo y espacio. Así, no basta con decir que el clima es caluroso, con temperaturas en una cierta categoría, sino que deben abordarse las características de la variabilidad climática, sus tendencias y sus condiciones extremas. Más aún, hoy se considera el clima abarcando la estructura tridimensional de la atmósfera, por lo que se puede hablar del clima, por ejemplo, en las partes altas de la troposfera, donde dominan las corrientes a chorro, de relevan-cia para la navegación aérea.

Diferenciar entre tiempo y clima es fundamental, pues la información útil acerca de cada uno de estos conceptos permitirá tener certeza en la toma de decisiones y en la planeación. La visión tradicional de que el tiempo meteorológico es el estado de la atmósfera en un instante y un lugar dados, y de que el clima es el promedio de muchos estados de tiempo, calculado con al menos treinta años de datos, comienzan a quedar atrás. Una visión más útil –aunque más compleja– hace ahora referencia a la componente estable e inestable de la circulación atmosférica para referirse ya sea a clima o a tiempo meteorológico. El célebre matemático y meteorólogo estadounidense Edward (1917-2008), cuyo trabajo dio origen a la Teoría del Caos (Lorenz 1963 y 1997) y a gran-des avances en materia de predicción del clima, realizó numerosos estudios interesantes alrededor del concepto clima, como “aquello que uno espera”, para diferenciarlo del tiempo meteorológico, “como lo que uno tiene”. Entre las reflexiones de su trabajo está el hecho de que el clima debe ser descrito con estadísticas que van más allá de los promedios, que se deben considerar los procesos físicos (convección, turbulencia en capa límite, y otros), y que las estadísticas que describan el cli-ma deben abarcar periodos más extensos que las formas de variabilidad climática natural, sin que

1 Departamento de Geografía Física, Instituto de Geografía, Universidad Nacional Autónoma de México, Cir-cuito de la Investigación Científica, Ciudad Universitaria, 04510, Coyoacán, México, D. F. Correo electrónico: [email protected]; [email protected]

SECCIÓN II. LA NATURALEZA Y SU INTERACCIÓN CON EL SER HUMANO| 116

necesariamente lleguen a extenderse por treinta años. Por ejemplo, promedios con cinco años de datos filtrarían los cambios relacionados con El Niño y la Oscilación del Sur (enos) y permitirían describir el clima. El lenguaje emplea-do debería considerar los posibles cambios. Algunos meteo-rólogos hablan indistintamente del pronóstico del tiempo o del clima “para las próximas veinticuatro horas”, sin re-flexionar en que la forma en que presentan sus predicciones puede ser o determinista o probabilista.

El clima se considera como resultado de la componente estable de las variaciones en las condiciones atmosféricas que cambian lentamente, con respecto a las variaciones diarias del tiempo, y este último debe hacer referencia a procesos de inestabilidad. Por ejemplo, la temperatura de la superficie del mar (componente estable) que varía mu-cho más lentamente que una tormenta (componente inesta-ble), puede, sin embargo, modular la actividad de tormentas (inestabilidades atmosféricas) en un verano. Las variaciones en la órbita de la Tierra (esto es, la inclinación del eje de rotación con respecto de la eclíptica o los cambios en la ex-centricidad misma de la órbita), ocurren en plazos de miles de años, y modulan los ciclos glaciares o interglaciares. Al hablar de clima y de sus variaciones y tendencias, el analista puede estarse refiriendo al forzante modulador respectivo (por ejemplo, la temperatura de la superficie del mar, la hu-medad del suelo, el uso del suelo, la actividad solar, los gases de efecto invernadero). Las relaciones entre forzantes y res-puestas climáticas no son siempre directas, y por lo mismo su estudio se basa en el uso de observaciones, modelos, ex-perimentos de laboratorio y mucha creatividad por parte de los científicos atmosféricos.

Elementos y factores del clima regionalPara caracterizar el clima de una región se consideran los lla-mados elementos del clima, que son un conjunto de componen-tes atmosféricos que afectan nuestras vidas, principalmente en la parte de la atmósfera llamada tropósfera. Los principa-les elementos del clima, y también los más conocidos, son:

• Temperatura atmosférica. Indicador de la cantidad de energía calorífica acumulada en el aire. Aunque existen otras escalas para otros usos, la temperatura del aire se suele medir en grados centígrados, y para ello se usa el termómetro.

• Precipitación. Fenómeno de la caída de agua en estado líquido (lluvias) o en estado sólido (nieve o granizo) so-bre la superficie terrestre; resultado de un proceso de condensación del vapor de agua en las masas de aire húmedo por efecto de movimientos verticales ascenden-tes, expansión y enfriamiento adiabático, en combina-

ción con la presencia de núcleos de condensación. Éstos atraen moléculas de vapor de agua que al conglomerarse caen por gravedad. Dependiendo del proceso que genere el movimiento ascendente, las lluvias se pueden clasifi-car en convectivas, ciclónicas u orográficas.

• Humedad. Indica la cantidad de vapor de agua presente en el aire. Depende en parte de la temperatura, ya que el aire caliente contiene más humedad que el frío. La humedad relativa se expresa en términos del porcentaje de agua en el aire. La humedad absoluta se refiere a la cantidad de vapor de agua presente en una unidad de volumen de aire y se expresa en gramos por centímetro cúbico.

• Viento. Movimiento del aire en la atmósfera, del que se mide la dirección y magnitud. Es el resultado de la suma de fuerzas que actúan sobre las parcelas atmosféricas.

• Presión atmosférica. Peso de la columna de aire por uni-dad de superficie. La presión suele ser mayor a nivel del mar que en las partes altas de las montañas, donde la columna de aire es más corta. La presión atmosférica no depende únicamente de la altitud, sino también de las circulaciones atmosféricas verticales, que pueden gene-rar altas y bajas presiones en superficie.

• Evaporación. Proceso físico de transición del agua de es-tado líquido a estado gaseoso.

• Nubosidad. Cantidad de nubes en la atmósfera, medida en términos del porcentaje del cielo que cubren.

Los elementos climáticos expresan la condición de la atmósfera, y su conjunto caracteriza el clima de un lugar a lo largo de un periodo que puede ir de unos cuantos años a varios milenios. Estos elementos son resultado de proce-sos físicos y complejas interacciones entre la atmósfera, la hidrosfera, la biósfera y la criosfera (básicamente intercam-bios de masa, momento y energía), y en combinación con los factores climáticos, dan lugar a la dinámica del clima descrita por principios físicos fundamentales. Los factores climáticos se refieren a condiciones geográficas como:

• La latitud a la que se encuentra el lugar, determinante en la cantidad de energía solar que recibe.

• La ubicación de la región, que determina el tipo de circu-laciones atmosféricas a las que está expuesta.

• La continentalidad, relacionada con la cercanía o lejanía del mar.

• El factor orográfico, o altitud del sitio considerado.• Las corrientes oceánicas dominantes.• Las características del uso de suelo, incluyendo los cuer-

pos de agua y los niveles de urbanización, y las activida-des humanas en general.

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Los factores anteriores varían lentamente en el tiem-po, y estas variaciones modulan el clima y sus elementos siguiendo ciclos y formas de variabilidad que pueden ser anuales o más largos (por varios años, por década o por va-rias décadas). Algunos consideran que incluso el fenómeno El Niño debe considerarse como un factor climático, y que el clima de muchas regiones es esencialmente la transición entre condiciones de El Niño y La Niña (Philander, 1990). Lo anterior enfatiza el hecho de que el clima responde a va-riaciones observables a diversas escalas espaciales y tempo-rales, lo que puede llevar a definir desde microclimas hasta zonas climáticas continentales.

El clima de México

Por su tamaño y ubicación, México presenta una gran va-riedad de climas; desde los áridos de la zona norte, hasta los tropicales lluviosos de la zona sur, pasando por climas costeros, de montaña y muchos otros. Por ello, describir el clima requiere considerar diversos aspectos de orden físico y geográfico, y de un análisis de los factores y procesos que resultan en elementos climáticos característicos.

Cuando se habla de clima y temperatura, es más con-veniente hablar de máximas o mínimas que de temperaturas medias solamente, ya que las primeras se pueden relacionar con aspectos del riesgo climático en socioecosistemas. En el caso de las temperaturas máximas y mínimas, su distri-bución muestra que el factor de altitud es determinante, ya que entre más cerca del nivel del mar se esté, las tempera-turas tenderán a ser más elevadas (Figura 1). A lo largo de la costa del Pacífico, así como del Golfo de México y Mar Caribe, las temperaturas máximas promedio anual pueden alcanzar valores por encima de los 34º C, y en el día a día pueden tener valores mucho mayores. Los valores extremos de la temperatura máxima en Mexicali pueden acercarse a los 50º C. Las temperaturas máximas promedio anual son menores en las zonas altas de la Sierra Madre Occidental y en el Altiplano Mexicano. Además de la altitud, los factores que modulan la temperatura máxima son la insolación y la advección de calor. La insolación (ángulo de incidencia de los rayos solares y horas de radiación) se refiere a las horas de radiación solar recibidas, las cuales varían según la lati-tud, la época del año y la nubosidad del lugar. Por ejemplo, la aparición de nubes durante el verano crea un efecto de sombra, y la lluvia un efecto refrescante. Los días despe-jados de primavera y verano serán los que presenten ma-yor insolación y mayor temperatura máxima en el año. La ausencia de nubosidad se debe principalmente a una baja humedad atmosférica y a procesos de subsidencia que dan

paso a condiciones de alta presión e inhiben la formación de nubes. La subsidencia produce compresión adiabática, y con ello se eleva la temperatura en la superficie del suelo. La advección de calor como mecanismo que mueve masas de aire a zonas con temperaturas distintas también afecta la temperatura. Cuando la subsidencia se intensifica o la advección de calor trae una masa de aire cálido (y a veces húmedo) a una región, y estas condiciones permanecen sin cambios por varios días, es probable que se presente una onda de calor. Diversos estudios muestran que la ocurrencia de ondas de calor se ha vuelto más frecuente en ciudades medias y grandes, a consecuencia de lo que se conoce como isla de calor urbana (Jáuregui, 1997; García et al., 2009). Las ciudades presentan patrones particulares de clima, pues en ellas se acelera el balance de radiación y se modifican las condiciones atmosféricas locales.

El ciclo anual del clima Las llamadas estaciones del año se refieren a ciclos anuales en el comportamiento de la temperatura y la precipitación. La inclinación del eje de rotación de la Tierra y las variacio-nes en la cantidad de radiación incidente en el planeta dan como resultado cambios en la energía solar que se recibe en superficie, y por lo tanto en el calentamiento y en los contrastes de presión que modulan la circulación atmosfé-rica. El clima de México, al igual que el de muchas regiones tropicales, se considera monzónico, dada la estacionalidad marcada en el ciclo de las lluvias.

Los meses correspondientes al invierno (diciembre, enero y febrero) son los de temperaturas más bajas. En la mayor parte del país, excepto en el norte de Baja California, las lluvias de invierno son escasas y la humedad atmosférica baja. La actividad convectiva es intensa cerca del ecuador geográfico, y con ello la rama descendente de la Celda de Hadley se extiende sobre gran parte de México, lo que inhi-be la formación de nubes y precipitación. Los frentes fríos, que alcanzan el norte del país, producen movimientos as-cendentes que compensan la subsidencia y pueden producir precipitación invernal sobre los estados del norte de México. En ciertas regiones, esta precipitación es en forma de nieve.

En invierno, la entrada de sistemas meteorológicos de escala sinóptica, como los ciclones de latitudes medias, ge-nera advección de aire frío de las latitudes medias hacia Mé-xico, produciendo descensos marcados en la temperatura, principalmente en las zonas del norte y la vertiente del Gol-fo de México. Algunas de las ondas de latitudes medias se propagan hasta el Golfo de México, generando los llamados “nortes”. A pesar de que los meses entre noviembre y abril pueden considerarse secos para la mayor parte del territorio, los Nortes pueden generar lluvias invernales. La circulación

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anticiclónica transporta aire frío por advección sobre la at-mósfera húmeda del Golfo y hacia la costa de Veracruz y Tabasco, lo que genera convección y precipitaciones forza-das orográficamente, algunas veces intensas. La humedad transportada por el “norte” llega en ocasiones hasta el Alti-plano mexicano y resulta en días de lluvia en invierno.

Las temperaturas más bajas en las zonas alejadas de la costa o las zonas altas de México son resultado del enfria-miento nocturno, regulado por la cantidad de vapor de agua en la atmósfera y de la advección de aire frío desde el norte del continente. Las madrugadas despejadas y la falta de hu-medad atmosférica permiten que el calor adquirido durante el día se escape en forma de radiación de onda larga hacia el espacio, provocando descensos de temperatura a partir de la puesta del Sol. Si dicho proceso de enfriamiento se combina con la advección de una masa de aire frío, se pueden alcan-zar temperaturas mínimas muy bajas y heladas, y de per-durar esta condición por varios días se tiene una onda fría, lo que constituye un riesgo para la salud de las personas, de algunos animales y de los agroecosistemas. Hoy en día, las ondas frías son los eventos meteorológicos que causan el mayor número de muertes en el país, principalmente en el norte. Las bajas temperaturas son más marcadas en las partes altas, como las montañas, o en zonas alejadas del efecto térmico regulador del mar. No obstante, en las ciuda-des se produce un efecto de calentamiento (Jáuregui, 2000), y en las grandes urbes las temperaturas mínimas hoy en día no son tan bajas como en el pasado.

Hacia los meses de primavera (marzo, abril y mayo) la humedad atmosférica aumenta, lo mismo que la tempera-tura, y se presentan las temperaturas máximas, que cuan-do alcanzan valores extremos persistentes se convierten en ondas de calor. Con el aumento de la temperatura en la su-perficie del suelo disminuye la estabilidad atmosférica, y la entrada de humedad procedente de los mares Caribe y del Golfo de México empieza a crear condiciones para la forma-ción de grandes nubes (cúmulos) en varias partes del país. Por el lado del Pacífico, el contraste entre la alberca de agua caliente hacia el este de ese océano, y la lengua de agua fría en su parte ecuatorial oriental genera un flujo de humedad hacia México que hace migrar a la Zona de Convergencia Intertropical (zitc) hacia el norte, a una latitud de entre 10 y 12º n.

En el verano (junio, julio, agosto y septiembre) los vientos alisios se establecen, y desde el Atlántico comienzan a propagarse por el territorio mexicano sistemas como las ondas del este que generan episodios de lluvia intensa, con lo cual da inicio la temporada de lluvias. Las condiciones de temperatura en la superficie del mar y de humedad atmosfé-rica favorece la formación de ciclones tropicales, tanto en el

Pacífico como en el Caribe y el Golfo de México. El aumento de la temperatura en la superficie del mar en la alberca de agua caliente de la parte este del Pacífico genera condicio-nes para la convección tropical profunda, siguiendo apro-ximadamente la relación Clausius Clapeyron, como otras albercas de agua caliente en el mundo (Webster, 1994). En los mares intramericanos (Golfo de México y Mar Caribe), sin embargo, la subsidencia mantiene condiciones de poca convección profunda, y por lo tanto de pocas lluvias, lo que hace a estos mares una zona tropical de lluvias escasas. El calentamiento sobre la parte continental reduce la estabili-dad atmosférica y con ello crea condiciones propicias para la formación de sistemas convectivos organizados por un sistema atmosférico. Sobre el Mar Caribe, en la tropósfera baja se forma una corriente a chorro que juega un papel di-námico de gran importancia para México por el transporte de humedad (Molinari et al., 1997) y la interacción con per-turbaciones (ondas o ciclones tropicales) que se amplifican y llegan a México, y por su papel en la evolución de la “ca-nícula” (Herrera et al., 2015).

La precipitación acumulada anual muestra un patrón de contrastes entre lluvias abundantes hacia el sur del país y lluvias escasas en la región noroeste de México, sobre todo en la península de Baja California. Los movimientos ascendentes en la zitc se compensan con movimientos des-cendentes, como parte de la celda local de Hadley y la cir-culación tipo Walker hacia el Caribe. La subsidencia en el norte de México y los mares intramericanos inhibe la con-vección atmosférica y crea zonas de poca lluvia. Solo el paso de sistemas tropicales, como las ondas del este o los ciclones tropicales, logra forzar movimientos ascendentes que sobre-pasan la subsidencia y generan lluvias. Conforme aumenta la nubosidad en gran parte del país durante el verano, la radiación solar hacia la superficie disminuye, resultando en temperaturas máximas menores que las de los meses pre-vios de primavera.

Las lluvias de verano, entre mayo y octubre, son las que contribuyen en mayor medida a la precipitación total anual en México y a la disponibilidad de agua. En el noroeste, sobre el Golfo de California, los vientos de norte a sur do-minantes durante invierno y primavera, cambian para con-vertirse en vientos de sur a norte que llevan humedad hacia los estados de Sonora, Sinaloa y Chihuahua, generando tor-mentas convectivas de escala media y un periodo de lluvias conocido como “monzón mexicano” (Douglas et al., 1993). Como otros sistemas monzónicos, el monzón mexicano exhi- be periodos activos e inactivos, en una especie de pulsos de precipitación intensas con duración de unos cuantos días consecutivos. El origen de estos episodios es poco claro, pero se encuentra en las inestabilidades del tiempo atmosférico.


Los ciclones tropicales producen lluvias intensas en unos cuantos días, principalmente en zonas cercanas al mar. En las zonas semiáridas del noroeste de México, como Sonora o Baja California Sur, la entrada de un ciclón tro-pical puede constituir gran parte de la precipitación total anual. Pero en regiones donde los mecanismos que produ-cen lluvia son diversos y continuos, la lluvia asociada a los ciclones tropicales pueden solo ser un porcentaje menor del total anual. La dificultad de establecer en qué medida una temporada de lluvias en México será afectada por ciclones tropicales constituye uno de los retos del estudio del clima, en un claro ejemplo en el que un evento de tiempo (inestabi-lidad) termina alterando significativamente las estadísticas con las que se describe el clima (componente estable).

Uno de los elementos peculiares de la temporada de lluvias en el centro sur de México, y en Mesoamérica en ge-neral, es un mínimo relativo de la precipitación que ocurre entre julio y agosto, y que se conoce como “canícula” o se-quía de medio verano (Magaña, 1999). Al parecer, la ca-nícula recibe su nombre porque la disminución en la for-mación de nubes en esos meses permite que se presenten noches despejadas para observar la constelación del Can mayor. Algunos se refieren a la canícula como cualquier episodio de calor en cualquier época del año, pero es más frecuente que solo se haga referencia al episodio de dismi-nución de las lluvias a la mitad del verano. Aún no se cuenta con una explicación completa de qué produce este mínimo relativo en las lluvias de verano, pero algunas hipótesis (Ma-gaña y Caetano, 2005; Herrera et al., 2015) lo asocian con la posible intensificación de la subsidencia sobre gran parte de Mesoamérica, y una posible disminución en la actividad de ondas del este sobre los mares intramericanos. En pocas regiones tropicales del mundo se observa un fenóme-no parecido al de la canícula, por lo que la geografía de la región, y la presencia de sistemas dinámicos, como la co-rriente en chorro del Caribe, parecen jugar un papel impor-tante para explicar este aspecto del ciclo anual de las lluvias.

Hacia el otoño (octubre y noviembre) la temporada de lluvias disminuye y se produce una transición climáti-ca de verano a invierno, que genera efectos de interacción entre nortes y sistemas tropicales. Uno de los efectos más notables de esta interacción ocurrió a finales de octubre del 2007, cuando un norte y un ciclón tropical interactuaron sobre el Golfo de México para producir lluvias intensas so-bre Chiapas y Tabasco que llevaron a las inundaciones en esa zona.

Herramientas para el estudio del climaLa descripción hecha hasta ahora del clima de México se ubica en el dominio de la climatología analítica basada en

el análisis estadístico de las características climáticas que se consideran más significativas. Sin embargo, esta aproxi-mación requiere examinar con más detalle los procesos que resultan de las características espaciotemporales del clima. Este es el campo de la climatología dinámica, basada en el estudio de la física y la dinámica del clima y su variabilidad. Es a partir de la climatología dinámica que se construyen los modelos del clima para obtener descripciones de la at-mósfera mediante las leyes de la física, particularmente de la mecánica de fluidos geofísicos, de la termodinámica, y de las leyes de la radiación. Una línea de trabajo adicional en el tema del clima es la climatología sinóptica, que utiliza las características de los elementos y circulaciones en la atmós-fera para presentar una descripción de su evolución en di-versas escalas de tiempo. Este tipo de análisis puede llevar a relaciones empíricas entre elementos y factores atmosféri-cos, como guía para el estudio de procesos.

En cada una de las aproximaciones anteriores es ne-cesario partir de observaciones y representaciones de los elementos atmosféricos. Cualquier representación espacial de los campos de temperatura o precipitación es solo una aproximación del campo “verdadero”, pues no se tienen mediciones en cada punto del dominio para poder tener una representación única. Son diversas las bases de datos que existen en referencia a los campos de temperatura, preci-pitación o vientos, por ejemplo. Cada base de datos es una aproximación, y aunque no logramos estar seguros de la exactitud de cada una de ellas, es necesario que cuenten con una precisión adecuada cuando se trata de representaciones del mismo elemento climático, para un mismo dominio y periodo de tiempo.

La construcción de los campos climáticos parte de las mediciones en estaciones meteorológicas distribuidas alea-toriamente en el área de interés. Dependiendo de la densi-dad de observaciones será la resolución espacial con la que se pueda obtener un campo. Por ello, la representación es-pacial del clima no es solo un proceso de interpolación, pues hay numerosos factores que determinan microclimas. Los factores del clima van más allá de la altitud, pues involucran procesos, no siempre bien entendidos. Por ello, los campos climáticos con resolución de un kilómetro por un kilómetro crean una representación ficticia de la realidad, pues la den-sidad de las observaciones no es suficiente para una caracte-rización espacial de la temperatura o de la precipitación. La climatología dinámica se encarga de explicar muchas de las condiciones del clima observadas en las escalas espaciales a las que se representa, desde la microescala hasta a la escala planetaria, pasando por la escala sinóptica. Solo un enten-dimiento de los procesos da validez a las representaciones del clima.


Una de las herramientas con las que se pueden estu-diar los procesos que dan lugar al clima, siguiendo la clima-tología dinámica, son los modelos matemáticos. La interac-ción entre los océanos, la atmósfera, la tierra, la criosfera y la biósfera es demasiado complicada, incluso para que los mejores científicos puedan determinarla solo con observar datos. Por ello, un modelo dinámico se convierte en un “la-boratorio” donde pueden probarse hipótesis de diversos ti-pos cuyas complejas interacciones se representan por medio de ecuaciones asociadas a principios físicos fundamentales. Si bien los modelos son solo una representación aproximada de la realidad, permiten analizar respuestas a forzantes que sería difícil imaginar a partir de campos básicos. Como en otras ramas de la física, la expresión de sus leyes para des-cribir el clima tiene una forma especial para hacer cálculos cuantitativos, pero suficientemente clara como para inter-pretar procesos. El entendimiento del clima se ha vuelto de gran importancia por los cambios que experimenta y los im-pactos de dichos cambios en la sociedad.

Hoy en día, los modelos del clima permiten analizar muchos de los procesos que resultan en el patrón espacial básico de la temperatura y la precipitación (las zonas más cálidas y las más frías y donde más llueve, la estructura de la lluvia orográfica, las zonas de escasa precipitación) y simulan aproximadamente la evolución del ciclo anual de temperatura y precipitación. Sin embargo, aún existen limi-taciones para simular detalles del clima de pequeña escala y, más importante aún, algunas formas de variabilidad en la región.

Existen restricciones en cuanto a las simulaciones del ciclo anual del clima mexicano, particularmente en lo rela-tivo a tres elementos de la precipitación:

a) La canícula, debido a la inexistencia en la mayoría de los modelos de una señal de este tipo, o a señales de míni-mos relativos en la precipitación de verano, pero fuera de fase.

b) El papel de los huracanes en las lluvias, ya que para los modelos actuales es muy difícil generar vórtices ciclóni-cos en las regiones de ciclogénesis, y las teorías aún no definen las condiciones necesarias y suficientes para la actividad ciclogenética.

c) El monzón mexicano, pues aunque se sabe que la entra-da de humedad del Golfo de California y la presencia de la Sierra Madre Occidental son factores clave para su existencia, se desconoce cómo se produce el cambio en la dirección dominante de los vientos.

Lo anterior da cuenta de algunos de los problemas científicos actuales para el entendimiento de los elementos

del clima mexicano. Existen por supuesto otras interro-gantes de importancia, como la presencia de bosques y la actividad convectiva, los contrastes en el uso del suelo y la orografía que dan lugar a microclimas, o las interacciones biósfera-atmósfera que generan patrones de temperatura o precipitación distintos a los esperados por los factores lati-tud y altitud. Cada uno de estos temas tiene como fin co-nocer mejor por ejemplo, los servicios ecosistémicos que se reciben en el territorio. Uno de los más importantes es el de provisión de agua.

El clima y el aguaAl igual que el clima, el recurso agua en el mundo determina en buena medida la vida de las personas. La distribución de este recurso en los continentes no es uniforme y, por lo mis-mo, la distribución de la población sigue de forma marcada el acceso a este recurso. En México, la disponibilidad de agua (Bunge, 2009) está distribuida en forma desigual. Contras-tan los más de 28 000 m3 por habitante por año disponibles en la región de la frontera sur, con los 227 m3 por habitante por año en el valle de México. En varias regiones del cen-tro y norte se tienen ya niveles inferiores a los 2 500 m3 por habitante por año. En particular, en la península de Baja California, en la región del río Bravo y en las cuencas del norte se estima que la disponibilidad para el 2020 será me-nor a los 1 000 m3 por habitante por año, considerado por la OMM (Organización Mundial de Meteorología) como el umbral mínimo para satisfacer necesidades básicas (Landa et al., 2008).

El hombre ha construido infraestructura para contar con el agua de manera segura y continua. Presas, pozos y ja-güeyes complementan el acceso al agua de ríos o manantia-les. El agua de estas fuentes proviene en mayor medida de la lluvia y, por tanto, la relación clima-agua es clave para defi-nir disponibilidades. Baste pensar en las zonas áridas, don-de lluvia y agua son escasas y existe una menor densidad de población en el país. El balance hídrico depende de las pre-cipitaciones acumuladas, así como de la evapotranspiración y de otros factores físicos propios de la cuenca. Para calcu-lar la disponibilidad de agua a nivel de cuenca, se estiman coeficientes de escurrimiento e infiltración, dividiendo el escurrimiento natural medio y la recarga natural media en-tre la precipitación media anual. La suma de ambos coefi-cientes es el coeficiente de disponibilidad natural total en una región hidrológica dada.

Disponibilidad natural media =

(precipitación + importaciones) – (evapotranspiración + exportaciones)


Así pues, para tener una estimación del comporta-miento de la disponibilidad del agua es necesario monito-rear el comportamiento de la temperatura, la precipitación, la humedad atmosférica y el viento. Muchos de los plantea-mientos y escenarios en torno a la crisis del agua requerirán de aprender a hacer diagnósticos y pronósticos climáticos. Así como el clima es esencial para entender los contrastes en la disponibilidad de agua en el mundo, su comprensión no es posible sin tomar en cuenta el agua y su distribución en sus tres estados físicos.

El agua determina y regula muchas de las caracterís-ticas del clima, junto con otros forzamientos externos del sistema climático, como el dióxido de carbono atmosférico y los cambios en la radiación solar. Los modelos y observa-ciones atmosféricas muestran que el vapor de agua aumen-ta conforme el clima se calienta, lo que a su vez tiende a calentar aún más el ambiente. El agua líquida en forma de nubes refleja la luz solar, pero también retiene el calor que se emite en forma de radiación infrarroja desde la superficie de la Tierra, actuando como un gas de efecto invernadero. La cuantificación de esta interacción entre vapor de agua, nubes, y el intercambio de calor cerca de la superficie de la Tierra es clave para entender la sensibilidad del clima y los factores que rigen el cambio climático. El calentamiento climático aumenta la evaporación superficial, lo cual, salvo que haya un aumento en las precipitaciones, reduce la hu-medad del suelo, el almacenamiento de agua subterránea y los escurrimientos y corrientes en los ríos.

La magnitud del efecto del agua sobre el clima no se conoce con exactitud, ya que las interacciones actuales entre vapor de agua, nubes y clima corriente no son com-pletamente entendidas. La incertidumbre en estas evalua-ciones es una de las razones por las que diversos modelos climáticos entregan diferentes resultados sobre el clima, por ejemplo, en los pronósticos estacionales de la lluvia. La li-mitada disponibilidad de algunos parámetros climáticos clave hace aún más difícil describir y entender el estado del ciclo hidrológico de la Tierra. Por ejemplo, la humedad del suelo y el agua subterránea no son medidos de forma continua en México o en cualquier otra parte del mundo, lo cual dificul-ta los esfuerzos para comprender las interacciones entre el calentamiento global y el ciclo del agua.

Para avanzar en la capacidad de predicción del clima es necesario ampliar las observaciones y mejorar los mode-los climáticos. Las predicciones precisas a escala regional solo serán posibles en la medida en que ampliemos nues-tro entendimiento de los procesos climáticos. Los modelos climáticos pueden dar mejores resultados si se mejoran las

representaciones de los procesos físicos asociados a todas las fases de agua. Predecir lo que va a pasar con el agua en el futuro depende en gran medida de una mejor comprensión del agua y su relación con el clima.

Los tomadores de decisiones en la gestión del agua, la agricultura, la planificación urbana, la gestión de desastres, la energía y el transporte requieren de mejor información basada en la comprensión fundamental de la función del agua en el sistema climático.

Consideraciones finales

México es un país con una gran diversidad climática. Aun-que se puede pensar en su clima como dividido en lo que existe al norte y al sur del Trópico de Cáncer, en una zona tropical y una zona templada, el relieve y la presencia de los océanos añaden mayor complejidad a los climas. De esta for-ma, en el país es posible encontrar climas fríos de alta mon-taña a unos cuantos centenares de kilómetros de los climas más calurosos de la llanura costera. Existen otros factores, además de latitud y altura, que pueden generar contrastes en los elementos climáticos. El clima debe ser visto como un concepto dinámico, cuya variabilidad es un aspecto clave para entender, por ejemplo, los desastres. La sola existencia de un ciclo anual debe cambiar nuestra descripción tradicio-nal del clima en términos de promedios para avanzar a una visión moderna de un sistema complejo y dinámico.

Uno de los aspectos de mayor interés en el estudio del clima son los procesos que lo generan, y no menos impor-tantes son los servicios que obtenemos del clima y su varia-bilidad. El más importante de ellos tiene que ver quizá con la interrelación clima-agua, clave para el desarrollo de la sociedad. Si el papel del agua en el sistema climático está cambiando como resultado de las actividades humanas o de las variaciones naturales de baja frecuencia del clima, es un problema de interés científico. Pero lo es más por lo que representa para una sociedad que tendrá que aprender a ma-nejar el riesgo climático. Los crecientes costos económicos y sociales de las condiciones llamadas anómalas del clima, indican que existe la necesidad de mejorar la respuesta a estos eventos.

La ciencia geográfica estudia tanto los aspectos que determinan el clima como la importancia de éste para la sociedad, las nuevas prácticas en el manejo de los recursos naturales, la importancia de los ecosistemas para el cli-ma y el manejo o gestión del riesgo para la seguridad de las personas.


Referencias

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Glosario

Advección. Proceso de transporte de las propiedades de una masa de aire por el campo de velocidades de la atmósfera.

Ciclogénesis. Es el desarrollo o la consolidación de la circu-lación ciclónica (antihoraria) en la atmósfera, es decir, un sistema de baja presión.

Compresión adiabática. En un proceso de compresión adia-bática se produce un aumento de la temperatura del sistema.

Convección. Movimientos organizados en una capa de aire que producen transferencias verticales de calor, canti-dad de movimiento, humedad, etcétera.

Corriente a chorro. Una corriente a chorro (jet stream) es un flujo de aire rápido y estrecho que se encuentra en las atmósferas de algunos planetas, incluyendo la Tierra.

Inestabilidad. Propiedad del estado de reposo o de movi-miento permanente de un sistema, de manera que toda perturbación introducida en este estado se amplifica.

Vórtice ciclónico. Un vórtice es un flujo en rotación anti-horaria espiral con trayectorias de corriente cerradas.

capítulo 7. el clima y la geografÍa

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