ANÁLISIS DE LA SEQUÍA METEOROLÓGICA EN LA REGIÓN DE LA SIERRA DE DURANGO, MÉXICO.

ANALYSIS OF THE METEOROLOGICAL DROUGHT IN THE REGION OF THE SIERRA DE DURANGO, MEXICO.

Karla Ivonne González Flores a, Oscar Frausto Martínez b, Jannet

RESUMEN

Para los fines del presente escrito, se considera el Índice de Precipitación Estandarizado (SPI) por sus siglas en inglés, que está en función de la precipitación únicamente, sin considerar la temperatura ni las variables del suelo, ésto con el fin de cuantificar la sequía con una escala temporal de 39 años.En dicho método se reconocen cinco clasificaciones: 1) Condición anormalmente seca; 2) Sequía Moderada; 3) Sequía Severa; 4) Sequía Extrema y 5) Sequía Excepcional.A partir de las estaciones meteorológicas ubicadas en el estado, se obtuvieron los registros de precipitación total mensual. Dichas estaciones fueron seleccionadas según la calidad de sus datos y solo se tomaron en cuenta 7 (5%) estaciones meteorológicas de las 154 (100%), ya que 106 (69%) se encuentran operando y 48 (31%) de estas estaciones no poseen la calidad suficiente para estimar el SPI.En la mayoría de las estaciones se encuentran datos faltantes, por lo que se complementaron con los

promedios mensuales – anuales de las columnas correspondientes, para tener una secuencia de los datos. Se determinó la calidad de los datos de cada estación meteorológica dando como resultado 5 (3%) con calidad Buena y 2 (1%) con calidad Muy Buena. Los datos se ingresaron al Sistema de Información Geográfica (SIG) en donde se generó un mapa de la ubicación de las 7 estaciones meteorológicas en la región del estado.Luego se trabajó con el método antes mencionado para obtener la magnitud, intensidad, frecuencia y distribución de la sequía.Se obtuvo la calidad de los datos de las estaciones meteorológicas, que van desde el 0.65 con Buena calidad hasta el 0.89 con Muy Buena calidad. Se identifica una magnitud X, una intensidad X, una frecuencia X y una distribución de la sequía en la región de la sierra, parte alta occidental del estado de Durango, México.

Palabras clave: índice de Precipitación Estandarizada (SPI).

SUMMARY

This research aims to identify if there are drought conditions in the desert region, particularly in the high western part of the State of Durango, Mexico. In order to succeed the characterization of its frequency, magnitude and intensity of the period of 1973-2011 are required. For the purposes of this writing the Standardized Precipitation Index (SPI) is applied, which considers only the function of precipitation, but excludes the temperature and the soil variables, in order to quantify the drought within 39 years. The method recognizes five classifications: (1) Condition Abnormally Dry; 2) Moderate Drought; 3) Severe Drought; 4) Extreme Drought and 5) Excepcional Drought. The recordings were obtained by the total monthly rainfall from the weather stations located in the State of Durango. These stations were selected according to the quality of their data and only took into account 7 (5 %) weather stations of the 154 (100 %), as 106 (69 %) are currently operating and 48 (31 %) of these

stations do not possess the required quality to estimate the SPI. In the majority of the stations data is missing, but was complemented by the monthly averages - annual corresponding columns, to have a sequence of data. It was determined the quality of the data for each weather station resulting in 5 (3 %) with Good Quality, and 2 (1 %) with Very Good Quality. The data entered on the Geographic Information System (GIS) where a map of the locations of the 7 weather stations in the region of the state was generated. Then work was continued with the method mentioned above to obtain the magnitude, the intensity, the frequency and the distribution of the drought. The quality of the data from weather stations were obtained, ranging from 0.65 with Good quality until the 0.89 with Very Good quality. It identifies a magnitude X, an intensity X, a frequency X and a distribution of drought in the region of the sierra, in the top west of the State of Durango, México.

Keywords: Standardized Precipitation Index (SPI).

I. INTRODUCCIÒN

La vulnerabilidad de México frente a los efectos devastadores de la sequía muestra evidencias de estarse incrementando Las regiones más

afectadas por sequía en México son las del norte, noreste y noroeste; éstas constituyen 70% del país y reciben menos de 40% de la precipitación; en este contexto se seleccionó al estado de Durango en la región de la Sierra, particularmente

en la parte alta occidental del estado, el cual se ubica entre 26° 48’ y 22° 19’ N, y entre 102° 28’ y 107° 11’ O (INEGI, 2000; Rivera del Rio, et al, 2007). Para lo cual se hace necesario la caracterización de su frecuencia, magnitud e intensidad para el periodo de 1973-2011.

De 1910 a 1977 (Rivera del Rio, Op Cit), reportan 38 sequías y de 1955 a 1977 se han presentado de 7 a 12 sequías en el estado de Durango; este problema es preocupante para la sociedad, por su gran impacto en la destrucción de cosechas, disponibilidad de agua y todo lo que de ahí deviene. Por lo tanto, el estudio de su comportamiento y monitoreo deben considerarse como una prioridad nacional y regional, lo cual es complejo en sí mismo, pues son diversas las definiciones de esta y los métodos de estudio. (Rivera del Río Roberto, 2007). La sequía se puede definir como un evento climático extremo de la tierra caracterizada por precipitaciones por debajo de lo normal durante un período de meses a años. Es un período seco temporal, en contraste con la aridez permanente en las zonas áridas. (Aiguo Dai, 2011).

I.1 La sequía se clasifica en tres tipos:

I.1.1. Sequía meteorológica:

Se define en función del grado de sequedad o déficit de precipitación (en comparación con su rango de

normalidad) y la duración del periodo seco. Las definiciones de la sequía meteorológica deben ser consideradas por región específica, puesto que las condiciones atmosféricas que se traducen en deficiencias de las precipitaciones, son muy variadas de una región a otra. (NDMC, citado en Galván Ortiz Luis Manuel 2011)

I.1.2. Sequía agrícola:

Vincula diversas características de la sequía meteorológica e hidrológica, enfocándose en la escasez de precipitaciones, las diferencias entre la evapotranspiración real y potencial el déficit de agua en el suelo, reducción de aguas subterráneas o niveles de reservorios. Una buena definición de sequía agrícola debe tener en cuenta la sensibilidad de los cultivos durante las diferentes etapas de desarrollo, desde el nacimiento hasta la madurez. La deficiencia en la humedad del suelo puede impedir la germinación de los cultivos, lo que conduce a un bajo rendimiento final (NDMC, citado en Galván Ortiz Luis Manuel 2011)

I.1.3. Sequía Hidrológica:

Se asocia con los efectos de los periodos de precipitación deficientes que afectan la disponibilidad de agua superficial o del subsuelo (caudales, reservorios, niveles lacustres y aguas subterráneas). La frecuencia y severidad de este tipo de sequía se definen a menudo a escala de cuenca hidrológica. La sequía hidrológica se encuentra generalmente con un

retraso respecto a la ocurrencia de la sequía meteorológica. (NDMC, citado en Galván Ortiz Luis Manuel 2011).

II. METODOLOGIA

Para los fines del presente escrito, se considera el Índice de Precipitación Estandarizado (SPI) por sus siglas en inglés, que está en función de la precipitación únicamente.

La información se extrajo de la Comisión Nacional del Agua (CONAGUA) conjunto con google earth. En primera instancia se identificaron 154 estaciones meteorológicas totales, de las cuales 106 (68%) se encuentran operando y 48 (31%) se encuentran suspendidas.

Se obtuvo el Índice de Calidad de Datos de cada estación y en base a este se realizó la selección de 7 (5%) estaciones meteorológicas siendo 5 con calidad buena y 2 con calidad Muy Buena, de dichas estaciones se obtuvieron los registros de precipitación total mensual.

Debido a que las estaciones no contaban con los datos justos se obtuvieron los promedios de cada mes para complementar la base de datos, esto después de obtener el índice de calidad. De la base de datos se tomó la ubicación de cada estación meteorológica así como la clave del municipio para ingresarla al Sistema de Información Geográfica (SIG) con el fin de obtener un mapa de la ubicación de las 154 estaciones en todo el estado de Durango, México.

II.1 Aplicación del Índice Estandarizado de Precipitación (SPI).

Descripción: El SPI se basa en registros de lluvia y fue diseñado para ser un indicador espacial de la sequía; puede calcularse con distintas escalas de tiempo para el análisis de disponibilidad de agua y su uso. El SPI es una transformación estandarizada de la densidad de probabilidad de la precipitación observada. En periodos cortos, como pueden ser meses (o incluso semanas), los datos del SPI pueden ser útiles para el manejo agrícola, mientras que periodos largos (años), los resultados pueden ser importantes para el suministro de agua (Guttman, citado en Galván Ortiz Luis Manuel 2011)

El SPI se calcula a partir de datos de precipitación mensual y se recomienda usarlo para un periodo continuo de al menos 30 años. Se selecciona un periodo promedio para determinar una escala de tiempo

mensual generalmente de 3, 6, 12, 24 o 48 meses. (Méndez y Magaña, citados en Galván Ortiz Luis Manuel 2011)

Para el cálculo del SPI se utilizó la siguiente fórmula (Agnew, 2000)

SPI=(Xik−i)Òi

Donde:

Òi: Desviación estándar de estación observada

Xik: Precipitación de la estación observada y observación histórica.

( ): Precipitación media de la estación observada

Se obtuvo la desviación estándar y el promedio mensual para aplicar dicha fórmula.

Posteriormente se obtuvieron los valores del SPI tomando como referencia la siguiente tabla.

SPI Categoría-2.00 o menor Extremadamente seco (sequía extrema)-1.50 a -1.99 Muy seco (sequía severa)-1.00 a -1.49 Moderadamente Seco (sequía moderada)-0.5 a -0.99 Ligeramente Seco0.49 a -0.49 Normal0.50 a 0.99 Ligeramente Húmedo (exceso moderado)1.00 a 1.49 Moderadamente Húmedo (exceso severo)

1.50 a 1.99 Muy Húmedo (exceso severo)2.00 o mayor Extremadamente Húmedo (exceso extremo)

Figura 1. Ubicación de las estaciones meteorológicas del estado de Durango, México.

Tabla 1.Clasificación del SPI

FUENTE: Dirección Nacional de Meteorología 2012

III. RESULTADOS Y CONCLUSIONES

Para la creación de la base de datos a partir de la información proporcionada por CONAGUA fue necesario obtener el promedio por mes de cada estación para complementar los espacios faltantes de datos.

Finalmente fueron seleccionadas 7 estaciones meteorológicas de un total de 156.

Se obtuvo el Índice de Calidad de Datos de cada una de las estaciones meteorológicas ubicadas en la Región de la Sierra en el Estado de Durango, México. En donde la calidad va desde el 0.77 con Buena calidad hasta el 0.89 con Muy Buena calidad como se muestra en la siguiente tabla.

FUENTE: Elaboración propia en base a CONAGUA y SMN

En el mapa 3 se puede observar la magnitud de la sequía a partir del Índice Estandarizado de Precipitación (SPI) en donde se identifica una distribución de la sequía en la región de la sierra, parte alta occidental del estado de Durango, México. Mientras en

el mapa 4 se identifica el periodo húmedo de la misma región.

En dichos mapas se realizó una interpolación para determinar la zona de estudio con las 7 estaciones meteorológicas disponibles con calidad de información Buena y Muy Buena.

Tabla 2. Índice de Calidad de Datos

Se creó un mapa con los tipos de climas en el estado de Durango en base a la clasificación de Köppen modificado por Enriqueta García.

Figura 2. Tipos de Climas de Durango, México

En el mapa anterior se puede observar una sequía meteorológica extrema en la parte sureste de la región de la Sierra mientras que en la parte noroeste se encuentra en el rango de sequía normal para el año 1998.

Figura 3. Distribución espacial del Índice Estandarizado de Precipitación para el periodo seco. Año 1998.

En la región de la Sierra predomina mayormente la humedad en el centro de la sierra, así como ligeramente húmedo hacia el este para el año 1984.

Se obtuvo la intensidad a partir de los datos directos de precipitación mensuales de cada una de las estaciones meteorológicas ubicadas en la zona. Estos datos fueron

obtenidos directamente de CONAGUA; los datos faltantes se obtuvieron con los promedios mensuales de precipitación.

Figura 4. Distribución espacial del Índice Estandarizado de Precipitación para el periodo húmedo. Año 1984.

Tabla 3. Datos de precipitación para la estación Huahuapan, San Dimas. Periodo 1973-2011.

FUENTE: Elaboración propia

Se logró obtener la frecuencia por los años en que se repiten las más altas tasas de sequía, como se puede observar en la siguiente gráfica.

Así como también se puede observar el resultado de la integración del Índice Estandarizado de Precipitación (SPI) de cada estación meteorológica.

En un periodo de tiempo de 39 años (1973-2011) ocurrieron al menos 13 sequías; una de ellas destaco entre las demás por ser la sequía más intensa durante los 39 años en la Región de la Sierra del estado de Durango. Esto se determinó en base al Índice Estandarizado de Precipitación de las 7 estaciones que fueron utilizadas.

Así mismo se identifican alrededor de 11 periodos húmedos en la misma zona y el mismo periodo.

Las sequias pueden ser tan frecuentes como los periodos húmedos en un determinado lugar, con la diferencia que no afectan de la misma manera. La sequía afecta ambientalmente, socialmente pero aún mas económicamente ya que las actividades principales como lo son la agricultura y ganadera en Durango. De manera que el estudio de las sequías es muy importante en el mundo, ya que nos permite hacer proyecciones para el futuro y analizarlas a fondo.

Figura 4. Frecuencia de eventos hidrometeorológicos en la Región de la Sierra, Durango, México.

IV. REFERENCIAS

CONABIO (2012). Portal de Información Geográfica. Rivera del Río Roberto et.al (2007). Comportamiento espacio temporal

de la sequía en el estado de Durango, México. Galván Ortiz Luis (2011). Impacto de la sequía meteorológica en la

vegetación en distintas regiones climáticas de México (1982-2006).pág. 18.

Pichardo, G. “COMPARACIÓN DE DOS METODOLOGIAS PARA EL CÁLCULO DEL ÍNDICE DE SEVERIDAD DE SEQUÍA PARA DOCE RESERVAS DE LA BIOSFERA MEXICANA”. Texcoco, Edo. de México, México.

CONAGUA DIRECCION NACIONAL DE METEOROLOGIA. Montevideo, 15 de

febrero de 2012. INEGI Mendoza Blanca et al. A study of historical droughts in southeastern

México. (2005). Castillo Naix’ieli. Sequias intensas que han azotado México, UNAM.

(2014). Armando Giner Rafael et al. Análisis del a problemática de la sequía

2011-2012 y sus efectos en la ganadería y la agricultura de temporal.