La continua mejoría de los modelos atmosféricos y de las técnicas de asimilación de datos ha permitido mejorar la estimación del estado de la atmósfera. Esta clase de modelos, basados en leyes físicas fundamentales que gobiernan la evolución de los fluidos tanto en la atmósfera como en los océanos, utilizan una vasta cantidad de información oceánica y meteorológica disponible con el objetivo de reproducir el estado de la atmósfera y su evolución, tan cerca de lo observado como sea posible. En este escrito se presenta una visión, basada en datos de lluvia provenientes del reanálisis Era5-Land, de las variaciones de lluvia de largo plazo que han sucedido en el noreste y centro de México.
Benjamín Martínez López Grupo de Cambio Climático y Radiación Solar, Departamento de Ciencias Atmosféricas, Instituto de Ciencias de la Atmósfera y Cambio Climático, UNAM.
El cambio climático y sus efectos son temas de gran importancia y actualidad en todo el mundo, y México no es la excepción. En particular en 2022 estamos siendo testigos de reducciones importantes en el suministro de agua potable en el norte del país, con la ciudad de Monterrey acaparando notablemente la atención de los medios de comunicación. Si bien la situación actual se explica parcialmente por un déficit prolongado de lluvias en el noreste de México, la escasez del vital líquido también se puede relacionar con un consumo excesivo de algunos cuantos a costa del racionamiento, o incluso la falta, para la mayoría. Paradójicamente, la escasez de agua en el norte contrasta con la abundancia en el sur, situación que ha motivado declaraciones tendientes a incentivar la migración parcial de algunas actividades industriales del seco noreste hacia el lluvioso sur. Algunas veces, sin embargo, nuestra memoria es corta y tendemos a olvidar rápidamente la sucesión de eventos de precipitaciones extremas y grandes sequías que se han presentado a lo largo y ancho de nuestro territorio durante el último siglo.
Hasta hace pocos años, la única manera de responder objetivamente a la cuestión del comportamiento de las lluvias durante las últimas décadas era analizando las series de datos con los registros de precipitaciones existentes en nuestro país. Estos registros, sin embargo, presentan muchos problemas y son realmente escasos aquellos con pocos datos faltantes y lo suficientemente extensos para poder estimar robustamente la evolución pasada de la lluvia en el largo plazo. De tal manera, estudios de este tipo se podían realizar solo en las localidades que tenían la fortuna de contar con información de calidad. Así que la falta de una base confiable de registros de precipitación con alta resolución espacial ha impedido tener una idea clara y robusta sobre el cambio, o no, de los patrones de lluvia en México.
Afortunadamente, la continua mejoría de los modelos atmosféricos y de las técnicas de asimilación de datos ha permitido mejorar la estimación del estado de la atmósfera. Esta clase de modelos, basados en leyes físicas fundamentales que gobiernan la evolución de los fluidos tanto en la atmósfera como en los océanos, utilizan una vasta cantidad de información oceánica y meteorológica disponible con el objetivo de reproducir el estado de la atmósfera y su evolución, tan cerca de lo observado como sea posible. El uso de estos modelos, conjuntamente con técnicas muy sofisticadas de asimilación de datos, es lo que se conoce como un reanálisis, y es el ERA5-Land, desarrollado por el Centro Europeo de Previsiones Meteorológicas de Plazo Medio, uno de los más avanzados. En principio se contaba con un reanálisis que cubría el periodo desde 1979, pero en la actualidad este se ha incrementado y se cuenta ya con un reanálisis desde 1950 hasta el presente. Tener una estimación robusta del estado de la atmósfera abarcando tal periodo permite, por primera vez, analizar la evolución de la lluvia en México utilizando uno de los mejores productos disponibles a la fecha. En este escrito se presenta una visión, basada en datos de lluvia provenientes del reanálisis Era5-Land, de las variaciones de lluvia de largo plazo que han sucedido en el noreste y centro de México. Algunos trabajos publicados han mostrado que Era5-Land tiene un muy buen desempeño al simular el ciclo hidrológico en algunas regiones, pero falta un estudio similar enfocado en nuestro país; sin embargo, es importante utilizarlo para ir difundiendo lo que se puede hacer con esta información reciente, a la par de trabajar en estudios especializados enfocados en esta problemática.
El caso del noreste de México
La sequía en el noreste de México es un problema muy complejo y resulta tentador achacárselo al cambio climático; pero hacer esta asociación es muy engañoso, pues se deja de lado que en gran parte del centro y norte de nuestro país el clima es seco o muy seco. Por lo anterior, no debe extrañar a nadie que debido a esta particularidad se disponga, año con año, solo de una cierta cantidad limitada de precipitaciones que recargan de manera natural los acuíferos existentes. Si las lluvias son abundantes a lo largo de un año en particular, entonces es posible que estas sean suficientes para restituir los volúmenes de agua extraídos en los meses anteriores; pero si no es así, se estaría extrayendo más agua de la recargada y, en el largo plazo, esto genera problemas muy serios: degradación de la calidad del agua y, en casos extremos, su abatimiento, con todas las implicaciones que esto conlleva. Así que limitar la extracción de agua de los acuíferos en función de los aportes por lluvias es una acción fundamental para mantener unas “finanzas sanas” en el tema hídrico, lo cual, desgraciadamente, no se cumple en el noreste de México. Analizando la información disponible de la Conagua, actualizada al 2020, se observa que el acuífero Área Metropolitana de Monterrey presenta un déficit aproximado de 11.5 millones de metros cúbicos anuales. Si esta situación deficitaria se mantiene, se podría disminuir aún más la calidad del agua que se extrae de ese acuífero, la cual ya ronda los límites permitidos en la cantidad de sólidos totales. Aquí es importante considerar que, si en un cierto volumen de agua se encuentra disuelta una determinada cantidad de material perjudicial para la salud, al disminuir el volumen de agua contenida en el acuífero, vía una mayor extracción que su recarga, la concentración de ese material dañino se incrementará; si la recarga es mayor que la extracción ocurre lo contrario, lo cual sería benéfico.
Existe algo en particular que podría ayudar a mejorar la situación de los mantos acuíferos en Monterrey, y ese algo muy esperado en el estado de Nuevo León es una temporada muy activa de huracanes que generaría lluvias abundantes. Si se presentaran en los años venideros lluvias abundantes, la situación actual del déficit del acuífero se podría mantener por algunos años más sin que merme la calidad del agua extraída para consumo humano. Sin embargo, a juzgar por la información existente, la situación es insostenible en el mediano y largo plazo, como se explica a continuación.
La figura 1 (panel superior izquierdo) muestra la precipitación anual acumulada en el noreste de México, promediada en el periodo 1950-2020, obtenida del reanálisis Era5-Land. En Nuevo León, exceptuando algunas zonas del sur y norte del estado, las precipitaciones anuales sobrepasan los 500 mm, y exceden los 1,000 mm en las zonas serranas del occidente y suroeste. En contraste, en gran parte de Coahuila las precipitaciones no exceden los 500 mm anuales. Aquí cabe preguntarse si esta distribución espacial de la lluvia en el estado de Nuevo León es realista, pero hace falta más información medida para ahondar en ello. Así que por ahora se parte de los valores provenientes de Era5-Land, a reserva de profundizar en ello en algún trabajo especializado. El enfoque en este trabajo es el análisis de cambios, es decir, diferencias entre ciertos estados medios, lo cual elimina los sesgos que podrían tener los valores originales. Por lo tanto, a juzgar por esta nueva información disponible, y con las debidas reservas del caso, Nuevo León podría sustentar su consumo de agua con tales niveles de precipitaciones siempre y cuando se buscara optimizar la captación de agua de lluvia y favorecer su infiltración para la recarga de los mantos acuíferos. Más aun, si se comparan los niveles de precipitaciones anuales promediadas de 2010-2020 con los del periodo 1950-1960 (véase panel superior derecho de la figura 1), resulta evidente que todo el noreste de México presenta un incremento de precipitación. Nótese que en Nuevo León los incrementos son más grandes en las zonas serranas, particularmente al suroeste de la zona metropolitana de Monterey. Hasta aquí, uno podría concluir que son buenas noticias. Sin embargo, la conclusión anterior optimista, basada en un análisis muy simple, dista de ser cierta.
En los paneles superiores de la figura 1 se marca una celda del reanálisis Era5-Land que corresponde a una celda cercana a la zona metropolitana de Monterrey, la cual exhibe precipitaciones muy altas que excedieron los 2,000 mm en 1973 (de hecho, en este año se alcanzó su valor anual máximo absoluto). A partir de entonces, no se presentó un valor anual mayor pero sí su valor mínimo absoluto en 2011 (panel inferior de la figura 1).
Así que, además de la clara variabilidad interanual (algunos años llueve más, otros menos, etc.), es útil determinar si se tiene una tendencia de largo plazo. Un análisis lineal para estimar la tendencia arroja que las lluvias se han incrementado en 2020 con respecto a sus valores de 1950 (línea negra). Sin embargo, un análisis no lineal (línea roja) indica que las precipitaciones se incrementaron desde 1950 hasta el año 2000, y alcanzaron en este año su valor máximo histórico, de largo plazo; a partir entonces, comenzaron a disminuir. Este comportamiento es muy parecido en gran parte de México: varían las fechas de ocurrencia del valor máximo y los niveles del descenso desde que este se alcanzó. Por ejemplo, en Nuevo León en los últimos 20 años se tienen disminuciones de los niveles de precipitaciones que van de un 10 a un 15% (véase panel inferior izquierdo de la figura 3), lo cual debería hacer encender los focos amarillos, o rojos según sea el caso, pues son tendencias de largo plazo que al menos pondrán su huella en la cantidad de lluvia durante las siguientes décadas. En Chihuahua la situación es más crítica, dado que ya van cuatro décadas de disminuciones sostenidas en gran parte del estado, con decrementos de hasta un 40% de sus valores máximos históricos observados (no mostrado).
El caso en el centro de México
En la región central de México la situación no es tan sombría como en el norte, pero no está libre de dificultades. La precipitación anual en prácticamente toda la Ciudad de México, gran parte del Estado de México y norte de Morelos excede los 1,000 mm
(véase panel superior izquierdo de la figura 2). Con tales precipitaciones, la recarga de los acuíferos no debería ser mayor problema si se observaran buenas prácticas en el manejo del agua; por conflictos añejos que no vienen al caso, esto no ha sido posible, y la CDMX presenta grandes hundimientos que reflejan la extracción excesiva de agua y son un vivo testimonio de las políticas públicas fallidas para facilitar la recarga de los acuíferos.
Si se consideran los cambios de la precipitación anual promedio entre los periodos 1950-1960 y 2010-2020, se observa que hay incrementos en toda la zona circundante a la CDMX (véase panel superior derecho de la figura 2) marcadamente mayores a los observados en el noreste del país. Sin embargo, aquí es donde es preciso profundizar un poco, al igual que en el caso del estado de Nuevo León. Analizando la celda de Era5-Land más cercana al Observatorio de Tacubaya, que es donde se tiene la serie más confiable y larga de precipitación, los valores anuales han pasado en el largo plazo de aproximadamente 868 mm en 1950 a 1,150 mm en el año 2020 (véase panel inferior de la figura 2).
Lo anterior representa un incremento de 282 mm en 71 años (estimado burdamente como la diferencia entre los valores iniciales y finales de la línea roja). Un análisis lineal indica que el incremento ha sido de 265 mm (línea negra), pero la ventaja del análisis no lineal es que nos muestra que en el año 2011 se alcanzó en Tacubaya un valor máximo histórico de 1,156 mm, y disminuyó a 1,150 mm en 2020. Esta pequeña disminución de la lluvia anual representa apenas un decremento de aproximadamente medio punto porcentual con respecto a su valor máximo histórico, disminución que podría desaparecer y convertirse en un crecimiento sostenido si en los próximos años se presentaran precipitaciones abundantes. Esto, sin embargo, es incierto y no se puede apostar a ello, por lo que también en la CDMX debería ser prioritario que las autoridades competentes se pongan a pensar en qué medidas de políticas públicas implementar para aprovechar al máximo las abundantes lluvias con la que cuenta aún la zona centro de nuestro país circundante a la CDMX.
El futuro
A juzgar por este breve análisis, la situación es crítica en el norte de México y no lo es tanto en el centro (zona circundante a la CDMX). Sin embargo, analizando todo el territorio nacional la situación podría ser no muy alentadora. Para entender lo anterior, considérese el panel superior de la figura 3. Allí se presenta una situación positiva (línea azul) y una negativa (línea roja) desde el punto de vista de los aportes de las precipitaciones para el balance hídrico en nuestro país. En breve, la evolución positiva indica que en el largo plazo las lluvias van a la alza; por la variabilidad natural se pueden presentar años más lluviosos y otros más secos, pero en el largo plazo, cada año se espera una ligera cantidad mayor de precipitaciones. Por el contrario, en una evolución negativa, las lluvias muestran incrementos sostenidos al principio del registro, pero en algún momento alcanzan, o están por alcanzar, su valor máximo, a partir del cual comienzan a disminuir. Además, se presenta una estimación de lo que arrojaría un análisis lineal sobre gran parte de México (línea negra).
Básicamente, si nos quedamos con el análisis lineal la conclusión es muy simple y engañosa: aproximadamente un 80 o 90% de nuestro país muestra incrementos de precipitación en el largo plazo y no habría de qué preocuparse en esas regiones; se esperaría que siguieran presentándose lluvias más abundantes en el promedio hacia el futuro (flecha negra). En cambio, si se hace un análisis no lineal, la conclusión es que aproximadamente un 95% de la extensión de México muestra una evolución de largo plazo negativa (línea roja), la cual implica que en un futuro cercano habrá cada vez mayores decrementos de las precipitaciones (flecha roja). Asimismo, solo un 5% muestra una evolución positiva (línea azul), lo cual implica que en estas regiones se espera que las lluvias se incrementen en el futuro (flecha azul). Aquí es importante enfatizar que la mayor parte de nuestro territorio ya alcanzó su valor máximo histórico en el largo plazo (o está por alcanzarlo) y muestra decrementos con respecto a ese máximo histórico, los cuales son más marcados en el norte (véase panel inferior izquierdo de la figura 3). En el centro, los máximos históricos en general aún no se alcanzan, e incluso parte del estado de Morelos es una de las pocas regiones con una evolución positiva (véase panel inferior derecho de la figura 3). En contraste (no mostrado), en el estado de Chihuahua se presenta una situación preocupante, pues vastas partes de su territorio exhiben decrementos mayores a un 40% a partir de que alcanzaron su valor máximo histórico.
Como se aprecia, las diferencias son notorias entre el análisis lineal y el no lineal, y debería ser preocupante que en el largo plazo la situación mostrada por el análisis no lineal empeore. Así que, considerando que solo un 5% del país tiene un comportamiento positivo de sus precipitaciones, es prioritario entender a cabalidad qué ha sucedido con la lluvia a lo largo y ancho de nuestro territorio, con la finalidad de identificar los procesos físicos responsables y generar el conocimiento especializado que ayude en la toma de decisiones tendientes a optimizar el uso y el manejo regional del preciado recurso del agua. Y esto debería aplicarse no solo en el sediento norte, sino en todo el territorio, incluyendo al sur, tan pródigo en agua; no vaya a suceder que en algunas décadas más, los futuros estudiosos del tema y los tomadores de decisiones se debatan en críticas sobre la industrialización de tal o cual región, a sabiendas de que el abasto de largo plazo del vital líquido no estaba garantizado del todo. Las autoridades competentes tienen la palabra para ponerse a trabajar en el tema, el cual, sobra decirlo, es de una relevancia e importancia monumental. En este sentido, es muy reconfortante mencionar que el proyecto integral de rehabilitación del Lago de Tláhuac-Xico es un excelente primer paso del gobierno de la CDMX en la dirección correcta
