Capítulo 6 Escenarios de cambio climático y tendencias en la zona del Golfo de México Víctor Magaña Rueda (Baldemar Méndez Antonio, Ernesto Caetano dos Santos, Juan Matías Méndez Pérez, Edgar Pérez Pérez) Boris Graizbord (Emelina Nava García, Anabel Martínez Guzmán, Jaime Ramírez Muñoz, Raúl Lemus Pérez) Jacinto Buenfil Friedman Leticia Gómez Mendoza (Daniel Ocaña Nava, Carolina Neri Vidaurri) 6.1 Escenarios de cambio climático para México Víctor Magaña et al. Boris Graizbord et al. 6.1.1 Introducción El Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC) define el cambio climático como “una variación estadísticamente significativa, ya sea de las condiciones climáticas medias o de su variabilidad, que se mantiene durante un periodo prolongado (generalmente durante decenios o por más tiempo)”. El cambio del clima puede deberse a procesos naturales internos o a un forzamiento externo, a cambios duraderos en la composición de la atmósfera o modificaciones en el uso del suelo, resultado de las actividades humanas. La Convención Marco sobre el Cambio Climático (CMNUCC), en su artículo 1, define el cambio climático como “cambio del clima atribuido directa o indirectamente a actividades humanas que alteran la composición de la atmósfera mundial, y que viene a añadirse a la variabilidad natural del clima observada durante periodos de tiempo comparables”. La CMNUCC hace pues una distinción entre “cambio climático”, atribuible a actividades humanas que alteran la composición de la atmósfera, y “variabilidad del clima”, atribuible a causas naturales. Como país en desarrollo, México tiende a ser más vulnerable al cambio climático que muchos países desarrollados. Las proyecciones del IPCC y otros grupos de científicos dedicados al análisis de los impactos del cambio climático sugieren que aun con aumentos pequeños de la temperatura, el cambio climático podría traducirse en impactos negativos serios sobre diversos sectores, principalmente aquellos relacionados con el recurso agua. Los escenarios de cambio climático son “una descripción 571 coherente, internamente consistente y plausible de un posible estado futuro del mundo”. No son pronósticos, ya que cada escenario es una alternativa de cómo se puede comportar el clima futuro. Una proyección puede servir como material fuente para un escenario, pero los escenarios en general requieren de información adicional; por ejemplo, condiciones de emisiones de gases de efecto invernadero o de un escenario base. Un conjunto de escenarios se adopta para reflejar, de la mejor manera posible, el rango de incertidumbre en las proyecciones. Los escenarios socioeconómicos pueden ser construidos como lo ha hecho el IPCC en el Informe Especial de Escenarios de Emisiones (Special Report on Emissions Scenarios o SRES). Estos escenarios se realizaron para explorar el desarrollo futuro del medio ambiente global, con especial énfasis en la producción de gases de efecto invernadero1 (GEI). La emisión de estos gases a la atmósfera depende en gran medida del nivel de desarrollo de los países a futuro, de su población y del uso de hidrocarburos como fuente principal de abastecimiento de energía. Para poder hablar de escenarios, primero se debe conocer la terminología: • Línea evolutiva (Storyline): Descripción narrativa de un escenario (o familia de escenarios) que resalta sus principales características, las relaciones entre las fuerzas determinantes fundamentales y la dinámica de su evolución. • Escenario: proyecciones de un futuro potencial, con base en una lógica clara y una línea evolutiva cuantificada. • Familia de escenarios: escenarios que tienen una línea evolutiva similar en lo que respecta a sus características demográficas, sociales, económicas y de cambio tecnológico. La serie de escenarios del SRES consta de cuatro familias: A1, A2, B1 y B2. En el Informe Especial del IPCC sobre Escenarios de Emisiones se elaboraron cuatro líneas evolutivas (A1, A2, B1 y B2), donde se describen las fuerzas determinantes en las emisiones de gases de efecto invernadero y aerosoles2, así como su evolución 1 Gases cuya presencia en la atmósfera contribuye al efecto invernadero. El efecto invernadero tiene que ver con la capacidad de la atmósfera terrestre para retener las radiaciones emitidas por el Sol y ocurre en todos los planetas que tienen atmósfera. El consenso científico actual es que el incremento en la concentración de ciertos gases como el dióxido de carbono (CO2) y el metano (CH4), así como de los aerosoles, está aumentando este efecto. 2 Conjunto de partículas sólidas o líquidas en suspensión en el aire, cuyo tamaño oscila generalmente entre 0.01 y 10 mm, y que permanecen en la atmósfera como mínimo durante varias horas. Los aerosoles pueden ser de origen natural (volcanes, incendios) o antropogénico (quema de combustibles). Los aerosoles pueden influir en el clima de dos maneras: directamente, mediante la dispersión y la absorción de la radiación, e indirectamente, al actuar como núcleos de condensación para la formación de nubes, o al modificar las propiedades ópticas y el periodo de vida de las nubes. 572 E scenarios de cambio climático y tendencias durante el siglo XXI tanto en términos globales como de distintas regiones. Cada línea evolutiva representa un nivel de desarrollo divergente en cuestiones demográficas, sociales, económicas y tecnológicas. Figura 1. Ilustración esquemática de los escenarios del SRES. Escenarios SRES Económico A1 A2 Global Regional B1 B2 Ambiental Población Economía Tecnología Energía Agricultura (uso de suelo) Fuerzas motoras Las cuatro familias de escenarios se muestran, de manera muy simplista, como ramas de un árbol bidimensional. En realidad, estas cuatro familias de escenarios comparten un espacio dimensional mucho más amplio, dadas las numerosas suposiciones necesarias para definir cada escenario dentro de cada modelo. El diagrama esquemático ilustra las principales fuerzas motoras que rigen las emisiones de GEI. Cada familia de escenarios se basa en especificaciones comunes de estas fuerzas motoras. Fuente: Nakicenovic et al., 2000. En términos simples, las cuatro líneas evolutivas combinan dos series de tendencias divergentes: una serie desarrolla las variaciones entre valores económicos y ambientales; la otra serie explora las variaciones entre mayor globalización y regionalización. Estas líneas evolutivas pueden resumirse de la siguiente forma3: 3 Nakicenovic et al., 2000. E scenarios de cambio climático para M éxico 573 • Línea evolutiva y familia de escenarios A1: presenta un mundo futuro con crecimiento económico muy rápido; la población mundial llega a su punto máximo a mediados del siglo y decrece desde entonces. Se asume una rápida introducción de tecnología nueva y más eficiente. • Línea evolutiva y familia de escenarios A2: supone un mundo muy heterogéneo, con la población global en constante aumento y el crecimiento económico orientado regionalmente; éste es más lento y fragmentado que en las otras líneas evolutivas. • Línea evolutiva y familia de escenarios B1: muestra un mundo convergente con los mismos patrones de población que la familia A1, pero con cambios rápidos en las estructuras económicas hacia una economía de servicios e información. Esto supone una reducción en la intensidad del uso de materiales, y la introducción de tecnologías limpias y eficientes en el uso de recursos. • Línea evolutiva y familia de escenarios B2: plantea un mundo en donde el énfasis se concentra en soluciones locales para la sustentabilidad económica, social y ambiental. Asume una población en continuo crecimiento (menor al de la familia A2) y un nivel de desarrollo económico intermedio. A partir de estas líneas evolutivas se desarrollaron cuarenta escenarios que caben dentro de cada una de las cuatro familias. Es importante recalcar que todos los escenarios se consideran como válidos y no tienen asignada una probabilidad de ocurrencia. De las cuatro familias se tomaron seis grupos de escenarios: uno para cada una de las familias A2, B1 y B2, y tres para la familia A1. Estos últimos caracterizan los desarrollos alternativos de tecnologías energéticas: A1F1 (uso intensivo de recursos fósiles), A1T (uso predominante de recursos alternativos a los fósiles) y A1B (asume un balance de las fuentes energéticas). Se puede decir, en resumen, que los escenarios del SRES consideran diferentes condiciones del desarrollo global para los próximos cien años y son, en un sentido más amplio, escenarios del estado, y crecimiento de la población y la economía. Las dos grandes familias de escenarios conllevan a estimar las emisiones globales de gases de efecto invernadero. Los escenarios “A” describen un mundo futuro con alto crecimiento económico, mientras que en los “B” ese crecimiento es más moderado. Los escenarios A1 y B1 suponen que habrá una globalización tal que las economías 574 E scenarios de cambio climático y tendencias convergerán en su desarrollo. En los A2 y B2 se considera que el desarrollo se dará más en un nivel regional. Estos escenarios parten de un conjunto de suposiciones acerca de la evolución de los forzantes (población, tecnología, economía, uso del suelo, agricultura y energía) tanto en el ámbito global como regional. Entre las suposiciones inherentes a los escenarios mencionados, se estima que las reservas petroleras y de carbono serán la fuente principal de energía por lo menos para los próximos cien años. El año 1990 se toma como marco de referencia para evaluar las condiciones futuras. Así, para ese año, la población mundial constaba de 5 300 millones de habitantes, el producto interno bruto mundial era de 12 billones de dólares por año y la tasa del ingreso era de $16.1 per cápita. La población mundial, según los escenarios A1 y B1, crecerá a 7 mil y 7 100 millones de habitantes, respectivamente; mientras que los escenarios A2 y B2 consideran que ésta aumentará a 15 100 y 10 400 millones, respectivamente. La tasa de ingreso personal será semejante en los escenarios A, mientras que en el escenario B2 aumentará a casi el doble. Por último, las emisiones de gases de efecto invernadero proyectadas por el IPCC, respecto a los escenarios elaborados, pueden resumirse de la siguiente manera: • • • • Emisiones altas Emisiones media-alta Emisiones media-baja Emisiones bajas A1B A2 B2 B1 6.1.2 Reducción de escala Los experimentos numéricos con modelos de circulación general de la atmósfera (General Circulation Models o GCM) permiten concluir que el aumento en las concentraciones de gases de efecto invernadero tendrá impactos significativos en el clima global y regional. Sin embargo, es menos claro en qué medida se modificarán las condiciones climáticas en sitios particulares. Las llamadas técnicas de reducción de escala o downscaling se han desarrollado como puentes para ligar la información generada en los experimentos de cambio climático con los posibles impactos que pueden producirse a escalas regionales. La información requerida para estudios de E scenarios de cambio climático para M éxico 575 impacto del cambio climático debe tener escalas espaciales mucho más finas que las generadas por los GCM. Dichos modelos tienen resoluciones espaciales de cientos de kilómetros, mientras que los estudios de impacto a menudo se realizan en zonas de tan sólo unos cuantos kilómetros. La baja resolución espacial de los GCM no permite considerar los forzantes del clima local como topografía o uso de suelo. Algunas veces, los impactos de las variaciones globales del clima cobran características particulares en lugares de topografía marcada, islas o regiones de contrastes en el uso de suelo. Esto se debe a que dichos factores generan circulaciones de mesoescala4. De ahí el interés por aplicar técnicas de reducción de escala. También existen algunos modelos llamados de clima regional que tienen resolución de decenas de kilómetros y pueden ser alimentados con información de los modelos de baja resolución espacial, como los GCM. Estos modelos contienen una mejor representación de, por ejemplo, la topografía o el uso de suelo de la región de interés que es considerada en el dominio del modelo. Sin embargo, los modelos regionales son susceptibles a los errores sistemáticos en los campos del modelo global y pueden incluso exacerbarlos, generando así una pobre simulación del clima regional. La forma más directa de obtener escenarios locales de cambio climático es utilizando los cambios del clima proyectados por los modelos de baja resolución espacial y sumarlos al clima considerado como base. Este método se utiliza generalmente cuando no existe posibilidad de aplicar modelos de clima regional o para estimar la incertidumbre que surge de los numerosos modelos y experimentos de cambio climático. Sin embargo, algunos escenarios de cambio climático también pueden obtenerse a través de técnicas estadísticas. Estas técnicas tienen la ventaja de ser económicas en términos computacionales y por lo tanto pueden aplicarse rápidamente. Además, pueden proveer información puntual, lo cual es importante para los estudios de impacto del cambio climático. El esquema tiene como hipótesis fundamental que las relaciones construidas con el clima actual se mantienen aun bajo cambio climático. Para las décadas por venir (2010-2030), la hipótesis no es mala, pues la incertidum4 La mesoescala en meteorología es el estudio de sistemas del tiempo atmosférico más pequeños que la escala sinóptica meteorológica, pero más grandes que la microescala y la escala de tormenta de los sistemas de nubes cúmulos. Sus dimensiones horizontales generalmente oscilan de cerca de 9 km a varios centenares de kilómetros (brisas de mar). 576 E scenarios de cambio climático y tendencias bre dada por los diferentes escenarios de emisiones es mínima. Por ello, generalmente se presta más atención a periodos en los que el cambio climático proyectado será más notable; es decir hacia finales de siglo. Ahí, las diferencias entre escenarios cobran importancia y se utilizan como uno de los factores de incertidumbre de la magnitud de los cambios esperados. Figura 2. Precipitación promedio anual en la costa del Golfo de México. Fuente: Magaña et al., 2007. 6.1.3 Incertidumbre en las proyecciones del cambio climático Hay dos fuentes fundamentales de incertidumbre en los escenarios de cambio climático regional que deben considerarse en los estudios de impacto: 1. La incertidumbre acerca de las emisiones futuras de GEI y aerosoles. Los gases como dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) y los aerosoles afectan el forzamiento radiativo5 del sistema climático; es decir, rompen el equilibrio entre la 5 Se denomina forzamiento radiativo al cambio en el flujo neto de energía radiativa hacia la superficie de la Tierra medido en el borde superior de la troposfera (a unos 12 000 m sobre el nivel del mar) como resultado de cambios internos en la composición de la atmósfera, o cambios en el aporte externo de energía solar. Se expresa en W/m2. E scenarios de cambio climático para M éxico 577 radiación solar que incide en la Tierra y la que es reflejada por el planeta. El Informe Especial sobre Escenarios de Emisiones provee una estimación de la incertidumbre en dichas emisiones. Este elemento es importante, pues los cambios en temperatura y precipitación, incluso a escala regional, pueden variar de acuerdo con las concentraciones proyectadas. 2. La incertidumbre en la sensibilidad global del clima y los cambios de patrones de circulación a escala regional que simulan los modelos del clima. Las diferencias en la formulación de los modelos de circulación general de la atmósfera llevan a que se generen diferencias entre escenarios, incluso para un mismo forzante. Así, mientras un modelo proyecta un cambio de 1 ºC, otro puede indicar un cambio de 2 ºC. Por estas mismas razones, algunos modelos predicen incrementos en la precipitación, mientras que otros sugieren una disminución. La incertidumbre se propaga de una estimación a otra; es decir, la incertidumbre de los escenarios produce incertidumbre en el ciclo del carbono para los modelos, y ésta se propaga en los climas globales y regionales proyectados en los modelos que, a su vez, generan incertidumbre cuando se estiman los impactos en una región o localidad (figura 3). Figura 3. Cascada de incertidumbre en la relación entre emisiones e impactos. Escenarios de emisiones Respuesta del ciclo del carbono Sensibilidad del clima global Escenarios de cambio climático regional Rango de posibles impactos Una fuente adicional de duda se encuentra en la variabilidad natural del sistema climático, que en gran medida es el resultado de inestabilidades propias, o forzamientos externos, como los que resultan de la actividad volcánica o la actividad solar. Para analizar los impactos y las medidas de adaptación se han utilizado escenarios de 578 E scenarios de cambio climático y tendencias cambio climático, cuya selección, en la mayoría de los casos, ha sido arbitraria y con poca consistencia en términos de manejo de sesgos de los modelos. 6.1.4 Tendencias de la temperatura y el clima en los últimos cien años Para la región de México casi no se dispone de experimentos con modelos de clima regional que permitan estimar directamente los cambios en parámetros meteorológicos y por ello se usan técnicas de reducción de escala. Existen dos fuentes de información de escenarios de cambio climático generados con modelos dinámicos de clima regionales. Uno de ellos es el Modelo Japonés desarrollado por el Meteorological Research Institute (MRI), con el cual se han generado proyecciones de cambio de clima con escalas espaciales de 22 x 22 km. Dicha información ha sido de gran utilidad para analizar algunos de los procesos que resultarán en México bajo un clima más cálido. También se dispone de una salida construida con el modelo PRECIS para la región de México, Centroamérica y el Caribe, desarrollada con información del modelo Hadley Centre. Ambas proyecciones con modelos de clima regional han sido analizadas y sus resultados son comparables con algunos de los obtenidos con técnicas estadísticas. En la figura 4 se ilustran los pasos para obtener escenarios locales a partir de la información generada en modelos globales. Figura 4. Secuencia de acciones para generar escenarios locales de cambio climático. E scenarios de cambio climático para M éxico 579 Las tendencias de la temperatura en los últimos cien años, de acuerdo con el análisis de temperatura de superficie, indican que en la mayor parte de México han ocurrido aumentos que varían de región en región (figura 5). Los cambios observados en temperatura media anual varían de -0.5 °C, en ciertas partes del noreste, a cerca de 1.5 °C, en el noroeste. Las tendencias en la temperatura en gran parte del país podrían estar influenciadas por el efecto de la urbanización de las estaciones con las que se construye el campo de datos. Sin embargo, es probable que dicho efecto sólo sea perceptible en el Valle de México. Figura 5. Tendencias de la temperatura media anual (°C/100 años) en México de acuerdo con los datos del Climate Research Unit (CRU). Fuente: Magaña et al., 2007. De acuerdo con los datos del Climate Research Unit (CRU), las tendencias de la precipitación de los últimos cien años sugieren una especie de dipolo: incremento en el sur y disminución en el norte. Al comparar las tendencias de los últimos cien años con las de los últimos cincuenta años, se encuentra que la precipitación en la región del Golfo de México parece disminuir. Aún no es claro si se trata sólo de una forma de variabilidad de la precipitación de muy baja frecuencia (ver figuras 6 y 7). 580 E scenarios de cambio climático y tendencias Figura 6. Tendencias de la precipitación media anual (mm/100 años) en México de acuerdo con los datos del Climate Research Unit (CRU). Fuente: Magaña et al., 2007. Figura 7. Tendencias de la precipitación para los últimos cien años y para los últimos cincuenta años de acuerdo con los datos del Centro de Ciencias de la Atmósfera de la UNAM. Fuente: Magaña et al., 2007. E scenarios de cambio climático para M éxico 581 La figura 7 ilustra las tendencias en precipitación de los últimos cien y cincuenta años, y ha sido elaborada al volver a analizar los patrones de precipitación construidos en el Centro de Ciencias de la Atmósfera, con una base de datos de estaciones más completa que la serie utilizada por CRU. Se puede concluir que los cambios registrados en la precipitación son relativamente pequeños, si se comparan con los cambios porcentuales experimentados por la temperatura. 6.1.5 Escenarios de cambio climático para México El presente análisis se basa en los resultados de modelos numéricos de simulación del clima. En él se presenta una visión de las condiciones actuales y futuras de la región del Golfo de México en su conjunto, utilizando campos de precipitación y temperatura tanto observados como simulados con modelos para la condición actual y futura. Se pone especial énfasis en el modelo del Simulador de la Tierra (Earth Simulator) del Instituto de Investigaciones Meteorológicas de Japón, ya que cuenta con alta resolución espacial. Sin embargo, debemos mantener en mente que se trata de un solo escenario (A1F) y que el periodo de tiempo con el que se cuenta para este estudio es 2080-2099. Si bien el modelo arroja información sobre procesos físicos que consideran la topografía con detalle, debe considerarse en un contexto probabilístico, en el cual otros escenarios son posibles. Los modelos de circulación general utilizados para el 4º Informe del IPCC incluyen a los grandes centros de pronóstico como NCAR, Hadley Centre, Centro Europeo (ECHAM), el MRI de Japón y otros. Generalmente se utiliza el valor ensamble para reflejar el promedio de los modelos. Además, se presenta la dispersión entre modelos para tener una estimación de la incertidumbre en las proyecciones. No se considera que haya un modelo superior a otro, por lo que todos, en principio, tienen el mismo peso. La resolución promedio de los modelos es del orden de 300 x 300 km. Sin embargo, dan una primera aproximación de las tendencias del clima para la república mexicana. Las proyecciones de los modelos globales en forma de ensamble han sido presentadas en la Tercera Comunicación Nacional de México ante la Convención Marco 582 E scenarios de cambio climático y tendencias de las Naciones Unidas sobre Cambio Climático6 y han servido para analizar la vulnerabilidad, y los potenciales impactos en los distintos sectores y regiones del país. Los resultados de las proyecciones con modelos de circulación general dependen del escenario de emisiones utilizado. Como ya se mencionó, una de las fuentes de incertidumbre proviene de los escenarios utilizados y la otra, de las diferencias entre modelos. Una climatología se construye utilizando el promedio de las condiciones en treinta años. Por ello, ha sido costumbre analizar los periodos 2010-2039, 20402069 y 2070-2099, refiriéndose a cada uno de ellos como climatologías de 2020, 2050 y 2080, respectivamente. Si se considera un ensamble de las proyecciones de los modelos de circulación general, así como la dispersión entre las proyecciones de temperatura y precipitación para los climas 2020, 2050 y 2080, se encuentra que, en general, el clima de México será más cálido (de 2 a 4 °C). Los resultados indican que la parte más continental en el norte de México será la que experimente mayores incrementos de temperatura. Durante las primeras décadas del siglo XXI no se distinguen marcadas diferencias si las emisiones siguen el escenario A2 o el B2 (figura 8), pero después del clima del 2050, las diferencias serán marcadas. De ahí la importancia de promover estrategias globales de mitigación y medidas locales de adaptación. La figura 8 muestra claramente que para las proyecciones en las próximas décadas no existe gran diferencia entre los escenarios A2 y B2, con los mayores incrementos en la temperatura hacia la zona norte de México. En casi todo el país, los aumentos en temperatura fluctúan entre 1 y 1.5 °C tanto en invierno (enero) como en verano (julio). Cuando las proyecciones se realizan para la parte final del presente siglo (figura 9), las diferencias de magnitud del calentamiento se vuelven evidentes. Mientras que los aumentos promedio proyectados para la república mexicana bajo el escenario B2 oscilan entre 1.5 y 4 °C, el incremento bajo el escenario A2 es de entre 2.5 y 5 °C. Los mayores aumentos se proyectan hacia la parte norte de México y la mayor dispersión entre modelos (incertidumbre en la magnitud del cambio) se da hacia la 6 INE-SEMARNAT, 2006. E scenarios de cambio climático para M éxico 583 zona noroeste y sureste de México. Tal diferencia en la magnitud del calentamiento de un escenario a otro demuestra la importancia que tendrá la mitigación en los años por venir. Figura 8. Escenarios de cambio en temperatura en el clima 2010-2039 (2020) para enero y julio (colores), correspondiente a los escenarios de emisiones A2 y B2. La dispersión entre modelos (líneas) corresponde a una medida de la incertidumbre en las proyecciones. Fuente: Magaña et al., 2007. En el caso de la precipitación, la incertidumbre entre modelos es aún mayor que la incertidumbre entre escenarios de emisiones. La magnitud de la incertidumbre en la precipitación es, en general, del mismo orden de magnitud que el cambio proyectado para el clima alrededor de 2020. En México, tanto en los meses de invierno (enero) como de verano (julio), existen sólo algunas señales en el promedio de los modelos que sugieren una disminución en la precipitación (figura 10). 584 E scenarios de cambio climático y tendencias Figura 9. Escenarios de cambio en temperatura en el clima 2070-2099 (2080) para enero y julio (colores), correspondiente a los escenarios de emisiones A2 y B2. La dispersión entre modelos (líneas) corresponde a una medida de la incertidumbre en las proyecciones. . Fuente: Magaña et al., 2007 Las proyecciones del clima al año 2080 parecen amplificar los cambios tanto en los modelos que indican disminuciones en las lluvias como en aquellos que sugieren aumentos. La dispersión entre modelos y escenarios se amplifica cuando las proyecciones de cambios en la precipitación se hacen para finales del presente siglo. Las proyecciones promedio de los modelos a 2080 (figura 11) sugieren que el centro occidente de México experimentará las mayores disminuciones en precipitación tanto de invierno como de verano. La zona del Golfo de México experimentará pocos cambios en las lluvias de verano. E scenarios de cambio climático para M éxico 585 Figura 10. Proyecciones de cambios en la precipitación (mm/día) para el clima de 2020, resultado de promediar diversos GCM para un mes de invierno (enero) y de verano (julio) (colores). La dispersión entre modelos (líneas) corresponde a una medida de la incertidumbre en las proyecciones. Fuente: Magaña et al., 2007. Un elemento a considerar es que las presentes simulaciones no incluyen eventos extremos como ciclones tropicales y por lo tanto su efecto en las lluvias no está representado. Dicho elemento resulta en una importante fuente de incertidumbre que hasta el momento no ha sido cuantificada, pues requiere de estudios específicos para zonas de ciclones tropicales, los cuales involucran el análisis de modelos con alta resolución espacial. Los cambios para las lluvias de invierno indican una disminución de entre 0 y 0.6 mm/día. Ese valor significa reducciones de menos de 10 o 15% en regiones del 586 E scenarios de cambio climático y tendencias Figura 11. Proyecciones de cambios en la precipitación (mm/día) para el clima de 2080, resultado de promediar diversos GCM para un mes de invierno (enero) y de verano (julio) (colores). La dispersión entre modelos (líneas) corresponde a una medida de la incertidumbre en las proyecciones. Fuente: Magaña et al., 2007. centro de México, y de menos del 5% en la zona costera del Golfo de México. Las menores reducciones en precipitación se estiman bajo el escenario A2 en los plazos del clima alrededor de 2080. Sin embargo, es necesario mencionar que los cambios proyectados son del mismo orden de magnitud que la incertidumbre resultante de la dispersión entre modelos. Evidencia de ello es que algunos modelos proyectan ligeros aumentos en precipitación, mientras otros proyectan disminuciones drásticas. Los eventos extremos, como huracanes y “nortes”, requieren consideración especial en las proyecciones de precipitación para México. Es posible que los “nortes” E scenarios de cambio climático para M éxico 587 se vuelvan menos frecuentes. Es incierto en qué medida dicha disminución podría afectar las precipitaciones, pero de acuerdo con ciertos escenarios éstas tenderán a bajar principalmente en la vertiente del Golfo de México. En el caso de los ciclones tropicales, se espera que, en promedio, su intensidad aumente. En efecto, se estima una aminoración en la presión central promedio de estos sistemas de alrededor de 14%, un incremento de 6% en la velocidad de los vientos más intensos y una intensificación en las precipitaciones de alrededor del 18%, en un radio de 100 km con respecto al centro del huracán. Finalmente, puesto que el ciclo hidrológico se volverá más intenso, las teorías sugieren un aumento en el número de tormentas severas, así como periodos de sequía más severos y prolongados. Las observaciones de los últimos años en México parecen coincidir con tal planteamiento. 588 E scenarios de cambio climático y tendencias 6.2 Escenarios de cambio climático para el Golfo de México Víctor Magaña et al. A continuación se presenta una serie de análisis de salidas de modelos regionales del clima, que permiten dar más detalle de los cambios en sitios específicos de la zona del Golfo de México y el mar Caribe. Hasta hoy sólo se cuenta con salidas de los modelos MRI de Japón, conocido como el Simulador de la Tierra, para el escenario A1F y para el periodo 2080-2099. Los resultados de este modelo se comparan con los del modelo PRECIS del Centro Hadley del Reino Unido para el escenario A2. PRECIS es un modelo de menor resolución espacial (la mitad) que el MRI1. Las proyecciones en ambos casos se hacen para finales del siglo XXI y se comparan con el escenario base de finales del siglo XX. La razón de concentrarse en finales del presente siglo radica en que para este periodo los cambios y su tendencia se vuelven mucho más claros. 6.2.1 Temperatura media anual, modelo MRI de Japón En la primera parte se tiene el campo de temperatura media actual2, construido con observaciones de 1979 a 1998 (figura 1a), y se compara con el campo simulado para el mismo periodo con el modelo MRI (figura 1b). La proyección para el periodo 2080-2099 con el modelo, bajo el escenario de emisiones A1F, muestra el mismo 1 El modelo PRECIS tiene una resolución espacial de 50 km, mientras que la del MRI es de 22 km. 2 CCA-UNAM. 589 patrón de temperatura que el observado, pero con valores más elevados (figura 1c). Las anomalías se pueden encontrar cuando se obtiene la diferencia entre el clima simulado actual y la proyección hecha por el mismo modelo (figura 1d). El escenario de emisiones A1F es algo intermedio entre A2 y B2. Figura 1. a) Temperatura media anual (°C) observada (1979-1998); b) clima presente (1979-1998) simulado por el modelo MRI (AJ); c) proyección del clima futuro (2080-2099) bajo el escenario de emisiones A1F (AK); d) diferencia entre el clima presente y el escenario futuro (AK-AJ). Fuente: Magaña et al., 2007. Los cambios proyectados con el modelo japonés de alta resolución espacial bajo el escenario A1F indican que el calentamiento en la región del Golfo de México será mayor a 2 °C, pero menor a 2.8 °C hacia finales del presente siglo. Esto coincide con las proyecciones promedio obtenidas con los GCM. Los mayores aumentos parecen ocurrir en Tamaulipas, Campeche y Yucatán. 590 E scenarios de cambio climático y tendencias Figura 2. a) Precipitación media anual (en mm/día) observada (1979-1998); b) clima presente (1979-1998) simulado por el modelo MRI (AJ); c) proyección del clima futuro (2080-2099) bajo el escenario de emisiones A1F (AK); d) diferencia entre el clima presente y el escenario futuro (AK-AJ). Fuente: Magaña et al., 2007. 6.2.2 Precipitación media anual, modelo MRI de Japón En el caso de la precipitación, se ha seguido la misma estrategia de comparar el clima actual observado con el simulado por el modelo, para así poder analizar las proyecciones de las lluvias hacia finales del presente siglo (figura 2). El modelo japonés bajo el escenario A1F proyecta que la precipitación anual cambiará muy poco hacia finales del presente siglo, y que quizá los mayores cambios ocurrirán en la península de Yucatán. Cabe recalcar que ésta es una de las zonas en G olfo de M éxico 591 donde los huracanes tienen gran importancia dentro del balance de la precipitación anual. 6.2.3 Temperatura y precipitación media anual, modelo PRECIS del Hadley Centre Cuando los cambios se comparan con otro modelo de clima regional (PRECIS), pero bajo un escenario de emisiones distinto (A2), se encuentra que es también hacia la parte sureste del país donde se proyectan los mayores aumentos en temperatura (figura 3). PRECIS proyecta que para finales del presente siglo, la temperatura sobre Campeche podrá aumentar hasta en 4 °C. Por otro lado, las proyecciones de precipitación indican una disminución máxima cercana al 10% en la zona del Golfo de México. Los resultados son consistentes con el hecho de que el escenario A2 implica mayores concentraciones de gases de efecto invernadero que el A1F. Debe mencionarse, sin embargo, que el GCM que alimenta a PRECIS (el modelo del Hadley Centre) tiende a producir uno de los mayores calentamientos de todos los GCM usados por el IPCC. 6.2.4 Temperatura mínima, modelo MRI de Japón Los cambios en la temperatura mínima proyectados por el modelo japonés son similares a los encontrados para la temperatura media (figura 4). Sólo en Yucatán, la disminución en precipitación podría reducir la humedad en la atmósfera y con ello el efecto invernadero local sería menor. 6.2.5 Temperatura máxima, modelo MRI de Japón La disminución en precipitación, como lo proyecta el modelo japonés, produce menor nubosidad sobre Yucatán y con ello los aumentos en temperatura máxima pueden ser mayores incluso que los de la temperatura media o mínima, alcanzando localmente 592 E scenarios de cambio climático y tendencias Figura 3. a) Diferencia entre la temperatura media anual (en °C) simulada por PRECIS para el periodo actual (1961-1990) y el escenario futuro A2 (2071-2100); b) diferencia entre la precipitación (mm/día) simulada por PRECIS para el periodo actual (1961-1990) y el escenario futuro A2 (2071-2100). Fuente: Magaña et al., 2007. hasta 3.2 °C para finales del presente siglo (figura 5). Para el resto de la zona del Golfo de México, los cambios son en general menores a 2.8 °C. G olfo de M éxico 593 Figura 4. a) Temperatura mínima media anual (en °C) observada (1979-1998); b) clima presente (1979-1998) simulado por el modelo MRI (AJ); c) proyección del clima futuro (2080-2099) bajo el escenario de emisiones A1F (AK); d) diferencia entre el clima presente y el escenario futuro (AK-AJ). Fuente: Magaña et al., 2007. 6.2.6 Ondas de calor, periodos secos y ondas de frío, modelo MRI de Japón El contar con valores diarios de los parámetros meteorológicos permite calcular algunas variables derivadas, como la duración media de las ondas de calor o periodos secos. De acuerdo con el modelo japonés, las ondas de calor y los periodos secos aumentarán en duración (figura 6). 594 E scenarios de cambio climático y tendencias Figura 5. a) Temperatura máxima media anual (en °C) observada (1979-1998); b) clima presente (1979-1998) simulado por el modelo MRI (AJ); c) proyección del clima futuro (2080-2099) bajo el escenario de emisiones A1F (AK); d) diferencia entre el clima presente y el escenario futuro (AK-AJ). Fuente: Magaña et al., 2007. Los valores extremos de temperatura aumentarán en menos de un grado; es decir, cuando se presenten valores extremos de temperatura máxima, éstos serán en promedio casi 3 °C más elevados de lo que son en la actualidad. Por ejemplo, en el norte de Tamaulipas, la temperatura máxima en un evento extremo de calor podría alcanzar los 43 °C a finales de siglo. De manera opuesta a las ondas de calor, la duración de las ondas de frío disminuirá de acuerdo con las proyecciones hechas con el modelo japonés de alta resolución G olfo de M éxico 595 Figura 6. a) Duración media anual de ondas de calor (días) observada (1979-1998); b) clima presente (1979-1998) simulado por el modelo MRI (AJ); c) proyección para el periodo 2080-2099 bajo el escenario de emisiones A1F (AK); d) diferencia entre la duración media anual simulada para el periodo actual y el escenario futuro (AK-AJ). Fuente: Magaña et al., 2007. (figura 7). Éstas tendrían, en promedio, alrededor de un día menos de duración que las actuales. 6.2.7 Conclusiones Los modelos numéricos del clima proyectan que la temperatura en la zona del Golfo de México aumentará. Tanto los modelos de circulación general como los de clima regional proyectan cambios en temperatura menores a los 3 °C para finales del 596 E scenarios de cambio climático y tendencias Figura 7. a) Duración media anual de ondas de frío (días) observada (1979-1998); b) clima presente (1979-1998) simulado por el modelo MRI (AJ); c) proyección para el periodo 2080-2099 bajo el escenario de emisiones A1F (AK); d) diferencia entre la duración media anual simulada para el periodo actual y el escenario futuro (AK-AJ). Fuente: Magaña et al., 2007. presente siglo. Sin embargo, es claro que los mayores incrementos resultan de los escenarios de emisiones altas como el A2. Los escenarios de emisiones medias (A1F) proyectan, sin embargo, que el aumento de temperatura en las regiones de mayor cambio, como el sureste de México, no será mayor a 2.8 °C. En cuanto a la precipitación, los cambios en promedio apuntan hacia muy ligeras disminuciones, de menos del 10%, para finales del presente siglo. Algunas de las proyecciones regionales sugieren que es hacia el sur y sureste de México donde se producirán los mayores decrementos de precipitación. Debe mencionarse, sin embargo, que la dispersión entre modelos de circulación es grande, casi del mismo orden G olfo de M éxico 597 de magnitud que la variación de las proyecciones, con algunos modelos indicando posibles aumentos en la precipitación. Adicionalmente, la inadecuada representación del efecto de los ciclones tropicales puede influir en la proyección de los cambios en precipitación, pues ante ciclones tropicales más intensos podrían esperarse eventos de precipitación abundante que modifiquen el balance hacia anomalías positivas. 598 E scenarios de cambio climático y tendencias 6.3 Escenarios socioeconómicos Boris Graizbord et al. 6.3.1 Introducción Un escenario no es una predicción, sino una descripción coherente de un posible estado del futuro del mundo. En su construcción influyen las fuerzas que determinan el crecimiento, la tasa de cambios en la tecnología, los precios, el comercio internacional y otras variables económicas o naturales. Los escenarios pueden constituir futuros alternativos, con posibilidades de ocurrir o no, dado que no se elaboran con simples extrapolaciones de tendencias históricas en una o varias variables1. Lo importante a destacar es que los escenarios se elaboran asumiendo trayectorias posibles de emisiones contaminantes y sus probables efectos en el cambio del clima, lo cual es útil para la determinación de medidas de adaptación y políticas de mitigación. Como se expuso en la sección 6.1, las “Líneas evolutivas” consisten en cuadros coherentes del futuro, dentro de los cuales ciertas tendencias tienen sentido; también se les conoce como familias de escenarios, las cuales divergen tanto cualitativa como cuantitativamente. Las líneas evolutivas que se elaboraron en el Informe Especial de Escenarios de Emisiones (SRES, por sus siglas en inglés) contienen contextos demográficos, sociales, políticos y tecnológicos, pero no incluyen políticas explícitas para limitar emisiones de gases de efecto invernadero o de adaptación al cambio 1 Carter et al., 1994. 599 esperado. Por lo tanto, no constituyen propiamente pronósticos de las variables antes citadas, pero es fundamental definirlas para saber cómo, a partir de ello, representar el futuro; saber bajo qué criterios se asumen los cambios, y conocer su efecto en datos trascendentales para los modelos tanto económicos como sociales. Las líneas evolutivas describen progresos en dimensiones diversas: económicas, técnicas, ambientales y sociales. Es por ello que ocupan un espacio multidimensional, bajo el que se requieren asumir dos direcciones de análisis: • El grado de convergencia económica, e interacciones sociales y culturales a través de las regiones (globalización). • El grado de equilibrio entre los objetivos económicos y ambientales (sustentabilidad). Los escenarios del SRES son descriptivos, no predictivos, dado que sólo podemos interpretar sus resultados como deseables o indeseables. Su utilidad deriva de la necesidad de ver cómo los cambios del clima afectan las actividades económicas (y viceversa), y con ello, determinar las implicaciones de las emisiones de gases de efecto invernadero y aerosoles en el diseño de estrategias de respuesta2. El Informe Especial de Escenarios de Emisiones incluye información sobre las principales fuerzas impulsoras de las emisiones de GEI (como crecimiento de la población y desarrollo económico), expresada generalmente en términos del PIB, del consumo de energía y del uso del suelo. Para este estudio se utilizó el Producto Interno Neto Ecológico (PINE), el cual se construye a partir del PIB, ajustado con distintas depreciaciones: del capital manufacturero, del capital natural, y del costo por agotamiento y degradación. De esta forma se intentó contabilizar el impacto de las actividades económicas sobre los recursos naturales. Los cuadros 1 y 2 muestran las variables sugeridas para la elaboración de escenarios socioeconómicos y su función. 2 Reporte Stern, 2004. 600 E scenarios de cambio climático y tendencias Cuadro 1. Variables sugeridas para elaborar los escenarios socioeconómicos. Variables SRES Población Emisiones Consumo de energía primaria: Emisiones de CH4 cumulativas de CO2 petróleo PIB Secuestro de carbono Uso de suelo para cultivos Uso de suelo para pastizales Consumo de energía primaria: gas Consumo de energía primaria: nuclear Consumo de energía primaria: eléctrica, no fósil Emisiones de NO2 1 Emisiones de SOx 2 Emisiones de SO2 Uso de suelo para biomasa energética Uso de suelo de selvas Otros usos de suelo Consumo de energía primaria: biomasa Consumo de energía primaria: otras fuentes renovables Consumo total de energía primaria Uso cumulativo de carbón Emisiones de CFC y HFC 3 Emisiones de PFC 4 Emisiones de SF6 5 Emisiones de CO Uso cumulativo de petróleo Emisiones de NMVOC 6 Uso cumulativo de gas Emisiones de NOx 7 PIB ajustado al poder de paridad de compra Consumo final de energía no comercial Consumo final de energía de sólidos Consumo final de energía de líquidos Consumo final de energía de gas Consumo final de energía eléctrica Consumo final de energía: otros Consumo final de energía total Consumo de energía primaria: carbón Uso de suelo total Emisiones de CO2 provenientes de energía Emisiones de CO2 provenientes de “otros” Emisiones de CO2 1 Dióxido de nitrógeno. 2 Óxidos de azufre (incluye SO ). 2 3 Clorofluorocarbonos e hidrofluorocarbonos. 4 Perfluorocarbonos. 5 Hexafluoruro de azufre. 6 Compuestos orgánicos volátiles distintos del metano. 7 Óxidos de nitrógeno (incluye NO y NO ). 2 Fuente: Reporte Stern, 2004. E scenarios socioeconómicos 601 Índice de especialización de cambio climático y tendencias Permite determinar el grado de globalización de los municipios y su dependencia económica con ciudades principales. El PIB sirve para hacer comparaciones entre países y para determinar si la riqueza crece o decrece en el largo plazo. En este estudio es una variable de aproximación de la riqueza municipal. Esta variable es limitada para evaluar la desigualdad de ingresos o los efectos de una sequía o una inundación. Producto Interno Es una variable de Neto Ecológico aproximación para medir Municipal (PINE) la riqueza municipal, incluyendo los activos económicos no producidos por el hombre (por ejemplo, forestales y petroleros). La limitación es que el PINE municipal es una variable estimada a partir del PIB estatal. Poder de Indica el grado de paridad de integración de los compra municipios y su poder de compra. Variables de mercado PIB municipal Función Permite conocer el grado de integración con la región y entre los sitios piloto. Es un indicador del poder adquisitivo de los habitantes. Indica el acceso a mercados de crédito. Puede aumentar o Índice de Gini. disminuir conforme lo haga el PIB. Aumenta si el ingreso disminuye. Este indicador Nuevas variedades de aumenta conforme semillas resistentes a lo hacen la población humedad y sequías. y el PIB. Disminuye si la distribución del ingreso se concentra. La capacidad de adaptación aumenta si este indicador lo hace. Su vínculo con los mercados es a través del PIB y las variables económicas que lo integran. La capacidad adaptativa Índice de se incrementa conforme Desarrollo el PINE lo hace. Este Humano. indicador tiene la ventaja de incluir los costos de mitigación y gasto ambiental. Relación funcional Variables tecnológicas Indica el crecimiento Existe una relación Introducción de del poder de compra inversa entre la nuevas tecnologías de los lugareños, su marginación y el PIB: la que sustituyan a los nivel de pobreza y el marginación disminuye hidrocarburos. acceso que tienen a cuando crece el PIB mercados de bienes per cápita. y servicios. La capacidad de adaptación aumenta conforme lo hace el nivel de ingresos. Función Variables sociales La capacidad adaptativa Índice de aumenta conforme el marginación. PIB per cápita lo hace. Relación funcional Cuadro 2. Variables utilizadas en la construcción de los escenarios socioeconómicos. 602 E scenarios Indica el mejoramiento genético y de las condiciones de participación de los productores. Es una medida de adaptación al cambio climático. Indica la creación de mercados limpios. Es una medida de mitigación de GEI. Función Aumenta la capacidad de adaptación; reduce la incertidumbre en la seguridad alimentaria. Aumenta la capacidad de adaptación de las sociedades. El costo para la sociedad es alto cuando se introduce la medida, pero a largo plazo el efecto se suaviza. Relación funcional 6.3.2 Construcción de escenarios Los escenarios considerados asumen que ninguna localidad puede actuar independientemente de las otras, dada la gran dependencia económica que existe entre los municipios, los estados y sus regiones. Además, los municipios funcionan bajo la estructura de las políticas socioeconómicas elaboradas en México en el ámbito de estado y país. Entre las consideraciones necesarias para la construcción de escenarios destacan los impactos climáticos y los factores socioeconómicos que influyen en la economía local (actividades como extracción y procesamiento de petróleo, agricultura, pesca y turismo, entre otras). El objetivo del desarrollo de un escenario es explorar alternativas futuras, tanto cualitativa como cuantitativamente, de forma que se puedan evaluar las implicaciones de las decisiones actuales y las políticas a largo plazo sobre vulnerabilidad y adaptación al cambio climático. De acuerdo con Lim y Moss (2001), la identificación de los escenarios debe considerar los siguientes elementos: 1. Representar los factores importantes de la economía y la sociedad. 2. Contabilizar los efectos de la variabilidad climática, y el cambio en la sociedad y la economía. 3. Ser coherente a escala global, nacional y regional, así como entre los sectores; es decir, apoyar la exploración de al menos dos direcciones diferentes y coherentes para el futuro (por ejemplo, diferentes líneas evolutivas). Estos puntos dirigen la elaboración de escenarios, considerando que deben ser representativos de la economía y la sociedad local, además de incorporar adecuadamente las variaciones del clima y sus efectos. Por otra parte, su desarrollo debe ser coherente con los cambios estimados a escala global y nacional en, al menos, dos direcciones opuestas y extremas. Puesto que la evaluación de capacidad adaptativa y grado de vulnerabilidad no es fácil de medir, para determinar los valores relativos entre los municipios de la región se utilizaron variables de aproximación o proxies. El ejemplo más común del uso de este tipo de herramientas es el PIB per cápita como indicador de bienestar. Para que E scenarios socioeconómicos 603 exista una correlación importante entre las variables y el indicador de interés, éstas deben contar con las siguientes características: 1. Resumir o simplificar la información relevante existente. 2. Hacer visible o perceptible un fenómeno de interés. 3. Cuantificar, medir y comunicar dicha información relevante. En este sentido, primero se caracterizaron las condiciones actuales y, a partir de ello, se identificaron las variables que describieran de la manera más adecuada la vulnerabilidad actual y futura3. Para la elaboración de los escenarios socioeconómicos en la región del Golfo de México se consideraron las variables presentadas en el cuadro 2. Para utilizar los modelos que permiten estimar los efectos del cambio climático sobre las variables socioeconómicas primero es indispensable proyectarlas o predecir su comportamiento a futuro en intervalos determinados. En este caso, las proyecciones se realizaron para los años 2010, 2020, 2030 y 2040. El estudio que a continuación se presenta es una primera estimación sobre la progresión de dichas variables, la forma en que están relacionadas entre sí y el efecto probabilístico del cambio climático en ellas. Debido a la carencia de datos sociodemográficos estadísticos en series de tiempo prolongadas para la región del Golfo de México fue necesario utilizar valores determinados de manera aleatoria a través del método de Monte Carlo. Para el año 2010, la tendencia histórica de las variables reportadas en los censos de 1980 a 2000 fungió como valor “semilla”. Para la determinación de las emisiones de carbono (CO2) se usó como valor semilla la varianza de las emisiones per cápita nacionales, comparada con los puntos máximos y mínimos entre 1992 y 2002, que aparecen en la Tercera Comunicación Nacional sobre el Cambio Climático. A partir de numerosas iteraciones (diez mil) se obtuvo la probabilidad de ocurrencia de cada una de las variables, con resultados relativamente confiables. Podemos decir que la proyección 3 Lim y Moss, 2001. 604 E scenarios de cambio climático y tendencias de las condiciones actuales denota la tendencia de “seguir como vamos” o business as usual y construir, a partir de esta línea base, las distintas líneas evolutivas a considerar (asumiendo que todos los datos proyectados tienen una probabilidad entre cero (0) y uno (1) de ser escogidos). El análisis detallado fue realizado para dos variables bien definidas en el ámbito municipal (población y PINE), así como para las emisiones de CO2. En este estudio combinamos los métodos de extrapolación histórica con la continuación de las tendencias en el corto plazo. Adicionalmente, consideramos que las dos líneas evolutivas con más probabilidades de desarrollarse en la región costera del Golfo de México son la A2, que enfatiza autoconfianza y conservación de las identidades locales, y la B1, que enfatiza las soluciones globales para la estabilidad económica, social y ambiental. De esta manera, las condiciones del mundo heterogéneo contrastan con las del mundo convergente. El cuadro 3 retoma, en términos generales, algunas de las consideraciones para cada escenario. Cuadro 3. Escenarios del SRES para la zona costera del Golfo de México. Escenarios Productividad media de los Población sectores no agrícolas Productividad Eficiencia media del en las sector inversiones primario* Términos de intercambio Escenario A1 Alta Alta Baja Alta Alto Escenario A2 Baja Alta Baja Baja Bajo Escenario B1 Alta Alta Alta Alta Alto Escenario B2 Alta Alta Baja Alta Alto * Agricultura, ganadería pesca y silvicultura. En términos generales, las zonas de influencia de los ocho sitios piloto que comprenden el área de estudio fueron delimitadas con base en lo propuesto por los planes de desarrollo estatal de las seis entidades costeras del Golfo de México: Tamaulipas, Veracruz, Tabasco, Campeche, Yucatán y Quintana Roo. Dichas zonas comprenden E scenarios socioeconómicos 605 102 municipios, pertenecientes a cinco entidades federativas4, que albergaban en 1990 una población de 4 976 468 habitantes. Esto representa el 40.22% del total que habita en la zona costera del Golfo de México. La tendencia calculada por el CONAPO para 2030 contabiliza 8 095 245 habitantes. La figura 1 muestra los municipios pertenecientes a la zona de influencia de los sitios piloto. Figura 1. Municipios en la zona de estudio. Fuente: elaboración propia. Es importante aclarar que los efectos del cambio climático se pueden contabilizar en el plano nacional; pero a la escala de los sitios piloto, las imprecisiones y errores acarreados son muy grandes. Esto se debe a los vacíos de información existentes para extrapolar algunas de las variables, sobre todo las relacionadas con emisiones energéticas. Además de la carencia de datos municipales sobre emisiones a la atmósfera, no es posible presuponer que el comportamiento de las emisiones nacionales de CO2 pueda aplicarse en el ámbito municipal. 4 Ningún sitio piloto fue seleccionado en Yucatán. 606 E scenarios de cambio climático y tendencias 6.3.3 Proyecciones de población Las proyecciones de población para la zona de influencia de los ocho sitios piloto se estimaron con base en los escenarios del SRES propuestos para América Latina, y cuyas tasas de crecimiento por decenio se presentan en el cuadro 4. Esta decisión fue tomada al notar que las tasas de crecimiento calculadas con las proyecciones del CONAPO parecían modestas. El cuadro 5, por su parte, muestra las tasas de crecimiento estimadas a partir de las tendencias sugeridas para América Latina en el SRES, utilizando el modelo MINICAM. Finalmente, el cuadro 6 y la figura 2 resumen las estimaciones de población para la zona de estudio. Cuadro 4. Porcentaje que aumenta y decrece la población de América Latina, desde 1990 hasta 2100, con base en los escenarios del SRES. 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100 Escenario A1 24 51 81 104 124 141 148 150 147 135 123 Escenario A2 26 58 94 133 172 212 248 281 309 329 349 Escenario B1 24 51 81 104 124 141 148 150 147 135 123 Escenario B2 25 55 88 120 151 180 202 219 232 236 239 Fuente: Nakicenovic et al., 2000. Cuadro 5. Tasas de crecimiento promedio anual para los sitios piloto, considerando el crecimiento poblacional estimado por MINICAM para América Latina, de acuerdo con los escenarios del SRES. 2010 2020 2030 2040 2050 Escenario A1 14.01% 16.83% 18.80% 20.77% 22.21% Escenario A2 14.84% 18.77% 21.67% 24.56% 26.91% Escenario B1 14.01% 16.83% 18.80% 20.77% 22.21% Escenario B2 15.40% 20.01% 22.60% 25.18% 27.16% Fuente: estimaciones propias utilizando el método de MonteCarlo y usando como variables semilla los datos reportados por Nakicenovic et al., 2000. E scenarios socioeconómicos 607 Cuadro 6. Proyecciones de población en la zona de influencia de los humedales costeros del Golfo de México, de 2010 a 2050, usando los escenarios del SRES para América Latina. Escenario A1 Escenario A2 Escenario B1 Escenario B2 2000 2010 6 010 837 6 010 837 6 010 837 6 010 837 6 913 064 6 902 603 6 852 993 6 936 778 2020 2030 7 022 461 8 342 684 8 198 045 9 974 218 8 006 125 9 511 296 8 325 017 10 206 371 2040 2050 10 075 459 12 424 305 11 487 154 12 776 832 12 313 218 15 768 261 14 038 633 16 246 511 Fuente: estimaciones propias utilizando el método de MonteCarlo con datos del cuadro 5 y datos de INEGI, 2005, por municipio. En el cuadro 6 se puede apreciar que la diferencia entre los dos escenarios considerados como viables para la zona costera del Golfo de México hacia el año 2050 (A2 y B1) es de poco más de un millón y medio de personas. Por otro lado, en la figura 2 se observa la tendencia de mayor crecimiento poblacional bajo el escenario B1, con respecto al A2. Figura 2. Resumen de las tendencias de la población de la zona de influencia de los humedales costeros del Golfo de México, primera aproximación. 18 000 000 16 000 000 Población 14 000 000 12 000 000 10 000 000 8 000 000 6 000 000 4 000 000 2 000 000 2000 2010 2020 2030 Año Escenario A1 Escenario A2 Escenario B1 Escenario B2 Fuente: elaboración propia usando como base el cuadro 6. 608 E scenarios de cambio climático y tendencias 2040 2050 6.3.4 Proyecciones del PIB y del PINE La variable económica más importante en los escenarios del SRES es el crecimiento del PIB per cápita. El cuadro 7 muestra la tendencia esperada de la relación entre el Producto Nacional Bruto (PNB) y el PIB generado por toda la región de América Latina. Para hacer las proyecciones esperadas de cómo va a crecer el PIB en México, se consideraron varios aspectos generales: a) Tendencia histórica del PIB nacional y las proyecciones existentes hasta 2030. Las más aventuradas eran para 2015. b) Selección de variables altamente correlacionadas con el PIB y que sirvan para evaluar su tendencia. c) Estimaciones del PIB municipal, pues este dato no se obtiene tan desagregado en el país. d) Estimaciones del PINE para los municipios, así como de los términos de intercambio supuestos. Cuadro 7. Porcentaje de aumento en la relación PNB/PIB para la región de América Latina, desde el año 1990, con base en las proyecciones del MINICAM y por escenario. 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100 Escenario A1 47 147 289 710 Escenario A2 47 126 226 421 989 1 452 1 978 2 578 3 284 4 073 Escenario B1 47 147 289 657 1 147 1 773 2 636 3 510 4 405 5 242 6 152 Escenario B2 47 136 257 521 868 1 310 1 926 2 589 3 300 4 052 4 884 1 331 2 142 3 426 4 852 6 410 8 068 673 9 915 Fuente: Lim y Moss, 2001. Cabe recordar que el cálculo del PINE se basa en el Producto Interno Neto5, pero toma en cuenta los costos de agotamiento de recursos naturales y de degradación del 5 Es el total de bienes y servicios producidos en el interior de un país (PIB) menos los bienes y servicios utilizados en el proceso productivo. Se obtiene restando el consumo de capital fijo del producto interno bruto. Este concepto permite conocer el valor de la nueva producción final, al suprimirse la parte de la formación de capital destinada a sustituir el acervo de capital que dejó de tener utilidad económica. E scenarios socioeconómicos 609 ambiente. Se evaluaron los costos por agotamiento de los yacimientos y los gastos de mitigación de PEMEX en la zona. También hubo que considerar en términos económicos la tala de bosques maderables y la pérdida de árboles cuando el suelo cambia de uso. La erosión del suelo y la contaminación tanto de agua como de aire fueron, a su vez, incorporadas en el análisis. Así, el PINE ajustado a través de la óptica de la producción incluye los efectos correspondientes del agotamiento del petróleo y la deforestación, y refleja, asimismo, el deterioro y la degradación del aire, agua y suelo. Para las proyecciones del PIB (y por lo tanto del PINE) fue necesario considerar las condiciones que influyen en el desarrollo de esta variable. Una de las formas de hacer crecer el PIB per cápita es aumentando la participación laboral de la población. En efecto, reducir el desempleo es una manera muy directa y eficiente de aumentar la participación laboral de la población y con ello el PIB per cápita. Las tasas de desempleo en la región de los humedales son altas y evidencian la pérdida de productividad en el sector industrial. El aumento en la participación laboral está limitado físicamente por la cantidad de personas disponibles para trabajar. La otra manera de incrementar el PIB per cápita es aumentando la productividad media laboral. La productividad media laboral depende de dos factores: el acervo del capital físico a disposición de cada trabajador y la eficiencia. El primero corresponde a las inversiones necesarias para una óptima producción y el segundo al óptimo uso que los trabajadores hacen del capital físico. El aumento de estos factores fomenta la productividad. Sin embargo, dicho incremento tiene costos. Por ejemplo, presuponer aumentos en la productividad del petróleo en la zona implicaría asumir una progresión en la degradación ambiental y en los gastos de mitigación. Aun así, el aumento de la productividad media laboral puede, en teoría, garantizar un crecimiento sostenido en el largo plazo, lo que no ocurre con la participación laboral. Los escenarios de crecimiento del PIB (y del PINE) se realizaron bajo las siguientes suposiciones: • El desempleo se mantiene más o menos estable con el tiempo. • La eficiencia crece a tasas del orden del 1.7% por año. Esto representaría un gran cambio en la tendencia de la región, cuyo promedio anual desde 1990 hasta 2004 es de -5.6%. 610 E scenarios de cambio climático y tendencias • El acervo de capital por trabajador crece a 2% por año. Esto implicaría un nivel de inversión de alrededor de 23% del PIB regional. • La participación laboral crece en el tiempo debido al incremento promedio de 0.85% anual de la población mayor de 15 años y el aumento en los niveles de alfabetismo de 3.23% entre 1990 y 2000. Se asume que la fuerza laboral crecerá a la misma tasa que la población en edad laboral. Así, la participación laboral de la población pasa de 36.8% en el año 2000 a 42.6% en 2030. Bajo estos supuestos, el PIB per cápita crecería a 2.9% en promedio durante el periodo, mientras que el PIB total crecería en promedio a 4.3%. De esta forma, en el año 2030, los municipios de la zona de influencia de los sitios piloto6 aumentarían su producción a tasas superiores al 15% como promedio anual, bajo escenarios optimistas de incrementos en productividad e inversión. El cuadro 8 contiene las estimaciones por escenario del crecimiento esperado en el PINE, valuado en términos de intercambio base 2005 para la región de influencia de los sitios piloto. El cuadro 9 resume las proyecciones de los valores esperados para el PINE en la zona de estudio. La figura 3 muestra gráficamente la tendencia de crecimiento. Cuadro 8. Porcentaje de crecimiento del PINE para la región de influencia de los humedales costeros del Golfo de México. Escenario A1 Escenario A2 Escenario B1 Escenario B2 2010 2020 2030 21.31% 18.29% 21.31% 31.81% 25.44% 30.86% 39.04% 30.79% 37.25% 46.27% 36.14% 43.64% 2040 51.70% 40.51% 48.59% 2040-2050 19.86% 28.03% 33.86% 39.70% 44.48% Fuente: estimaciones propias. 6 En la figura 1 de esta sección se pueden apreciar los municipios comprendidos en el área estudio. El cuadro 2 de la sección 8.4 presenta los municipios en cuestión. E scenarios socioeconómicos 611 Cuadro 9. Estimaciones del PINE para la región de influencia de los humedales costeros del Golfo de México (dólares base 2005). 2000 2010 2020 2030 2040 2050 Escenario A1 11 664 661 14 150 141 18 651 386 25 933 373 37 933 940 57 545 086 Escenario A2 11 664 661 13 797 768 17 308 418 22 638 408 30 821 015 43 308 088 Escenario B1 11 664 661 14 150 141 18 517 179 25 414 676 36 504 676 54 243 886 Escenario B2 11 664 661 13 981 043 17 899 447 23 960 564 33 472 316 48 362 374 Fuente: estimaciones propias usando como base el cuadro 9. Figura 3. Resumen de las tendencias del crecimiento del PINE en la región de influencia de los humedales costeros del Golfo de México (primera aproximación). 70 000 000 PINE (dólares base 2005) 60 000 000 50 000 000 40 000 000 30 000 000 20 000 000 10 000 000 2000 Escenario A1 2010 2020 Escenario A2 Año 2030 Escenario B1 Fuente: elaboración propia usando como base el cuadro 9. 612 E scenarios de cambio climático y tendencias 2040 2050 Escenario B2 6.3.5 Estimaciones de las emisiones de carbono (CO2) Las estimaciones de emisiones de carbono y de otras variables que contribuyen a la generación de GEI son necesarias para la construcción de los escenarios socioeconómicos. De acuerdo con la Tercera Comunicación Nacional sobre el Cambio Climático, las emisiones de CO2 equivalentes al PIB en el 2002 para el país fueron de 0.34 kg por peso PIB. Ello representó un incremento del 8% con respecto a 1990. Debido a la inexistencia de datos para los municipios por sector generador se usó esta cifra para obtener aproximaciones de lo que sería el porcentaje del PINE municipal, evaluado a términos de paridad de compra, bajo las siguientes suposiciones: • La participación de las emisiones de CO2 con respecto al PINE municipal es de 0.34 kg por dólar generado de producción. La razón de usar la tendencia nacional, pero en dólares, se debe a que la presencia de PEMEX y del sector de petroquímica básica en la región tiene un impacto mayor en la zona costera del Golfo de México que si se considera todo el país. • La demanda de energía de los hogares rurales y urbanos en la región crece a tasas superiores a la media nacional como consecuencia del desarrollo económico y turístico. • En los escenarios más viables para la región (A2 y B1), PEMEX tiene un crecimiento económico significativo y el número de pozos petroleros en Campeche aumenta en los próximos diez años. Al correlacionar las variables de producción del sector con viviendas y producción eléctrica en los años pasados y futuros se obtienen las tasas de crecimiento del cuadro 10. Dichas tasas fueron usadas para proyectar las emisiones de CO2 en la zona de influencia de los humedales costeros del Golfo de México. Cuadro 10. Coeficientes de correlación entre demanda de energía eléctrica por vivienda y producción de PEMEX. Escenarios B1 A2 2010 0.108 2020 0.068 2030 0.136 0.190 0.250 0.290 Fuente: estimaciones propias con datos de PEMEX, 2007. El comportamiento de las emisiones de carbono puede apreciarse en la figura 4 para los escenarios A2 y B1. Estos datos están expresados en kilogramos de CO2 por E scenarios socioeconómicos 613 2 Emisiones de carbono (kg de CO /habitante-dólar) Figura 4. Estimaciones de las emisiones por habitante/dólar en kilogramo de carbono (CO2) para la zona de influencia de los humedales costeros del Golfo de México. 0.45 0.4 0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 Escenario A2 Escenario B1 2000 2010 2020 2030 Año Fuente: elaboración propia usando como base el cuadro 12. habitante entre 2010 y 2030. Bajo este esquema se observa un comportamiento claramente divergente, según el escenario escogido. Las medidas de mitigación jugarán, por lo tanto, un papel determinante en el futuro de las emisiones de CO2 y demás gases de efecto invernadero. Con base en lo expuesto anteriormente se realizó un resumen del comportamiento esperado de las tres variables estudiadas bajo los escenarios A2 y B1 (cuadro 11). Dicho cuadro sintetiza los supuestos considerados para la población, el PINE municipal ajustado al poder de paridad de compra y las emisiones de CO2, además de la tendencia esperada. En el cuadro 12 se presentan las estimaciones obtenidas, con base en las suposiciones realizadas durante el análisis, para las variables clave de población, PINE y emisiones de CO2 en los ocho sitios piloto. 614 E scenarios de cambio climático y tendencias Cuadro 11. Escenarios A2 y B1 en la región de influencia de los humedales costeros del Golfo de México y las tendencias esperadas en las variables de 2010 a 2030. Variables Tendencia A2 Tendencia B1 Población Aumento de la población a tasas de 15% en 2010, 27% en 2050. Aumento moderado de la población a tasas de 14% en 2010, 22% en 2050. Indicadores de salud (esperanza de vida, acceso a servicios médicos, educativos, pobreza y marginación) Se trataría de una situación business as usual. Históricamente, los estados del sur de México tienen altos índices de marginación y pobreza, que no se reducirían dramáticamente en al menos treinta años. Rápido crecimiento en los servicios de salud pública y educativos en la zona, reducción del indice de marginación y de la pobreza extrema en 10%. Sectores en declive: la agricultura y la manufactura (Tamaulipas y Vereacruz). Sectores clave favorecidos con políticas emergentes:agricultura y silvicultura. Sectores en ascenso: el petrolero y el turismo (Campeche y Quintana Roo). Reducción de la producción petrolera e incremento sostenido del turismo ambientalmente sustentable. Temperatura Aumento de la temperatura de 1.5 a 2°C. Aumento de la temperatura de 1.5 a 2°C. Precipitaciones Disminuyen en la zona. Siguen su tendencia histórica sin cambios. Emisiones de carbono Crecimiento alto de emisiones superior al registrado en el país, que puede llegar a los 0.64 kilogramos por peso del PIB en 2030. Crecimiento medio. En el país, la tendencia fue de 0.34 kilogramos por peso del PIB en 2002. No hay reducción voluntaria de emisiones. Emisión de bonos de carbono en los estados con vocación forestal (Veracruz). PINE municipal Reducción voluntaria de emisiones. Ámbito internacional PEMEX invierte en resolver conflictos ambientales en la zona, propiciado por una reforma fiscal orientada a reconvertir el sector petrolero; estado favorecido: Campeche. PEMEX no invierte en mitigación ambiental en los estados petroleros. Fuente: elaboración propia. E scenarios socioeconómicos 615 616 E scenarios de cambio climático y tendencias 2010 2020 501 415 422 182 367 639 610 050 909 393 151 695 16 664 Río PapaloapanLaguna de Alvarado Sistema Lagunar 33 507 19 814 39 840 Escenario A2 2010 2000 Río Coatzacoalcos -Laguna El Colorado Humedales 24 834 49 934 2020 Emisiones de CO2 6 010 837 6 902 603 8 198 045 9 974 218 747 451 124 682 629 340 104 980 548 034 91 417 Fuente: elaboración propia. Totales Los Petenes Río San Fernando-Laguna La Nacha Sistema Lagunar Boca Paila (Punta Allen) 2 157 649 954 773 894 639 1 504 891 1 728 156 2 052 487 2 497 175 784 750 735 325 Sistema Lagunar Carmen-PajonalMachona 660 745 619 130 1 300 280 1 493 189 1 773 422 575 382 539 143 2030 2030 766 379 718 111 910 460 853 117 1 443 900 1 715 357 2020 489 676 729 953 121 763 31 944 64 230 2030 18 012 36 216 18 960 38 124 Escenario B1 2010 2020 (kilogramos/dólar base 2005) 19 457 39 122 2030 9 511 296 581 737 867 186 144 654 2 004 437 2 381 276 6 852 993 8 006 125 419 148 624 817 104 225 1 715 736 1 482 457 1 731 906 2 057 508 655 997 614 680 1 235 933 Escenario B1 2010 (habitantes) 1 798 844 Población 1 084 051 1 244 880 1 478 513 Escenario A2 2000 Río Pánuco -Altamira Sistema Lagunar Nichupté (Cancún) Río PapaloapanLaguna de Alvarado Río Coatzacoalcos -Laguna El Colorado Humedales 2 397 489 1 013 034 277 260 2 355 101 1 979 545 2 309 849 1 107 719 2 357 771 2010 PINE 3 007 497 1 270 787 347 805 2 954 323 2 483 212 2 897 558 1 389 563 2 957 672 2020 0.03 0.03 Escenario A2 2000 0.03 0.03 2010 2 458 717 1 038 906 284 341 2 415 246 2 030 099 2 368 839 1 136 009 2 417 984 Escenario B1 2010 22 638 408 14 150 141 3 933 631 1 662 116 454 909 3 864 084 3 247 898 3 789 838 1 817 468 3 868 464 2030 (dólares base 2005) 18 517 179 3 217 530 1 359 534 372 095 3 160 643 2 656 631 3 099 913 1 486 605 3 164 226 2020 0.03 0.03 2020 0.04 0.04 2030 0.03 0.03 Escenario B1 2010 0.03 0.03 2020 Emisiones por habitante (kilogramos/dólar base 2005/hab) 11 664 661 13 797 768 17 308 418 2 026 842 856 421 234 397 1 991 007 1 673 511 1 952 751 936 468 1 993 264 Escenario A2 2000 Cuadro 12. Proyecciones de y emisiones de CO2 por sitio piloto y el total de la zona de influencia. Datos obtenidos por extrapolación y tendencias históricas de variables proxies. 0.02 0.02 2030 25 414 676 4 416 033 1 865 950 510 697 4 337 957 3 646 205 4 254 606 2 040 354 4 342 874 2030 422 182 367 639 501 415 747 451 610 050 909 393 489 676 729 953 6 852 993 8 006 125 419 148 624 817 9 511 296 581 737 867 186 2 397 489 1 013 034 3 007 497 1 270 787 11 664 661 13 797 768 17 308 418 2 026 842 856 421 211 388 216 921 200 809 185 790 Fuente: elaboración propia. Totales 16 934 13 511 11 363 Los Petenes 21 783 32 471 25 244 20 141 5 416 89 165 16 939 4 211 69 318 77 042 34 092 31 944 64 230 Río San Fernando-Laguna La Nacha 3 360 55 307 59 893 26 503 24 834 49 934 2 826 46 515 Sistema Lagunar Carmen-PajonalMachona 47 787 21 146 19 814 39 840 2030 12 929 19 273 3 215 52 924 45 728 20 235 18 960 38 124 13 267 19 778 3 299 54 309 46 925 20 765 19 457 39 122 2030 200 809 211 388 216 921 12 282 18 309 3 054 50 275 43 439 19 222 18 012 36 216 Escenario B1 2010 2020 (kilogramos/dólar base 2005) Sistema Lagunar Boca Paila (Punta Allen) 40 190 Río Pánuco -Altamira 17 785 16 664 Río PapaloapanLaguna de Alvarado Sistema Lagunar Nichupté (Cancún) 33 507 2020 Emisiones de CO2 Escenario A2 2010 2000 Río Coatzacoalcos -Laguna El Colorado Humedales 0.03 0.03 0.26 0.03 0.25 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 2010 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 Escenario A2 2000 2 458 717 1 038 906 22 638 408 14 150 141 3 933 631 1 662 116 18 517 179 3 217 530 1 359 534 0.27 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 2020 0.29 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 2030 0.23 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 Escenario B1 2010 0.21 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 2020 Emisiones por habitante (kilogramos/dólar base 2005/hab) Cuadro 12. Proyecciones de emisiones de CO2 por sitio piloto y el total de la zona de influencia. Datos obtenidos por extrapolación y tendencias históricas de variables proxies (continuación). 6 010 837 6 902 603 8 198 045 9 974 218 Los Petenes Totales 629 340 548 034 La Nacha E scenarios socioeconómicos 617 0.18 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 2030 25 414 676 4 416 033 1 865 950 6.3.6 Escenarios probabilísticos de los efectos del cambio climático en la economía Hasta ahora hemos realizado un análisis de los posibles cambios en tres variables relevantes para la formulación de escenarios. Sin embargo, el cambio climático repercute en la economía de diversas formas, a través de múltiples variables, y es necesario caracterizar tal impacto para formular medidas de adaptación. A continuación tratamos de estimar, en términos probabilísticos, el efecto del aumento de temperatura (1 a 2 °C por década) en 35 variables socioeconómicas, de acuerdo con las líneas evolutivas del SRES y una tendencia de “seguir como vamos”. Los resultados sólo pueden ocurrir si se cumplen los supuestos realizados con el método de Monte Carlo para los años de 2010 a 2040. El cuadro 13 presenta las variables de estudio y las abreviaturas utilizadas en los demás cuadros de este apartado. Cuadro 13. Variables SRES proyectadas por zona de influencia de los sitios piloto. Nombre de la variable Población Sup_has Ind_dep Ind_ractv Tot_emp Concepto Viv_comb Población municipal proyectada a 2030 Superficie municipal por hectárea Índice de dependencia, 2000 Índice de reemplazo en actividad, 2000 Empleo total en 2004 Viviendas particulares que usan combustible para cocinar, 2000 Viv_len Viviendas particulares que usan leña o carbón, 2000 Ind_urb Tc_90_00 Cs_90_00 Índice de urbanización, 2000 Tasa de crecimiento, 1990-2000 Tasa de crecimiento social, 1990-2000 Hog_rem Hogares con remesas, 2000 Prpistec_12 Tmorinf Insobinf Innivesc 618 E scenarios Porcentaje de población con instrucción superior tecnológica, 2000 Tasa de mortalidad infantil Índice de supervivencia infantil Índice de nivel de escolaridad de cambio climático y tendencias Unidad personas ha % % personas unidades por municipio unidades por municipio % % % unidades por municipio % % % % Cuadro 13. Variables SRES proyectadas por zona de influencia de los sitios piloto (continuación). Nombre de la variable IDH Índice de Desarrollo Humano % Prind Porcentaje de población indígena, 2000 % Prnoind Porcentaje de población no indígena, 2000 % Cere Sup_pest Prgresc Gra_adap Gra_sens VP Primario toneladas ha % % % pesos Sup_bosq CO2 CH4 NO2 Vprefr Producción de cereales, 1991 Superficie con uso de pesticidas, 1991 Porcentaje de escolaridad, 2000 Grado de adaptación Grado de sensibilidad Valor bruto de la producción del sector primario, 2004 Valor bruto de la producción del sector secundario, 2004 Valor bruto de la producción del sector terciario, 2004 Producción volumen toneladas Producto interno neto ecológico entre términos de intercambio Superficie de bosque en ha, 2000 Estimación de CO2, 2002 Estimación de CH4, 2000 Estimación de NO2, 2000 Valor de la producción de refrigeradores, 2000 ha toneladas toneladas toneladas pesos Otros elec Valor de la producción de otros electrónicos, 2000 pesos Vpauto Valor de la producción de autos, 2000 pesos VP Secundario VP Terciario Producción PINE Concepto Unidad pesos pesos volumen pesos Fuente: elaboración propia. La parte central de este estudio consistió en determinar qué variables estaban correlacionadas entre sí para agruparlas y poder generar una tendencia de los posibles efectos del clima sobre ellas. El método utilizado fue el de análisis factorial y de componentes principales. Se obtuvieron ocho componentes, que en conjunto explicaron el 88.5% de la varianza total. A partir de este análisis se obtuvieron los cambios marginales que miden el efecto del cambio de una unidad de temperatura en el resto de las variables. Los valores positivos se encuentran por arriba de la media y los negativos son datos inferiores a ella. El cuadro 14 resume los resultados. E scenarios socioeconómicos 619 Cuadro 14. Magnitud marginal del efecto del cambio climático en las variables SRES7 cuando la temperatura aumenta en 1 °C. Variable Población Sup_has Ind_dep Ind_ractv Tot_emp Viv_comb Viv_len Ind_urb Tc_90_00 Cs_90_00 Hog_rem Prpistec_12 Tmorinf Insobinf Innivesc IDH Prind Prnoind Magnitud del cambio -0.151 -0.02 0.062 0.489 0.533 -0.167 -0.006 0.253 0.089 0.276 -0.644 -0.408 -0.448 -0.216 -0.227 -0.062 -0.132 0.384 Variable Cere Sup_pest Prgresc Gra_adap Gra_sens VP Primario VP Secundario VP Terciario Producción PINE Sup_bosq CO2 CH4 NO2 Vprefr Otros elec Vpauto Magnitud del cambio 0.428 0.502 -0.046 0.242 0.212 0.33 0.426 -0.568 -0.392 -0.574 -0.428 -0.097 -0.103 0.321 0.295 0.427 -0.3 Fuente: estimaciones propias con el paquete SPSS versión 12. Las variaciones marginales indican el cambio porcentual que sufre determinada variable ante un aumento en una unidad de temperatura, con respecto al año en que la variable fue establecida (ver cuadro 14). Por ejemplo, el incremento de temperatura en una unidad produce un cambio en la población de -0.15%, posiblemente como consecuencia de los desastres naturales o por enfermedades relacionadas con el cambio climático, como el dengue. Esto nos indica el tamaño de la externalidad. Al comparar las tasas marginales de las variables porcentaje de población indíge7 El cambio es con respecto al año de determinación de la variable (ver cuadro 14). 620 E scenarios de cambio climático y tendencias na y porcentaje de población no indígena vemos que la primera tiene un valor de -0.132% y la segunda de 0.384%. Esto demuestra que la población indígena es más vulnerable ante el cambio climático en la zona de estudio. Lo mismo sucede con la población infantil, pues el índice de su supervivencia tiene un cambio negativo (-0.216%). Según estos resultados, el aumento de temperatura aumenta el grado de sensibilidad en la población en 0.212%, pero también su grado de adaptabilidad en 0.242%. Este aumento positivo significa que, conforme aumenta la temperatura, las poblaciones se vuelven más sensibles, pero se adaptan gradualmente. Una forma de explicar la adaptación es a través del incremento de viviendas con refrigeradores y el uso de aparatos eléctricos, con variaciones de 0.295% y 0.427%, respectivamente. Sin embargo, no podemos aventurarnos a decir que esto ocurrirá en cuarenta años, dado que los resultados sólo tienen validez si ocurren las predicciones elaboradas con el modelo de Monte Carlo. Si dichas predicciones son correctas de 2010 a 2040, el sector económico más afectado sería el terciario, con un cambio de -0.568%, y el PINE tendría una disminución de 0.574% por el incremento en degradación ambiental a causa del cambio climático. El efecto del cambio climático en el sector primario no está debidamente representado, pues el análisis no incluye estimaciones del estrés hídrico, del número de huracanes o de precipitación; la pesca tampoco fue incorporada en los componentes principales. El índice de sequía puede ser sumamente importante, desde el punto de vista energético, porque da una idea de la competencia que se establecería entre el sector energético y el agrícola. Posiblemente la inclusión de la predicción de estas variables cambiaría la magnitud de las externalidades que estos sectores generan en todo el sistema. El último paso del análisis consistió en proyectar las 36 variables de acuerdo con cada escenario del SRES. A partir de los resultados obtenidos se pueden alimentar modelos como el MINICAM y así contar con imágenes del posible estado futuro del clima y el desarrollo socioeconómico de la zona costera del Golfo de México, al igual que la manera en que los dos sistemas se relacionan. El cuadro 15 muestra los valores obtenidos. E scenarios socioeconómicos 621 Cuadro 15. Cambios en las variables SRES para las cuatro líneas evolutivas posibles hacia el año 2040. A1 A2 B1 B2 2000 2040 2040 2040 2040 Población 6 010 837 8 232 974 5 799 730 6 762 169 4 115 066 Ind_dep 74.00 100.00 81.38 79.52 52.24 Ind_ractv 40.13 69.03 48.40 43.42 36.93 Tot_emp 911 417 1 362 847 930 297 990 675 593 843 1 985 881 3 027 260 2 028 626 2 177 710 948 997 Viv_len 599 413 1 096 182 688 142 665 731 491 357 Ind_urb 88.90 100.00 95.02 97.43 39.60 Tc_90_00 1.72 3.10 1.84 1.94 1.03 Cs_90_00 -0.77 -1.39 -0.83 -0.87 -0.46 Hog_rem 2.01 3.24 2.22 2.20 1.23 Prpistec_12 9.55 13.89 10.67 10.67 3.44 Tmorinf 29.04 47.95 34.66 31.36 23.22 Insobinf 0.80 1.36 0.91 0.89 0.59 Innivesc 1.78 2.79 2.16 1.90 1.61 IDH 74 943 124 081 86 340 83 036 49 884 Prind 70.38 100.00 70.28 79.78 89.19 29.62 40 567 70 921 30.71 47 173 31.43 44 688 10.81 29 727 Sup_pest Prgresc 4 260 6 6 774 9 4 362 6 4 860 6 2 005 2 Gra_adap 4 6 4 4 2 Gra_sens 3 5 3 3 2 2 169 462 3 198 230 2 296 677 2 327 503 1 381 433 Viv_comb Prnoind Cere VP Primario VP Secundario 122 169 921 186 832 293 134 443 654 138 025 616 78 818 097 VP Terciario 297 181 851 452 868 219 315 472 344 338 508 506 145 159 596 Producción 422 024 961 718 249 521 468 787 283 475 406 698 266 717 168 1 872 646 3 156 652 2 069 671 2 074 452 1 417 276 PINE CO2 11 664 661 23 20 101 459 40 13 673 673 27 12 846 694 26 8 318 106 18 CH4 NO 0 18 0 31 0 18 0 20 0 10 886 042 3 881 524 319 881 1 576 551 7 044 303 590 903 981 111 3 994 577 351 928 1 000 110 4 417 945 360 451 562 243 1 995 626 215 411 Sup_bsq Vprefr Otros elec Vpauto Fuente: elaboración propia. 622 E scenarios de cambio climático y tendencias Tras la realización e interpretación del análisis factorial llegamos a la conclusión parcial de que los sectores más vulnerables de la población ante los efectos del cambio climático son los niños, ancianos e indígenas. Aunque el sector productivo tradicionalmente afectado por este fenómeno es el primario, también observamos impactos en los sectores secundario y terciario. El turismo y la extracción petrolera son de particular interés por su vulnerabilidad ante eventos hidrometeorológicos extremos en el corto plazo. En efecto, si los ocho sitios piloto son considerados como un todo, el humedal de Cancún aporta el 36.24% del total del empleo afectado por el cambio climático, mientras que el Sistema Lagunar Carmen-Pajonal-Machona genera el 78.44% del total del valor de la producción. Las medidas de adaptación que se diseñen e implementen deberán tomar en cuenta este dipolo para prevenir serios daños económicos. E scenarios socioeconómicos 623 6.4 Tendencias en el uso del 6.4 Tendencias en agua el uso del agua1 Jacinto Buenfil Friedman Víctor Magaña et al. Jacinto Buenfil Friedman1 Víctor Magaña et al. 6.4.1 Introducción En México, los cambios en la disponibilidad de agua representan un problema de gran importancia, pues se ha vuelto recurrente el paso de periodos de sequía a periodos de inundaciones. El ciclo sequías-exceso de lluvia, reflejo de la variabilidad climática natural, frecuentemente se traduce en desastres y manifiesta nuestra alta vulnerabilidad. Parte del problema radica en que la información climática actualmente sólo se utiliza para explicar desastres y no se ha implementado un esquema donde se use para prevenirlos. La mayor parte de los escenarios de cambio climático sugieren un ciclo hidrológico más intenso2, con efectos negativos para el desarrollo del país, en caso de no reducirse la vulnerabilidad. Sin duda, en una atmósfera más cálida habrá mayor variabilidad del clima, por lo que se requerirá de medidas de adaptación, entre las cuales se encuentra el aprovechamiento sistemático de la información del clima. Ya se comienzan a dar algunos pasos en esta dirección, pero el mayor reto sigue siendo la generación de capacidades para interpretar diagnósticos y pronósticos climáticos entre científicos, autoridades de gobierno y usuarios de información climática en general. 1 Con base en la publicación Prospectiva de la demanda de agua en México, 2000-2030, Fundación Gonzalo Río Arronte-Fundación Javier Barros Sierra, A.C., 2004. 2 Un ciclo hidrológico más intenso se relaciona, entre otras cosas, con sequías más agudas y prolongadas, y un mayor número de eventos de precipitación fuerte. 624 Los cambios en el ciclo hidrológico, así como el grado de desarrollo que adquiera nuestro país en el presente siglo, determinarán en gran medida la disponibilidad de agua en regiones sensibles como la zona costera del Golfo de México. En efecto, lluvias de mayor intensidad implican menor cantidad de agua infiltrada y, por lo tanto, un incremento en los escurrimientos superficiales. La mayor demanda de superficie irrigada, la intensificación de la ganadería, la generación de energía, el aumento poblacional y el crecimiento del sector industrial, entre otros factores, tienen una repercusión directa en la cantidad y calidad de agua disponible para sostener a las poblaciones humanas y los ecosistemas naturales. El futuro del agua dependerá en gran medida de las decisiones que se tomen desde ahora, pero también de factores externos que alterarán el ciclo hidrológico en nuestro país. Específicamente, el cambio climático será un elemento de suma importancia a considerar. 6.4.2 Escenarios de demanda de agua 2000-2030 para la zona costera del Golfo de México El siguiente análisis toma como base la publicación Prospectiva de la demanda de agua en México, 2000-20303, pero se enfoca en las regiones hidrológicas de la CONAGUA que comparten la zona costera del Golfo de México. Las proyecciones se complementan con la integración de los efectos del cambio climático4 en el grado de presión para el área de estudio. En el documento de referencia se estima la demanda de agua futura en los tres principales usos consuntivos (servicios municipales, agricultura e industria) por región hidrológica. Para ello, los autores seleccionaron las siguientes variables: • • • • La población, total, urbana y rural. El crecimiento del PIB, sectorial y regional. La eficiencia en el uso del agua municipal, agrícola e industrial. El consumo de agua por persona. 3 Fundación Gonzalo Río Arronte-Fundación Barros Sierra, A.C, 2004. En lo subsiguiente FGRA-FJBS, 2004. 4 Víctor Magaña en INE-SEMARNAT, 2006. Tendencias en el uso del agua 625 • La demanda de alimentos por persona. • La superficie cosechada, de ciclo anual y de perennes, tanto de riego como de temporal. • La importación de productos agropecuarios. • Las extracciones regionales de agua. • La disponibilidad regional de agua. La figura 1 muestra esquemáticamente las relaciones de las variables estudiadas con la demanda de agua. Figura 1. Esquema de relación entre variables de la demanda de agua. Fuente: FGRA-FJBS, 2004. 626 E scenarios de cambio climático y tendencias Los escenarios futuros de demanda de agua hacia 2030 fueron creados a partir de un análisis histórico retrospectivo de 1970 a 2000 de las variables antes mencionadas y de acuerdo con los datos disponibles. A partir de ello se delinearon las tendencias de crecimiento y distribución poblacional, del incremento en el PIB y de los posibles escenarios en el uso agrícola, público-municipal e industrial. La conjunción de todos estos elementos permite obtener un panorama aproximado de las demandas mínimas y máximas de agua que pueden esperarse en el año 2030. Uno de los principales indicadores de disponibilidad de agua es el grado de presión sobre el recurso hídrico, que se estima de la siguiente manera: Volumen total concesionado de agua Grado de presión sobre = el recurso hídrico Disponibilidad natural media de agua En la figura 2 se muestran los grados de presión estimados por la CONAGUA en 2004 en las distintas regiones hidrológicas del país. Se puede observar que la zona costera del Golfo de México tiene grados variados de presión: fuerte en la región VI, moderado en la región IX y escaso en el resto. Figura 2. Grado de presión sobre el recurso hídrico en las 13 regiones administrativas de México. Fuente: Magaña, 2006, en INE-SEMARNAT, 2006, con datos de CONAGUA, 2006. Tendencias en el uso del agua 627 6.4.2.1 Escenarios de población Con base en los registros históricos de población del CONAPO (cuadro 1) y las tasas de crecimiento registradas en el último censo, se obtuvieron las proyecciones de población hacia el año 2030 (cuadro 2) para las regiones administrativas de la CONAGUA en la zona de estudio. Cuadro 1. Población histórica 1950-2000 (número de habitantes). Región administrativa 1950 VI Río Bravo 2 082 339 1960 3 042 915 1970 4 357 142 1980 5 979 120 1990 7 448 754 1995 8 580 927 2000 9 417 492 1 787 486 2 193 267 2 815 351 3 647 222 4 195 261 4 531 204 4 691 707 IX Golfo Norte X Golfo Centro 2 896 320 3 749 484 4 974 620 6 718 458 8 044 471 8 710 954 9 121 672 XI Frontera Sur Península de Yucatán 1 286 008 1 727 875 2 362 691 3 178 791 4 748 097 5 374 240 5 853 616 658 983 826 109 1 090 597 1 702 175 2 384 240 2 894 771 3 215 461 Total 8 711 136 XII 11 539 650 15 600 401 21 225 766 26 820 823 30 092 096 32 299 948 Fuente: modificado de FGRA-FJBS, 2004 (datos en el CD-ROM). Estimaciones de la Fundación Javier Barros Sierra, A.C. Cuadro 2. Proyecciones de población 2005-2030 (número de habitantes). Región administrativa 2005 2010 2015 2020 2025 2030 Río Bravo 10 643 902 11 553 928 12 422 716 13 248 691 14 016 019 14 695 950 IX Golfo Norte 5 041 345 5 209 377 5 351 249 5 468 399 5 553 301 5 596 296 X Golfo Centro 9 749 239 9 973 443 10 157 947 10 305 177 10 401 217 10 428 228 XI Frontera Sur Península de Yucatán Total 6 530 819 6 929 218 7 304 903 7 656 370 7 968 443 8 226 073 3 665 642 4 035 189 4 401 284 4 757 519 5 092 851 5 396 079 35 630 947 37 701 155 39 638 099 41 436 156 43 031 831 44 342 626 VI XII Fuente: modificado de FGRA-FJBS, 2004 (datos en el CD-ROM). Estimaciones de la Fundación Javier Barros Sierra, A.C., con datos del CONAPO, 2006. En los cuadros 1 y 2 se puede apreciar que las regiones administrativas con el incremento de población más acelerado son Río Bravo (VI), Frontera Sur (XI) y Península de Yucatán (XII). 628 E scenarios de cambio climático y tendencias 6.4.2.2 Escenarios del producto interno bruto regional Para estimar el desarrollo económico de la región hacia 2030 se utilizaron tres alternativas de crecimiento del producto interno bruto por habitante, con tasas anuales de 2.1, 3.3 y 4.7%. La primera suposición parte de las proyecciones realizadas a partir de la evolución histórica del PIB en México desde hace casi dos siglos. Las dos alternativas restantes asumen que el PIB del año 2000 se multiplicará en los próximos treinta años por factores de dos y tres, respectivamente. El cuadro 3 presenta el PIB y el PIB por habitante para estos tres posibles escenarios de crecimiento y distribución de riqueza en la región de estudio. 6.4.2.3 Escenarios de la demanda agropecuaria Las actividades agropecuarias consumen la mayor cantidad de agua, por lo que repercuten de manera sustancial en la disponibilidad de la misma. Cabe destacar que dichas actividades y su creciente expansión constituyen la principal fuerza motora del cambio de uso de suelo en la zona costera del Golfo de México. Los escenarios propuestos utilizan datos históricos de las variables determinantes en la demanda agropecuaria de agua: la superficie de riego, la lámina promedio de riego y la producción de carne en canal. También se evaluaron los cambios en la superficie de agricultura de temporal, la eficiencia de los sistemas de riego y el rendimiento de la producción. Los resultados obtenidos para el escenario tendencial muestran que la extracción para usos agropecuarios se mantendrá relativamente constante, pues el abatimiento de los acuíferos (sobre todo en el norte y centro del país) se ha traducido en un menor uso de agua. Por su parte, la lámina de agua requerida para riego indica una tendencia decreciente debido, entre otros factores, al incremento en los rendimientos. Estas dos tendencias neutralizan el incremento en la cantidad de agua requerida por la apertura de mayores extensiones para cultivo y ganado. Considerando la producción de forrajes y el uso pecuario directo, la producción de carne es una de las actividades que más agua demanda: aproximadamente 20% del total extraído en el sector. La tendencia sugiere un crecimiento sostenido en los Tendencias en el uso del agua 629 630 E scenarios de cambio climático y tendencias 255 141 196 1 501 X Golfo Centro XI Frontera Sur XII Península de Yucatán Suma 49.4 100 13.1 9.4 17 11.2 46.5 61 24 28 36 79 PIB/hab., miles de pesos 1 567 557 265 464 281 1 586 2 226 791 376 660 399 2 252 6 706 1185 563 988 597 3 373 100 17.7 8.4 14.7 8.9 50.3 PIB en 2030 (miles de millones de pesos de 2000) Crecimien- Crecimiento Crecimiento % (para creto anual anual 3.3% anual 4.7% cimiento de 2.1% 4.7%) Nota: la “suma” en las columnas de PIB/hab. es el promedio ponderado. Fuente: modificado de FGRA-FJBS, 2004. 168 VI Río Bravo IX Golfo Norte Región PIB, miles de millones de pesos 741 2000 % Cuadro 3. Tres escenarios del PIB y del PIB/hab en 2030. 35.3 103 32 45 50 108 50.2 147 46 63 71 153 151.2 220 68 95 107 229 PIB/hab en 2030 (miles de pesos de 2000) Crecimiento Crecimiento Crecimiento anual 2.1% anual 3.3% anual 4.7% si­guientes treinta años. En el cuadro 4 se pueden observar las extracciones históricas y futuras asociadas con las distintas actividades del sector agropecuario. Cuadro 4. Escenario tendencial. Extracciones de agua a 2030 requeridas por las actividades agropecuarias. Año Superficie de riego, ha Lámina de riego promedio, cm 1981 1985 1990 1995 2000 5 170 145 5 284 715 4 943 443 4 979 706 4 679 720 121 110 124 103 120 2010 2020 2030 4 923 686 4 878 631 4 833 576 114 113 112 Extracciones para la agricultura, hm3 Producción de carne en canal, ton Datos históricos; promedios 56 448 2 767 675 58 132 2 920 860 61 299 2 682 494 51 291 3 685 344 56 210 4 359 457 Tendencia 55 934 5 984 664 54 992 7 615 256 54 058 9 245 847 Extracciones para uso pecuario específico, hm3 Extracciones totales hm3 986 1 040 956 1 313 1 553 57 434 59 172 62 254 52 604 57 810 2 132 2 713 3 293 58 066 57 705 57 352 Fuente: FGRA-FJBS, 2004. A diferencia de la superficie de riego, la de temporal tiende a aumen­tar. La superficie de temporal en el país pasaría, según las estimaciones del documento de referencia, de 14 a 19.8 millones de hectáreas entre 2000 y 2030. Los dos cultivos más importan­tes para el consumo alimenticio (cereales y forrajes) tienen una clara tendencia al aumento de los rendimientos tanto en las tierras de rie­go como en las de temporal. De cumplirse estas tendencias, la producción de cereales se multiplicaría por un factor de 1.5 entre 2000 y 2030, y la de forrajes aumentaría 1.7 veces. Sin embargo, estos incrementos serían insuficientes para abastecer la demanda de cereales y carne en 2030, por lo que las importaciones de ambos crecerían. En cuanto a la demanda de alimentos, los factores que más influyen son el tamaño de la población y la tendencia a modificar los patrones de consumo. En la medida que se incrementa el ingreso de las personas, también aumenta su capacidad de compra y por lo tanto los productos consumidos. Uno de los principales indicadores del Tendencias en el uso del agua 631 crecimiento económico es el aumento en el consumo de carne, lo que implica mayor demanda de agua para su producción. Los escenarios mostrados por las fundaciones Río Arronte y Barros Sierra (2004) muestran que, con sólo los aumentos tendenciales de la superficie cosechada, el incremento en los rendimientos de los cultivos no sería suficiente para atender la demanda nacional en la medida en que la economía crezca a tasas mayores del 3% anual. 6.4.2.4 Escenarios de la demanda municipal urbana En los escenarios de la demanda municipal urbana se utilizaron los tres factores más influyentes para servicios municipales y domésticos: el tamaño de la población, el ingreso promedio por habitante y las pérdidas en los sistemas de abastecimiento. El documento asume que para el año 2030 toda la población contará con servicio de agua potable. La relación entre consumo de agua e ingresos per cápita se obtuvo utilizando los datos de población y las extracciones del año 2000, pero tomando en cuenta las eficiencias regionales5, para obtener el consumo neto por habitante. La eficiencia en los sistemas de distribución de agua se calcula como el cociente entre el agua facturada y el agua producida. Los escenarios del sector se estimaron bajo las siguientes hipótesis: • Las poblaciones regionales evolucionarán según los escenarios de los cuadros 1 y 2. • El PIB/hab en cada región varía según lo muestra el cuadro 3; la relación entre consumo de agua e ingresos sigue la tendencia de la figura 3. • La eficiencia de los sistemas de abastecimiento seguirá como está actualmente (demanda máxima) o mejorará hasta llegar a 0.75 en todo el país (demanda mínima). 5 En el documento de referencia, las eficiencias se estimaron distribuyendo las poblaciones urbanas estatales de 2000 (XII Censo General de Población y Vivienda, 2000) en las regiones de CONAGUA, ponderándolas según las eficiencias estatales (I Censo de Captación, Tratamiento y Suministro de Agua, Censos Económicos, 1999), INEGI, 2000a. 632 E scenarios de cambio climático y tendencias Figura 3. Relación entre el ingreso por habitante y la demanda neta de agua para uso público-urbano. l/hab/ día 350 300 250 200 y = 50.604Ln(x) - 306 5 150 R2 = 0.4612 100 50 0 0 50 000 100 000 PlB/hab 150 000 200 000 Fuente: FGRA-FBS, 2004. A partir de este análisis resulta claro que, demás de atender la mayor demanda por el incremento poblacional y el aumento en el PIB/hab, el sector público-urbano debe afrontar el reto de mejorar las eficiencias. En el cuadro 5 se presentan las eficiencias estimadas en las regiones administrativas de estudio en el año 2000. Se puede observar que los valores de este parámetro son en general bajos, con mejores resultados en las zonas de mayor estrés hídrico. Cuadro 5. Eficiencia de los sistemas de abastecimiento de agua para uso municipal-urbano en 2000. Región administrativa VI Río Bravo IX Golfo Norte X Golfo Centro XI Frontera Sur XII Península de Yucatán Eficiencia 0.67 0.53 0.61 0.49 0.58 Fuente: estimaciones de la Fundación Javier Barros Sierra, A.C., 2000b, basadas en INEGI, 2000b, I Censo de Captación, Tratamiento y Suministro de Agua, 1999. Con base en los escenarios de referencia para el crecimiento del PIB y la población, y a partir de las eficiencias mostradas en el cuadro anterior, se determinó la demanda Tendencias en el uso del agua 633 634 E scenarios de cambio climático y tendencias Río Bravo Golfo Norte Golfo Centro Frontera Sur Península de Yucatán 260.4 175 177 236.4 176 146 141 128 2030 (2.1%) 185 108 119 112 2000 Fuente: modificado de FGRA-FJBS, 2004. Total Región Golfo XII VI IX X XI Región administrativa 284 189 190 160 155 141 2030 (3.3%) Consumo l/hab/día 311.4 205 207 176 171 158 2030 (4.7%) 588 4 214 2 787 1 409 558 884 775 2030 (2.1%) 356 948 348 650 485 2000 4 597 635 1 521 611 971 859 2030 (3.3%) 5 040 689 1 649 673 1 072 957 2030 (4.7%) Extracciones, hm3/año, eficiencias de 2000 3 345 459 1 262 397 716 511 2030 (2.1%) 3 645 495 1 362 435 787 566 2030 (3.3%) 3 993 538 1 477 478 869 631 2030 (4.7%) Extracciones, hm3/año, eficiencias de 0.75 Cuadro 6. Escenarios de la demanda de agua municipal y urbana en 2030, con las eficiencias de 2000 y con eficiencias de 0.75, de acuerdo con las hipótesis propuestas de crecimiento del PIB y población. del sector público urbano hacia el año 2030 (cuadro 6). Para poner en relieve la importancia de mejorar las eficiencias, el cuadro 6 también muestra las extracciones esperadas si se adoptan medidas para incrementar las eficiencias hasta lograr 75% en los sistemas de distribución. Como lo muestra el cuadro 6 para la demanda municipal, el promedio de consumo de agua per cápita en la zona del Golfo de México se estimó, para el año 2000 en 236.4 l/hab-día. Ello es equivalente al promedio nacional estimado en la publicación de referencia para ese año de 233 l/hab-día. Bajo los escenarios tendenciales, sin mejora de eficiencias, el consumo promedio neto aproximado en el área de estudio se incrementaría a 260, 288 o 311 litros por habitante por día. Por su lado, las extracciones en el año 2000 para toda la región ascendían a cerca de 2 800 hm3, y podrían aumentar en 2 030 a 4 200 hm3 como mínimo, y hasta más de 5 000 hm3. Bajo el supuesto de que las eficiencias en las redes de abastecimiento aumentaran a 0.75, las extracciones totales aproximadas del sector variarían de 3 400 a 4 000 hm3. Este punto pone de manifiesto la necesidad imperante de invertir para mejorar la operación del servicio, pues con las medidas empleadas se podrían ahorrar hasta 1 000 hm3 en la región. 6.4.2.5 Escenarios de demanda industrial La distribución de los sectores productivos en el país muestra una tendencia hacia el aumento del sector terciario, y la disminución de los sectores primario y secundario. Sin embargo, a pesar de su menor aportación porcentual, el sector secundario incrementará su volumen de producción entre dos y cuatro veces más con respecto al 2000, si se cumplen los escenarios de crecimiento propuestos. El cuadro 7 muestra la distribución de cada sector en la zona de estudio en el año 2000 y las proyecciones para 2030. En lo que concierne al consumo de agua, la tendencia nacional en el perfil de las manufacturas se ha inclinado hacia industrias de menor demanda en sus procesos productivos. Industrias que requieren de una gran cantidad de agua, como la producción de alimentos, textiles y papel, han disminuido su participación en el PIB. Por su Tendencias en el uso del agua 635 parte, divisiones de sustancias químicas y productos de plástico han sido más dinámicas que el conjunto manufacturero y se han expandido hacia ramas de consumo bajo. El cuadro 8 muestra las diferencias porcentuales entre 1970 y 2000 de ambos Cuadro 7. Distribución porcentual sectorial del PIB regional en los años 2000 y 2030. Región administrativa VI IX X XI XII 2000 Primario 2.1 9.3 8.6 8.1 2.9 Río Bravo Golfo Norte Golfo Centro Frontera Sur Península de Yucatán Secundario 32.2 29.6 30.1 25.6 29.0 Escenarios en 2030 Terciario 65.7 61.1 61.3 66.4 68.1 Primario 0.6 3.3 3.3 2.0 0.6 Secundario 31.9 35.5 32.1 21.8 26.8 Terciario 67.5 61.2 64.6 76.2 72.6 Fuente: modificado de FGRA-FJBS, 2004. tipos de empresas. Cuadro 8. Cambios en la distribución porcentual del PIB manufacturero entre 1970 y 2000 (ámbito nacional). Industria manufacturera 1970 (%) 2000 (%) Industrias de alto consumo de agua 54.23 45.27 3.68 3.52 5.59 4.52 1.69 1.47 1.06 2.35 2.21 0.58 Industrias de bajo consumo de agua 45.77 54.73 Petroquímica básica Elaboración de productos de plástico Fundición y moldeo de piezas metálicas ferrosas y no ferrosas Industria automotriz 0.63 1.42 11.52 2.53 3.35 14.04 4.7 10.14 Beneficio y molienda de cereales Molienda de nixtamal y fabricación de tortillas Industria textil de fibras duras y cordelería de todo tipo Industria básica del hierro y acero Industria azucarera Fuente: FGRA-FJBS, 2004. 636 E scenarios de cambio climático y tendencias Con las consideraciones anteriores, los escenarios de demanda industrial de agua se construyeron mediante las siguientes hipótesis: • La tasa de crecimiento anual del PIB entre 2000 y 2030 seguirá los escenarios propuestos. • El PIB de la zona costera del Golfo de México se distribuirá de acuerdo con lo expuesto en el cuadro 7. • La eficiencia del uso del agua en las manufacturas mejorará 1% anualmente (como se está logrando actualmente en los países desarrollados) o 2% (si se asume que el cambio será mayor en México, porque los procesos industriales se modernizarán a partir de niveles de tecnología inferior). Los escenarios de la demanda de agua industrial pueden observarse en el cuadro 9. Al analizar dicho cuadro se puede inferir la importancia de promover, mediante tarifas u otra clase de incentivos, el mejoramiento de la eficiencia en el uso industrial del agua, sobre todo en la región Río Bravo y ciudades manufactureras como Coatzacoalcos y Tampico-Madero. 6.4.2.6 Escenarios de demanda total de agua Al sumar las proyecciones de demanda de agua de cada uso consuntivo, se pueden deducir los posibles escenarios en el año 2030 para la zona costera del Golfo de México. En el cuadro 10 se incluyen las demandas mínimas y máximas esperadas de los tres principales usos. Como la industria se multiplicaría por un factor de 3.6 y la población por 1.9, en la región Golfo Norte el aumento de la eficiencia en el uso agrícola no alcanzaría para cubrir las otras demandas. A causa de ello, el grado de presión aumentaría cinco puntos en el caso de un desarrollo del PIB alto. Tendencias en el uso del agua 637 638 E scenarios de cambio climático y tendencias 187 4 374 1 453 286 108 2 999 Golfo Centro Frontera Sur Península de Yucatán Suma X XI XII Fuente: modificado de FGRA-FJBS, 2004. 324 1 875 916 541 Golfo Norte IX 1072 611 Si no mejora la eficiencia Río Bravo 2000 VI Región administrativa 3 236 139 240 1 387 677 793 2.1 % Si mejora la eficiencia 1% anual 266 6 210 2 387 460 2 662 1 300 1 522 102 177 1 023 500 585 4 594 197 340 1 969 962 1 126 3 387 145 251 1 452 709 830 Escenarios de crecimiento del PIB 3.3 % Si Si Si mejora la Si no mejora la mejora la eficiencia mejora la eficiencia eficiencia 2% anual eficiencia 1% anual 2% anual 9 301 398 689 3 987 1 947 2 280 Si no mejora la eficiencia Cuadro 9. Escenarios de la demanda industrial en 2030 (hm3), de acuerdo con las posibles mejoras de eficiencia y los escenarios de crecimiento económico propuestos. 6 880 295 510 2 949 1 440 1 686 4.7 % Si mejora la eficiencia 1% anual 5 074 217 376 2 175 1 062 1 244 Si mejora la eficiencia 2% anual Tendencias en el uso del agua 639 20 321 6 3 345 459 511 5 040 689 957 1 072 673 2 387 102 9 301 398 689 3 987 1 023 177 1 947 2 280 Máxima 500 585 Mínima 12 516 726 921 1 587 3 727 5 555 Mínima 42 665 3 528 12 443 17 412 3 727 5 555 Máxima 1 609 3 326 4 624 7 402 Demanda total mínima 6 5 1 3 19 52 Grado de presión mínimo, % 57 006 4 615 19 058 17 502 6 347 9 484 Demanda total máxima 18 17 12 17 26 67 Grado de presión máximo, % 5 Las cantidades de la demanda agropecuaria corresponden a los valores mínimos y máximos según los escenarios Agr 1, Agr 2, Agr 3 y Agr 4, elaborados por FGRA-FJBS, 2004 y que son demasiado extensos para incluir en esta sección. Fuente: modificado de FGRA-FJS, 2004. 323 635 5 1 716 397 1 649 Máxima 1 287 1 841 155 906 4 21 1 262 Mínima Demanda total y grado de presión 18 248 3 946 102 633 1 307 5 217 24 339 26 496 8 010 14 261 56 Grado de presión en 2000 % 2030 Demanda agropecuaria5 Suma Extracciones 2000 Disponibilidad 2000 Región Demanda municipal- Demanda industrial urbana VI Río Bravo IX Golfo Norte X Golfo Centro XI Frontera Sur XII Península de Yucatán 2000 Cuadro 10. Resumen de escenarios de la demanda en 2030 (hm3). La figura 4 fue construida al tomar en cuenta los escenarios de mayor demanda de agua para el uso agrícola, y bajo las tendencias propuestas en el crecimiento del PIB y la población. Dicha figura permite visualizar los grados de presión para el año 2030 en las distintas regiones: la región Río Bravo se encontrará bajo muy fuerte presión; la región Golfo Norte, bajo presión moderada, y el resto de las regiones en la zona de estudio tendrá grados escasos. Figura 4. Escenario de grado de presión (máxima) sobre el recurso agua al 2030, considerando sólo las tendencias en población, PIB y agricultura. Fuente: Magaña, 2006 en INE-SEMARNAT 2006, con datos de la Fundación Gonzalo Río Arronte-Fundación Javier Barros Sierra, A.C. 2004. 6.4.3 Efecto del cambio climático en los escenarios tendenciales Los resultados de los párrafos anteriores sobre la demanda futura de agua se ven modificados cuando se agrega el efecto del cambio climático. Tomando los escena640 E scenarios de cambio climático y tendencias rios para la climatología de 2020, se considera que la disponibilidad natural del agua disminuye por el aumento en la temperatura y evapotranspiración, además de por una ligera disminución en la precipitación anual. Esto lleva a una reducción anual de aproximadamente 10%, con respecto a la disponibilidad de 2000. En dicho escenario se aumenta además la demanda de agua en el sector agrícola en un 10%, pues al disminuir la humedad en el suelo (como se proyecta), se tendrá que extraer más agua para riego. Los escenarios con cambio climático para 2030 muestran que la región Río Bravo continuará con grados fuertes de presión; pero el cambio más significativo sucede en las regiones Golfo Norte, Golfo Centro y Península de Yucatán, las cuales podrían experimentar una presión de media a fuerte. Lo anterior indica que los aumentos en el grado de presión sobre el recurso agua por efectos del cambio climático pueden ser tan importantes como los de orden socioeconómico para las próximas dos décadas. También cabe recalcar que aunado a los factores de presión en los recursos hídricos aquí expuestos, la contaminación del agua reduce aún más su disponibilidad para los distintos usos. Figura 5. Grado de presión cuando se consideran las proyecciones socioeconómicas para el 2030 y se incluyen los escenarios de cambio climático como moduladores de la disponibilidad natural de agua. Fuente: Magaña, 2006 en INE-SEMARNAT 2006, con datos de la Fundación Gonzalo Río Arronte-Fundación Javier Barros Sierra, A.C., 2004. Tendencias en el uso del agua 641 6.5 Tendencias en el uso de suelo Leticia Gómez et al. Víctor Magaña et al. 6.5.1 Introducción El uso que tiene el suelo es uno de los factores determinantes de la vulnerabilidad al cambio climático. Cambios como la deforestación, la expansión de la frontera agropecuaria, el dragado y relleno de humedales, al igual que la urbanización, aumentan la vulnerabilidad, pues acarrean modificaciones en la mayoría de los procesos naturales que sustentan y protegen la vida (pensemos en el ciclo hidrológico). Sin embargo, la vulnerabilidad ante dicho fenómeno se reduce implementando medidas de saneamiento del agua, conservación de suelos, reforestación y restauración de ecosistemas, entre otras. Por lo tanto, la intensidad de los efectos del cambio climático en la zona de estudio dependerá de la dirección que tomen las modificaciones en el uso del suelo. El punto anterior destaca la importancia de contar con ordenamientos territoriales o ecológicos, y de hacerlos respetar. En las regiones tropicales, el cambio de uso de suelo contribuye sustancialmente a la alteración de los ecosistemas, pues es el principal responsable de, al menos, los siguientes problemas: • • Pérdida de biodiversidad1. Cambios en la distribución espacial de los tipos de vegetación2. 1 Sala et al., 2001. 2 Velázquez et al., 2003. 642 • • Emisiones “naturales” de CO2 a la atmósfera3. Alteración del ciclo hidrológico4. La diversidad y heterogeneidad de los procesos de uso del suelo debe ser analizada detalladamente debido a sus efectos diferenciales sobre el ambiente. La mayor degradación ambiental se alcanza cuando la magnitud de los daños sobrepasa la capacidad de los mecanismos naturales del ambiente (resistencia y resiliencia5) para regenerar las estructuras y los procesos ecológicos que favorecen la permanencia del potencial natural y de los servicios ambientales asociados con los ecosistemas6. El efecto del cambio de uso de suelo y cobertura vegetal sobre las zonas de recarga de agua y las regiones de humedales aún no ha sido considerado en México. Por su parte, el cambio climático a escala regional también puede influir en el funcionamiento de los ecosistemas costeros, al modificar la cantidad y los ciclos anuales de precipitación, en igual o mayor grado que el propio cambio de uso de suelo; por ejemplo, la disminución de la precipitación conllevaría a un cambio en la productividad de la vegetación, haciéndola aún más vulnerable a la deforestación actual por actividades humanas7. En este sentido, si se evalúan paralelamente el cambio de uso de suelo y el cambio climático como dos de los principales procesos de presión sobre los recursos hídricos en el largo plazo, se puede estar en condición de proponer políticas de adaptación o mitigación desde hoy, y lograr disminuir sus efectos en el futuro. Los principales mecanismos controladores de los cambios de uso de suelo son de carácter demográfico, político-económico y biofísico8. Estos alteradores han sido integrados en diversos modelos globales, regionales y locales mediante el uso de sistemas de información geográfica9 (SIG) para entender los patrones espaciales y temporales del cambio. Los resultados pueden integrarse en la construcción de esce- 3 INE-SEMARNAT, 2001. 4 Magaña et al., 2007, para este estudio. Ver apartado 6.5.4. 5 La propiedad de los ecosistemas para regresar a su estado original después de un evento que altera el estado de equilibrio. La resiliencia es mayor conforme hay mayor diversidad dentro del ecosistema. 6 Galicia et al., 2007. 7 Gerhardt y Foster, 2002. 8 Veldkamp y Lambin, 2001. 9 Galicia et al., 2007. Tendencias en el uso de suelo 643 narios futuros, y en la confección de políticas de desarrollo sustentable y de reducción de la degradación ambiental. 6.5.2 Proyecciones del uso de suelo al 2020 para la vertiente del Golfo de México En las siguientes páginas se presentan las proyecciones elaboradas para las coberturas de uso de suelo en la zona costera del Golfo de México hacia el año 2020. Los resultados se elaboraron a partir de modelos probabilísticos (módulo de Markov), alimentados con el uso de suelo del año 2000 (figura 1) y las tendencias encontradas en los cambios entre 1976 y 200010 (cuadro 1). El módulo de Markov aplicado en IDRISI produce una matriz de probabilidades de transición entre todas las categorías de uso de suelo y cobertura vegetal. También se obtiene una matriz de áreas de transición que indica el número de píxeles con probabilidades de sufrir una transformación de una categoría a otra. Finalmente el sistema da como salida una serie de mapas de probabilidad condicional (con valores entre 0 y 1) para cada una de las categorías en el tiempo 2020, como proyección desde el periodo 1976-2000. Para ello se asume una evolución lineal de los usos de suelo. Es claro que, de implementarse medidas para revertir dichas tendencias, los cambios aquí proyectados serían de menor magnitud. En el análisis de las tendencias se identificaron dos grandes controladores del cambio de uso de suelo: la expansión de zonas agrícolas y el crecimiento de la actividad ganadera, mediante la expansión de potreros, pastizales inducidos y cultivados. En efecto, el mapa de uso de suelo para el año 2020 indica un aumento en la actividad agrícola, tanto de riego como de temporal, al igual que las actividades de ganadería en las partes más planas de la zona. Se observa también un deterioro en las regiones de humedales costeros, debido a la expansión espacial del sector agropecuario. Las regiones de selva baja y selva mediana, situadas en las zonas de pie de monte, disminuirán su extensión debido al aumento de la frontera agrícola. En las regiones más altas (cabeceras de cuenca), las zonas de bosques templados disminuirán drásticamente. 10 Para un análisis detallado de los cambios aquí presentados entre 1976 y 2000, referimos al lector a la sección 4.4 “Diagnóstico del uso de suelo en la zona costera del Golfo de México”. 644 E scenarios de cambio climático y tendencias Figura 1. Mapa de uso de suelo y vegetación del año 2000. Fuente: Gómez et al., 2007. Es importante señalar que, de acuerdo con el modelo utilizado, si se considera un escenario tendiente a la conservación tanto de áreas naturales protegidas como del Corredor Biológico Mesoamericano, y otro que permitiera la introducción de actividades agropecuarias en dichas zonas, las disminuciones de cobertura vegetal natural serían menos drásticas en el primero. Sin embargo, dada la complejidad del método, no puede aseverarse que exista deforestación dentro de las áreas naturales protegidas. Tendencias en el uso de suelo 645 Cuadro 1. Cambios en el uso de suelo observados entre 1976 y 2000. Cobertura o uso de suelo Urbano Pastizal inducido, cultivado, agricultura de temporal y riego Pastizal natural (incluye pastizal-huizachal) Matorral espinoso tamaulipeco Vegetación secundaria arbustiva y herbácea (de los tipos de vegetación arbórea) Sabana Selvas bajas caducifolias, bosques de encino, selvas medianas y vegetación espinosa Selvas perennifolias y subperennifolias Bosques de pino, oyamel, ayarín y encino Cuerpo de agua Popal-tular Vegetación de galería (incluye bosque de galería, selva de galería y vegetación de galería, manglar y comunidades inundables) Área sin vegetación aparente 1976 (ha) 1 455 752 2000 (ha) 11 210 855 Cambio % 670 2 212 785 879 5 088 148 997 130 8 555 252 8 907 085 4 153 878 176 137 716 807 -11 1 209 962 697 220 034 163 -82 54 742 922 3 219 102 -94 607 069 095 204 038 342 -66 2 384 270 754 73 599 347 280 525 587 371 284 317 1 730 875 851 49 881 833 12 171 279 44 982 737 -27 -32 -96 -88 112 745 332 6 812 623 -94 14 765 234 277 302 -98 Nota: en el proceso de homologación de las coberturas se crean inconsistencias que deben considerarse a la hora de interpretar los resultados. Fuente: Gómez et al., 2007. 6.5.3 Proyecciones para algunos tipos de cobertura relevantes De acuerdo con los resultados del modelo, a continuación se describen los cambios que experimentarán algunos usos de suelo y tipos de cubierta vegetal para la región del Golfo de México hacia el año 2020, en términos de probabilidad (con valores entre 0 y 100%). En las figuras 3 a 8 se describen los rangos de probabilidad de 646 E scenarios de cambio climático y tendencias Figura 2. Proyecciones de uso de suelo en 2020. Fuente: Gómez et al., 2007. que el estado del suelo actual pase a ser un uso de suelo dado, por ejemplo urbano, pastizal o agricultura. Para los tipos de vegetación que están perdiendo superficie de manera importante se habla de probabilidad de permanencia para la cobertura en particular. La probabilidad para 2020 obedece a la dinámica del cambio de uso de suelo observado de 1976 a 2000; por ello, algunas clases de uso de suelo dominarán sobre otras. 6.5.3.1 Uso de suelo urbano El uso de suelo urbano presentará una probabilidad máxima de 1% de aumento, localizado en los alrededores de las actuales zonas urbanas. Las regiones de mayor Tendencias en el uso de suelo 647 probabilidad se ubican en la porción noreste de la península de Yucatán, posiblemente debido a la concentración de poblaciones rurales y la expansión del corredor turístico de la Riviera Maya. Sin embargo, las probabilidades de cambio son muy bajas. 6.5.3.2 Pastizal inducido y agricultura de temporal Los valores de probabilidad de cambio hacia este tipo de vegetación van de 2 a 39% en toda la región. Estos usos de suelo dominarán en la península de Yucatán, en regiones costeras y regiones de las estribaciones11 de las cabeceras de las cuencas. Será el uso de suelo dominante para la región (figura 3). Figura 3. Probabilidad de cambio a pastizal inducido y agricultura de temporal para 2020. Fuente: Gómez et al., 2007. 6.5.3.3 Pastizal cultivado y agricultura de riego Las probabilidades de cambio hacia este uso de suelo van del 8 al 43% y los valores más elevados se localizan a lo largo de las costas, en los humedales definidos para 11 Estribación: estribo o ramal de montaña que deriva de una cordillera. 648 E scenarios de cambio climático y tendencias este estudio. Tal hecho debe activar la señal de alerta para implementar medidas de conservación. Las probabilidades intermedias (22 a 33%) se observan en regiones que actualmente presentan uso de suelo de agricultura de riego y pastizales inducidos (figura 4). El cambio de uso de suelo a actividades agropecuarias indica una alta intensificación y mayor tecnificación de las actuales zonas abiertas para cultivo en la región. Figura 4. Probabilidad de cambio a pastizal cultivado y agricultura de riego para 2020. Fuente: Gómez et al., 2007. 6.5.3.4 Matorral espinoso tamaulipeco A diferencia de otros usos de suelo, este tipo de cubierta vegetal, predominante en las zonas de pie de monte de las cabeceras de cuenca, se presentará para 2020 principalmente en la Sierra de San Carlos, Sierra de Tamaulipas, en las cabeceras de los ríos Tuxpan, y Jamapa, y en las zonas secas de los Altos de Chiapas. Todas estas regiones con valores de probabilidad de cambio de entre 36 y 44%. Tendencias en el uso de suelo 649 6.5.3.5 Vegetación secundaria En el estudio se consideró a la vegetación secundaria como la correspondiente a todas las coberturas de tipo herbáceo y arbustivo, de acuerdo con la clasificación del INEGI. El modelo indica baja probabilidad de cambio de estos tipos. El estado de la vegetación secundaria es un indicativo tanto del deterioro de la vegetación como de su regeneración. 6.5.3.6 Selvas bajas y vegetación espinosa La probabilidad de permanencia de estos tipos de vegetación para 2020 es muy baja (entre 1 y 11%). En la figura 5, la superficie de permanencia, cuyo rango de valores se ubica entre 0.09 y 0.11, corresponde a las regiones que van a ser sustituidas por pastizal inducido y agricultura de temporal, con probabilidades de entre 25 y 35% de la figura 3. Esto sugiere que la actividad agrícola tradicional sustituirá a la vegetación espinosa y de selvas bajas. Figura 5. Probabilidad de cambio a selvas bajas, bosques espinosos, selvas medianas y vegetación espinosa para 2020. Fuente: Gómez et al., 2007. 650 E scenarios de cambio climático y tendencias 6.5.3.7 Cuerpos de agua, popal-tular y vegetación de galería La permanencia de esta cobertura será muy baja (0 a 1%). La probabilidad de permanencia en las regiones de humedales sólo es de cerca del 1% (figura 6). Por otro lado, la permanencia de vegetación representativa de lagos y zonas riparias también presenta bajas probabilidades (0 a 1%). Para los sitios piloto de este estudio se identifica una probabilidad de permanencia de sólo el 1% para popal y tular, que predominará sobre los actuales cuerpos de agua (figura 7). La vegetación de galería presenta una probabilidad de permanencia de entre 0 y 0.4%, predominando en actuales zonas riparias, principalmente en el noroeste de Campeche y en Quintana Roo (figura 8). 6.5.4 Uso de suelo e hidrología Figura 6. Probabilidad de presencia de popal y tular para 2020. Fuente: Gómez et al., 2007. Tendencias en el uso de suelo 651 Figura 7. Probabilidad de presencia de cuerpos de agua para 2020. Fuente: Gómez et al., 2007. Figura 8. Probabilidad de presencia de vegetación de galería para 2020. Fuente: Gómez et al., 2007. 652 E scenarios de cambio climático y tendencias El suelo juega un papel importante dentro de la fase terrestre del ciclo hidrológico, pues dependiendo de su grado de permeabilidad determina la fracción del agua precipitada que se infiltra hacia los acuíferos o escurre hacia los océanos. Una parte del agua también es retenida en la superficie antes de llegar al mar, formando lagos, lagunas y humedales. Si se aprovechan de manera sustentable, estos ecosistemas pueden beneficiar a la economía de las zonas aledañas y proveer sustento a la vida silvestre. La alteración del uso de los suelos modifica el balance hídrico y altera los frágiles ecosistemas dependientes del recurso agua. Al comparar el mapa de uso de suelo del 2000 (figura 1) con el de proyecciones para 2020 (figura 2), se puede observar la reducción de las áreas con mayor densidad de vegetación, como los diferentes tipos de selva, la desaparición de los manglares y un aumento en las áreas con vegetación rala, como los pastizales. Este cambio es muy importante, ya que una vegetación más pobre ocasiona una menor infiltración y el aumento de los escurrimientos. También disminuye la fricción entre el escurrimiento y la superficie del suelo, aumentando la velocidad de las corrientes. Si se toma en cuenta que la vegetación rala tiene menor capacidad para retener tanto el suelo como el agua, el cambio a este tipo de vegetación aumenta la erosión. Una de las consecuencias es el mayor arrastre de sedimentos hacia las partes bajas de la cuenca, azolvando humedales y bocas de lagunas y esteros. Así, los humedales van reduciendo su capacidad de almacenamiento del líquido, lo que afecta a todo el ecosistema. El aumento del porcentaje de escurrimiento debido al cambio del uso del suelo se observa principalmente en la península de Yucatán y en Tamaulipas (figuras 9 y 10), así como en los humedales que se encuentran a la salida de estas cuencas. De acuerdo con el balance hídrico de una cuenca, si se tienen mayores escurrimientos con lluvias intensas debido a los cambios en el uso del suelo, las infiltraciones se reducen, y en temporadas de secas los acuíferos no serían capaces de mantener la humedad suficiente como para alimentar los humedales. En otras palabras, la existencia de los humedales depende de un frágil equilibrio que mantiene el balance hídrico adecuado entre las diversas etapas del ciclo hidrológico; el cambio de uso del suelo es la variable que más afecta este balance. Tendencias en el uso de suelo 653 El uso de suelo aquí proyectado tendrá los mayores impactos en el balance hídrico regional. Las alteraciones en el uso de suelo, principalmente por pérdida de bosques, Figura 9. Porcentaje de lluvia que escurre con una precipitación de 100 cm. Situación actual (izquierda) y proyecciones a futuro (derecha). Fuente: Magaña et al., 2007. Figura 10. Porcentaje de lluvia que escurre con una precipitación de 50 cm. Situación actual (izquierda) y futura (derecha). Fuente: Magaña et al., 2007. 654 E scenarios de cambio climático y tendencias resultarán en mayores escurrimientos y menor infiltración. Estas alteraciones en el ciclo hidrológico regional repercutirán en la salud de los humedales costeros del Golfo de México. Por ello, es necesario que las medidas de adaptación consideren como fundamental un reordenamiento territorial y ecológico en toda la zona de estudio. Tendencias en el uso de suelo 655 6.6 Escenarios de cambios locales Víctor Magaña et al. 6.6.1 Introducción Como se vio en las secciones 6.1 y 6.2, para obtener estimaciones locales de los cambios futuros en el clima, se realizan reducciones de escala a partir de las proyecciones obtenidas de los modelos generales de circulación de la atmósfera. Uno de los esquemas de reducción de escala espacial más útil en materia de generación de escenarios de cambio climático se basa en procedimientos estadísticos de regresión. El Modelo de Reducción de Escala Espacial Estadístico (Stastistical Downscaling Model o SDSM) constituye una de las herramientas más fáciles de usar y que aporta gran cantidad de valiosa información para el estudio de impactos del cambio climático1. La aplicación del SDSM requiere de información diaria de precipitación y temperatura para construir relaciones estadísticas entre los valores observados locales y los valores del modelo de circulación general, a partir de un arreglo en malla con baja resolución espacial. En el presente análisis se utilizó la información meteorológica disponible en la base de datos conocida como ERIC III, que compila datos de más de tres mil estaciones durante un periodo promedio de cuarenta años. Para estimar las tendencias locales en los sitios piloto, se buscaron estaciones cercanas, que reflejaran el clima 1 Wilby y Wigley, 1997; Wilby y Dawson, 2004. 656 puntual de la zona (figura 1). Los escenarios de cambio climático generados con el SDSM complementan la información obtenida con modelos regionales y permiten obtener un espectro más amplio de las proyecciones. De esta forma se puede estimar la incertidumbre (dispersión) entre ellas. Figura 1. Regiones de humedales de estudio (zonas en negro) y estaciones meteorológicas (número) utilizadas para el análisis de cambios locales. En prácticamente todas las zonas de estudio se encontraron estaciones meteorológicas, excepto alrededor de la parte costera media de Quintana Roo (figura 1). Se construyeron proyecciones de cambio climático para el periodo 2010-2099, a partir de los datos del modelo de circulación general del centro Hadley. Recordemos que el modelo conocido como HadCM3 genera algunos de los valores de cambio climático más elevados, comparado con cualquier otro modelo utilizado por el IPCC. De esta forma, los escenarios obtenidos pueden considerarse como una cota superior de los cambios esperados en temperatura y precipitación. Para los escenarios puntuales se utilizaron dos escenarios de emisiones: A2 y B2. E scenarios de cambios locales 657 Las proyecciones se realizaron para una de las estaciones en cada región de los sitios piloto para las variables temperatura y precipitación, utilizando datos diarios. En general, la construcción de relaciones entre los valores locales (en la estación) y los valores modelados resulta más sencilla para la temperatura que para la precipitación diaria local. La humedad relativa local y la dirección del viento resultaron clave en la mayoría de los casos para construir escenarios de cambios en la precipitación. Las estaciones utilizadas para el presente análisis se enlistan en el cuadro 1. Cuadro 1. Estaciones meteorológicas usadas para determinar las condiciones locales de los sitios piloto. Número de estación Nombre Sitios pilotos correspondientes 28086 San Fernando, Tamaulipas Río San Fernando-Laguna La Nacha. Río Pánuco-Altamira. 30056 El Tejar Medellín, Veracruz Rio Papaloapan-Laguna de Alvarado. Río Coatzacoalcos-Laguna El Colorado. Sistema Lagunar Carmen-Pajonal-Machona. 04012 Champotón, Campeche Reserva de la Biosfera Los Petenes. 23019 La Lagunita, Quintana Roo Sistema Lagunar Nichupté (Cancún). Sistema Lagunar Boca Paila (Punta Allen). A continuación se presentan las comparaciones del modelo con la climatología actual observada, los cambios proyectados en la climatología hacia 2010-2030, así como los cambios que se esperan hacia 2070-2099, ambos bajo el escenario A2. Finalmente, se presenta una comparación de la evolución del clima ante los escenarios A2 y B2, utilizando el modelo Hadley. Como este modelo es el que predice mayores cambios, y el escenario A2 es uno de los de mayores emisiones, los resultados corresponden a uno de los valores más extremos de cambios. Esto nos permite tener una idea de la condición de mayor presión climática esperada. El análisis se realiza para cuatro de los ocho sitios de estudio. 658 E scenarios de cambio climático y tendencias 6.6.2 Humedales de Tamaulipas, estación San Fernando (28086) Al comparar la simulación del clima actual para San Fernando con los datos observados en la estación 28086, podemos notar que la reconstrucción de la temperatura de superficie entrega muy buenos resultados para el clima de 1961-1990. Figura 2. Condiciones de temperatura media mensual para el clima 1961-1990, con observaciones en San Fernando, Tamaulipas, y con el modelo SDSM, usando los resultados del HadCM3, bajo el escenario A2. Con base en la confianza de que el modelo logra reproducir el ciclo anual de la temperatura media, es posible generar escenarios de cambio en la temperatura para este sitio piloto y extrapolarlos a otros humedales de la zona. Las proyecciones se realizan para finales del presente siglo, pues en este periodo se vuelve más claro el cambio en la temperatura. Como es de esperarse, los cambios de temperatura media proyectados bajo el escenario A2 son en general superiores a los proyectados con el B2 (figuras 3 y 4). E scenarios de cambios locales 659 Figura 3. Condiciones de cambio en la temperatura media mensual para el clima 2070-2099, con respecto al periodo 1961-1990 en San Fernando, Tamaulipas, a partir del esquema SDSM, usando datos del modelo HadCM3 bajo el escenario A2. Nótese cómo, en general, se puede esperar un aumento cercano a los 3 °C para los humedales de Tamaulipas . Figura 4. Condiciones de cambio en la temperatura media mensual para el clima 2070-2099, con respecto al periodo 1961-1990 en San Fernando, Tamaulipas, a partir del esquema SDSM, usando datos del modelo HadCM3 bajo el escenario B2. Nótese un menor aumento promedio con respecto al escenario A2, cercano a 2 °C. 660 E scenarios de cambio climático y tendencias Recordemos que los aumentos en la temperatura no son constantes en el tiempo. De acuerdo con las proyecciones de modelos numéricos, los incrementos en las dos próximas décadas no serán mayores a 1 °C. Sin embargo, para la segunda mitad del presente siglo, la temperatura aumentará más rápidamente y los cambios para finales del mismo alcanzarán incluso los 4 °C en el noreste del país. De este modo, las diferencias entre los escenarios A2 y B2 se harán más evidentes. Esta es la misma conclusión que se alcanza cuando se analiza el ensamble de modelos GCM o las salidas del modelo japonés. La figura 5 ilustra los cambios esperados para los sitios piloto San Fernando-La Nacha y Pánuco-Altamira. Figura 5. Series de tiempo de la temperatura media en la estación San Fernando, Tamaulipas, entre 1961 y 2099, bajo los escenarios A2 y B2 del modelo Hadley. Uno de los aspectos interesantes de los cambios en la temperatura está relacionado con las ondas de calor. Si definimos las ondas de calor como las veces que se rebasa la temperatura media umbral de 30 °C durante el año, encontramos que después de 2030, dicha situación se volverá más frecuente. Esto significa que los valores de temperatura máxima podrían ser muy superiores a los 30 °C más frecuentemente. E scenarios de cambios locales 661 Figura 6. Simulación con el modelo HadCM3 del número de veces al año que se rebasa la temperatura media de 30 °C (T>30 °C) en San Fernando, Tamaulipas, bajo los escenarios A2 y B2 entre 1961 y 2099. En cuanto a la precipitación, la construcción del ciclo anual de las lluvias a partir de variables meteorológicas de gran escala es una tarea complicada, principalmente en los trópicos, donde las características de los sistemas nubosos están determinadas en gran medida por campos de vientos, transportes de humedad y condiciones de estabilidad atmosférica. Todos ellos son sensibles a las características del modelo. En el presente análisis, la precipitación se simuló utilizando datos de humedad relativa y de dirección de viento, debido a que los sistemas de norte, o los vientos alisios, son los principales generadores de episodios de lluvias en el Golfo de México. Para el caso de San Fernando, el modelo estadístico sobreestima las precipitaciones para el periodo 1961-1990 (figura 7). Sin embargo, reproduce el ciclo anual con lluvias más intensas en el verano, lo cual reduce el problema de sobreestimación de lluvias a un error sistemático. Las proyecciones para finales del presente siglo, usando técnicas de reducción de escala estadísticas con datos del modelo de circulación global HadCM3 y bajo el escenario A2, sugieren que los cambios en la precipitación serán mínimos en estos 662 E scenarios de cambio climático y tendencias sitios (figura 8). Hacia los meses de octubre y noviembre, los resultados sugieren un ligero aumento en la precipitación. Bajo tal esquema, las reducciones en precipitación anual para finales del presente siglo serían de menos del 5%. Figura 7. Simulación de la precipitación acumulada mensual para el periodo 1961-1990, bajo el esquema SDSM en San Fernando, Tamaulipas, y comparación con valores observados. Figura 8. Cambios en la precipitación en San Fernando, Tamaulipas, para 2070-2099 en relación con 1979, y de acuerdo con los datos HadCM3 A2 reducidos con el esquema SDSM. E scenarios de cambios locales 663 6.6.3 Humedales de Veracruz y Tabasco, estación El Tejar (30056) En la estación El Tejar, en Medellín, Veracruz, el modelo simula adecuadamente la temperatura promedio anual, al igual que su varianza. El modelo es capaz, incluso, de simular los periodos y el número de veces que se producen episodios de calor, los cuales ocurren esencialmente a mitad del verano (figura 9). Bajo cambio climático se espera que en esta región los mayores aumentos en temperatura ocurran en los meses de junio y julio, alcanzando incrementos de temperatura de entre 3 y 4 °C. Con ello, el número de episodios de calor (T>30 °C) en esos meses prácticamente se cuadruplicaría para finales del presente siglo (figura 10). Tal amenaza eleva el riesgo por golpe de calor, principalmente entre la población más vulnerable: adultos mayores y niños. El número de episodios con temperaturas superiores a 30 °C será mucho mayor si las emisiones globales siguen el escenario A2 en lugar del B2 (figura 11). Figura 9. Simulación y comparación con observaciones del número de episodios de temperaturas medias superiores a los 30 °C (T>30 °C) en Medellín, Veracruz, para el periodo 1961-1990, con datos del modelo HadCM3, bajo el escenario A2. 664 E scenarios de cambio climático y tendencias Figura 10. Proyecciones de número de episodios de T>30 °C en Medellín, Veracruz, bajo el escenario A2 con el modelo HadCM3, reducido con el esquema SDSM. Figura 11. Proyecciones de episodios con temperatura media anual T>30 °C en Medellín, Veracruz, entre 1961 y 2099, con el modelo HadCM3, bajo los escenarios A2 y B2. Esta figura ilustra las diferencias que los distintos escenarios de emisiones tienen sobre las ondas de calor. Como es de esperarse, el escenario A2 proyecta ondas mucho más frecuentes para finales del siglo. E scenarios de cambios locales 665 La temperatura promedio anual para finales del presente siglo en la región de los humedales de Veracruz y Tabasco podrá incrementarse hasta en 2.5 °C, siendo el escenario A2 de mayores aumentos que el B2 (figura 12). Figura 12. Proyecciones de temperatura media anual en Medellín, Veracruz, entre 1961 y 2099, con el modelo HadCM3, bajo los escenarios A2 y B2. En cuanto a la precipitación, el SDSM es capaz de reproducir el comportamiento estacional de las lluvias, aunque en ciertos meses subestima el acumulado mensual. Sin embargo, su capacidad de capturar el patrón anual de precipitación permite tener confianza en las proyecciones futuras, al menos para el modelo Hadley bajo el escenario A2. En general, la proyección estima un aumento de entre 10 y 15% en las lluvias en los meses de verano (figura 13). Sin embargo, existen otras proyecciones, con otros modelos, que sugieren disminuciones en las lluvias. Como se explicó anteriormente, las proyecciones de precipitación acarrean diversos grados de incertidumbre, que se ven reflejados en los resultados de los distintos modelos. 666 E scenarios de cambio climático y tendencias Figura 13. Proyecciones de cambios en la precipitación en Medellín, Veracruz, de acuerdo con el modelo HadCM3, bajo el escenario A2, y procesado con el SDSM. Al contrario de la temperatura, cuando se alimenta el modelo Hadley con los escenarios de emisiones A2 y B2, la precipitación no muestra contrastes marcados. Los cambios más evidentes en los humedales veracruzanos y tabasqueños ocurrirán hacia finales del presente siglo (figura 14). Figura 14. Series de tiempo de cambios de la precipitación en Medellín, Veracruz, entre 1961 y 2099 para el modelo HadCM3, bajo los escenarios A2 y B2. E scenarios de cambios locales 667 6.6.4 Humedales de la costa noroccidental de la Península de Yucatán, estación Champotón (04012), Campeche La estación Champotón se utilizó como referencia para proyectar los posibles cambios en la costa noroccidental de la península de Yucatán. La reducción de escala de las salidas del modelo Hadley muestra que, bajo el escenario A2, los cambios de temperatura serán ligeramente menores a 2 °C en los meses de primavera e inicios del verano (figura 15). Figura 15. Proyecciones de la temperatura media mensual en Champotón, Campeche, para los periodos 1961-1990 y 2070-2099, de acuerdo con el modelo Hadley, bajo el escenario A2. Estos cambios son menores comparados con los de regiones al norte de México. Sin embargo, uno de los efectos asociados con el calentamiento es que la distribución de probabilidades de la temperatura se desplaza hacia valores mayores. Esto quiere decir que un mayor número de observaciones a lo largo del año se encuentra entre los valores superiores de temperatura. Como se refleja en la figura 16, el valor del percen668 E scenarios de cambio climático y tendencias til 95%2 en la distribución aumenta en más de dos grados en los meses de primavera bajo cambio climático. Dicha condición se reflejará de forma aún más marcada en las temperaturas máximas. Por ello, si se combina el incremento de temperatura en la región de Campeche con las prácticas tradicionales de roza-tumba-quema en la agricultura, se hace evidente el grave riesgo en que se encuentra la zona en cuanto al aumento en incendios forestales y pérdida de bosque tropical. Figura 16. Valores de temperatura media para el percentil 95% en Champotón, Campeche, de acuerdo con el modelo Hadley, bajo el escenario A2 para 1961-1990 y 2070-2099. El percentil 95% indica que el 95% de las observaciones se encuentran por debajo de ese valor. Así, la figura 16 muestra que para el mes de junio durante el periodo 1961-1990 el 95% de las proyecciones del modelo estuvieron por debajo de 30.6 °C; mientras que para el periodo 2070-2099, el modelo proyecta que el 95% de las observaciones se encontrará por debajo de 31.8 °C. Como en otros casos, la variable más difícil de reducir en escala mediante técnicas estadísticas es la precipitación. Sin embargo, su reconstrucción a partir de parámetros de gran escala consigue mostrar las características del ciclo anual, incluyendo 2 El percentil 95% indica que el 95% de las observaciones se encuentran por debajo de ese valor. E scenarios de cambios locales 669 un periodo de canícula3 o sequía intraestival en julio. Al igual que en la parte media de Veracruz, la proyección hacia finales del presente siglo sugiere un aumento en las precipitaciones de entre 15 y 20% para los meses de verano (figura 17). Figura 17. Precipitación acumulada mensual simulada con el modelo Hadley, bajo el escenario A2, para Champotón, Campeche, entre 1961-1990 y 2070-2099. Uno de los aspectos interesantes es que la forma de llover en la región también cambia. El número de eventos de precipitación intensa, caracterizados por lluvias superiores a los 50 mm/día, se duplicará y quizá será aún mayor. En efecto, en la zona de Campeche, las lluvias extremas ocurren generalmente en los meses de verano y, de acuerdo con las proyecciones realizadas por el modelo Hadley bajo el escenario A2, durante el mes de agosto estos eventos serán casi tres veces más frecuentes hacia finales de siglo que en la actualidad (figura 18). Lo anterior tendría impactos importantes en la erosión sobre regiones deforestadas. 3 Periodo del año en que es más fuerte el calor. 670 E scenarios de cambio climático y tendencias Figura 18. Proyecciones del número de eventos de precipitación muy intensa (pcp > 50 mm/ día) en Campeche (Champotón), bajo el escenario A2, con el modelo Hadley. 6.6.5 Humedales del Caribe, estación La Lagunita (23019), Quintana Roo En la parte del Caribe superior de la península de Yucatán, alrededor de Cancún, los cambios en la temperatura media proyectados por los modelos representan adecuadamente los observados en la estación. Como en los casos anteriores, se proyectan cambios para finales de siglo bajo el escenario A2 con el modelo Hadley del orden de 2.5 °C. Los cambios se reflejarán en una mayor frecuencia de episodios de ondas de calor (T>30 °C), que pasarán del promedio actual de ocho, entre julio y agosto, a casi el doble para finales del siglo XXI (figura 19). Los aumentos en temperatura y ondas de calor proyectados con el modelo Hadley, reducido espacialmente con la técnica SDSM, son mayores bajo el escenario A2 que bajo el escenario B2, principalmente después de la segunda mitad del presente siglo (figura 20). E scenarios de cambios locales 671 Figura 19. Proyecciones con el modelo HadCM3, bajo el escenario A2, del número de veces en que T>30 °C en periodos de treinta años, entre 1961-1990 y 2070-2099, en el noreste de la península de Yucatán. Figura 20. Proyecciones con el modelo HadCM3 de temperaturas medias anuales en La Lagunita, Quintana Roo, bajo los escenarios de cambio climático A2 y B2. Como se ha visto a lo largo del análisis, a finales del siglo XXI, el escenario A2 arroja temperaturas superiores a las esperadas con el B2. 672 E scenarios de cambio climático y tendencias Para esta región del Caribe mexicano se proyectan ligeras disminuciones en la precipitación de entre 5 y 10% mensual bajo el escenario A2. Dicha tendencia hacia una disminución de las lluvias es menor bajo el escenario B2 (figura 21). Tal situación se presenta en otros puntos de la costa Caribe de Mesoamérica. Debe recordarse, sin embargo, que los ciclones tropicales afectan con frecuencia esta zona y no están debidamente representados en los modelos. Por lo tanto, incluso bajo la consideración de que los cambios en las precipitaciones sean menores, los huracanes de mayor intensidad constituyen el factor de mayor incremento del riesgo en la región. Figura 21. Escenarios de precipitación en el noreste de Quintana Roo bajo los escenarios A2 y B2. Con lo anterior, se tiene una primera aproximación de los cambios que experimentarán las regiones donde se localizan los sistemas de humedales bajo un aumento de temperatura y cambios en la precipitación. Es claro que aún será necesario estimar a futuro los cambios previstos en las demandas de agua y de servicios ambientales para poder realizar los escenarios completos de los humedales y mejorar las estimaciones de riesgo, como función de la amenaza y la vulnerabilidad. E scenarios de cambios locales 673