Centro de Ciencias de la Atmósfera	Servicio Meteorológico Nacional
Universidad Nacional Autónoma de México	Comisión Nacional del Agua

Índice

Unidad de Informática para las
Ciencias Atmosféricas y Ambientales
(UNIATMOS)

• Atlas Climático Digital de México (versión 1.0)
• Diagnóstico ambiental de la zona de influencia de la Central Termoeléctrica Presidente Plutarco Elías Calles (CTPPEC-CFE) durante la construcción – puesta en marcha de la unidad 7. Subproyecto: Sistema de Información Geográfica
• Cartografía Climática de Cambio Climático y Clima Extremo de la Ciudad de México
• Atlas de cambio climático del Estado de Michoacán, México
• Atlas Climático Digital de México (versión 2.0)




Atlas Climático Digital de México

• Objetivo del ACDM
• Instrumento educativo y para la toma de decisiones
• Despliegues cartográficos y datos
• Servidor de mapas
• Mapas en línea
• Servicio WMS
• KML, datos y metadatos
• Fuentes de información y procesamiento
• Climatología continental
• - Procesamiento de superficies climáticas
• - Sequía meteorológica (1902-2011)
• — Precipitación acumulada mensual
• — Anomalía de precipitación mensual (1902-2011)
• — Porcentaje de precipitación promedio mensual
• - Climatología Extrema
• — Temperatura máxima extrema absoluta (1902-2011) y Temperatura mínima extrema absoluta (1902-2011)
• — Precipitación máxima extrema acumulada mensual (1902-2011)
• — Procesamiento de superficies de climatología extrema
• — Validación de superficies de climatología extrema
• — Estadísticas de validación de superficies de climatología extrema
• - Superficies del mes en que ocurren: Temperatura máxima, mínima y precipitación máxima
• Parámetros bioclimáticos
• Climatología oceánica y costera
• Modelos globales de circulación y escenarios de cambio climático
• Aspectos y escenarios socioeconómicos
• Cobertura del Suelo
• Modelos digitales de elevación
• Límites territoriales
• Control de calidad de la información climática continental
• Validación de la base Worldclim (1950-2000)
• Control de calidad de la climatología mensual (1902-2011)
• Acceso al Atlas
• Contenido del Atlas
• Citas
• Referencias

Coordinadores Ejecutivos de UNIATMOS:
                                       Carlos Gay García (2008-2009)
                                      María Amparo Martínez Arroyo

Coordinador Técnico de UNIATMOS:
                                      Agustín Fernández Eguiarte

La Unidad de Informática para las Ciencias Atmosféricas y Ambientales del Centro de Ciencias de la Atmósfera de la UNAM (UNIATMOS) pone a disposición de la comunidad científica y usuarios en general conjuntos de datos atmosféricos, ambientales y socioeconómicos de importancia general. Esta información permite ser utilizada en estudios de diversas disciplinas. Su acceso y utilización es libre y contiene metadatos de intercambio y clasificación basados en estándares internacionales, así como facilidades de despliegue y acceso mediante Internet.

UNIATMOS se inició como parte del megaproyecto denominado Sistema de Informática para la Biodiversidad y el Ambiente (SIBA), uno de los cinco del Programa de Investigación Multidisciplinaria de Proyectos Universitarios de Liderazgo y Superación Académica (IMPULSA) de la UNAM http://www.cic-ctic.unam.mx/cic/mas_cic/megaproyectos/impulsa_5.cfm. En UNIATMOS se han desarrollado los siguientes proyectos:

Atlas Climático Digital de México (versión 1.0).

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Evaluado muy positivamente por pares académicos en 2009 y 2010, dentro del marco del megaproyecto SIBA-IMPULSA-UNAM. UNIATMOS. Centro de Ciencias de la Atmósfera. Coordinación de la Investigación Científica, UNAM. Febrero 2010.



Diagnóstico ambiental de la zona de influencia de la Central Termoeléctrica Presidente Plutarco Elías Calles (CTPPEC-CFE) durante la construcción – puesta en marcha de la unidad 7. Subproyecto: Sistema de Información Geográfica.

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Programa Universitario de Medio Ambiente (PUMA). Coordinación de la Investigación Científica, UNAM. Marzo 2010.



Cartografía Climática de Cambio Climático y Clima Extremo de la Ciudad de México.

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Centro Virtual de Cambio Climático de la Ciudad de México (CVCCCM). Instituto de Ciencia y Tecnología del Gobierno del Distrito Federal. Octubre 2010. http://www.cvcccm-atmosfera.unam.mx/cvcccm/documents/investigaciones/fase02/proyecto_AFE.pdf



Atlas de cambio climático del Estado de Michoacán, México.

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Centro de Ciencias de la Atmósfera, UNAM y Gobierno del Estado de Michoacán, México. Noviembre 2010. (parte 1, 2, 3 y 4)



Atlas Climático Digital de México (versión 2.0).

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Centro de Ciencias de la Atmósfera, Universidad Nacional Autónoma de México y Servicio Meteorológico Nacional, Comisión Nacional del Agua. En desarrollo a partir de julio de 2011. http://uniatmos.atmosfera.unam.mx

Rector de la UNAM José Narro Robles Coordinación de la Investigación Científica de la UNAM Carlos Arámburo de la Hoz Directora del Centro de Ciencias de la Atmosfera de la UNAM María Amparo Martínez Arroyo Coordinador Técnico de UNIATMOS Agustín Fernández Eguiarte

Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales Juan Rafael Elvira Quesada Director General de CONAGUA José Luis Luege Tamargo Coordinador General del SMN Felipe Adrian Vázquez Gálvez Gerente de Meteorología y Climatología del SMN René Lobato Sánchez

El Atlas Climático Digital de México, versión 2.0 (ACDM) es un proyecto conjunto entre el Centro de Ciencias de la Atmósfera de la Universidad Nacional Autónoma de México (CCA) y el Servicio Meteorológico Nacional (SMN) de la Comisión Nacional del Agua, organismo de la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT). El ACDM integra las bases de datos de las superficies climáticas de Worldclim, documentadas en: Hijmans et al (2005) con los datos de más de 5,200 estaciones meteorológicas de la base climatológica diaria (1902-2011) del SMN. En su primera etapa, desarrollará e incorporará superficies climáticas con resolución temporal mensual, así como superficies de sequía meteorológica, de parámetros bioclimáticos y de climatología extrema, mediante el control de calidad de los datos y su interpolación a muy alta resolución espacial (926 m) considerando el efecto topográfico.

Responsables del ACDM:

Agustín Fernández Eguiarte*
Jorge Zavala Hidalgo*
Rosario Romero Centeno*

Planeación y diseño del ACDM:

Jorge Zavala Hidalgo*
Agustín Fernández Eguiarte*
Rosario Romero Centeno*
Claudio Mario Amescua García*

Climatología continental: 

Rosario Romero Centeno*
Jorge Zavala Hidalgo*
Agustín Fernández Eguiarte*
Enrique Azpra Romero*
Francisco Javier Villicaña*
Eduardo E. Estrada Hernández* †
Miguel Ángel Flores Espinosa*
Erika Mendoza Peña*
María Elena Osorio Tai*
Carolina I. Castelán Hernández*
Oscar Calderón Bustamante*

Climatología oceánica:

Jorge Zavala Hidalgo*
Rosario Romero Centeno*
Agustín Fernández Eguiarte*
Artemio Gallegos García**
Oscar Calderón Bustamante*
Eduardo E. Estrada Hernández* †
Miguel Ángel Flores Espinosa*
Erika Mendoza Peña*
María Elena Osorio Tai*
Carolina I. Castelán Hernández*

Escenarios de cambio climático:

Ana Cecilia Conde Álvarez*
Francisco Estrada Porrúa*
Carlos Gay García*
Agustín Fernández Eguiarte*
Jorge Zavala Hidalgo*
Benjamín Martínez López*
Eduardo E. Estrada Hernández* †
Miguel Ángel Flores Espinosa*
Erika Mendoza Peña*
María Elena Osorio Tai*
Carolina I. Castelán Hernández*

Escenarios y aspectos socioeconómicos:

Francisco Estrada Porrúa*
Agustín Fernández Eguiarte*
Carlos Gay García*
Eduardo E. Estrada Hernández* †
Miguel Ángel Flores Espinosa*
Erika Mendoza Peña*
María Elena Osorio Tai*
Carolina I. Castelán Hernández*

Productos cartográficos:

Agustín Fernández Eguiarte*
Jorge Zavala Hidalgo*
Rosario Romero Centeno*
Eduardo E. Estrada Hernández* †
Miguel Ángel Flores Espinosa*
Erika Mendoza Peña*
María Elena Osorio Tai*
Carolina I. Castelán Hernández*
Mónica Anayetzin Mata Cruz*
Carlos Eduardo Arroyo Cruz*
Oscar Calderón Bustamante*

Sistema de Información Geográfica:

Agustín Fernández Eguiarte*
Eduardo E. Estrada Hernández* †
Miguel Ángel Flores Espinosa*
Erika Mendoza Peña*
María Elena Osorio Tai*
Carolina I. Castelán Hernández*
Mónica Anayetzin Mata Cruz*
Carlos Eduardo Arroyo Cruz*
Oscar Calderón Bustamante*

Mapas en línea:           

Eduardo E. Estrada Hernández* †
Agustín Fernández Eguiarte*
Miguel Ángel Flores Espinosa*
Jorge Zavala Hidalgo*
Rosario Romero Centeno*
Erika Mendoza Peña*
María Elena Osorio Tai*
Carolina I. Castelán Hernández*
Oscar Calderón Bustamante*

Servidor de Mapas:     

Olmo Sebastián Zavala Romero*
Oscar Calderón Bustamante*
Jorge Zavala Hidalgo*
Eduardo E. Estrada Hernández* †
Agustín Fernández Eguiarte*
Miguel Ángel Flores Espinosa*
Erika Mendoza Peña*
María Elena Osorio Tai*
Carolina I. Castelán Hernández*

Metadatos:

Agustín Fernández Eguiarte*
Eduardo E. Estrada Hernández* †
Erika Mendoza Peña*
Oscar Calderón Bustamante*
Carolina I. Castelán Hernández*
María Elena Osorio Tai*

*    Centro de Ciencias de la Atmósfera, UNAM
**   Instituto de Ciencias del Mar y Limnología, UNAM
In Memoriam - Eduardo Estalino Estrada Hernández (1978-2009)

El Atlas Climático Digital de México es el proyecto eje de UNIATMOS y su desarrollo ha permitido colaborar y participar con diversos proyectos e investigaciones. El ACDM se fundamenta en la necesidad de disponer de mapas y datos de nuestro país, que contengan información de distintas variables climáticas que son necesarias para una gran diversidad de usuarios, destacando la de modelar la distribución de la biodiversidad, así como para manejar o adecuar el impacto de un posible cambio climático sobre ella. Existen, además, múltiples estudios relacionados con biodiversidad, ciencias sociales y ciencias de la Tierra en los que los datos climáticos, los parámetros bioclimáticos, la información sobre cambio climático, los aspectos y escenarios socioeconómicos y su cartografía son fundamentales.

El Atlas Climático Digital de México es un proyecto geomático enmarcado dentro de la Cartografía Geocientífica Interactiva en Internet, el cual:

• Integra y pone a disposición de los usuarios información interinstitucional sobre clima, bioclima y ambiente continental, así como sobre climatología de los mares de México, áreas adyacentes y sus zonas costeras.

• Es una plataforma que permite despegar y visualizar escenarios de cambio climático y aspectos socioeconómicos a nivel estatal, municipal y regional para México y Centroamérica.

• Facilita a los tomadores de decisiones contar con elementos cuantitativos para hacer propuestas que contribuyan a diseñar políticas para reducir la vulnerabilidad y aumentar la capacidad de adaptación ante el cambio climático en diferentes sectores y regiones.

• Constituye un instrumento importante para la investigación con un gran potencial educativo.

• Permite conocer y entender la climatología del país y áreas adyacentes en forma atractiva, fácil y amigable a través de Internet.

• Resulta un medio idóneo para la integración y disponibilidad de datos geoespaciales.

• Permite una difusión ilimitada y gratuita de mapas, datos e información mediante Internet.

• Potencia la interacción y complementación con servicios de mapas en la red (WMS, Web Map Service).

• Abre la posibilidad de la interoperabilidad de mapas y bases de datos mediante metadatos.

• Permite su utilización para cualquier conjunto de datos geoespaciales del país y constituye una plataforma fundamental en materia de ciencia y tecnología de la información.

El Atlas Climático Digital de México (ACDM) permite desplegar mapas y accesar los valores promedio mensuales de variables climatológicas continentales, de parámetros bioclimáticos derivados, así como de modelos y escenarios de cambio climático a muy alta resolución espacial (926 m). De igual forma contiene variables ambientales, de climatología oceánica y de aspectos y escenarios socioeconómicos en diversas resoluciones espaciales. La  información se despliega en mapas georeferenciados en sistemas interactivos en Internet que se pueden exportar en formato KML para ser incorporados en el sistema Google Earth o mediante el servicio  Web Map Service (WMS) para ser combinados con información de otras fuentes. Los datos se pueden descargar en forma gratuita en formatos Geotiff y txt.

El  Atlas Climático Digital de México puede accesarse en: http://uniatmos.atmosfera.unam.mx, portal que contiene cuatro componentes básicas: “Servidor de mapas”, “Mapas en línea”, “Servicio WMS y “KML, datos y metadatos”.

Centro de Ciencias de la Atmósfera	Servicio Meteorológico Nacional
Universidad Nacional Autónoma de México	Comisión Nacional del Agua

D.R. © . Centro de Ciencias de la Atmósfera, UNAM. Correo

“Servidor de mapas”, “Mapas en linea”, “Servicio de mapas Web (WMS)” y “KML, datos y metadatos”.

Servidor de mapas

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La primera componente, “Servidor de mapas” se desarrolló en el sistema de código abierto Geoserver y permite la visualización de capas de las capas temáticas con diferentes acercamientos. Se puede solicitar información puntual de las capas que se están visualizando e incluso es posible combinar el despliegue temático de cualquier capa con capas básicas o de referencia como: límites de países, estatales y municipales, así como cuencas hidrológicas, ríos y lagunas para México y Centroamérica. También es posible incorporar las localidades urbanas y rurales y Zona Económica Exclusiva de México. Los Modelos Digitales de Elevación: Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) y General Bathymetric Chart of the Oceans (GEBCO) sirven de marco de referencia para todo lo anterior.

Mapas en línea

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La segunda componente, “Mapas en línea” se estructuró en la plataforma multimedia Adobe Flash, y permite visualizar  mapas integrados a una mayor velocidad, realizar consultas de información climática en cualquier ubicación geográfica, comparar capas temáticas entre sí en forma clara y expedita y realizar transparencias de las capas temáticas con el Modelo Digital de Elevación, que para este caso proviene de los datos Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER).

Las dos componentes anteriores se complementan entre sí y están dirigidas a usuarios distintos. La primera está dirigida a usuarios que diseñan y conforman sus propios mapas, con la opción de obtener el valor de la variable temática seleccionada en posiciones geográficas específicas, así como los nombres y las áreas de las capas básicas o de referencia. La segunda componente está dirigida a usuarios interesados en conocer los datos climáticos de manera general y eficiente.

Servicio WMS

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Las capas de los mapas del ACDM pueden ser solicitadas mediante el servicio: Web Map Service (WMS) el cual es un estándar internacional definido por el Open Geospatial Consortium (OGC). Dichas solicitudes pueden realizarse mediante visualizadores WMS, visualizadores de mapas web o a través de un sistema de información geográfica compatible, con el objeto de que los usuarios, también por este medio, puedan cruzar los despliegues temáticos y las capas básicas o de referencia del Atlas con cualquier otro tipo de información de su campo de interés. Las capas temáticas y básicas del ACDM se encuentran disponibles en siguientes servidores WMS de UNIATMOS:

KML, datos y metadatos

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Otro medio para visualizar las capas del Atlas y obtener sus respectivos datos y metadatos se encuentra disponible mediante la opción “KML, datos y metadatos”.

El formato KML es compatible con los programas Google Earth, Google Maps y Google Mobile y las componentes y facilidades de dichos sistemas se pueden conjugar con los despliegues del Atlas y es posible incorporarlos desde el “Servidor de mapas” en “ Descargar capa actual en formato kml” o desde la opción “ KML, datos y metadatos”.

Los datos de las capas temáticas del ACDM se pueden descargar in formatos Geotiff y txt con sus respectivos metadatos, los cuales se encuentran estructurados conforme al estándar Federal Geographic Data Committee (FGDC) en formatos html y xml.

Los metadatos se encuentran disponibles en acceso directo en la componente “KML, datos y metadatos” así como contenidos en los archivos de datos descargables correspondientes a cada capa temática.

Los metadatos son datos estructurados que describen información, el contenido, la calidad, la condición y otras características de los datos. Los metadatos sirven para organizar y mantener el acervo del conjunto de datos de una organización o dependencia y para interpretar y procesar datos transferidos por otra institución.

La información climática del ACDM v2.0 se procesó a partir de los datos climatológicos de la base diaria del Servicio Meteorológico Nacional para el período 1902-2011, publicada en junio de 2011 (SMN). Dicha base de datos contiene 5,227 estaciones con datos de temperatura máxima, 5,225 con temperatura mínima y 5,320 con precipitación. La distribución geográfica de las estaciones, sus respectivos organismos responsables y los períodos de registro se muestran a continuación:

Distribución de estaciones de base climatológica diaria (1902- 2011) del SMN

Períodos de registro de las estaciones de la base climatológica diaria (1902-2011) del SMN

Se procesaron los datos de la base diaria 1902-2011 para obtener promedios mensuales de temperatura máxima y mínima, así como los valores de la precipitación acumulada mensual por estación. Las gráficas siguientes son ejemplos de la climatología mensual por estación de temperatura máxima, mínima y precipitación acumulada, para el mes de julio:

Promedio mensual por estación (1902-2011) para el mes de julio de temperatura máxima y mínima

Promedio por estación (1902-2011) para el mes de julio de precipitación acumulada mensual

Para generar las superficies climáticas de México, se utilizaron las estaciones resultantes del control de calidad de las diferencias descritas en el apartado: “Control de calidad de la información climática continental”. Se procesaron superficies de las diferencias mediante la experimentación de varios métodos de interpolación entre los que se encuentran: Kriging, Spline, IDW² e IDW¹. Se seleccionó el método de distancia inversas a la potencia 1 para el desarrollo de las superficies por ser el que mejor se ajustó a los valores de las estaciones y al mismo tiempo generó las superficies con mejor continuidad entre las propias estaciones.

Las superficies de diferencias interpoladas se sumaron a las respectivas superficies climáticas de Worldclim, documentadas en: Hijmans et al (2005) que consideran el efecto topográfico de la base Shuttle Radar Topography Mission v2 (SRTM), para de esa forma generar las nuevas superficies climáticas para México, incorporarndo el efecto topográfico y al mismo tiempo complementar las coberturas climáticas para las regiones de Centroamérica y el sur de los Estados Unidos con las superficies de Hijmans et al (2005).

La sequía meteorológica es un fenómeno natural que ocurre cuando la precipitación en una región y en un periodo determinado es menor que el promedio de referencia establecido con mediciones en un lapso mayor a 30 años. Si el decaimiento de la precipitación es severo y por períodos prolongados, da origen a otros tipos de sequía como la agrícola y la hidrológica que se caracterizan o detectan por los efectos que provocan en las actividades económicas de la región o directamente en la sociedad. La sequía en México es uno de los fenómenos naturales que más daños causan en lo que se refiere al aspecto económico ya que se pierden grandes hectáreas de cultivos y mueren numerosas cabezas de ganado durante los períodos en que se presenta.

La causa principal de la sequía es la falta de lluvias, sin embargo existen factores que contribuyen a ello como alteraciones en la circulación general del sistema océano - atmósfera vinculadas a cambios en la temperatura de la superficie de los océanos, cambios de la presión atmosférica, incrementos en las concentraciones de bióxido de carbono, entre otros.

El Fascículo sobre Sequías de García F., Fuentes O. y Matías L. G., (2002), publicado por el Centro Nacional de Prevención de Desastres (CENAPRED) de la Secretaría de Gobernación de México, incorpora una reseña histórica de sequías en México, así como los meses y algunos sitios en que se presentaron. Los períodos de sequía: 1998-2000, 1993-1996, 1970-1978, 1960-1964 y 1948-1954 están reportados y documentados en dicho Fascículo.

A partir de la base climatológica (1902-2011) del Servicio Meteorológico Nacional y conforme a la metodología descrita para el procesamiento y control de calidad de las superficies climáticas contenidas en el ACDM, se calculó la precipitación acumulada mensual para el territorio nacional, a muy alta resolución espacial (926 m) considerando el efecto topográfico, correspondiente a los meses de impacto de sequía reportados en el Fascículo sobre Sequías del CENAPRED.

La anomalía de precipitación mensual referida al período 1902-2011, se obtuvo de la diferencia de la precipitación acumulada en un mes, por ejemplo enero de 2000, menos la precipitación acumulada promedio de todos los eneros del período 1902-2011, en la que de igual forma el mapa correspondiente, se generó a muy alta resolución espacial (926 m) considerando el efecto topográfico.

El mapa de superficie mensual de porcentaje de precipitación promedio con respecto al período 1902-2011, se generó a muy alta resolución espacial (926 m) considerando el efecto topográfico, normalizando los datos de la superficie de anomalía de precipitación mensual (1902-2011). En el mapa de porcentaje de precipitación promedio mensual (1902-2011) es posible consultar en cualquier localidad en los meses indicados en la tabla que se presenta a continuación, el porcentaje de lluvia que se presentó por arriba y por debajo del promedio del período 1902-2011 (porcentaje positivo o negativo) para de esa forma poder visualizar, cuantificar y evaluar la sequía meteorológica en todos los estados y municipios de México.

La superficie de temperatura máxima extrema absoluta se desarrolló a partir de los datos de temperatura máxima extrema absoluta de la base climatológica diaria (1902-2011) del Servicio Meteorológico Nacional y de la superficie de temperatura máxima, obtenida de las superficies de temperatura máxima mensual (1902-2011) conforme a lo indicado en: Procesamiento de superficies de climatología extrema. Para el caso de la temperatura mínima extrema absoluta, se realizó un proceso similar.

La superficie de precipitación máxima extrema acumulada mensual (1902-2011) se desarrolló a partir de los datos de precipitación de la base climatológica diaria (1902-2011) del Servicio Meteorológico Nacional, con los que se calculó la precipitación acumulada mensual por estación, considerando solo las estaciones que tienen más del 90% de datos diarios por mes. Posteriormente se determinó la precipitación máxima acumulada mensual por estación, para conjuntamente con la superficie de precipitación máxima anual de las acumuladas mensuales (1902-2011) y conforme a lo indicado en: Procesamiento de superficies de climatología extrema, generar la superficie de precipitación máxima extrema acumulada mensual (1902-2011).

La temperatura máxima extrema absoluta se generó mediante un control de calidad de los datos de los valores máximos extremos absolutos de la base 1902-2011 del Servicio Meteorológico Nacional, obteniendo la diferencia entre los valores máximos extremos absolutos y el valor correspondiente en la superficie de temperatura máxima 1902-2011 (STmáx). Se truncaron los valores mayores y menores a la “media de la distribución ± 2 veces su desviación estándar”. Con los valores truncados de las diferencias, se interpoló un nuevo arreglo matricial mediante el método IDW¹. La nueva malla resultante se sumó a la superficie de referencia STmáx y se obtuvo de ese modo la superficie de temperatura máxima extrema absoluta (1902-2011).
Para el caso de la temperatura mínima extrema absoluta y de la precipitación máxima extrema acumulada mensual, se realizó un proceso similar.

De la superficie de temperatura máxima extrema absoluta se obtuvo el valor correspondiente a las estaciones con más de 30 años de registros de la base diaria (1902-2011) del Servicio Meteorológico Nacional. Se calculó la diferencia entre los valores obtenidos y los datos de las estaciones.

En los gráficos a continuación, se comparan los valores extremos absolutos de las estaciones con más de 30 años de la base climatológica (1902-2011) con su respectivo valor en las superficies generadas de temperatura máxima extrema absoluta, temperatura mínima extrema absoluta y precipitación máxima extrema absoluta, todas para el período 1902- 2011 (ACDM v2.0).

Comparación de valores extremos absolutos de estaciones con más de 30 años de registros (1902-2011)
con la superficie de temperatura máxima extrema absoluta

Comparación de valores extremos absolutos de estaciones con más de 30 años de registros (1902-2011)
con la superficie de temperatura míniima extrema absoluta

Comparación de valores extremos absolutos de estaciones con más de 30 años de registros (1902-2011)
con la superficie de precipitación máxima extrema acumulada mensual

Los histogramas a continuación, indican las diferencias entre el valor extremo absoluto de las estaciones con más de 30 años de registros de la base diaria (1902-2011) del Servicio Meteorológico Nacional y el valor correspondiente en las superficies de temperatura máxima extrema absoluta, temperatura mínima extrema absoluta y precipitación máxima extrema acumulada mensual. Los respectivos histogramas indican: media, desviación estándar, error cuadrático medio y moda de las respectivas diferencias.

Los mapas que despliegan el mes en que ocurre la temperatura máxima, mínima y la precipitación máxima, se elaboraron a partir del mes correspondiente a cada celda de las superficies de temperatura máxima y mínima promedio mensual de las temperaturas máximas y mínimas mensuales (1902-2011), así como del mes correspondiente a cada celda de las superficies de precipitación máxima mensual (1902_2011).

Los parámetros bioclimáticos que se describen a continuación para la superficie continental de México, se calcularon por estación a partir de la base climatológica diaria 1902-2011 del Servicio Meteorológico Nacional conforme a la metodología de ANUCLIM (http://www.rforge.net/doc/packages/climates/html/bioclim.html) también utilizada en Worldclim (http://www.worldclim.org/bioclim). Dichos parámetros bioclimáticos son de utilidad para estudiar la relación entre el clima y la distribución de los seres vivos (Worldwide Bioclimatic Classification System)

Los parámetros bioclimáticos (1902-2011) son:

1. Temperatura media anual (°C)
Temperatura media anual = ((tmax1 + tmax2 + ... + tmax12)/12 + (tmin1 + tmin2 +...+ tmin12)/12)/2 en cada estación


2. Rango de temperatura media diurna (media mensual de (temp. máxima – temp. mínima))
Rango de temperatura media diurna = ((tmax1 + tmax2 + ... + tmax12)/12 - (tmin1+ tmin2+...+ tmin12)/12), en cada estación


3. Isotermalidad. Índice de variabilidad de la temperatura (P2/P7)*100(Razón del rango diurno promedio con respecto al rango anual)
Isotermalidad = (Bio2/Bio7) * 100, en cada estación


4. Estacionalidad de la temperatura (desviación estándar * 100)
Estacionalidad de la temperatura = desviación estándar de la temperatura media mensual * 100, en cada estación


5. Temperatura máxima del mes más cálido (°C)
De las 12 climatologías mensuales de temperatura máxima, se elige el valor más alto por estación


6. Temperatura mínima del mes más frío (°C)
De las 12 climatologías mensuales de temperatura mínima, se elige el valor más bajo por estación


7. Rango de temperatura anual (°C)(temp. máx. del mes más cálido – temp. Mín. del mes más frío)
Rango de temperatura anual = Bio5 - Bio6, por estación


8. Temperatura promedio del trimestre más lluvioso (°C)
Temperatura promedio del trimestre más lluvioso = (((Tmax1+Tmax2+Tmax3)/3) + ((Tmin1+Tmin2+Tmin3)/3)) / 2, por estación


9. Temperatura promedio del trimestre más seco (°C)
Temperatura promedio del trimestre más seco = (((Tmax1+Tmax2+Tmax3)/3) + ((Tmin1+Tmin2+Tmin3)/3)) / 2, por estación


10. Temperatura promedio del trimestre más cálido (°C)
Temperatura promedio del trimestre más cálido = (((Tmax1+Tmax2+Tmax3)/3) + ((Tmin1+Tmin2+Tmin3)/3)) / 2, por estación


11. Temperatura promedio del trimestre más frío (°C)
Temperatura promedio del trimestre más frío = (((Tmax1+Tmax2+Tmax3)/3) + ((Tmin1+Tmin2+Tmin3)/3)) / 2, por estación


12. Precipitación anual (mm)
Precipitación anual = (prec1 + prec2 + ... + prec12), por estación


13. Precipitación del mes más lluvioso (mm)
De las 12 climatologías mensuales de precipitación, se elige el valor más alto por estación


14. Precipitación del mes más seco (mm)
De las 12 climatologías mensuales de precipitación, se elige el valor más bajo por estación


15. Estacionalidad de la precipitación (coeficiente de variación)
Estacionalidad de la precipitación = (Desviación estándar (prec1, prec2,...,prec12)*100)/ (1+((prec1+ prec2...+prec12)/12)), por estación


16. Precipitación del trimestre más lluvioso (mm)
Precipitación del trimestre más lluvioso = Prec1+Prec2+Prec3, por estación


17. Precipitación del trimestre más seco (mm)
Precipitación del trimestre más seco = Prec1+Prec2+Prec3, por estación


18. Precipitación del trimestre más cálido (mm)
Precipitación del trimestre más cálido = Prec1+Prec2+Prec3, por estación


19. Precipitación del trimestre más frío (mm)
Precipitación del trimestre más frío = Prec1+Prec2+Prec3, por estación

El trimestre más lluvioso (julio, agosto y septiembre), el más seco (febrero, marzo y abril), el más cálido (abril, mayo y junio) y el más frío (diciembre, enero y febrero), se obtuvieron de los datos mensuales de las estaciones climatológicas, generados a partir de la base climática 1902–2011 del SMN.

Para generar la superficie del parámetro bioclimático se calculó la diferencia entre el bioclimático de la estación y el valor correspondiente a la posición geográfica de la estación en la superficie de Worldclim (1950-2000) .

Se aplicó un control de calidad, eliminando las (diferencias) estaciones con valores por encima y por debajo de la media más menos dos desviaciones estándar.

Se realizó la interpolación espacial de las diferencias restantes utilizando el método IDW¹

Se sumó a la superficie de referencia, Worldclim (1950-2000), la superficie interpolada de las diferencias y se obtuvo la superficie bioclimática, con resolución espacial de 926 m, la cual considera el efecto topográfico.

Los parámetros bioclimáticos incorporados en el ACDM versión 2.0 se determinaron para la superficie continental mexicana. Las regiones del sur de los Estados Unidos y los paises centroamericanos se integraron con los parámetros bioclimáticos de Worldclim.

Climatología oceánica y costera

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La temperatura superficial de mar y sus respectivas anomalías, se procesaron a partir de los datos de pasos nocturnos del sensor satelital AquaMODIS de 4 micras de la NASA, con resolución espacial de 4 km. La concentración de clorofila-a y sus anomalías fueron elaboradas con base en el propio sensor Aqua MODIS, también con resolución espacial de 4 m.

Los vientos climatológicos superficiales en el océano, provienen de los datos del escaterómetro QuikSCAT de la NASA, los cuales fueron procesados e interpolados para desplegarse en el ACDM con una resolución de 30 minutos de arco (55 km) de acuerdo con el desarrollo de Romero et al (2007).

La topografía dinámica absoluta* con resolución espacial de 1/4 ° (27.8 km), la anomalía de nivel del mar** con resolución espacial de 1/4° (27.8 km) y la velocidad geostrófica*** con resolución espacial de 1/3° (37.1 km) se desarrollaron a partir de la base de datos Archiving, Validation, and Interpretation of Satellite Oceanographic data (AVISO) la cual está basada en observaciones altimétricas de los satélites: Jason-1, Jason-2, Ocean TOPography Experiment (Topex/Poseidon) y European Remote Sensing satellite (ERS-1, ERS-2).

*   Topografía dinámica absoluta: Altura de la superficie del mar con respecto al Geoide. (AVISO)

**   Anomalía del nivel del mar: Diferencia entre la altura real del nivel del mar, obtenida mediante mediciones, y un nivel medio basado en una referencia matemática. (FAO)

***  Vector de la velocidad geostrófica: Las corrientes oceánicas están en función del forzamiento del viento, la rotación de la Tierra, la fuerza de las mareas y el movimiento de las aguas de las zonas con una presión más alta a las zonas con una presión más baja. El componente de las corrientes originado por ese movimiento de las aguas se conoce como vector de la velocidad geostrófica. En algunas regiones, el principal componente de las corrientes es de carácter geostrófico. (FAO)

Líneas de flujo: Las líneas de flujo se generaron a partir de las componentes “x, y” de los vectores de velocidad geostrófica absoluta mediante la función “curvvec” (Stevens 2009) modificada para el ACDM.

Modelos globales de circulación y escenarios de cambio climático

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La cartografía desarrollada sobre modelos y escenarios de cambio climático proviene de la climatología de Hijmans et al (2005) y de los modelos globales de circulación y de escenarios de emisiones  del Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) que fueron procesados e interpolados para México y Centroamérica, a partir del Model for the Assessment of Greenhouse-gas Inducted Climate Change. A Regional Climate Scenario Generator. Version 5.3.v2.

Los escenarios de cambio climático global disponibles tienen una resolución espacial de 2.5° x 2.5° por lo que se interpolaron mediante el método Spline a la resolución de 30” x 30” en la que se encuentra la climatología de Hijmans et al (2005) disponible en la página: WorldClim, Global Climate Data.

La topografía del territorio es un factor muy importante que no es tomado en cuenta en los modelos y escenarios de cambio climático, pero que si está considerado en la climatología a muy alta resolución (30” x 30”) de Hijmans et al (2005). Al sumar la anomalía de los modelos del IPCC a la climatología, se incorpora el efecto topográfico y se obtiene una mejor alternativa de distribución espacial de la variable de cambio climático considerada.

Aspectos y escenarios socioeconómicos

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La información sobre aspectos y escenarios socioeconómicos proviene del Greenhouse Gas Initiative (GGI) Program of the International Institute for Applied Systems Analysis (IIASA), Laxenburg, Austria, la cual tiene una resolución espacial de medio grado (55.6 km).

Cobertura del Suelo

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El Atlas Climático Digital de México incorpora el medio ambiente de la región como un mosaico de bosques, praderas, desiertos y ciudades. Este mapa de la cobertura del suelo nos ofrece una imagen homologada de la cubierta física observada en la superficie terrestre y nos da fundamentos para entender los aspectos ambientales propios del subcontinente.

Basado en imágenes satelitales de 2005, el nuevo mapa es el primero de una serie que monitoreará y representará visualmente los cambios en la cobertura del suelo de la región. Estos mapas se están elaborando en el marco del Sistema de Monitoreo del Cambio en la Cobertura del Suelo de América del Norte (NALCMS, por sus siglas en inglés), que es fruto de la colaboración internacional facilitada por el Atlas ambiental de América del Norte, a su vez iniciativa de la Comisión para la Cooperación Ambiental (CCA).

El mapa y los datos que lo acompañan ayudarán a los investigadores a analizar asuntos relacionados con el cambio climático, el secuestro de carbono, la pérdida de biodiversidad y los cambios en la estructura y la función de los ecosistemas. Esta información también será de utilidad para organizaciones no gubernamentales, funcionarios de gobierno a cargo de la toma de decisiones u otros usuarios interesados en la dinámica de la cobertura del suelo, la conservación y las tendencias regionales del medio ambiente de América del Norte y sus cambios.

El trabajo sobre cobertura del suelo de América del Norte se inició en la Cumbre de Cobertura del Suelo de 2006, celebrada en Washington, D.C. Desde entonces, especialistas de dependencias gubernamentales de Canadá, Estados Unidos y México han colaborado en el establecimiento de una taxonomía homologada de 19 clases de cobertura de suelo a fin de ofrecer un panorama uniforme del subcontinente con una escala homogénea de 250 metros. Las dependencias que participan en esta tarea son el Centro Canadiense de Percepción Remota Natural (Canada Centre for Remote Sensing, CCRS) del ministerio de Recursos Naturales de Canadá, el Servicio Geológico de Estados Unidos (U.S. Geological Survey, USGS) y tres organismos mexicanos: el Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI), la Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad (CONABIO) y la Comisión Nacional Forestal (CONAFOR).

1          Bosque de coníferas templado o subpolar
3          Bosque de latifoliadas perennifolio tropical o subtropical
4          Bosque de latifoliadas caducifolio tropical o subtropical
5          Bosque de latifoliadas caducifolio templado o subpolar
6          Bosque mixto
7          Matorral tropical o subtropical
8          Matorral templado o subpolar
9          Pastizal tropical o subtropical
10        Pastizal templado o subpolar
14        Humedal
15        Suelo agricola
16        Suelo desnudo
17        Asentamiento humano
18        Cuerpo de agua
19        Nieve y hielo

Cobertura del suelo en América del Norte, 2005.

 

Modelos digitales de elevación

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Los modelos digitales de elevación se desarrollaron a partir de los datos del General Bathymetric Chart of the Oceans (GEBCO 08) con resolución espacial de 30 segundos de arco (926 m), de la base de datos del Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) producida por la National Aeronautical Space Agency (NASA) con 90 m de resolución, conforme al ajuste y modificación realizado por el Consortium for Spatial Information - Consultative Group for International Agriculture Research (CGIAR-CSI). De igual forma se utilizaron los datos del Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) que tiene una resolución espacial de 30 m.

Límites territoriales

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Las localidades urbanas, rurales, los límites municipales, estatales, de islas, litorales y fronteras de México, así como sus respectivos nombres, provienen de la actualización 2009 del INEGI en el marco geoestadístico municipal, los cuales fueron procesados para calcular sus respectivas áreas y ajustados para hacer eficiente su despliegue en Internet.

Los límites municipales, estatales, de islas, litorales y fronteras de Centroamérica, así como sus respectivos nombres, provienen del Sistema de Información Ambiental Mesoamericano (SIAM) los cuales fueron procesados para calcular sus respectivas áreas y ajustados para integrar una base centroamericana y hacer eficiente su despliegue en Internet.

La información sobre la Zona Económica Exclusiva de los países del área se tomó de la Maritime Boudaries Geodatabase del  Flanders Marine Institute cuyos autores no asumen ninguna responsabilidad respecto al estado legal sobre la delimitación de las fronteras o límites de ningún país, territorio o área. De igual forma se indica que la información puede ser utilizada para fines educativos o de investigación científica pero no debe ser usada con fines legales, comerciales, económicos o de navegación.

Dentro del contexto del proyecto SIBA, la combinación de herramientas de Sistemas de información Geográfica (SIG), métodos estadísticos y técnicas de interpolación objetiva, resulta adecuada para afrontar el reto de generar una nueva cartografía climática y de escenarios de cambio climático a nivel regional para México. Dicha cartografía es sumamente útil para mejorar la comprensión y gestión de nuestro entorno. Su validación o control de la calidad de la información, no sólo es importante para introducir objetividad en el proceso cartográfico, sino también para calcular el error asociado de los mapas resultantes. Hay que tener en cuenta que la validación es un elemento clave, no sólo para evaluar la calidad cartográfica de un mapa, sino para tener un parámetro de la confiabilidad del producto.

Debido a lo anterior, se realizó una comparación –mediante diversos parámetros estadísticos– de los valores obtenidos de la base de datos climáticos WorldClim contra datos observados en 1900 estaciones meteorológicas del país que cuentan con más de 30 años de registros (ver mapa). Los resultados obtenidos se muestran en la siguiente tabla, donde se incluyen el error cuadrático medio (rmse, por sus siglas en inglés) y la media de las diferencias (media_dif), para la temperatura máxima promedio (tmaxp) la temperatura mínima promedio (tminp) y la precipitación promedio (precp) de cada mes.

Ubicación de estaciones meteorológicas del SMN con más de 30 años de registros.

A  continuación se muestra un ejemplo gráfico de la validación de los datos de Temperatura Máxima Promedio para el mes de enero.

Validación de los datos de Temperatura Máxima Promedio para el mes de enero.

Los histogramas que se muestran a continuación, son ejemplos para el mes de julio de las diferencias entre los datos de temperatura máxima, mínima y precipitación mensual acumulada de cada una de las estaciones (1902-2011) y el valor correspondiente de la superficie climática promedio mensual, generada mediante métodos objetivos por  Hijmans et al (2005), la cual considera el efecto topográfico conforme a la base Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) de 90 m de resolución espacial e interpola la superficie climática a muy alta resolución espacial (926 x 926 m). Se aplicó un control de calidad a los datos mensuales, eliminando aquellos cuyas diferencias están por encima y por debajo de la media ± 2(Std. Dev.) para cada variable.

Ejemplo de control de calidad de temperatura máxima. Julio (1902-2011)

Ejemplo de control de calidad de temperatura mínima. Julio (1902-2011)

Ejemplo de control de calidad de precipitación mensual acumulada. Julio (1902-2011)

Las tablas y gráficos siguientes muestran datos estadísticos mensuales (media y desviación estándar) de las variables temperatura máxima, mínima y precipitación de las diferencias entre los datos de la estación y el valor de la superficie climática de Hijmans et al (2005), así como las estadísticas de los datos después del proceso de control de calidad.

Estadísticas mensuales de los datos de temperatura máxima (1902-2011)
antes y después del control de calidad

Desviación estándar mensual de los datos de temperatura máxima (1902-2011)
antes y después del control de calidad

Estadísticas mensuales de los datos de temperatura mínima (1902-2011)
antes y después del control de calidad

Desviación estándar mensual de los datos de temperatura mínima (1902-2011)
antes y después del control de calidad

Estadísticas mensuales de los datos de precipitación mensual
acumulada (1902-2011) antes y después del control de calidad

Desviación estándar mensual de los datos de precipitación mensual acumulada (1902-2011)
antes y después del control de calidad

El acceso al Atlas Climático Digital de México se puede realizar en la siguiente dirección: http://uniatmos.atmosfera.unam.mx, o a través del portal del Centro de Ciencias de la Atmósfera de la UNAM: http://www.atmosfera.unam.mx.

En caso de que utilice los datos o los mapas del ACDM y con la finalidad de continuar con el desarrollo del proyecto ACDM, le sugerimos los cite de la siguiente forma:

Fernandez-Eguiarte A., J. Zavala-Hidalgo, R. Romero-Centeno .
Atlas Climático Digital de México (versión 2.0).
Centro de Ciencias de la Atmósfera. UNAM.
Servicio Meteorológico Nacional, CONAGUA
http://uniatmos.atmosfera.unam.mx/

2005 North American Land Cover at 250 m spatial resolution. Produced by Natural Resources Canada/Canadian Centre for Remote Sensing (NRCan/CCRS), United States Geological Survey (USGS); Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI),  Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad (CONABIO) and  Comisión Nacional Forestal (CONAFOR). http://www.cec.org/newsletter/Newsletter_Mar25_sp.html

ASTER Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer http://asterweb.jpl.nasa.gov/

Atlas Climático Digital de México. Agustín Fernández-Eguiarte, Rosario Romero-Centeno y Jorge Zavala-Hidalgo. ¿Como ves?, Revista de Divulgación de la Ciencia de la Universidad Nacional Autónoma de México. Año 13, No. 148. (pdf)

AVISO Archiving, Validation, and Interpretation of Satellite Oceanographic data
http://www.aviso.oceanobs.com/index.php?id=1272

Bioclim - Bioclimatic Variables
http://www.rforge.net/doc/packages/climates/html/bioclim.html

Cenapred. Serie Fasciculos, Sequías. García F., Fuentes O. y Matías L. G., (2002). http://www.proteccioncivil.gob.mx/work/models/ProteccionCivil/Resource/372/1/images/fasciculo_sequias.pdf

Conde, C., B. Martínez, O. Sánchez, F. Estrada, A. Fernandez, J. Zavala, C. Gay. 2008. Escenarios de Cambio Climático (2030 y 2050) para México y Centro América . Temperatura y Precipitación. [Documento en línea]. Disponible desde internet en http://www.atmosfera.unam.mx/gcclimatico/index.php?option=com_content&view=article&id=61&Itemid=74

DCAM Provides Accessible Climate Information. Jorge Zavala-Hidalgo, Agustín Fernández-Eguiarte, Rosario Romero-Centeno and Olmo Zavala-Ceneteno. EOS newspaper. American Geophysical Union. Vol.91, Number 14, 6 april 2010. http://www.agu.org/pubs/crossref/2010/2010EO140001.shtml

Defining Climate Zones in Mexico City Using Multivariate Analysis./ Autores: F. Estrada, A. Martínez-Arroyo, A. Fernández Eguiarte, E. Luyando and C. Gay. Atmósfera. Vol 22, No 2 (2009). http://www.atmosfera.unam.mx/editorial/atmosfera/acervo/vol_22_2/04.pdf

Escenarios de Cambio Climático (2030 y 2050) para la República Mexicana y América Central. Centro de Ciencias de la Atmósfera, UNAM. 2008. Documento en línea. http://www.atmosfera.unam.mx/cclimatico/escenarios/Escenarios_de_cambio_climatico_Mexico_2008.htm

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Fernández-Eguiarte A., J. Zavala-Hidalgo, R. Romero-Centeno y participantes de grupos temáticos. Febrero 2010. Atlas Climático Digital de México. Evaluado muy positivamente por pares académicos en 2009 y 2010, dentro del marco del megaproyecto SIBA-IMPULSA-UNAM. UNIATMOS. Centro de Ciencias de la Atmósfera. Coordinación de la Investigación Científica, UNAM.

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Hijmans, R.J., S.E. Cameron, J.L. Parra, P.G. Jones and A. Jarvis, 2005. Very high resolution interpolated climate surfaces for global land areas. International Journal of Climatology 25: 1965-1978. (pdf)

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