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Introducción
Los modelos climáticos regionales (ECHAM, MPI ECHAM-5, ECHAM5/MPI-OM, HadGEN1 y GCM) se han utilizado en numerosos estudios con diferentes propósitos, por ejemplo, fenómeno del cambio climático, predicción estacional, variabilidad del clima, reanálisis y circulación del viento en ámbitos regionales (Agal’tseva, Spectorman, White & Tanton, 2010; Demuzere, Werner, van Lipzig & Roeckner, 2009; Frierson et al., 2013; Moser, 2010; Seth, Rauscher, Camargo, Qian & Pal, 2007; Xin, Dai, Li, Rong & Zhang, 2019). Sin embargo, la mayoría de estas proyecciones se realizan de manera global (Barnett & Adger, 2007; Hanjra & Qureshi, 2010; Vörösmarty et al., 2010), por lo que es necesario visualizarlas en contextos regionales, específicamente en territorios rurales que basan su economía (Kang, Park, Kim, Lee & Back, 2009) y sobrevivencia en la agricultura (Suastegui Cruz et al., 2017).
Estos modelos permiten investigar las condiciones pasadas, presentes y posibles cambios futuros relacionados con el escenario climático de la localidad de Las Ánimas (Demuzere et al., 2009), donde el balance hídrico se obtiene comparando las precipitaciones y la cantidad de agua utilizada en función de cambios por condiciones climáticas (Bussotti, Pollastrini, Holland & Brüggemann, 2015; Schubert et al., 2016; Weber, 2010) a través del tiempo (uno de los momentos más importantes fue el siglo XIX) (Gleckler, Durack, Stouffer, Johnson & Forest, 2016; Riser et al., 2016; Solomon, Manning, Marquis & Qin, 2007).
Las alteraciones climáticas han generado cambios en los patrones de lluvias y temperaturas entre 1.8 °C y 4.0 °C (Alexander, 2016; Böhm et al., 2010) con precipitaciones de periodos cortos, que en la actualidad han conducido a problemas de sequías (Hernández-Mansilla et al., 2016; Schubert et al., 2016), así como dificultades en la producción de alimentos y disponibilidad de agua (Anderson et al., 2016; Zhang, Chen, Li, Ding & Fu., 2018), lo que ha causado inseguridad hídrica, alimentaria y conflictos sociales (Buhaug, 2010; De Amorim et al., 2018; Jiménez-Cisneros, 2015; Porporato y Heguiabehere, 2018).
Por lo anterior, fue importante conocer las precipitaciones ocurridas en los años 2015, 2016 y 2017, que significaron pérdidas en la producción para la localidad de Las Ánimas; por ello, es necesario anticipar los escenarios futuros (2030 y 2050) para contribuir a la seguridad hídrica de áreas rurales con características similares para la búsqueda de mecanismos de adaptación comunitaria que mejoren la conservación y manejo del recurso agua.
Materiales y métodos
El estudio fue de tipo cuantitativo, longitudinal-retrospectivo, no experimental y explicativo. La variable dependiente fue la cantidad de precipitación pluvial, mientras que la independiente fue los años. Como objeto de estudio se utilizaron las precipitaciones de 2015, 2016 y 2017, y se realizó el análisis de los posibles escenarios para los años 2030 y 2050 de la localidad de Las Ánimas, municipio de Tecoanapa Guerrero (México), ubicada en las coordenadas 99° 19′ 07″ de longitud sur y 16° 58′ 22″ de latitud oeste, a una altura de 660 m s. n. m. El clima es subhúmedo cálido (García, 1973) con temperatura media de 31 °C, precipitación de 1200 mm anuales y un total de 1527 habitantes (Instituto Nacional de Estadística Geografía e Informática [Inegi], 2010).
Los datos fueron recabados del atlas climático digital de México y se obtuvo información de modelos globales de circulación (MPI ECHAM 5 y HadGEN1) y escenarios A2, B2 para los años 2030 y 2050; este tipo de modelos presentan información del territorio mexicano del cual se hicieron recortes al ráster nacional con el shapefile de Las Ánimas, con apoyo de la herramienta ArcGIS 10.3 para precipitaciones mensuales del área de estudio.
La información permitió crear bases de datos de la precipitación mensual para los años 2030 y 2050 en los escenarios A2 y B2 con el paquete estadístico Excel 2016 para el balance hídrico mensual, con precipitaciones y cantidades de consumo obtenidas por Suastegui Cruz et al., (2018). La representación de los datos fue a través de gráficas de histogramas para el balance hídrico.
Resultados
Como se muestra en la Figura 1, el balance hídrico anual de 1998 a 2016 proporciona un historial del comportamiento de la escasez de agua en el área de estudio. Se observa que los años más críticos fueron 2000, 2002, 2009, 2011, 2015 y 2016, esto basado en las actividades desarrolladas durante el periodo secano y de estiaje. Los años anteriores a 2012 mantuvieron una distribución constante entre las lluvias y el consumo de agua, pero aumentó en 2013 cuando ocurrieron las tormentas tropicales Ingrid y Manuel en Guerrero (Toscana Aparicio y Villaseñor Franco, 2018). En el año 2014 las lluvias fueron acompañaron por tormentas tropicales de menor intensidad, mientras que en 2015 y 2016 las precipitaciones fueron más bajas, por lo que causaron problemas de sequías en el periodo secano con pérdidas en la agricultura (Suastegui Cruz et al., 2018).
Fuente: Elaboración propia
Figura 1 Balance hídrico anual de Las Animas Guerrero. para el periodo 1998-2016
Por otra parte, la proyección del balance hídrico mensual para el escenario A2 modelo MPI ECHAM 5 (Figura 2) para el año 2030 muestra escasez de agua de aproximadamente 4, 000, 000, 000 L/ha-1, pero con pronta recuperación en un periodo de 45 días. En los meses de mayo y junio de 2030 y 2050 aumentará la cantidad de agua, y permanecerá constante de junio a septiembre, en este sentido y de manera general, la disponibilidad de agua para el resto del año. Esto en comparación con el año 2017 que no presentó problemas del recurso agua en el periodo de estiaje.
Fuente: Elaboración propia
Figura 2 Distribución del balance hídrico mensual de los años 2015, 2016, 2017 y del modelo MPI ECHAM 5 del escenario A2 de los años 2030 y 2050 de Las Animas Guerrero
La Figura 3 muestra las modificaciones en la precipitación para el año 2030 que comenzará en el mes de junio y la estación de estiaje será de noviembre-junio con mayor duración en la localidad; esto con base en las proyecciones del escenario B2, modelo MPI ECHAM 5. Como resultado se tendrá que en el año 2030 y 2050 la precipitación será más abundante en el mes de septiembre, lo que coincide con el escenario A2.
Fuente: Elaboración propia
Figura 3 Distribución del balance hídrico mensual de los años 2015, 2016, 2017 y del modelo MPI ECHAM 5 del escenario B2 de los años 2030 y 2050 de Las Animas Guerrero
En el escenario A2, modelo HadGEN1 (Figura 4) las lluvias se proyectan de julio a octubre, donde septiembre será el mes más abundante con 4, 000, 000, 000 L/ha-1.
Fuente: Elaboración propia
Figura 4 Distribución del balance hídrico mensual de los años 2015, 2016, 2017 y del modelo HADGEM1 del escenario A2 de los años 2030 y 2050 de Las Animas Guerrero
Los datos generados en esta investigación ponen en evidencia que la seguridad hídrica existente se verá afectada por el cambio climático y este tipo de proyecciones ayudarán a planificar estrategias hídricas y procesos de adaptación que permitan enfrentar las consecuencias.
En el caso de Las Ánimas, no existe un plan de manejo sobre seguridad hídrica, situación que también se refleja en otras partes del territorio mexicano.
Con los modelos de circulación, se puede visualizar que las lluvias futuras serán similares a las de años anteriores (Figura 5), aunque la diferencia radica en los breves periodos de lluvias. Las predicciones de estos modelos permiten visualizar el cambio climático como uno de los principales contribuyentes a los efectos adversos durante las sequías en áreas agrícolas.
Discusión
Los resultados muestran que en el balance hídrico de los dos modelos y escenarios A2 y B2 provocará que el cambio climático aumente las precipitaciones en menor tiempo con mayor intensidad (Wada & Bierkens, 2014; Werner et al., 2016).
A pesar de la excelente precipitación, la pérdida de materia orgánica conducirá al agotamiento de los recursos hídricos durante el periodo de estiaje, lo que reducirá la filtración del suelo y cambio, y uso de suelo local para recargar las vías fluviales, situación similar que se presentó en el año 2015 (Abou-Shaara, 2019; Merz, Parajka & Blöschl, 2011).
Los cambios en la precipitación se experimentarán en algunas regiones del mundo, con variaciones en aumento y escasez de agua (Kumar, Jain & Singh., 2010; Suastegui Cruz et al., 2018) en el área de estudio, donde las temporadas de lluvias iniciaban en el mes de mayo, aunque actualmente existe prolongación en los periodos.
Se espera que el cambio climático continúe afectando las regiones y las condiciones climáticas regionales, lo que resultará en lluvias y sequías erráticas o irregulares (Suryabhagavan, 2017).
El aumento de las precipitaciones solo se dará por fenómenos como el Niño y la Niña, así como la situación presentada en 2013 (Figura 1) que ocasionaron pérdidas en la agricultura por lluvias intensas (McNeeley et al., 2018), esto en contraste con Parry et al. (2007), quienes mencionan que la producción de alimentos en algunas regiones del mundo será estable para los años 2030 y 2050, mientras Hasegawa et al. (2018) proyectan un incremento en la inseguridad hídrica y alimentaria, con aumentos sustanciales de los precios y hambre en las regiones más pobres, que se combinarán con olas de calor durante las sequías y causarán daños a la agricultura, extinción de especies y escasez de agua (Esparza, 2014; McMaster et al., 2019; Miralles, Gentine, Seneviratne & Teuling, 2019; Naumann et al., 2018; Sánchez-Balseca, Muñoz-Rodríguez y Aldás-Sandoval, 2019).
Hoy en día, la seguridad hídrica se ve afectada por el cambio climático, lo que dificulta a los países que aún no han desarrollado estrategias hídricas para hacer frente a los procesos de adaptación (Flörke, Schneider & McDonald, 2018; Sadoff y Muller, 2010).
Para Sadoff y Muller (2010) la seguridad hídrica se puede alcanzar solo si se invierte en las tres “I”: a) información más accesible y adecuada, b) instituciones más fuertes y flexibles, y c) infraestructura natural y artificial para el almacenamiento, transporte y tratamiento del agua para la toma de decisiones. (p.5)
Conclusiones
De acuerdo con los escenarios para el cambio climático A2 y B2 para los años 2030 y 2050, con base en los modelos MPI ECHAM 5 y HadGEN1, en el territorio que marca a la comunidad de Las Ánimas, municipio de Tecoanapa Guerrero (México) se presentará mayor precipitación anual para los años 2030 y 2050 en comparación con los años 2015, 2016 y 2017. En tal sentido, se considera el mismo uso actual del agua por la comunidad donde el balance hídrico será superior, ocasionado por el incremento de las precipitaciones en periodos más cortos y con ampliación en periodos de estiaje. Por eso, es necesaria la búsqueda de mecanismo de resiliencia comunitaria anual con mejoras en la captación, conservación y manejo del agua para contribuir realmente a la seguridad hídrica y alimentaria local.
Futuras líneas de investigación
El presente estudio puede ser un referente para futuras investigaciones relacionadas con las ciencias ambientales o para aquellas que orientan sus líneas hacia problemáticas ambientales como el cambio climático, la escasez de agua y la producción de alimentos. En tal sentido, vale acotar que se han realizado investigaciones similares en países de Latinoamérica aunque escasos estudios en México, por lo que esta marcaría la pauta para comprender desde lo local cuáles serán las consecuencias que generará el cambio climático en las localidades rurales que desarrollan actividades agropecuarias en el periodo de lluvias. Cuando suelen suceder fenómenos se sequías de agua y alimentos existirán afectaciones económicas y sociales. Por ello, se sugiere orientar líneas de investigación de la percepción de los habitantes de zonas rurales sobre las consecuencias que les están generando las bajas precipitaciones en su entorno.
Existe inseguridad anualmente por parte de las personas sobre qué sucederá con el periodo de lluvias: si será un año bueno para la producción y si no habrá huracanes o lluvias intensas. Las prácticas inadecuadas que afectan al medio ambiente contribuyen a las modificaciones para los periodos de lluvias. El resultado y análisis comprendido marcó la pauta para sugerir que la población fomente la cultura de la prevención de riesgo y la ambiental, con el uso racional de sus recursos naturales, que a través de sus conocimientos empíricos tengan una conciencia para el cuidado y preservación de su entorno.
