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BOLETÍN Junio 2012 / Año 1, No. 2
EUTROFIZACIÓN Y FORZAMIENTO
CLIMÁTICO: EFECTOS EN LAS
RUTAS DE NITRÓGENO EN LA
REGIÓN SUR DEL GOLFO DE
CALIFORNIA
El presente estudio está planteado para
determinar, mediante la modelación
numérica de la hidrología continental, del
océano y de la atmósfera en diversas escalas
espaciales y temporales, la importancia
relativa de los factores hidrodinámicos,
atmosféricos e hidrológicos involucrados en
las rutas del Nitrógeno, en el contexto del
fenómeno de eutrofización de las aguas
costeras del Golfo de California (GC).
Esta investigación pretende contribuir a la
exploración de nuevas herramientas espacio-
temporales
que
permitan
asociar
automáticamente
los
modelos
hidrodinámicos y atmosféricos con el fin de
evaluar la calidad del agua y la exportación
de nutrientes hacia las zonas costeras, en el
contexto del fenómeno de eutrofización y
del cambio climático. El proyecto
multidisciplinario requiere no solo de
información que se genere con la
modelación numérica, sino también del
análisis y la medición directa e indirecta de
los parámetros relevantes en otros frentes
de trabajo. Nuestra propuesta contempla
trabajo
en
asociación
con
varias
Universidades e Institutos para mejorar el
entendimiento del sistema físico en el que se
desarrolla el fenómeno de eutrofización en
las aguas costeras del GC.
RESUMEN
Varios estudios realizados en las áreas costeras del Golfo de California (GC) han cuantificado la
cantidad de nutrientes (Nitrógeno, N y Fósforo, P) que se exportan desde las zonas altas de las
cuencas de los ríos de Sonora y Sinaloa (Miranda et al., 2009). Sin embargo, pocos trabajos han
tomado en cuenta el recambio de agua y otras fuentes como la camaronicultura que incrementan
en un porcentaje considerable los niveles de N y de P, estimados en un 10.1% y 3.3%
respectivamente. La calidad de agua no solo se ve afectada por las actividades antropogénicas
(crecimiento urbano, industrial y agrícola) sino también por el impacto natural que afecta las
aguas subterráneas cercanas a la costa debido a la intrusión salina (CNA, 2004). El 87% del uso del
agua corresponde al sector agrícola y el porcentaje restante se divide entre el sector público,
industrial y pecuario (Arias Patrón, 2005). El cambio climático y la degradación de los ecosistemas
se deben en parte al cambio del uso de suelo. Análisis de modelos globales en el siglo 20 muestran
la importancia de la realización de estudios más precisos en términos de variaciones espaciales y
temporales (Corzo et al., 2011).
A pesar de que las prácticas y el manejo del uso de suelo varían de región en región, la ocurrencia
de este fenómeno tiene un impacto a gran escala que afecta el comportamiento hidrológico de los
sistemas acuáticos, el ciclo global del carbono, los flujos de energía y el clima en general. El
proyecto Eutrofización y forzamiento climático: Efecto de las rutas del Nitrógeno en la región sur
del Golfo de California está dirigido a evaluar los impactos relativos de las diferentes fuentes de
Nitrógeno, incluyendo las rutas atmosféricas, en el contexto del fenómeno de eutrofización.
Complementariamente se busca determinar, mediante técnicas avanzadas de modelación (Corzo
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2010), las posibles consecuencias para dichas rutas de los diferentes escenarios de cambio
climático para el siglo XXI.
La hidrología del noroeste de México está fuertemente influenciada por el Monzón de América del
Norte (MAN), que ocurre durante los meses de verano y aporta aproximadamente el 65% de la
precipitación total anual de los estados de Sinaloa y Sonora. El Desierto de Sonora se considera un
desierto “húmedo” debido a la adaptación de las plantas a la precipitación del monzón. La
temporada monzónica posiblemente tiene un efecto significativo sobre el transporte eólico de
polvo y aerosoles desde el continente hacia las zonas costeras del GC, al modular el clima y el ciclo
hidrológico regional. El transporte eólico de aerosoles constituye una posible fuente de Nitrógeno
para el fenómeno de eutrofización en el GC, mismo que requiere de componentes verticales
(ascendentes sobre las regiones agrícolas y descendentes sobre el golfo) y transversales a la línea
de costa que son similares a las celdas convectivas asociadas al MAN.
A fin de lograr un mejor entendimiento del impacto y los cambios espacio-temporales en la calidad
del agua y el proceso de eutrofización en las zonas costeras del GC, es necesario hacer un estudio
integral sobre los efectos causados por el incremento de nutrientes debido a actividades
antropogénicas y variaciones naturales, tomando en cuenta los factores atmosféricos y su
probable evolución futura bajo los efectos del cambio climático.
OBJETIVOS
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Identificar y analizar las cuencas hidrológicas que contribuyen al proceso de eutrofización en el
GC. Adicionalmente, cuantificar mediante el uso de modelos hidrológicos, la influencia del uso
del suelo en las descargas y la contaminación del GC.
Desarrollar un modelo hidrodinámico del GC y analizar la información con el fin de generar un
mapa de zonas de mayores concentraciones actuales de N y P; comparar las zonas para los
diferentes escenarios de cambio climático.
Caracterizar la circulación general de la atmósfera en la región del GC en todas las escalas
espaciales y temporales posibles, a partir del análisis diagnóstico de las bases de datos
meteorológicos existentes durante el periodo 1979-2010 (NARR; red de estaciones
meteorológicas EMAS del Sistema Meteorológico Nacional).
Aplicar un modelo atmosférico a la región del GC para determinar las escalas espaciotemporales relevantes, así como las zonas de aporte de aerosoles hacia el GC considerando
algunas propiedades del suelo y la cobertura vegetal, así como el efecto de los vientos
dominantes.
Realizar re-escalamientos dinámicos de alta resolución (<3km) de la base de datos del NARR
mediante el uso de un modelo numérico regional de la atmósfera (WRF), para caracterizar los
rasgos finos de las celdas convectivas de la Sierra Madre Occidental y su posible efecto sobre
el transporte de aerosoles en la región del GC.
Realizar simulaciones hidrodinámicas, forzadas en la superficie del océano por los campos del
modelo atmosférico, para analizar escenarios críticos y determinar los posibles efectos
debidos al cambio climático.
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ÁREA DE ESTUDIO
El área de estudio está localizada en la región del GC y se enfoca en la costa noroeste de México
que incluye los Estados de Sonora y Sinaloa (Figura 1). El GC tiene un área aproximada de 160.000
km2 y recibe descargas de los ríos Colorado, Fuerte, Mayo, Sinaloa, Sonora y El Yaqui. La
precipitación anual histórica comprendida entre los años 1941 – 2002 para los Estados de Sinaloa y
Sonora es 776 y 423 mm, respectivamente (Unidad de Servicio Meteorológico Nacional, CNA,
2004).
Figura 1: Golfo de California; Estados de Sonora y Sinaloa
Fuente: Google Earth
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GRUPOS PARTICIPANTES
CONTACTOS
Dra. Aida Martínez López
CICIMAR-IPN
Lab. de Fitoplancton
La Paz, Baja California Sur, México
Dr. Gerald Augusto Corzo Pérez
Profesor Investigador
Centro Internacional del Agua para América Latina y el Caribe
Tecnológico de Monterrey, Campus Monterrey
Monterrey, N.L., México
Dr. Roberto Parra Saldívar
Profesor Investigador
Centro Internacional del Agua para América Latina y el Caribe
Tecnológico de Monterrey, Campus Monterrey
Monterrey, N.L., México
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