Convenio de Colaboración: CNA/SMN-UNAM 02-2011

“INTEGRACIÓN DE LOS ATLAS CLIMÁTICOS INSTITUCIONALES”

Atlas Climático Digital de México (versión 2.0)

Tercer Informe Parcial

(Junio - octubre 2012)

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Atlas Climático Digital de México

(versión 2.0)

Tercer Informe Parcial (junio - octubre 2012)

Lista de participantes 4 Introducción 4 Atlas Climático Digital de México (versión 2.0) 4 11. Mapas de promedios mensuales de temperatura máxima y mínima con datos del SMN y de reanálisis para un período de al menos diez años 5

Reanálisis Regional Diario de México (RRDM) 5

Temperatura máxima y mínima con datos del SMN y de reanálisis para el período de enero de 1979 a diciembre de 2009 (31 años) 6 Control de calidad de los mapas mensuales de temperatura máxima y mínima 7

Ejemplo de Temperatura máxima mensual, climatología, anomalía y temperatura máxima promedio para el mes de julio de 2007 con control de calidad 7

Ejemplo de Temperatura mínima mensual, climatología, anomalía y temperatura mínima promedio para el mes de noviembre de 1985 con control de calidad 9

3

12. Series de tiempo mensuales de temperatura máxima y mínima con datos del SMN y de reanálisis para un período de al menos diez años 11

Red de nodos por estado y municipio de México 11

Series de tiempo de temperatura máxima y mínima 14

13. Mapas y datos de climatología mensual de descargas eléctricas en el país 16

14. Incorporación y publicación en línea, de los nuevos productos generados en los puntos 11 al 13. Incorporación al Servicio WMS de los productos cartográficos generados con acceso desde las páginas web del SMN-CONAGUA y del CCA-UNAM 18 Servidor de mapas 19 Mapas en línea 19 Servidores WMS 19

Promedios mensuales de temperatura máxima y mínima obtenidos con datos del SMN y de reanálisis para el período de enero de 1979 a diciembre de 2009, mediante el Servidor de mapas, Mapas en línea y el Servicio WMS del ACDM 19 Series de tiempo 23 Ejemplos de los despliegues de descargas eléctricas nube a tierra, mediante el Servidor de mapas, Mapas en línea y el Servicio WMS del ACDM 31 Ejemplos de los despliegues de descargas eléctricas nube a tierra, por entidad federativa, mediante Mapas en línea del ACDM 33

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Lista de participantes

Agustín Fernández Eguiarte Autor

Rosario Romero Centeno Autor

Jorge Zavala Hidalgo Autor

Oscar Calderón Bustamante Programación y sistemas

Monica Anayetzin Mata Cruz Desarrollos SIG

Miguel Ángel Flores Espinosa Desarrollos SIG

Erika Mendoza Peña Desarrollos SIG Norma Irene Carrasco Mijarez Desarrollo datos reanálisis

Introducción

Atlas Climático Digital de México (versión 2.0)

El Atlas Climático Digital de México v2.0 (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 de la Comisión Nacional del Agua (SMN) que 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, la cual contiene los datos de las estaciones climatológicas (1961-2000) del

propio SMN con la que se desarrollaron las superficies climatológicas diarias denominadas base

MAYA.

El presente informe incorpora las actividades desarrolladas entre el 16 de junio y el 15 de

octubre de 2012, correspondientes al cuarto cuatrimestre del proyecto, conforme a los

siguientes productos esperados y establecidos en el Convenio de colaboración

correspondiente:

11. Mapas de promedios mensuales de temperatura máxima y mínima con datos

del SMN y de reanálisis para un período de al menos diez años.

12. Series de tiempo mensuales de temperatura máxima y mínima con datos del SMN y de reanálisis para un período de al menos diez años.

13. Mapas y datos de climatología mensual de descargas eléctricas en el país.

14. Incorporación y publicación en línea, de los nuevos productos generados en los puntos 11 al 13. Incorporación al Servicio WMS de los productos cartográficos generados con acceso desde las páginas web del SMN-CONAGUA y del CCA-UNAM.

5 En forma adicional a lo indicado en el Convenio de colaboración en sus puntos 11 y 12, el período de mapas y series de tiempo de promedios mensuales de temperatura máxima y mínima con datos del SMN y de reanálisis, se amplió de 10 a 31 años, es decir, se generaron 744 mapas mensuales, 372 de temperatura máxima y 372 de temperatura mínima con resolución espacial de 1.8 km, lo cual implica un total de 625,424 celdas localizadas en el territorio continental de México. A partir de dichas mallas se generó una red de 24,984 nodos, de aproximadamente 9 km x 9 km, en los que se estructuraron 24,984 series de tiempo mensuales de temperatura máxima y de temperatura mínima, para el período de enero de 1979 a diciembre de 2009.

En el período del presente informe, se publicó y puso en línea el libro electrónico denominado Atlas Climático de México y Áreas Adyacentes. Volumen 1, con ISBN: 978-607-02-3314-2,

editado conjuntamente entre el CCA y el SMN.

Otro producto derivado del desarrollo del presente proyecto, es el libro electrónico: Atlas Climático y de Cambio Climático del Estado de Oaxaca, México, con ISBN: 978-607-02-3295-4, editado por el CCA. Dicho libro utiliza los datos de la base diaria del SMN e incorpora procesos y metodologías desarrolladas en el presente proyecto.

En relación a los mapas y datos de climatología mensual de descargas eléctricas en el país, se generaron y pusieron en línea mapas interactivos mensuales a nivel nacional. Adicionalmente, se incorporaron todos los países de Centroamérica y el sur de los Estados Unidos y se desarrollaron despliegues cartográficos para cada unas de las 32 entidades federativas de México. De esta forma se generaron en total 396 mapas; 384 estatales y 12 nacionales.

Todos los productos que se desarrollaron para la presente etapa del proyecto, se encuentran disponibles en línea mediante el Servidor de mapas del ACDM, así como a través del Servicio WMS del propio ACDM, con acceso desde la página web del CCA.

11. Mapas de promedios mensuales de temperatura máxima y mínima con datos del SMN y de reanálisis para un período de al menos diez años. (Numeración conforme al Convenio de colaboración)

Reanálisis Regional Diario de México (RRDM)

Para generar los mapas de promedios mensuales de temperatura máxima y mínima, se utilizaron los datos de la base climatológica diaria del SMN (1902-2011), de la que se obtuvieron los datos diarios para el período 1979-2009 (31 años).

De la base de datos del North American Regional Reanalysis (NARR) se obtuvieron los datos cada 3 horas a partir de los cuales se extrajeron los valores de la temperatura máxima y mínima diaria, a nivel de superficie (2 m). La resolución espacial de dicha base en su latitud más baja es de aproximadamente 0.3 grados (32 km) y cubre espacialmente a toda Norteamérica y Centroamérica, como se muestra en la siguiente figura.

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Domino que abarca el reanálisis NARR

El procedimiento para generar los mapas diarios de las temperaturas máximas y mínimas para

México incluye la comparación de los datos del NARR y de las estaciones del SMN; a estas

últimas se les asignó la altura correspondiente a la base General Bathymeric Chart of the

Oceans (GEBCO) con resolución espacial de 1 minuto de arco (aproximadamente 1.8 km). Para

realizar la comparación se referenciaron los datos de temperatura del NARR y de las estaciones

al nivel del mar, considerando una tasa de cambio de 6.5°C/km. Dicha comparación permite

llevar a cabo un control de calidad de los datos diarios de las estaciones y los mapas finales se

construyen usando el conjunto depurado de estaciones para cada día. Los valores de

temperatura en la malla de 1.8 km se obtienen mediante interpolación y regresando los datos a

la altura correspondiente usando la tasa de cambio mencionada.

Este nuevo desarrollo de reanálisis para México, se ha denominado: Reanálisis Regional

Diario de México (RRDM) y se encuentra actualmente en proceso. Sin embargo, con el avance

que se tiene hasta el momento, fue posible generar dos series de mapas mensuales, 372 de

temperatura máxima y 372 de temperatura mínima y sus respectivas bases de datos.

El proceso para generar los mapas mensuales de temperatura máxima y mínima que se describe a continuación servirá para afinar aún más algunos aspectos del RRDM, para así seguir en un proceso de control de calidad y de retroalimentación.

Temperatura máxima y mínima con datos del SMN y de reanálisis para el período de enero de 1979 a diciembre de 2009 (31 años)

Con los datos de las mallas diarias del RRDM, se calcularon los promedios mensuales de temperatura máxima y mínima. Se generaron 744 mapas mensuales, 372 para cada variable, con resolución espacial de 1.8 km, lo cual implica un total de 625,424 celdas por mapa localizadas en el territorio continental de México. A partir de dichas superficies se generaron climatologías mensuales para el período de enero de 1979 a diciembre de 2009. Se obtuvo la diferencia entre cada una de las 744 mallas mensuales y su correspondiente climatología mensual para obtener 744 superficies de anomalías.

7

Control de calidad de los mapas mensuales de temperatura máxima y mínima

Se obtuvieron los mapas de las anomalías mensuales y se aplicó un control de calidad cortando aquellas áreas cuyos valores estaban por encima y por debajo de ocho grados centígrados. Lo anterior con el objeto de revisar posteriormente los valores de las estaciones del SMN que se ubican dentro de dichas áreas eliminadas, revisar sus valores, recalcular el reanálisis y generar nuevos mapas diarios y mensuales. De esta forma se desarrolla un proceso de retroalimentación para mejorar el producto obtenido.

Dicho control de calidad se refleja en algunos de los mapas de temperatura máxima y mínima, como espacios vacíos o áreas sin datos, cuya bandera en las bases de datos correspondientes es -9999.

Ejemplo de Temperatura máxima mensual, climatología, anomalía y temperatura máxima promedio para el mes de julio de 2007 con control de calidad.

En el ANEXO 1 se encuentran las 372 superficies de temperatura máxima con control de calidad.

Temperatura máxima promedio para el mes de julio de 2007

8

Climatología mensual de temperatura máxima para julio (1979-2009)

Anomalía de la temperatura máxima para julio de 2007

9

Temperatura máxima promedio para el mes de julio de 2007, con control de calidad

Ejemplo de Temperatura mínima mensual, climatología, anomalía y temperatura mínima promedio para el mes de noviembre de 1985 con control de calidad.

En el ANEXO 2 se encuentran las 372 superficies de temperatura mínima con control de calidad.

Temperatura mínima promedio para el mes de noviembre de 1985

10

Climatología mensual de temperatura mínima para noviembre (1979-2009)

Anomalía de la temperatura mínima para noviembre de 1985

11

Temperatura mínima promedio para el mes de noviembre de 1985, con control de calidad

12. Series de tiempo mensuales de temperatura máxima y mínima con datos del SMN y de reanálisis para un período de al menos diez años. (Numeración conforme al Convenio de colaboración)

Se estableció una red de nodos sobre las mallas de las superficies mensuales de temperatura máxima y mínima, con el objeto de crear una red de 24,984 nodos de aproximadamente 9 km x 9 km, para los cuales se generaron series de tiempo mensuales (gráficos y datos) de cada variable para el período de enero de 1979 a diciembre de 2009.

Red de nodos por estado y municipio de México

En el ANEXO 3 se encuentra la distribución geográfica de nodos por estados y municipios de México. La identificación de cada nodo se realiza en el mapa correspondiente que se despliega en el Servidor de mapas del Atlas Climático Digital de México v2.0.

12

Red de nodos (9 km x 9 km) para el estado y municipios de Chihuahua

Red de nodos (9 km x 9 km) para el estado y municipios de Yucatán

13

Distribución geográfica de nodos en la zona norte de México y su identificación puntual en el Servidor de mapas del ACDM

Distribución geográfica de nodos en la zona sur de México y su identificación puntual en el Servidor de mapas del ACDM

14

Series de tiempo de temperatura máxima y mínima

En el ANEXO 4 se encuentran las series de tiempo mensuales (gráficos y datos) de temperatura máxima y mínima, las cuales se accesan por estado y por municipio, y se encuentran organizadas en grupos de diez en diez nodos.

Distribución de nodos en el Municipio de Santa María Chimalapa, Oaxaca

Series de tiempo de los promedios mensuales de la temperatura máxima

en diez nodos del Municipio de Santa María Chimalapa, Oaxaca

15

Series de tiempo de los promedios mensuales de temperatura mínima

en diez nodos del Municipio de Santa María Chimalapa, Oaxaca

Ejemplo de estructuración de datos de series de tiempo mensuales por nodo

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13. Mapas y datos de climatología mensual de descargas eléctricas en el país. (Numeración conforme al Convenio de colaboración)

En el ANEXO 5 se encuentran 396 composiciones cartográficas de promedios mensuales de descargas eléctricas nube a tierra, del período 2006-2010, en la República Mexicana, Centroamérica y áreas adyacentes, así como en las 32 entidades federativas del país. De igual forma, los datos correspondientes se encuentran georreferenciados y estructurados en formatos Geotiff y txt en la carpeta denominada: REP_MEX_Y_AREAS_ADYACENTES Los mapas y datos de climatología mensual de descargas eléctricas nube a tierra, se generaron a partir de la base World Wide Lightning Location Network (WWLLN) y de procesos desarrollados por las doctoras Beata Kucienska y Graciela B. Raga, del Centro de Ciencias de la Atmósfera de la UNAM, los cuales se reportan en su trabajo: Cloud-to-ground lightning over Mexico and adjacent oceanic regions: a preliminary climatology using the WWLLN dataset. Los datos fueron recalculados para el dominio de México, Centroamérica, sur de Estados Unidos y mares adyacentes, con una resolución espacial de 0.1 grados de arco, aproximadamente 11 x 11 km. Esta variable se reporta en unidades del número de descargas eléctricas por km2 por mes.

Imagen diaria de la red World Wide Lightning Location Network

En forma complementaria al tema de descargas eléctricas nube a tierra, se editó y se puso en línea en el portal del ACDM, el folleto denominado: Amenaza del Cielo, cuyos autores son las Dras. Kucienska y Raga y el diseñador Renato Rodríguez. Dicho folleto escrito e ilustrado para niños, resulta de mucha utilidad para todo público.

17

Climatología mensual del número de descargas eléctricas nube a tierra, por km2 por mes, para el mes de septiembre (2006-2010)

Descarga de datos (Geotiff y txt) de superficies mensuales de descargas eléctricas nube a tierra, por km2por mes, mediante la opción:

“Descargar datos” en el Servidor de mapas del ACDM

18

14. Incorporación y publicación en línea, de los nuevos productos generados en los puntos 11 al 13. Incorporación al Servicio WMS de los productos cartográficos generados con acceso desde las páginas web del SMN-CONAGUA y del CCA-UNAM. (Numeración conforme al Convenio de colaboración)

Los producto generados en los puntos 11 al 13 del presente informe, se pusieron en línea, mediante las facilidades: Servidor de mapas, mapas en línea y Servicio WMS, del Atlas Climático Digital de México, el cual se encuentra referido y disponible desde el portal del Centro de Ciencias de la Atmósfera de la UNAM.

Productos cartográficos y datos con acceso desde el portal del Centro de Ciencias de la Atmósfera de la UNAM

Las series de 744 mapas mensuales de 31 años, 372 mapas de temperatura máxima y 372 de temperatura mínima, se encuentran disponibles y publicadas en línea mediante las facilidades de Servidor de mapas, Mapas en línea y Servicio WMS del ACDM.

19

Servidor de mapas: http://uniatmos.atmosfera.unam.mx/ACDM/servmapas Mapas en línea: http://atlasclimatico.unam.mx/atlas/ Servidores WMS:

Logos.

http://uniatmos.atmosfera.unam.mx:8082/geoserver2/wms? (UNIATMOS Servidor 1)

Superficies climáticas de Temperatura máxima promedio.

http://uniatmos.atmosfera.unam.mx:8100/geoserver20/wms? (UNIATMOS Servidor 19)

http://uniatmos.atmosfera.unam.mx:8101/geoserver21/wms? (UNIATMOS Servidor 20)

http://uniatmos.atmosfera.unam.mx:8102/geoserver22/wms? (UNIATMOS Servidor 21)

Superficies climáticas de Temperatura mínima promedio.

http://uniatmos.atmosfera.unam.mx:8103/geoserver23/wms? (UNIATMOS Servidor 22)

http://uniatmos.atmosfera.unam.mx:8104/geoserver24/wms? (UNIATMOS Servidor 23)

http://uniatmos.atmosfera.unam.mx:8105/geoserver25/wms? (UNIATMOS Servidor 24)

Promedios mensuales de temperatura máxima y mínima obtenidos con datos del SMN y de reanálisis para el período de enero de 1979 a diciembre de 2009, mediante el Servidor de mapas, Mapas en línea y el Servicio WMS del ACDM.

Temperatura máxima promedio en octubre de 1979, con datos del SMN y de reanálisis, desplegado mediante el Servidor de mapas del ACDM

20

Temperatura mínima promedio en octubre de 1979, con datos del SMN y de reanálisis, desplegado mediante el Servidor de mapas del ACDM

Temperatura máxima promedio en octubre de 1979, con datos del SMN y de reanálisis, desplegado mediante la facilidad de Mapas en línea del ACDM

21

Temperatura mínima promedio en octubre de 1979, con datos del SMN y de reanálisis, desplegado mediante la facilidad de Mapas en línea ACDM

Temperatura máxima promedio en octubre de 1979, con datos del SMN y

de reanálisis, desplegado mediante el Servicio WMS del ACDM

22

Temperatura máxima promedio en agosto de 1990, con datos del SMN

y de reanálisis, desplegado mediante el Servicio WMS del ACDM

Temperatura mínima promedio en octubre de 1979, con datos del SMN

y de reanálisis, desplegado mediante el Servicio WMS del ACDM

23

Temperatura mínima promedio en agosto de 1990, con datos del SMN

y de reanálisis, desplegado mediante el Servicio WMS del ACDM

Series de tiempo

Ejemplos de las series de tiempo de los promedios mensuales (gráficos y datos) de temperatura máxima y mínima, para los 24,984 nodos con cobertura equidistante (9 km x 9 km) en todo el territorio nacional, con datos del SMN y de reanálisis para el período de enero de 1979 a diciembre de 2009, mediante el Servidor de mapas y su opción: “Descargar series de tiempo mensuales” del ACDM. http://atlasclimatico.unam.mx/atlas/kml/

Acceso a series de tiempo mensuales (gráficos y datos) mediante la opción: Descarga de series de tiempo mensuales, en el Servidor de mapas del ACDM

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Red de nodos en la zona norte del país, identificación y opción: Descarga de series de tiempo mensuales, en el Servidor de mapas del ACDM

Descarga de series de tiempo mensuales (gráficos y datos) por estado y municipio (Chihuahua)

25

Ejemplo de gráficos de series de tiempo de temperatura máxima mensual

por estado y municipio (Chihuahua)

Ejemplo de gráficos de series de tiempo de temperatura mínima mensual

por estado y municipio (Chihuahua)

26

Ejemplo de datos de series de tiempo de temperatura máxima mensual por estado y municipio (Chihuahua)

Ejemplo de datos de series de tiempo de temperatura mínima mensual por estado y municipio (Chihuahua)

27

Red de nodos en la zona sur del país, identificación y opción: Descarga de series de tiempo mensuales, en el Servidor de mapas del ACDM

Descarga de series de tiempo mensuales (gráficos y datos) por estado y municipio (Oaxaca)

28

Ejemplo de gráficos de series de tiempo de

temperatura máxima mensual por estado y municipio (Oaxaca)

Ejemplo de gráficos de series de tiempo de

temperatura mínima mensual por estado y municipio (Oaxaca)

29

Ejemplos de datos de series de tiempo de temperatura máxima y mínima mensual por estado y municipio (Oaxaca)

Ejemplos de los despliegues de descargas eléctricas nube a tierra, mediante el Servidor de mapas, Mapas en línea y Servicio WMS del ACDM.

http://uniatmos.atmosfera.unam.mx/ACDM/servmapas

http://atlasclimatico.unam.mx/atlas/DescargasElectricas/

http://uniatmos.atmosfera.unam.mx:8089/geoserver9/wms?

Despliegue del promedio mensual de descargas eléctricas nube a tierra para septiembre (2006-2010), mediante el Servidor de mapas del ACDM

30

Despliegue del promedio mensual de descargas eléctricas nube a tierra

para septiembre (2006-2010), mediante Mapas en línea del ACDM

Despliegue del promedio mensual de descargas eléctricas nube a tierra

para septiembre (2006-2010), mediante el Servicio WMS del ACDM

31

Ejemplos de los despliegues de descargas eléctricas nube a tierra, por entidad federativa, mediante Mapas en línea del ACDM.

Despliegue del promedio mensual de descargas eléctricas nube a tierra en el

Estado de Nayarit para agosto (2006-2010), mediante Mapas en línea del ACDM

Despliegue del promedio mensual de descargas eléctricas nube a tierra en el

Estado de Oaxaca para septiembre (2006-2010), mediante Mapas en línea del ACDM

Octubre 2012.