Las tendencias del clima regional, particularmente en el centro de México, se expresan de diferentes formas y por ello se ha recurrido a asociarlas con un proceso de cambio climático global, sin fundamentarlo a partir de estudios de procesos y atribución. En el Valle de México, la formación de una Isla de Calor por efecto de la urbanización explosiva del s. XX, ha ocurrido en forma simultánea con una intensificación del ciclo hidrológico. Cada vez ocurren lluvias más intensas y de forma más frecuente, resultado de menor estabilidad atmosférica y una mayor cantidad de agua precipitable. De acuerdo a diversos estudios (Jáuregui 2000), las temperaturas en el Valle de México se han incrementado en promedio entre 2 y 3ºC, con un aumento en la frecuencia de ondas de calor. Al mismo tiempo, la precipitación ha aumentado en casi un 50% en algunas partes del poniente de la ciudad de México, y la frecuencia de aguaceros se ha incrementado en casi un orden de magnitud. Estas señales constituyen claramente formas de cambio climático, pero no por un incremento en la concentración de gases de efecto invernadero, sino por cambios en el uso de suelo (urbanización). A partir de series históricas de parámetros meteorológicos en la estación aeropuerto se ha documentado que la humedad específica es mayor, no sólo en superficie sino también en la parte baja de la troposfera. Los datos de radiosondeo del aeropuerto indican que con el tiempo hay menor estabilidad y más humedad, propicio para que las tormentas en proceso de desarrollo alcancen mayor intensidad. La pregunta científica es entonces, ¿de dónde proviene la humedad que hoy se traduce en más agua precipitable? Una posibilidad es que de la misma lluvia, que al no poder infiltrase por el cambio de uso de suelo (asfalto en lugar de tierra y vegetación) se evapora y ello se refleja en más humedad atmosférica sobre la Zona Metropolitana del Valle de México (ZMVM). La otra posibilidad es que el flujo de humedad desde el Golfo de México se esté incrementando, y aumente la convergencia sobre el Valle de México. En el primer caso se puede calcular la lámina de precipitación, y la cantidad de agua que se evapora sobre el asfalto y en qué medida podría explicar los aumentos de humedad en la atmósfera. La segunda opción es mucho más interesante, pero requiere de más trabajo y es el motivo de la presente propuesta. Gran parte de la humedad que precipita sobre el Valle de México viene del Golfo de México y fluye por la zona de Veracruz (sur de Tuxpan), hacia Tlapacoyan, donde comienza a subir por la Sierra Madre Oriental, llega a la región de Huauchinango, Puebla, pasa por Apan, Hidalgo, entra hacia la región de Acolman, Estado de México donde inicia la génesis de las tormentas que se intensifican al pasar por el Valle de México. La menor estabilidad permite la formación de nubes y su desarrollo en su viaje hacia el poniente de México donde el efecto orográfico refuerza el ascenso convectivo y la formación de tormentas intensas. Este es un patrón de desarrollo frecuente, aunque no único para las tormentas en la ZMVM. Lo interesante, es que la tendencia a lluvias más intensas en el Valle de México coincide con una disminución en la parte de la vertiente del Golfo de México, por donde fluye la humedad que llega al altiplano de México. Así, mientras llueve más en una región llueve menos en otras zonas, sobre la cual hay un gran flujo de humedad. Es sabido que la región de Veracruz, donde parece estar lloviendo menos, cha habido una gran deforestación para dar paso a zonas agrícolas y ganaderas. Esto lleva a generar la siguiente hipótesis: la deforestación en Veracruz ha reducido el efecto de rugosidad en la zona y la turbulencia, aumentando la estabilidad y con ello disminuyendo la actividad conectiva, y las lluvias. Al mismo tiempo, el flujo de humedad encuentra mejores condiciones de frontera cerca de la superficie para llegar en mayor cantidad hacia la zona del Valle de México, donde converge y precipita en mayor medida (más tormentas intensas). La hipótesis prueba ser cierta cuando se usan reanálisis de datos meteorológicos como los North American Regional Reanalysis (NARR). Sin embargo, esta fuente de datos se basa en buena medida en lo que los modelos simulan sobre la zona, y no necesariamente en medidas in situ, principalmente cuando se trata de datos en altura. Para establecer en qué medida los datos de NARR reflejan adecuadamente el flujo de humedad en la capa límite desde el Golfo de México hasta el Valle de México, se deben realizar mediciones y comparaciones con lo que NARR muestra operativamente. Una campaña de mediciones durante la temporada de lluvias de verano y durante la época de Nortes puede mostrar en qué medida los datos reflejan la dinámica de la humedad, y en consecuencia, las tendencias de la lluvia en la vertiente del Golfo y en la ZMVM. Para obtener datos in situ de humedad, viento y temperatura en la capa límite es necesario contar con perfiles verticales en una dirección este - oeste en al menos cuatro sitios. Si bien hay un radiosondeo operativo dos veces al día en el Puerto de Veracruz y en la Ciudad de México, no hay perfiles atmosféricos en la parte intermedia. Desde hace tiempo se cuenta con Globos Cautivos para obtener perfiles de forma más económica que con radiosondas. Sin embargo, hoy se pueden utilizar drones instrumentados para obtener perfiles atmosféricos aun a menor precio que incluso el globo cautivo. Por ello, se propone realizar dos campañas de medidicón de una semana de duración cada una que permitan validar los flujos de humedad de NARR, y con ello plantear un mecanismo de cambio climático regional en donde el flujo de humedad es el elemento clave. Usando modelos y esquemas de diagnóstico de flujos de humedad (eg, trayectorias de humedad con Flexpart) se podría mostrar la importancia de la vegetación en regular los flujos de humedad atmosférica y el ciclo hidrológico a escala regional.

Una de las grandes preocupaciones en la actualidad es el cambio climático. Los estudios de detección de cambios en el clima global han sido acompañados de esfuerzos por demostrar que éste está relacionado con el incremento en la concentración de gases de efecto invernadero (estudio de atribución). Sin embargo, las señales a escala regional, aunque detectadas, distan mucho de haber sido explicadas (atribuidas a algún proceso físico), y por ello se ha simplificado el problema a incluirlas en el proceso de cambio climático global. Los procesos de cambio de uso de suelo son cada vez más referidos como los asociados a señales de cambios en el clima local. La formación de Islas de Calor por urbanización o de cambios en la precipitación por deforestación son dos ejemplos de cómo la actividad antrópica puede modificar el clima a escala local e incluso regional. Mostrar que los procesos de cambio de uso de suelo en México llevan a alteraciones en el clima, y por tanto en algunos de los servicios ambientales que recibimos de los ecosistemas permitirá reforzar la propuesta de conservar zonas con vegetación natural. En particular, la deforestación parece causar alteraciones al ciclo hidrológico (incremento en los escurrimientos y produciendo menor infiltración) que se traducen en inundaciones y disminución en la recarga de acuíferos. Pero la posibilidad de que cambien los patrones de concentración de humedad (convergencia de flujo de humedad), clave para la formación de nubes y precipitaciones, debe ser analizada. Los resultados de este estudio pondrán énfasis en el hecho de que la deforestación puede tener un efecto significativo en la precipitación tropical y por lo tanto la vegetación natural tiene que ser recuperada o conservada para disminuir el impacto no sólo local, sino regional. El costo de los desastres en México crece exponencialmente, principalmente el relacionado con inundaciones. Si se muestra que las alteraciones en el paisaje tiene impactos en la forma en la que llueve en el país, se contaría con un argumento adicional a favor de la conservación y el manejo adecuado de nuestros bosques, mensaje tanto para los que sufren las consecuencias, como para aquellos que gestionan el riesgo. Un mejor entendimiento de los flujos de humedad que llevan a patrones espaciales de precipitación permitirá analizar como los cambios en éste pueden determinar periodos de sequía o lluvias intensas (Méndez y Magaña, 2010). Las sequías en el norte de México parecen presentarse cuando el flujo de humedad del Golfo de México y el Caribe se concentra en Mesoamérica, mientras que cuando el flujo de humedad va al norte disminuyen las lluvias en Mesoamérica pero aumentan en el norte de México. Entender cómo funciona dicho proceso y desarrollar capacidad para pronosticarlo podría ser clave para hacer pronósticos de periodos anómalamente lluviosos o secos. Un mejor entendimiento de cómo las actividades humanas alteran el clima puede llevar a definir de mejor manera la política en materia de cambio climático que las autoridades están construyendo. Las campañas de medición de flujos de humedad propuestas representan una oportunidad para probar el dron instrumentado meteorológicamente que actualmente se diseña en el Instituto de Geografía de la UNAM. Los drones comienzan a jugar un papel muy importante para fotografía aérea, en comunicaciones, y en el monitoreo ambiental en general. Si se demuestra su utilidad para perfilar la capa límite, podrían convertirse en una herramienta de trabajo operativo para los centros meteorológicos que realizan pronósticos del tiempo operativamente. La ventaja que este equipo tendría radica en que los costos de operación serían muchísimo menores que los de un radiosondeo y menores que los de un globo cautivo. Es claro que el radiosondeo brinda información de mayor altura que un globo cautivo o un dron, pero la frecuencia con la que se podría perfilar la atmósfera podría ser mucho mayor, al igual que el número de puntos en el país. La participación de estudiantes en el proyecto es siempre el elemento clave del proyecto, ya que el conocimiento y la experiencia que adquieren con su participación, lleva no sólo al desarrollo de trabajos de tesis, sino que los forma en campos en donde es necesario contar con especialistas. Finalmente, el proyecto abre la posibilidad de interactuar con especialistas con otras áreas del conocimiento, principalmente en el campo de la ecología, o de la ingeniería, que puede reforzar el trabajo multidisciplinario que se realiza en el Instituto de Geografía,