Identification of changes in the rainfall regime in Chihuahua's state (México)

Authors

DOI:

https://doi.org/10.18172/cig.5049

Keywords:

Standard Normal Homogeneity test, Mann Kendall test, Pettitt test, trend analysis, interannual variability

Abstract

The impacts of Climate Change are not homogeneous globally or for a country or region as a whole. Consequently, it is essential to carry out studies to identify its effects in particular areas. Due to its geographical and topographic characteristics, Chihuahua's state is vulnerable to the adverse effects of Climate Change. The scarce availability of water resources leads to problems of social pressure and economic impact. This paper analyzes the alteration of the rainfall regime in Chihuahua's state and its association with Climate Change. For this, historical characterization is used; trend analysis using the Mann Kendall test; and calculation of 10 indices of climatic extremes proposed by the Group of Experts for Detection and Climate Change Indices for the precipitation variable. The results showed that the precipitation patterns in the south and southeast of Chihuahua's state have been gradually modifying, with a downward trend in annual accumulated and reduction of wet days. Still, in counterpart, there is a slight intensification of extreme rainfall. This fact added to the growing demand for water resources in the entity, requests for public policies for sustainable management and responsible use by users. Otherwise, there is a risk of experiencing negative effects associated with the over-exploitation of water, not only for the resource users but also for the environment.

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Author Biography

Indalecio Mendoza Uribe, Instituto Mexicano de Tecnología del Agua

Coordinación de Hidrología

Subcoordinación de Hidrometeorología

Tecnólogo del Agua A Titular

References

AENOR (Asociación Española de Normalización y Certificación). 2004. Redes de estaciones meteorológicas automáticas: Directrices para la validación de registros meteorológicos procedentes de redes de estaciones automáticas. Madrid, España: Asociación Española de Normalización y Certificación (AENOR), 7 p.

Ahmed, N.H., Deni, S.M. 2013. Homogeneity Test on Daily Rainfall Series for Malaysia. Matematika, 29(1c), 141-150. http://doi.org/10.11113/MATEMATIKA.V29.N.586

Alexandersson, H. 1986. A homogeneity test applied to precipitation data. International Journal of Climatology, 6, 661-675. https://doi.org/10.1002/joc.3370060607

Alexandersson, H., Moberg, A. 1997. Homogenization of Swedish temperature data. Part I: homogeneity test for linear trends. International Journal of Climatology, 17, 25-34. https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-0088(199701)17:1<25::AID-JOC103>3.0.CO;2-J

Alencar de Silva-Alves, K.M., Silva-Nóbrega, R. 2017. Tendencias pluviométricas y concentración estacional de precipitación en la cuenca hidrográfica del río Moxotó-Pernamcuco-Brasil. Revista Geográfica de América Central, 1(58), 295-313. https://doi.org/10.15359/rgac.58-1.12

Alves, T.L.B., Azevedo, P.V., Farias, A.A. 2015. Comportamento da precipitação pluvial e sua relação com o relevo nas microrregiões do Cariri Oriental e Ocidental do estado da Paraíba. Revista Brasileira de Geografía Física, 8(6), 1601-1614. https://doi.org/10.5935/1984-2295.20150090

Benavides-Ballesteros, H.O., León-Aristizabal, G.E. 2007. Información técnica sobre gases de efecto invernadero y el cambio climático. Colombia: IDEAM - Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales, nota técnica IDEAM-METEO/008-2007, 99 p.

Berger, A. 1986. Annual and seasonal climatic variations the northern hemisphere and Europe during the last century. Annales Geophysicae, 4 (4), 385-400.

Breña-Puyol, A.F. 2004. Precipitación y recursos hidráulicos en México. México: Universidad Autónoma Metropolitana, 316 p.

Buishand, T.A. 1982. Some methods for testing the homogeneity of rainfall records. Journal of hydrology, 58(1-2), 11-27. https://doi.org/10.1016/0022-1694(82)90066-X

Caballero, M., Lozano-García, S., Vázquez-Selem, L., Ortega, B. 2010. Evidencias de cambio climático y ambiental en registros glaciales y en cuencas lacustres del centro de México durante el último máximo glacial. Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana, 62(3), 359-377.

Cervera-Gómez, L.E., Cervantes-Rendón E. [Coordinadores]. 2018. Indicadores del agua en Chihuahua: Geografía del gua en el ordenamiento territorial del estado de Chihuahua. El Colegio de Chihuahua, Laboratorio de Geomática, reporte técnico, 97 p. https://doi.org/10.13140/RG.2.2.25564.69766

Esparza, M. 2014. La sequía y la escasez de agua en México: Situación actual y perspectivas futuras. Secuencia, 89, 195-219.

FAO (Food and Agriculture Organization). 2013. Tackling Water Scarcity: A Framework for Agriculture and Food Security. Rome, Italy: Food and Agriculture Organization of the United Nations, 78 p.

Ferrelli, F., Brendel, A.S., Piccolo, M.C., Perillo, G.M.E. 2020. Tendencia actual y futura de la precipitación en el sur de la región Pampeana (Argentina). Investigaciones Geográficas, 102, 1-17. https://doi.org/10.14350/rig.59919

Flores-Campaña, L.M., Arzola-González, J.F., Ramírez-Soto, M., Osorio-Pérez, A. 2012. Repercusiones del cambio climático global en el estado de Sinaloa, México. Cuadernos de Geografía, 21(1), 115-129. ISSN 2256-5442.

Greenpeace. 2018. Imágenes y datos: Así nos afecta el cambio climático. España: Greenpeace, 66 p.

Gobierno del Estado de Chihuahua. 2005. Plan Estatal de Desarrollo 2004-2010. Chihuahua, México: Gobierno del Estado, 165 p.

Guajardo-Panes, R.A., Granados-Ramírez, G.R., Sánchez-Cohen, I., Díaz-Padilla, G., Barbosa-Moreno, F. 2017. Validación espacial de datos climatológicos y pruebas de homogeneidad: caso Veracruz, México. Tecnología y Ciencias del Agua, 8(5), 157-177. https://doi.org/10.24850/j-tyca-2017-05-11

Haro, A.X., Limaico, C.T., Llosas, Y.E. 2016. Predicción de datos meteorológicos en cortos intervalos de tiempo en la ciudad de Riobamba usando la teoría del caos. Sistemas, Cibernética e Informática, 13(1), 34-41. ISSN: 1690-8627.

Hirsch, R.M., Slack, J.R., Smith, R.A. 1982. Techniques of trend analysis for monthly water quality data. Water resources research, 18(1), 107-121. https://doi.org/10.1029/WR018i001p00107

Hussain, M., Mahmud, I. 2019. pyMannKendall: a python package for non-parametric Mann Kendall family of trends tests. The Journal of Open Source Software, 4(39), 1556. DOI: https://doi.org/10.21105/joss.01556

INEGI (Instituto Nacional de Estadística y Geografía). 2013. Conociendo Chihuahua. México: Instituto Nacional de Estadística y Geografía, 36 p.

IPCC (Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático). 2014. Cambio climático 2014: Informe de síntesis. Contribución de los Grupos de trabajo I, II y III al Quinto Informe de Evaluación del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático [Equipo principal de redacción, R.K, Pachauri y Meyer, L.A. (eds.)]. IPCC, Ginebra, Suiza, 157 p.

Karl, T.R., Easterling, D.R. 1999. Climate extremes: selected review and future research directions. Climatic Change, 42, 309-325. https://doi.org/10.1023/A:1005436904097

Kendall, M.G. 1975. Rank correlation methods. London, England: Charles Griffin, 202 p.

Khosravi, H., Sajedi-Hosseini, F., Nasrollahi, M., Gharechaei, H.R. 2017. Trend analysis and detection of precipitation fluctuations in arid and semi-arid regions. Desert, 22(1), 77-84. https://doi.org/10.22059/jdesert.2017.62173

Kundzewicz, Z.W., Robson, A. [Editors]. 2000. Detecting trend and other changes in hydrological data. Geneva, Suiza: World Meteorological Organization, WMO/TD-No. 113, 158 p.

Loyola-Martínez, E., Medellín-Milán, P., Avalos-Lozano, J.A., Aguilar-Robledo, M. 2011. Cambio climático y variabilidad en la dinámica de los ecosistemas de Wirikuta, municipio de Catorce (1950-2010). Revista Geográfica de América Central, 2, 1-19. ISSN-2115-2563.

Mallakpour, I., Villarini, G. 2016. A simulation study to examine the sensivity of the Pettit test to detect abrupt changes in mean. Hydrological Sciences Journal, 61(2), 245-254. https://doi.org/10.1080/02626667.2015.1008482

Mann, H.B. 1945. Nonparametric tests against trend. Econometrica, 13, 245-259.

Miller, G.T. 2007. Ciencia ambiental: Desarrollo sostenible, un enfoque integral. México: Editores Internacional Thomson, 8va Edición, 120 p.

Monterroso, A.I. 2012. Contribución al estudio de la vulnerabilidad al cambio climático en México [Tesis de Doctorado]. Universidad Nacional Autónoma de México, México.

Montoya, G., Palomino, R. 2005. Sistemas pluviogenéticos en Colombia: influencia de frentes fríos del hemisferio norte. Meteorología Colombiana, 9, 75-82. ISSN-0124-6984.

Pacheco, G.A.B., Hernández, R. 2019. Cambio climático algunos aspectos a considerar para la supervivencia del ser vivo: revisión sistemática de la literatura. Revista cuidarte, 10(3), 1-13. https://doi.org/10.15649/cuidarte.v10i3.664

Palaniswami, S., Muthih, K. 2018. Change point detection and trend analysis of rainfall and temperature series over the Vellar river basin. Polish Journal of Environmental Studies, 27(4), 1673-1681. https://doi.org/10.15244/pjoes/77080

Peña, A. 2004. Modelación de celdas lluviosas para la estimación de precipitación en una región interandina tropical [Tesis de Maestría]. Universidad Nacional de Colombia, Colombia.

Peña-Quiñones, A.J., Arce-Barboza, B.A., Ayarda-Moreno, M.A., Lascano-Aguilar, C.E. 2010. Simulación de los requerimientos hídricos de pasturas en un escenario de cambios climáticos generados con análisis espectral singular. Acta Agronómica, 59(1), 1-8.

Pérez-Palmar, E. 2017. El cambio climático, ¿ficción o realidad?... una percepción desde la comunidad internacional. Revista Geográfica Venezolana, 58(1), 198-213.

Peterson, T.C., Zhang, X., Brunet-India, M., Vázquez-Aguirre, J.L. 2008. Changes in North American extremes derived from daily weather data. Journal of Geographical Research, 113(D07113), 1-9. https://doi.org/10.1029/2007JD009453

Pettitt, A.N. 1979. A Non-Parametric Approach to the Change-Point Problem. Journal of the Royal Statistical Society, 28(2), 126-135. https://doi.org/10.2307/2346729

Rosengaus-Moshinsky, M., Jiménez-Espinosa, M., Vázquez-Conde, M.T. 2014. Atlas climatológico de ciclones tropicales en México. México: Centro Nacional de Prevención de Desastres, 106 p. ISBN: 970-628-633-0.

Rousseau-Figueroa, P.A., Ramírez-Hernández, J., Infante-Prieto, S.O., Villa-Angulo, R., Hallack-Alegría, M. 2016. La influencia del efecto del borde en el pronóstico de precipitaciones utilizando DWT diádica, MODWT, ANN y ANFIS. Ciencia y Tecnología del Agua, 7(3), 93-113.

Sánchez-Cohen, I., Díaz-Padilla, G., Cavazos-Pérez, M.T., Granados-Ramírez, G.R., Gómez-Reyes, E. 2011. Elementos para entender el cambio climático y sus impactos. México: Medio Ambiente y Ecología, 167 p.

Serrano-Vincenti, S., Ruiz, J.C. and Bersona, F. 2017. Heavy rainfall and temperature projections in a climate change scenario over Quito, Ecuador. La Granja: Revista de Ciencias de la Vida, 25(1), 16-32. https://doi.org/10.17163/lgr.n25.2017.02

Stock Informático. 2012. Cartografía de uso de suelo y vegetación del estado de Chihuahua. Chihuahua: Gobierno del Estado de Chihuahua/Secretaria de Desarrollo Rural/Dirección de Desarrollo Forestal, 97 p.

Useros-Fernández, J.L. 2013. El cambio climático: sus causas y efectos medioambientales. Anales de la Real Academia de Medicina y Cirugía de Valladolid, 50, 71-98.

Yozgatligil, C., Yazici, C. 2015. Comparison of homogeneity tests for temperature using simulation study. International Journal of Climatology, 36(1), 62-81. https://doi.org/10.1002/joc.4329

UACJ (Universidad Autónoma de Ciudad Juárez). 2019. Programa Estatal de Cambio Climático Chihuahua 2019. Universidad Autónoma de Ciudad Juárez. Gobierno del estado de Chihuahua, 198 p.

Watkiss, P., Downing, T., Handley, C., Butterfield, R. 2005. The Impacts and Costs of Climate Change: Final Report September 2005. Oxford, England: AEA Technology Environment/Stockholm Environment Institute, 77 p.

WMO (World Meteorological Organization). 1986. CLICOM project: climate data management system. Geneva, Switzerland: World Meteorological Organization, 33 p.

WMO (World Meteorological Organization). 2007. Role of climatological normals in a changing climate. Geneva, Switzerland: World Meteorological Organization, WMO-TD N. 1377, 43 p.

WMO (World Meteorological Organization). 2018. Guide to Instruments and Methods of Meteorological Observation: volume V - Quality assurance and management of observing systems. Geneva, Switzerland: World Meteorological Organization, WMO-No. 8, 2018 edition, 133 p.

Zarenistanak, M., Dhorde, A.G., Kripalani, R.H. 2014. Trend analysis and change point detection of annual and seasonal precipitation and temperature series over southwest Iran. Journal of Earth System Science, 123(2), 281-295. https://doi.org/10.1007/s12040-013-0395-7

Zhang, X., Yang, F., Chan, R. 2018. Introduction to RClimDex v1.9. Ontario, Canada: Climate Research Division/Environment Canada, 26 p.

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Published

17-05-2022

How to Cite

1.
Mendoza Uribe I. Identification of changes in the rainfall regime in Chihuahua’s state (México). CIG [Internet]. 2022 May 17 [cited 2024 Mar. 29];48(1):111-32. Available from: https://publicaciones.unirioja.es/ojs/index.php/cig/article/view/5049

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Articles