ESTIMULACIÓN DE PRECIPITACIONES PLUVIALES

POR IONIZACIÓN ARTIFICIAL DE LA ATMÓSFERA

PROYECTO REGIONAL 2001
 
 

INFORME DE TRABAJO




INTRODUCCIÓN.

El año 2001 es el segundo consecutivo en el que se realiza el experimento regional de estimulación de precipitaciones pluviales, con una configuración de 12 estaciones de ionización distribuidas en los seis Estados participantes (Aguascalientes, Coahuila, Durango, San Luis Potosí, Nuevo León y Zacatecas), más una instalada por el Grupo de Investigación UNAM-ELAT en el Sur del Estado de Tamaulipas.

Respecto a la descripción de los principios físicos del experimento y los antecedentes, incluyendo el trabajo realizado en el Estado de Durango en 1999, remitimos al lector al Informe de Trabajo del experimento del Año 2000.

Antes de entrar al análisis de los resultados obtenidos, vale la pena mencionar algunas actividades que se realizaron a finales del año 2000 y principios del 2001, que no están reportadas en el informe del año 2000.En dicho año, la operación de las estaciones, al igual que en este 2001, se interrumpió el 30 de Octubre. Después de un breve período de mantenimiento a los equipos de ionización, la operación fue reiniciada el 22 de Noviembre y mantenida hasta el 20 de Diciembre de 2000. Durante el mes de Enero se experimentó solamente con las estaciones de Banderas del Aguila, Dgo y Saltillo, Coah; y el 2 de Febrero las Secretarías de Desarrollo Rural o de Fomento Agropecuario Estatales fueron notificadas del reinicio de la operación de toda la red, misma que fue mantenida hasta el 4 de Abril del 2001.

La operación de las estaciones durante este período, no tenía la pretensión de inducir precipitaciones pluviales relevantes, dadas las condiciones meteorológicas que prevalecen en la República Mexicana en los meses de Invierno. Sin embargo, la acción de la ionización sobre la humedad del medio ambiente, permitía prever un incremento de la concentración de la humedad en las partes bajas de la atmósfera, misma que podía ayudar a mantener más alta la humedad del suelo. Este factor puede ser importante en la prevención de incendios en la época de estiaje. Los datos obtenidos muestran indicios alentadores en esta dirección, aunque no pueda ser considerada aún como una demostración científica.

En paralelo a esta actividad, con las estaciones ya instaladas, se realizó también un esfuerzo para intentar extender la red a otros Estados. En particular el grupo de trabajo responsable del experimento, consideró de máxima importancia el poder instalar estaciones en las costas del país, las cuales se encontrarían dentro del área experimental.

Por esta razón, nos acercamos al Gobierno del Estado de Tamaulipas para proponer la instalación de dos estaciones de ionización, una a la altura de Soto La Marina y otra al Norte del Estado cerca de la frontera con los Estados Unidos.Lo mismo se hizo en el caso del Estado de Sinaloa con las Asociaciones de Productores de los Distritos de Riego del Fuerte y Culiacán.
 

 

En ambos casos a pesar de estar avanzadas las negociaciones, por distintas razones no se pudieron instalar las estaciones antes del período experimental. Queremos remarcar la importancia de empezar a actuar sobre las condiciones del medio ambiente a través de la ionización, desde el litoral de los estados costeros del Centro - Norte de la República Mexicana. Consideramos importante que los Estados involucrados en el experimento, a través de A.M.S.D.A., apoyen la extensión del proyecto hacia otros Estados vecinos.
 


PRECIPITACIONES PLUVIALES – ANÁLISIS DE DATOS

CONCEPTOS GENERALES

Como se mencionó en el capítulo correspondiente del Informe de Trabajo del año 2000, el demostrar la eficiencia de cualquier tecnología de inducción de precipitaciones pluviales, se enfrenta con la dificultad de que el fenómeno de la lluvia es temporal y geográficamente variable, por lo que la demostración requiere de un análisis estadístico cuidadoso sobre los datos disponibles.
En el informe de referencia se aclararon una serie de conceptos para definir los motivos por los cuales el análisis de datos se realiza de cierta manera.
No vamos a repetir los conceptos ya aclarados, sin embargo nos dimos cuenta de una imprecisión importante contenida en ese capítulo, que amerita una aclaración y por lo mismo decidimos dejar abierto este capítulo en el Informe de Trabajo del 2001.
En el Informe 2000 se describió de forma gráfica (Figura 4 del Informe del año 2000) la dificultad que existe de mostrar resultados contundentes de la tecnología por simple comparación con los datos históricos de precipitación de una región dada.
En el mismo informe, se afirmó que el método de comparación con datos históricos, requiere de una base de tiempo relativamente larga para llegar a una conclusión definitiva respecto a la efectividad de la tecnología; en tal sentido se propuso, como un método alternativo para acortar los tiempos de evaluación, el utilizar el concepto de la MUESTRA TESTIGO, en el cual un territorio cercano al área del experimento cumpla con el papel de TESTIGO

Se explicó claramente que si bien este método puede acortar el período de experimentación, no puede acortarlo a un solo año, ya que las precipitaciones son altamente variables desde el punto de vista geográfico.

Sin embargo, no presentamos en ése informe, ninguna gráfica explicativa de éste concepto, similar a la que se utilizó para explicar el peso de la variación estadística de las precipitaciones, en la comparación con el promedio histórico y que se presentó en la Figura 4 del Informe de Trabajo del año 2000 dentro del capítulo: Análisis de Datos, Conceptos Generales.

Consideramos importante en éste informe mostrar explícitamente un ejemplo que aclare el punto. Para esto usaremos la correlación presentada en el Informe del Año 2000, en el capítulo, Relevancia Estadística de los Resultados y que repetimos para comodidad del lector.

En la Figura 1 (Informe de Trabajo 2001) se muestra la correlación que existe entre las precipitaciones de los Estados de Aguascalientes y Guanajuato. El significado de la correlación está ampliamente explicado en el informe anterior. Lo que nos interesa resaltar en este momento, es que la dispersión de los puntos en el plano, representan el ruido intrínseco al fenómeno de las precipitaciones, de cómo se presentan estas de forma natural; el único punto que puede estar afectado por el experimento de la ionización es el del año 2000. Tomaremos como ejemplo dos años en los cuales las precipitaciones se dieron de forma natural, sin perturbación de ionización, como 1969 y 1992, cuyos puntos están marcados con color rojo en la figura; así mostramos con líneas rojas, el desplazamiento del punto correspondiente a un virtual incremento de un 50% de las precipitaciones, debido a la acción de un hipotético experimento de ionización. Como se puede ver en la figura, el punto correspondiente del año 1969 se desplazó apenas a una s (sigma) fuera de la distribución y en el caso del año 1992 ni siquiera logró alcanzar una distancia de –s (sigma) respecto al centro de la distribución. Quisimos aclarar este punto que había quedado implícito, pero no desarrollado, en el informe del año 2000. En conclusión: un incremento en las precipitaciones cercanas a un 50 %, no se puede esperar que se presenten en todos los períodos en que hayan sido operados los equipos de ionización.



EXPERIMENTO DEL AÑO 2001 -BASE DE DATOS

Igual que el año pasado, el análisis del comportamiento de las precipitaciones se realiza sobre la base de datos históricos contra los registros del año 2001 de la CNA – SMN. Los datos históricos que se utilizan para la evaluación y análisis de los resultados, han sido entregados a los Estados participantes, en el Informe de Trabajo del año 2000, donde se encuentra la descripción detallada de los mismos.
 

 

Las tablas comparativas entre las precipitaciones de este año y las de los promedios históricos, se presentan en los informes particularizados que se prepararon para cada Estado. La descripción general del tipo de datos y de tablas está presentada en detalle en el Informe de Trabajo del año 2000. Por esta razón describimos sólo brevemente el material que se presenta en los anexos de los informes de cada Estado.
 

 

Dado el comportamiento anómalo que tuvieron los vientos dominantes de altura este año y la importancia de su análisis para entender el comportamiento de las precipitaciones, hicimos un esfuerzo por presentar un cuadro sinóptico del comportamiento diario de los vientos sobre la región de experimentación (primer anexo). Cada cuadro de la Tabla Indicativa de Vientos, muestra con flechas, la dirección general de los vientos a tres alturas: 500,700 y 850 hPa, correspondiente a 5000, 3000 y 1000 m aproximadamente sobre el nivel medio del mar. Los vientos se obtuvieron del análisis de los mapas de vientos ya mostrados en el Informe del año 2000; estos mapas representan un vólumen de información demasiado grande para ser anexado.

En la Tabla Sinóptica de Precipitaciones (segundo anexo), , se presentan para cada Estado, las tablas con el comportamiento diario de las precipitaciones por cada estación pluviométrica; según lo que reportan las diferentes fuentes disponibles.Los totales mensuales para el año 2001 son resumidos en la Tabla de Datos Pluviométricos del Estado,donde éstos son comparados con los promedios históricos del período 1931-90 y 1991-98.

Dos modificaciones tienen que ser resaltadas respecto a la presentación utilizada en el año 2000:
 

 

1. Se agregó la comparación entre los datos del año 2000 y los del 2001. La relevancia estadística de esta comparación es pobre, pero puede ser útil para entender el comportamiento de los resultados agrícolas de un año a otro.
 

 

2Se agregó una línea que se denomina FACTOR PROMEDIO MENSUAL. Esta muestra el resultado de otro método de cálculo del promedio de los factores, respecto al que se utiliza en la línea denominada PROMEDIO. En el Informe del Año 2000, capítulo ANÁLISIS DE DATOS, CONCEPTOS GENERALES, se demostró que este último método, consistente en promediar la columna de factores, es el correcto; sin embargo el método sigue siendo tema de discusión; por lo tanto hemos decidido agregar la línea FACTOR PROMEDIO MENSUAL; en ella el factor promedio se calcula como cociente entre los promedios de precipitación del 2000 y el promedio de precipitación de los períodos a comparar.

Exceptuando estas dos diferencias mencionadas, las tablas son equivalentes a las que se presentaron en el año 2000.

En los anexos 3, 4 y 5 se presentan Imágenes Visibles de Alta Resolución, Imágenes Promedio de Vapor de Agua de Baja Resolución e Imágenes Infrarrojas de Baja Resolución respectivamente; las imágenes que se presentan son las relevantes para el análisis del comportamiento del flujo de la humedad sobre la República Mexicana, en función de los vientos dominantes y la formación de nubosidad respecto a la operación de las estaciones de ionización.

Con el mismo propósito, en el anexo 6, se presentan en los mapas de los Estados, las estaciones pluviométricas y los factores obtenidos del cociente entre la precipitación del año 2001 y las precipitaciones del período 1931-90, 1991-98 y 2000. En el anexo 7, se muestra el comportamiento de los aforos de las presas en la entidad.


ANÁLISIS COMPARATIVO
MAYO-SEPTIEMBRE 2001


 
 

Para facilitar la comprensión del comportamiento de las precipitaciones del año 2001, en el área que involucra el experimento durante el período Mayo-Septiembre, se muestra primero en la Figura 2 el mapa con los factores; que resulta del cociente entre la precipitación del año 2001 y las del año 2000 en el período mencionado para cada Estado.

Estos factores tienen escasa relevancia estadística y sirven simplemente para describir la variación de la precipitación de un año al otro.

En seguida se muestra, como en el Informe del año 2000, cinco mapas (figuras 3 a la 7) correspondientes a cada uno de los meses de Mayo a Septiembre, en los que se muestran los factores entre la cantidad de precipitación del año 2001 y el promedio mensual de las lluvias para los años 90, por Estado. Este factor se extrae de las tablas sinópticas ya mencionadas.

Durante esta temporada las 13 estaciones de ionización pudieron iniciar sus operaciones de manera simultánea el día 15 de Mayo.Por esta razón, a diferencia del año pasado, las 13 estaciones que aparecen marcadas en los mapas en color rojo, trabajaron durante los meses en que la operación de ionización fue constante.

En el año 2000 las estaciones estuvieron operando en un régimen definido, para crear condiciones favorables de lluvia a partir de los primeros días de Mayo. En los meses de Mayo y Junio de ese año, las lluvias fueron extraordinarias; sin embargo durante el mes de Julio disminuyeron drásticamente .

El grupo de trabajo ELAT-UNAM no ha dejado de considerar la posibilidad de que el efecto favorable de la ionización pueda alcanzar un punto de saturación a partir del cual, los efectos sean desfavorables, y Julio del año pasado, haya sido un indicio de éste fenómeno. Por esta razón se decidió iniciar la operación de las estaciones con un régimen más débil que el del año 2000 y a partir de la mitad del mes de Agosto, las estaciones de ionización volvieron a operar a pleno régimen .

Al depender los fenómenos de precipitación de las variables atmosféricas y a su vez de la macroclimatología que se origina fuera del territorio nacional, no es fácil buscar una correlación inmediata entre el régimen de operación y el comportamiento de la precipitación; sin embargo dejar asentados los hechos puede ser útil para la interpretación de los resultados a mediano y largo plazo.

Pasemos ahora a los resultados del análisis del mapa presentado en la Figura 2; un primer hecho puede remarcarse claramente:
 

 

La temporada del verano 2001 tuvo una mayor y mejor distribución temporal en las precipitaciones, que las registradas durante el año 2000.

Esta afirmación puede hacerse quizás con la excepción de la zona Central del área de experimentación, que abarca el sur-sureste del Estado de Durango y el suroeste del Estado de Coahuila, que tuvieron precipitaciones ligeramente inferiores a las del año pasado.
 

 

Por otro lado, en particular los Estados de Aguascalientes, San Luis Potosí y Nuevo León, tuvieron precipitaciones más abundantes, como lo confirman los resultados del ciclo agrícola de éstos, y el nivel de recarga de las presas.

De los cinco mapas que muestran el comportamiento mensual de los factores 2001 vs años 90´s; resulta evidente otro aspecto del desarrollo de la temporada de lluvias. Al igual que el año pasado, la temporada se subdivide claramente en dos partes:

Primera:Durante los últimos días de Mayo y todo el mes de Junio, el flujo de vientos dominantes del Norte, inyectó aire seco continental durante aproximadamente 80% de esos días, lo que provocó que las precipitaciones fueran mucho menores, comparadas con las del año 2000 en el que el flujo de vientos había sido muy favorable, entrando del Océano Pacífico en dirección Suroeste durante el mismo período. Durante este lapso las precipitaciones fueron escasas, comparadas con el promedio histórico de los años 90, en particular en el Estado de Zacatecas en donde la temporada de siembra tuvo que retrasarse hasta finales de Junio. 

El flujo de vientos del Norte al principio de la temporada del 2001, puede verse claramente en la Tabla Sinóptica de Vientos (anexo 1) de los informes estatales. 

Segunda:Para finales del mes del Junio, el fenómeno natural de inversión de vientos dominantes del Este, empezaron a soplar con cierta anticipación provenientes del Golfo de México, lo que canceló las condiciones negativas antes mencionadas, produciendo una notable mejoria en las precipitaciones; condición que persistió hasta finales del mes de septiembre.

En las Imágenes Promedio de Vapor de Agua por períodos de 10 días (anexo 4)de los informes estatales, se puede ver como a finales de Mayo y durante el mes de Junio del año 2001, la humedad de la franja intertropical se encuentra a latitudes mucho más bajas comparadas con las que ya se habían alcanzado en el mismo período del año 2000. 
Este fenómeno de retraso en el desplazamiento hacia el Norte de la franja intertropical, es probable que haya sido el causante de la condición de extrema sequía que se presentó de forma extraordinaria, a principios del verano, en algunos países de Centroamérica. 

Es importante resaltar un último hecho en los mapas que muestran los factores 2001 vs años 90´s; si bien como dijimos anteriormente, las precipitaciones en el verano 2001 fueron superiores a las del año 2000, la distribución geográfica de la precipitación fue más confusa que la del año pasado; por lo tanto, el análisis diferencial entre el área de experimentación y las áreas "muestra", es más complicado. Como mencionamos en el capítulo Análisis de Datos, Conceptos Generales, fenómenos estadísticamente tan claros y tan poco probables, como los que describimos en el capítulo RELEVANCIA ESTADÍSTICA DE LOS RESULTADOS del Informe del año 2000, no son de esperarse en todos los períodos de experimentación y con cualquier condición climática. Sin embargo, como veremos en el siguiente capítulo del informe, aun siendo más confusa la situación de la distribución geográfica de las precipitaciones, se siguen presentando fenómenos parecidos a los ya expuestos en el Informe del 2000 y cuya baja probabilidad de existencia, sigue confirmando la efectividad de la tecnología de ionización. 



 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


EXPERIMENTO DEL AÑO 2001
RESULTADOS ESTADISTICAMENTE RELEVANTES


Para el razonamiento de las gráficas y correlaciones que enseguida presentamos, remitimos al  lector a la explicación que  dimos en el mismo capítulo del Informe del año 2000. 
 

 

Recordará el lector que en ése capítulo mostramos una gráfica y una correlación que comparan el comportamiento histórico de las precipitaciones en el Sur y Norte del Estado de Durango. En ellas mostramos como las precipitaciones del área Sur del Estado, donde están instaladas las estaciones de ionización, habían sido extraordinariamente altas, si se comparaban con las del área Norte. Mostramos basándonos en el comportamiento histórico de 60 años, la correlación entre las lluvias del período Mayo-Agosto del Sur y del Norte del Estado. En ese informe los puntos correspondientes al año 1999 y 2000 se alejaban del centro de la correlación por más de 2.5 s (sigma); cada uno de los puntos correspondientes a estos años, tenía una probabilidad de existencia de 1/333 y el hecho, que el evento se hubiera repetido los dos años consecutivos fijaba la probabilidad en 1/100,000. 

En la Gráfica y Correlación 1, volvemos a presentar los mismos datos presentados en el año 2000 agregando el punto correspondiente al año 2001. Se puede ver nuevamente que este punto se coloca a más de 2.5 s (sigma) del centro de la correlación. Esto tiende a repetir una probabilidad  de suceso < 1/333; siendo este un caso independiente de los eventos de los dos años anteriores, la probabilidad de que los tres años consecutivos tuvieran el mismo comportamiento se reduce 1/1' 000,000, confirmando una vez más que solamente un factor físico ajeno a la historia como la Ionización Atmosférica, pudo haber inducido este comportamiento. 

Para confirmar la relevancia del hecho, en la Gráfica y Correlación 2 mostramos el comportamiento de las precipitaciones de las dos áreas del Estado de Durango en el mes de Junio. Recordemos que Junio de 1999 y 2000 tuvieron condiciones climáticas muy favorables, mientras que Junio del 2001, como ya se mencionó, tuvo condiciones muy adversas debido a los vientos secos del Norte. Esto se aprecia claramente, en la Correlación 2, como un desplazamiento relevante del punto, hacia abajo y a la izquierda. Sin embargo sigue presentando un comportamiento que aleja el punto 2.5 s (sigma) de la correlación promedio. 

En la frontera Sur del área del experimento, la comparación entre el comportamiento de las precipitaciones del Estado de Aguascalientes y Guanajuato, que el año anterior había mostrado un comportamiento excepcional durante el período Mayo-Agosto, con una probabilidad de evento inferior a 1/333, este año solamente en el mes de Septiembre muestra un comportamiento similar, alejándose el punto de Septiembre del 2001, a más de 2.5 s de la correlación media con una probabilidad inferior a 1/333.(Gráfica y Correlación 3

En la misma línea de pensamiento, la comparación histórica del Estado de Nuevo León y Tamaulipas, muestra que el mes de Septiembre del 2001, (GráficaCorrelación 4) tuvo un comportamiento anómalo y su punto representativo se pone en el borde de la correlación natural, aunque no alcance una condición muy extrema. 

Se tiene que tomar en cuenta que, en este caso, estamos usando como territorio TESTIGO al Estado de Tamaulipas, que por un lado se extiende más al Sur respecto al área cubierta por las estaciones de Linares y Cerralvo en el Estado de Nuevo León, y que por otro lado tiene en su extremo Sur una estación operando en la ciudad de Altamira. Si logramos reconstruir por separado los 60 años de historia de la zona Norte y Centro de Tamaulipas, podremos afinar este análisis. 

Sin embargo, para reafirmar el comportamiento excepcional de las lluvias del Estado de Nuevo León en el 2001, vale la pena mencionar que la Presa El Cuchillo, mostró récord histórico de aforo y sin que hayan ocurrido fenómenos meteorológicos extraordinarios, como la presencia de tormentas tropicales o huracanes en el Golfo de México.

Como se ve, coincidiendo con la operación de las estaciones de ionización, se siguen presentando, en las precipitaciones de la zona de experimentación, eventos excepcionales, que por su bajisima probabilidad de evento, no parecen tener otra explicación más que el efecto de la ionización artificial sobre el comportamiento de la humedad atmosférica. Como ya explicamos, no es de esperarse que en cualquier período de operación y bajo cualquier condición meteorológica se presenten eventos tan improbables; seguir acumulando una historia de eventos como estos, va a permitir demostrar de forma incontrovertible, la eficacia de la tecnología de ionización.

INCENDIOS FORESTALES

OPERACIÓN EN ÉPOCA DE INVIERNO

Como ya mencionamos en la introducción del informe, éste ha sido el primer período invernal, en el que, abarcando el final del año 2000 y los meses de Enero, Febrero y Marzo del 2001, la tecnología de ionización estuvo operando con 13 estaciones de ionización. La intención no era obtener precipitaciones relevantes; se trataba de proteger el recurso forestal incrementando artificialmente el comportamiento de la humedad ambiente e inhibir así la incidencia de incendios forestales. Es obvio que un solo período de experimentación no permite sacar conclusiones definitivas. 
 

 

Sin embargo podemos afirmar que los primeros indicios son favorables. Para sustentar ésta afirmación en la Figura 8 mostramos el histograma que representa el comportamiento de los incendios en los Estados del Centro y Norte del país, en el se muestran en azul los Estados con influencia de las estaciones de ionización o cercanas a ellas y en color rojo los Estados más lejanos de la misma. La altura de cada barra del histograma muestra el cociente entre el número de incendios del año 2001 y el número promedio de incendios de los años anteriores a partir de 1991. Es evidente que los resultados son claramente favorables. 

En las figuras 9 a la 14 se muestra, para cada Estado involucrado en el experimento, el número de hectáreas afectadas por incendios en cada año a partir de 1991. Podemos ver que para todos los Estados con influencia de ionización, el 2001 es uno de los años con menores siniestros. La experimentación proseguirá el año 2002 para confirmar los resultados. 

CONCLUSIONES

La tecnología de ionización ELAT ha mostrado en los años de operación 1999, 2000 y 2001, resultados importantes en las correspondientes áreas de operación. De manera continua se han presentado fenómenos que representan récord histórico de precipitaciones y de recargas de presas. Algunos de los comportamientos comparativos de las precipitaciones en los territorios sujetos a la ionización y territorios vecinos no sujetos a la misma, han observado comportamientos imposibles de ocurrir, desde el punto de vista estadístico, ajenos a la meteorología de los territorios. El fenómeno de sequía persistente que afectó el área Centro-Norte del país durante los años 90, parece haber disminuido notablemente. Este conjunto de hechos constituyen, a nuestro juicio, una demostración de la efectividad de la tecnología. 
 

 

Para finalizar queremos reiterar algo que ya se ha expresado en otros informes y foros;esta tecnología tiene el potencial de generar efectos extraordinarios para el país. Reconocemos el hecho de que los Estados participantes hayan podido reconocer esto cuando los datos experimentales respecto a la ionización eran todavía muy pobres. Sin embargo, la cantidad y la falta de oportunidad en el flujo de los recursos por parte de los Estados, han mantenido al proyecto y al grupo de trabajo en condiciones precarias, sin permitir que el desarrollo de la inversión se ajuste al alcance de su potencial.
 

 


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