Universidad Complutense de Madrid

Facultad de Física

Máster en Meteorología y Geofísica

Caracterización del clima de Ciudad de México durante el siglo

XVIII (1775-1786): Temperatura.

Trabajo de Fin de Máster

Ana Gavilán Febrel

Tutores: Ricardo García Herrera y Natalia Calvo Fernández

Septiembre 2016

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Abstract

Documentary sources represent a key element in past climate reconstruction. Many of these sources

have been exploited, especially in Europe. In this paper we have studied the climate in Mexico City

during the XVIII century from an unpublished documentary source, a weather diary written by Felipe

de Zúñiga y Ontiveros between 1775 and 1786. To this objective, firstly a calibration of the data

provided by the diary has been made. Then, the variability of the temperature described in that

period and that from the instrumental period have been compared. Finally, a study of the extreme

months occurred in the historical period described by the diary has been made, evaluating how the

synoptic circulation could have been during those months.

Resumen

Las fuentes documentales son un elemento clave en la reconstrucción del clima pasado. Muchas de

estas fuentes han sido explotadas, sobre todo en Europa. En este trabajo se ha estudiado cómo era

el clima en la ciudad de México en el siglo XVIII a partir de una fuente documental inédita hasta ahora,

un diario meteorológico escrito por Felipe de Zúñiga y Ontiveros entre 1775 y 1786. Para ello se ha

realizado en primer lugar una calibración de los datos aportados por el diario. A continuación, se ha

realizado una comparación de la variabilidad de la temperatura descrita en este periodo con la del

instrumental. Por último, se han estudiado los meses extremos acontecidos durante el periodo

histórico recogido en el diario y se ha evaluado cómo podría haber sido la ci rculación a escala sinóptica asociada a los mismos.

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Índice

0. Abstract y Resumen..................................................................................................................1

1. Introducción..............................................................................................................................3

2. Datos y Metodología.................................................................................................................4

2.1 El diario: “Efemérides calculadas y pronosticadas según el meridiano de México”.....4

2.2 La transcripción.............................................................................................................5

2.3 Descripción de la variabilidad de la temperatura en el periodo histórico (1775 –

1786) ..................................................................................................................................6

2.4 Datos instrumentales....................................................................................................9

3. Resultados...............................................................................................................................10

3.1 Análisis de los datos.................................................................................................... 10

3.2 Comparación con el clima actual.................................................................................11

3.3 Análisis de extremos....................................................................................................15

3.4 Patrones sinópticos asociados a extremos..................................................................16

3.4.1 Meses más cálidos..............................................................................................17

3.4.2 Meses más fríos..................................................................................................19

3.4.3 Días de heladas...................................................................................................22

4. Conclusiones...........................................................................................................................23

5. Referencias..............................................................................................................................24

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1. Introducción

Analizar el clima de una determinada región es un proceso complejo ya que el sistema climático tiene

una variabilidad cuyas escalas temporales abarcan desde horas hasta milenios. Por tanto, para

capturar todo el espectro de variabilidad no se pueden utilizar tan solo los datos instrumentales ya

que éstos surgieron hace sólo un par de siglos. Esto implica que se debe utilizar otra fuente de

información que, aunque no tan precisa como los instrumentos de medición que se poseen hoy en

día, aporten información suficiente para realizar una reconstrucción climática, como pueden ser las

fuentes documentales.

Las fuentes documentales abarcan desde pinturas y fotografías hasta crónicas de viajes y revistas,

pero sin duda, las más interesantes son los diarios, que aportan información meteorológica en un

orden secuencial de forma continua, alcanzando en algunos casos frecuencias inferiores a un día.

Estos diarios ofrecen información durante periodos de tiempo que abarcan desde meses, como el

diario de Carlo de Zinzendorf en Trieste entre junio de 1776 y junio de 1777 (Pagnini, 1978), hasta

casi una vida entera, como el diario de Haller Wolfagang de Zúrich (Flohn, 1949) que escribió entre

1545 y 1576 (Domínguez-Castro et al. 2015). También se han encontrado diarios con mayores

extensiones temporales, como los escritos por la orden de premostratenses entre 1693 y 1783

(Ŗezníćková et al., 2008), pero, en estos casos no han sido compilados por individuos, sino por

instituciones civiles o religiosas.

En Europa, las fuentes documentales se han usado abundantemente para reconstruir el clima (Brázdil

et al., 2005), sin embargo, no han sido utilizadas tan extensamente en Iberoamérica como método

de reconstrucción climática (Prieto y García Herrera, 2009). Gran parte de las analizadas hasta ahora

y que abarcan el periodo colonial se encuentran depositadas en España en el Archivo General de las

Indias (AGI). Además, hay numerosos archivos en la región. Así, en el Chaco, ubicado entre Argentina,

Paraguay y Bolivia se han encontrado manuscritos escritos por sacerdotes que cubren el periodo

entre principios del siglo XVII hasta 1767, conocidos como Cartas Anuas de los Jesuitas. En Chile la

información regional se encuentra almacenada en el Archivo Histórico Nacional de Chile, con

documentación desde 1540 hasta 1921, mientras que en Ecuador se encuentran recogidos en el

Archivo Nacional de Ecuador.

Todavía existen numerosas fuentes sin analizar. En México, una de estas es el diario: “Efemérides

calculadas y pronosticadas según el meridiano de México” escrito por Felipe de Zúñiga entre 1775 y

1786 en el que se recoge información meteorológica diaria para la Ciudad de México.

El objetivo de este trabajo consiste en transcribir y analizar la variabilidad de la temperatura en la

ciudad de México en el siglo XVIII a partir del diario escrito por Felipe de Zúñiga y Ontiveros entre

1775 y 1786 y compararla con el clima actual en esta región.

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2. Datos y Metodología

2.1 El diario: “Efemérides calculadas y pronosticadas según el meridiano de

México”

El diario original se encuentra en la Biblioteca Nacional (id.: MSS.MICRO/2171). Posee 272 hojas y se

escribió entre enero de 1775 y diciembre de 1786 y recoge información detallada sobre el estado de

la atmósfera, así como información astronómica. Fue elaborado por Felipe de Zúñiga y Ontiveros

(1717? – 1793?), científico, cartógrafo y editor en Nueva España durante el periodo colonial. Poco se

sabe sobre su vida, incluso hay discusión sobre las fechas de su nacimiento y muerte. Mientras

algunos autores proponen que procedía de México, otros sostienen que era originario de España

(Suárez, 2005). Aunque en el diario no se indica explícitamente, las observaciones se realizaron en la ciudad de México.

Junto con su hermano Cristóbal, creó la imprenta “Nueva Antuerpiana”, que se convertiría en la

imprenta más importante de las Américas en 1767 (Soberón, 1993), trabajando juntos hasta 1764,

año en que Cristóbal falleció. En dicha imprenta tuvo la ocasión de publicar sus trabajos, entre los

que destacan las Efemérides calculadas y pronosticadas según el meridiano de México.

Se encuentra estructurado de manera que en cada página hay una tabla que contiene la información

astronómica diaria de un mes y en la página siguiente una tabla conteniendo la correspondiente

información meteorológica, como se puede ver en la Figura 1.

Figura 1 Ejemplo de una de las páginas del diario meteorológico de Zúñiga. En la tabla de la izquierda está recogida la información astronómica, mientras que en la de la derecha se encuentra la información meteorológica para cada día del mes, en este caso enero

de 1775.

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Además de anotar información astronómica y meteorológica, en los márgenes de las distintas

páginas se pueden ver anotaciones de Zúñiga sobre otros asuntos muy variados, como puede ser información acerca de las cosechas o fenómenos sociales.

Antes del inicio de cada año, Zúñiga calculaba cuándo tendrían lugar los solsticios y los equinoccios y

los eclipses que iban a ocurrir, tanto de Sol como de Luna (Figura 2).

La información meteorológica recogida en el diario hace referencia a la temperatura, el viento, la

precipitación, la nubosidad, las heladas, así como algunos fenómenos extremos como las tormentas

y los huracanes. Normalmente, las descripciones son cortas y precisas: Claro y sereno (11 febrero

1776), pero dependiendo de las condiciones atmosféricas la descripción se puede alargar: Nebuloso

y a la tarde viento, truenos y lluvias duraderas. Nevó en los montes (22 marzo 1776).

Figura 2 Solsticios y equinoccios calculados por Zúñiga para el año 1775.

Las descripciones meteorológicas para todo el periodo del diario han sido transcritas siguiendo los criterios que se describen en el siguiente apartado.

2.2 La transcripción

Para poder trabajar con los datos proporcionados por el diario, lo primero que se ha hecho ha sido

transcribir literalmente la información meteorológica contenida en el diario. A título de ejemplo la

transcripción al mes de enero de 1775 se puede encontrar en el Anexo I. La información se ha

organizado en un archivo con 14 campos. Los tres primeros corresponden al año, mes y día, mientras

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que el cuarto corresponde a la transcripción. De acuerdo con cada uno de los términos que aparecen

en este campo, se han creado 10 columnas más que se han rellenado como se explica a continuación:

Temperatura

Para referirse a la temperatura, Zúñiga utiliza distintos adjetivos, que van desde muy frío hasta muy

cálido. Para la transcripción se ha hecho una indexación como la que aparece en la Tabla 1.

Índices usados para la temperatura Adjetivos usados por Felipe de Zúñiga

1 Muy frío

2 Frío, frialdad 3 Fresco

4 Templado

5 Cálido, calor

6 Muy cálido, muy caluroso, muchos calores Tabla 1 Índices de temperatura.

Lluvia

A lo largo del diario, Zúñiga se refiere a la lluvia de distintas formas: lluvia, pluvia, aguaceros, ... De

esta forma, cuando se refiere mediante alguna de estas palabras a la precipitación en estado líquido,

a la columna lluvia se le asigna un valor de 1, mientras que si no se hace referencia a la misma el valor

asignado a dicha columna será 0. En el diario aparecen 1610 días de lluvia, lo que supone un 36.73%

del número de días totales.

Nieve

Aunque la mayor parte de las menciones a la nieve están referidas a “los montes” , también hay

ocasiones en las que se producen nevadas en la propia ciudad de México. Esto ocurre tan solo 3 días

en todo el periodo estudiado, lo que supone un 0.07% de los días, sin embargo, a pesar de la poca

frecuencia, se ha incluido una columna en la que se recoja la información sobre este fenómeno. Al

igual que en el caso de la lluvia, cuando se mencionan nevadas en la ciudad, se asigna un 1 a esta columna, en caso contrario se asigna un 0.

Granizo

Otro tipo de precipitación que aparece en el diario es el granizo. Este fenómeno se repite 51 veces

en todo el periodo, lo que supone un 1.16% de los días. Cuando se menciona el granizo se rellena esta columna con un 1 y en caso contrario se rellena con un 0.

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Tormenta

En algunos casos hace referencia a relámpagos, truenos o rayos. En estos casos a la columna

“Tormenta” se le asigna un 1, si no se menciona ninguno de estos fenómenos se asigna un 0. En el

diario aparecen 521 días de tormenta, lo que supone un 11.89% del número de días total.

Cielo

En el diario, Zúñiga hace numerosas referencias a la nubosidad. Nebuloso, nublado, nubes. Como a

veces hace mención a nubes sólo durante una parte del día, estos días tendrán un 0 en esta columna,

ya que solo se tomarán como 1 aquellos en los que la mayor parte del día haya estado cubierto.

También en los días en los que sólo se menciona lluvia la columna Cielo se rellena con 1. Entre 1775

y 1786 hubo 1025 días nublados, lo que constituye el 23.39% del número total de días.

Niebla

Cuando en el diario se menciona Neblinoso, esta columna se rellena con 1, mientras que si no aparece

se rellena con 0. En total aparecen 128 días de niebla, es decir el 2.92% de días.

Viento

A lo largo del diario Zúñiga también hace referencia al viento mediante distintas menciones: viento,

turbulento, tempestuoso, ventoso, viento escarchante, vientos congelantes, vientos constipantes,

viento turbulento, viento frío, vendavales huracanados, ... Cuando se menciona este fenómeno, se

rellena la columna con 1. En caso contrario se rellena con 0. En el diario aparece la mención al viento

en 767 días, lo que supone un 17.50% del total de días.

Heladas

Otro de los fenómenos incluidos en el diario son las heladas. Cuando se hace referencia a heladas,

esta columna se rellena con un 1, mientras que si no se rellena con un 0. El número de días en los que aparece alguna mención a heladas es de 218, que supone un 4.97% del número total de días.

Calima

También se hace referencia a la presencia de calima, aunque tan solo 4 días de todo el periodo, lo

que representa un 0.09% de los días. Esta mención a la calima se hace mediante palabras como

caliginoso o nubes calinosas. A pesar de la poca frecuencia con la que ocurre este fenómeno, también

se ha incluido en la transcripción incluyendo una columna que se rellenará con un 1 en los días en los que se mencione y con un 0 en los que no.

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Durante este trabajo se ha estudiado la variación de la temperatura en México en el siglo XVIII de

acuerdo con los datos aportados por Zúñiga en este diario, mientras que la variación de la

precipitación ha sido estudiada por César Paradinas (“Caracterización del clima de Ciudad de México:

precipitación (1775-1786)”).

2.3 Descripción de la variabilidad de la temperatura en el periodo histórico (1775 –

1786)

En el periodo colonial, el protomédico del rey Felipe II describía el clima de la cuenca de México

como: “templado y algo húmedo por sus lagunas; en mayo empiezan las lluvias y terminan en

septiembre”, lo que sugiere que el régimen pluviométrico de entonces se sigue manteniendo en la

actualidad. Además, menciona que, debido a la altura, incluso en los meses de invierno el sol

“quemaba debido a la ausencia de impurezas en el aire que atenuaran la radiación”, mientras que a

la sombra “el aire era frío” (Jáuregui, 2000).

A finales del siglo XVIII, Joaquín Velázquez de León realizó las primeras observaciones instrumentales

de temperatura y precipitación. Así definieron el clima de la siguiente manera: “el aire del valle es

húmedo y su electricidad baja y es benéfico y saludable” (Moreno 1977). En enero de 1770 anotó una

temperatura de -3ºC, mientras que la temperatura más alta que anotó fue de 27.5ºC. Estas

temperaturas son más bajas que las que se registran en la actualidad en la ciudad de México.

Realizar un análisis de los datos de temperatura aportados por un diario meteorológico puede ser

complicado, ya que éstos pueden ser subjetivos, basados en las sensaciones del autor. Es por esto

por lo que en primer lugar se debe estudiar si los datos corresponden a temperaturas absolutas o si

por el contrario hacen referencia a anomalías de temperatura. Para ello en este trabajo se ha

estudiado el ciclo estacional en el periodo 1775-1786 a partir de la información de temperatura

recogida en el diario. Esto se ha realizado mediante el análisis de la frecuencia mensual de aparición de cada uno de los descriptores de temperatura.

Al no existir un solapamiento entre la serie histórica aportada por el diario y las series instrumentales,

no se puede realizar una calibración de los índices de temperatura, pero se puede validar la serie

histórica mediante la comparación con las instrumentales. La comparación se realizará estudiando

en primer lugar los ciclos estacionales presentes en el periodo histórico y en el instrumental. Para

ello se ha calculado la frecuencia mensual de cada uno de los índices de temperatura en el periodo

histórico, es decir, el número de veces que aparece cada uno de los índices de temperatura para cada mes, y se ha comparado con la temperatura media de las series instrumentales.

Además de realizar una comparación con los índices de temperatura, también se han utilizado las

referencias al término heladas. De esta forma se ha calculado la frecuencia mensual de heladas para el periodo histórico y se ha comparado con la obtenida para el periodo instrumental.

A partir de los datos aportados por el diario, se puede hacer un análisis de los años más extremos. En

dicho análisis se pueden estudiar los años más fríos y los más cálidos, así como aquellos en los que la

temperatura presentó mayores variaciones. Para analizar los años más extremos se estudiarán las

anomalías de la frecuencia mensual de cada descriptor de temperatura para cada año. De esta forma

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se podrán ordenar los años clasificándolos en función de lo cálidos o fríos que fueron y en función de

lo extremos que fueron.

También se ha estudiado cómo pudo ser la circulación atmosférica a escala sinóptica durante los

periodos de calor y los de frío, mediante la analogía con aquellos meses más cálidos, por encima del

percentil 95 de temperatura, y los más fríos, por debajo del percentil 5 de temperatura, del periodo

instrumental. Para ello es necesario haber seleccionado una estación cuya serie de temperatura

presente características análogas a la serie histórica. A partir de dicha serie se seleccionarán los

meses más extremos y se representarán los composites de geopotencial a 500hPa y presión a nivel

del mar utilizando los datos del reanálisis del NCEP/NCAR. De esta forma es posible hacerse una idea

de la circulación atmosférica durante periodos cálidos y durante periodos fríos. Además, de forma

análoga se puede estudiar los patrones que dan lugar a heladas. Para ello se han utilizado datos

diarios.

2.4 Datos instrumentales

Para poder realizar una validación de los índices de temperatura, se han utilizado distintas series

instrumentales. En primer lugar, a partir de los datos del National Climatic Data Center de la NOAA (NCDC), se han seleccionado cuatro estaciones ubicadas dentro de la ciudad de México:

Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM). En esta serie se recogen datos entre

junio de 2007 y agosto de 2015.

Ciudad de México. Los datos que contiene esta serie abarcan desde noviembre de 1975 hasta

agosto de 2015.

México DF. En esta serie los datos recogidos tienen lugar entre enero de 1973 y septiembre

de 2015.

Aeropuerto. Los datos de esta serie abarcan desde enero de 1973 hasta junio de 1994.

Como estas estaciones no presentaban las características deseables para poder realizar una

comparación con la temperatura del siglo XVIII, se han utilizado también los datos de una estación

ubicada dentro del valle de México. Estos datos se han obtenido a partir de la página del Servicio

Meteorológico Nacional (http://smn.cna.gob.mx/es/), que es el organismo público de México

encargado de proporcionar información sobre el estado del tiempo que prevalece o afecta al territorio de dicho país:

El Guarda. Esta serie recoge datos entre febrero de 1965 y enero de 2009.

Para la representación de los composites de geopotencial a 500hPa y presión a nivel del mar, se han

utilizado los datos del reanálisis del NCEP/NCAR, con datos desde enero de 1948 hasta mayo de 2016.

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3. Resultados

3.1 Análisis de los datos

En primer lugar, se ha evaluado la evolución de la frecuencia mensual de los distintos descriptores

de temperatura. Para ello, para cada mes, se ha sumado el número de veces que aparece cada

descriptor de temperatura, utilizando los datos de la transcripción. Así, normalizando las columnas,

se ha podido elaborar un gráfico en el que se muestra la frecuencia mensual de aparición de cada

uno de estos descriptores, obteniéndose la Figura 3.

A priori no se sabía si estos descriptores reflejaban valores absolutos o anomalías frente al clima

habitual. De corresponderse a valores absolutos, y, al encontrarse la ciudad de México en el

hemisferio norte, es de esperar que los meses de más calor tengan lugar en torno a junio mientras

que los de más frío sean los cercanos a diciembre, sin embargo, al estar ubicada en latitudes

subtropicales presentará variaciones estacionales inferiores a las que se obtendrían en latitudes

medias. Hay que señalar que, debido a esta menor amplitud del ciclo anual de temperatura , las

estaciones en esta región no vienen determinadas por la temperatura sino por la precipitación,

pudiéndose dividir entre estación seca, entre los meses de noviembre y abril, y estación húmeda,

entre mayo y octubre. De acuerdo con la Figura 3, donde se puede ver este ciclo estacional, con

referencias a temperaturas más bajas en los meses la estación seca y a temperaturas más elevadas

en los meses de la estación húmeda (Paradinas, 2016), se puede concluir que Zúñiga registraba

mayoritariamente temperaturas absolutas. En caso contrario no se hubiera obtenido un ciclo anual

tan marcado, ya que las anomalías habrían caracterizado la variabilidad interanual frente a los valores ‘normales’ y se habrían distribuido de un modo más aleatorio.

Figura 3 Frecuencia mensual con la que aparece cada descriptor a partir de los datos del diario.

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Al igual que con los descriptores de temperatura, se ha representado la frecuencia de heladas. Así,

como se puede ver en la Figura 4, entre 1775 y 1786 las heladas se podían producir cualquier mes

del año, incluso en verano. Esto es debido a la altitud a la que se encuentra la ciudad de México, a

2250m sobre el nivel del mar. Además, se puede observar cómo las mayores frecuencias mensuales

de ocurrencia de heladas se encuentran entre octubre y febrero, coincidiendo con los meses en los

que tiene lugar la mayor frecuencia de aparición de los descriptores Frío y Muy frío, que se podía observar en la Figura 3. Esto confirma que el registro de temperatura representa valores absolutos.

Figura 4 Distribución de heladas a lo largo del año a partir de los datos del diario.

3.2 Comparación con el clima actual

Para validar las series de temperatura aportadas por el diario se ha hecho una comparación con la

temperatura actual, del periodo instrumental. Para ello se han utilizado distintas estaciones ubicadas dentro de la ciudad de México: Aeropuerto, Ciudad de México, UNAM y México DF.

Sin embargo, al representar los datos se puede ver que no se presentan días con temperaturas

inferiores a los 0ºC (Anexo II), lo que no concuerda con la presencia de heladas que se ha podido ver

en la Figura 4. Esto puede ser debido a varios factores, sobre todo el calentamiento global y el efecto

de isla térmica1, que es debido a que la ciudad de México ha sufrido un fuerte proceso de

urbanización, que evita que se alcancen temperaturas lo suficientemente bajas para que se puedan

1 Isla térmica: Es el calentamiento relativo de una ciudad comparado con las zonas rurales cercanas, asociado a cambios en la escorrentía, efectos de la retención del calor y cambios en el albedo superficial (IPCC AR5).

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producir heladas. Por ello, para encontrar un clima análogo al presente en México en el siglo XVIII,

se han utilizado las estaciones meteorológicas que se encuentran dentro del valle de México, pero

fuera del alcance del efecto de la urbanización. Estas estaciones pertenecen al Servicio

Meteorológico Nacional (SMN).

Para que los datos fueran estadísticamente representativos, dentro de las estaciones presentes en

dicha ubicación se han seleccionado tan solo aquellas en las que se tengan medidas continuas

durante un periodo de un mínimo de 30 años. Así, la estación utilizada ha sido: El Guarda ubicada en

el Distrito Federal a una altitud de 2946 m. La ubicación de dicha estación se encuentra señalada en

la Figura 5. En esta estación el ciclo anual presente es muy suave, presentando pocas diferencias

térmicas entre el verano y el invierno. Además, a lo largo del año se producen una media de 2 días al

mes con temperaturas mínimas por debajo de los 0ºC.

Se ha representado la evolución de las temperaturas máxima, mínima y media a lo largo del año. Para

ello se ha calculado la media y la desviación típica de las temperaturas máxima, mínima y media de

la serie de El Guarda, para cada mes entre 1965 y 2009. De esta forma se ha obtenido el ciclo

estacional de esta serie de temperatura y se puede comparar con el ciclo obtenido de la serie del

periodo histórico. Para realizar dicha comparación, junto con la evolución del ciclo estacional del

periodo instrumental, se ha representado el ciclo estacional de los datos históricos que se ha visto en la Figura 3, obteniéndose la Figura 6.

Figura 5 Ubicación de la estación de "El Guarda".

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Figura 6 Temperaturas máxima, media y mínima medias para la estación de El Guarda entre 1965 y 2009. Junto con estas figuras

está representada la evolución del ciclo estacional obtenido de los datos históricos del diario.

En la Figura 6 se puede ver que el mes más cálido de la serie del periodo instrumental es mayo,

coincidiendo con el mes del periodo histórico en el que el descriptor calor registra su mayor

frecuencia, mientras que los meses más fríos del periodo instrumental son diciembre y enero,

también coincidentes con la serie histórica ya que son estos meses en los que los descriptores que

aparecen con mayor frecuencia son frío o muy frío. Se puede ver así, cómo el ciclo estacional de la

serie histórica y de la instrumental siguen un mismo patrón, con mayores temperaturas en los meses

la estación húmeda y menores en los de la estación seca.

Para que se produzcan heladas, la temperatura debe alcanzar valores inferiores a los 0ºC, por lo que

se puede hacer una comparación entre la frecuencia de aparición de heladas en el siglo XVIII y

actualmente. Para ello se ha obtenido la frecuencia media con la que se alcanzan temperaturas

inferiores a los 0ºC en el periodo instrumental, obteniéndose así la frecuencia mensual media de

heladas en este periodo. Además, se ha calculado la frecuencia mensual media de heladas del

periodo histórico. Las frecuencias medias mensuales obtenidas están representadas en la Figura 7

junto con sus correspondientes desviaciones típicas.

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Figura 7 Comparación entre la frecuencia mensual promedio de heladas en el periodo instrumental y en el periodo histórico. Las

barras representan las desviaciones típicas.

Las desviaciones típicas indican la desviación de los valores con respecto a la media y se puede

interpretar como la incertidumbre. En la Figura 7 se puede ver que los meses de la estación seca

presentan mayores incertidumbres así como una media de heladas más alta que los de la estación

húmeda , lo que se puede interpretar como una mayor variación en la frecuencia de heladas durante

los meses en los que la precipitación es escasa.

Comparando las dos gráficas que aparecen en la Figura 7 se puede comprobar como siguen

trayectorias similares a lo largo del año. Tan solo se encuentra una pequeña discrepancia entre ambas

gráficas en el mes de noviembre, donde en el periodo instrumental continúa aumentando el número

de días con temperaturas inferiores a 0ºC, mientras que en el histórico las referencias a heladas

disminuyen.

Calculando el coeficiente de correlación entre ambas gráficas se obtiene un valor de 0.86. Realizando

un contraste de hipótesis sobre la correlación, se puede determinar que ésta es estadísticamente

significativa al 99% de confianza, lo que confirma que los datos de la estación de El Guarda presentan

un número medio de heladas por mes muy parecido al obtenido durante el periodo histórico. El contraste de hipótesis realizado se encuentra especificado en el Anexo III.

Se ha hecho un test de diferencia de medias para estudiar si algun mes la discrepancia es

estadísticamente significativa. Así, se ha obtenido que, en ningún mes, las dos medias difieren

significativamente con un nivel de confianza del 99%. El contraste de hipótesis realizado también se

encuentra especificado en el Anexo III.

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3.3 Análisis de extremos

Una vez validada la serie, se pueden estudiar las anomalías de temperatura y crear así un catálogo

que permitirá ordenar los años entre 1775 y 1786 en función de cómo fueron de cálidos o de fríos.

Para ello se han calculado las anomalías durante el periodo histórico.

Con este fin se ha representado la distribución de la aparición de cada uno de los descriptores

referentes a la temperatura, para cada mes y cada año, junto con la anomalía con respecto a la

frecuencia mensual promedio de dicho descriptor. Las figuras se encuentran en el Anexo IV.

A partir de las anomalías obtenidas se puede elaborar un catálogo de extremos, calculados de la siguiente manera:

Años más extremos: Suma, para cada año, de las anomalías positivas y negativas en valor

absoluto de todos los meses para los descriptores “Cálido”, “Muy cálido”, “Frío” y “Muy frío”.

Años más cálidos: Suma, para cada año, de las anomalías obtenidas para los descriptores

“Cálido” y “Muy cálido” de todos los meses.

Años más fríos: Suma, para cada año, de las anomalías obtenidas para los descriptores “Frío”

y “Muy frío”, de todos los meses.

Años ordenados de más a menos extremos

Años ordenados de más a menos cálidos

Años ordenados de más a menos fríos

1779 1775 1785

1785 1781 1783 1775 1776 1777

1778 1786 1775 1784 1780 1784

1781 1784 1782

1783 1782 1779

1776 1777 1780

1777 1783 1776 1786 1785 1786

1780 1778 1781 1782 1779 1778

Tabla 2 Clasificación de extremos entre 1775 y 1786.

Esto ha permitido ordenar todos los años del registro según los tres criterios anteriores, tal y como

puede verse en la Tabla 2. Se observa que el año más extremo fue 1779, mientras que el año más frío fue 1785.

Entre 1785 y 1786 tuvo lugar el denominado “año del hambre” en México (Robinson, 2005), que

causó numerosos desastres sociales, económicos y políticos en la región. En la Tabla 2 se ha podido

ver que este año fue el más frío de la serie histórica, por lo que una de las posibles causas de los

desastres acontecidos pudo ser el frío junto con la presencia de heladas. Analizando el número de

heladas en los años 1785 y 1786, en la Figura 8 se puede ver que se produjeron heladas en los meses

de agosto y septiembre, lo que pudo afectar de manera significativa a la cosecha de maíz, que tiene

lugar entre septiembre y octubre. Además del maíz, también otros cultivos básicos, como el trigo o

la cebada, pudieron verse afectados por estas heladas fuera de época, ya que el periodo de

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recolección del trigo y la cebada tiene lugar entre mayo y finales de otoño. Las cosechas más

tempranas habrían sufrido los efectos de las heladas que se produjeron en abril mientras que las más tardías sufrirían los de las heladas producidas en agosto y septiembre.

El aumento del precio del maíz alcanzó los valores más altos del periodo colonial, lo que produjo una

importante crisis económica y social, estimándose una media de 100 muertos al día como consecuencia del hambre (Robinson, 2005).

Figura 8 Distribución de heladas por mes entre 1775 y 1786 en la Ciudad de México.

3.4 Patrones sinópticos asociados a extremos

Para evaluar los análogos de la circulación sinóptica durante los periodos más cálidos y más fríos del

periodo histórico, se han seleccionado los años más cálidos y los más fríos del periodo instrumental

y se ha analizado la circulación sinóptica asociada utilizando los datos del reanálisis del NCEP/NCAR,

mediante la representación de los respectivos composites de valores absolutos y anomalías del

geopotencial a 500hPa y la presión a nivel del mar.

Un análisis similar se ha hecho para estudiar la circulación los días de heladas, pero en vez de utilizar los datos mensuales del reanálisis se han utilizado datos diarios.

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3.4.1 Meses más cálidos

Para elaborar el mapa de composites para anomalías cálidas, se han seleccionado los meses de la

serie de El Guarda que presentan un valor medio de temperatura máxima por encima del percentil

95. Estos meses son: enero 1989, mayo 1989, junio 1989, julio 1989, agosto 1989, noviembre 1989,

agosto 1991, marzo 1992, abril 1992, junio 1992, julio 1992, febrero 1994, marzo 1994, abril 1994,

mayo 1994, junio 1994, julio 1994, agosto 1994, octubre 1994, noviembre 1994, marzo 1995, abril

1995, mayo 1995, junio 1995, julio 1995 y septiembre 1995.

Una vez seleccionados los meses, se han obtenido los datos del reanálisis correspondientes a dichos

meses y se han representado los composites de geopotencial a 500hPa y de presión a nivel del mar.

Para ello se ha creado un programa que los represente, por lo que la resolución es notablemente baja. El script del geopotencial se encuentra en el Anexo V.

En la Figura 9 está representada la distribución del geopotencial a 500hPa. Se puede ver que, en

situaciones de temperaturas elevadas, el geopotencial presenta valores elevados en la ciudad de México, marcada con una 𝑥 en el mapa.

Figura 9 Geopotencial a 500hPa promedio de los meses más cálidos con una separación entre líneas de 50mgp.

Para estudiar cómo se diferencia esta figura de la climatología, se ha creado también un m apa de

anomalías de geopotencial, obteniéndose la Figura 10. En este mapa se puede ver cómo el

geopotencial para los extremos cálidos presenta valores positivos en toda la región de México, lo que

indica que el geopotencial durante los meses cálidos es más alto que la climatología. Además, se

puede ver que cuando se producen estos extremos cálidos, se genera una zona de mayor

geopotencial en la costa oeste de Estados Unidos.

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Figura 10 Anomalías de geopotencial a 500hPa para los meses más cálidos con una separación entre líneas de 20mgp.

En la Figura 11 está representada la distribución de la presión a nivel del mar promediada para los

meses más cálidos, con una separación entre líneas de 4 hPa. Así se puede ver cómo en situaciones

de elevadas temperaturas la presión a nivel del mar sobre el valle de México es relativamente baja.

Para comprobarlo, se ha comparado este mapa de valores medios con la climatología, obteniendo

así la Figura 12. Se puede ver como el valor de la presión a nivel del mar en esta figura presenta

valores negativos, es decir que la presión durante los extremos fríos es menor que la climatología.

Además, tambien se puede apreciar una zona de presiones muy bajas en la costa este de

Norteamérica.

Figura 11 Presión a nivel del mar promedio de los meses más cálidos con una separación entre líneas de 4hPa.

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Figura 12 Anomalías de presión a nivel del mar para los meses más cálidos con una separación entre líneas de 1hPa.

3.4.2 Meses más fríos

Para elaborar el mapa de composites para anomalías frías se ha realizado un análisis análogo al caso

de las anomalías cálidas, pero en este caso se han seleccionado aquellos meses de la serie de El

Guarda cuya temperatura mínima media se encuentra por debajo del percentil 5. Estos meses son:

febrero 1965, marzo 1965, enero 1966, noviembre 1966, diciembre 1966, enero 1967, febrero 1967,

noviembre 1967, enero 1968, marzo 1968, noviembre 1969, noviembre 1970, enero 1971, febrero

1971, diciembre 1975, enero 1976, febrero 1977, diciembre 1977, enero 1978, febrero 1978,

diciembre 1978, enero 1979, febrero 1979, marzo 1979, octubre 1979 y noviembre 1979.

En primer lugar, en la Figura 13, se ha representado la distribución del geopotencial a 500hPa, con

una separación entre líneas de 50mgp al igual que en el caso de los meses más cálidos. Se puede ver

cómo en situaciones de bajas temperaturas, el gradiente de geopotencial con la latitud es

notablemente mayor que en el caso del promedio de los meses más cálidos.

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Figura 13 Geopotencial a 500hPa promedio de los meses más fríos con una separación entre líneas de 50mgp.

Además, al igual que en el caso de los extremos cálidos, se ha representado el mapa de anomalías

con respecto a la climatología, obteniéndose en este caso, valores positivos que indican que, durante

los extremos fríos, el geopotencial es superior a la climatología (Figura 14). En esta figura se puede

ver además, dos zonas de mayor geopotencial, una sobre el océano Pacífico y otra sobre el Atlántico, junto con una zona de menor geopotencial ubicado a una mayor latitud también sobre el Atlántico.

Figura 14 Anomalías de geopotencial a 500hPa para los meses más fríos con una separación entre líneas de 15mgp.

En cuanto a la distribución de la presión a nivel del mar obtenida para los meses más fríos,

representada en la Figura 15, se puede observar cómo ésta es más elevada que en el caso de los

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meses más cálidos a lo largo de todo México. Además, sobre Norteamérica se puede observar una

extensa zona de altas presiones.

Figura 15 Presión a nivel del mar promedio de los meses más fríos con una separación entre líneas de 4hPa.

Volviendo a representar el mapa de anomalías, en la Figura 16 se puede ver que la presión a nivel del

mar para los meses más fríos es superior a la de la climatología, con diferencias que alcanzan los

10hPa sobre la parte norte del continente americano.

Figura 16 Anomalías de presión a nivel del mar para los meses más fríos con una separación entre líneas de 1hPa.

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3.4.3 Días de heladas

Al igual que para los extremos, también se han utilizado los datos del periodo instrumental para

estudiar la circulación de la atmósfera cuando se producen heladas. Para ello se han elaborado los

mapas de composites para la presión a nivel del mar y el geopotencial a 500hPa.

En primer lugar, en la Figura 17 se ha representado el geopotencial a 500hPa. Se puede ver que la distribución

obtenida es muy similar a la obtenida en el caso de los meses por debajo del percentil 5 de temperatura. Es

lógico pensar que esto sea así ya que, para que se produzcan heladas, la temperatura tiene que encontrarse

por debajo de 0ºC, muy por debajo de la media anual, lo que supondrá que éstas se produzcan durante los meses más fríos.

También en el caso de la presión a nivel del mar los días de heladas (Figura 18), la distribución obtenida es

muy similar a la que se había visto en la Figura 15, correspondiente a la distribución para los meses más fríos,

debido también a las bajas temperaturas requeridas para la presencia de heladas.

Figura 17 Geopotencial a 500hPa promedio para los días de heladas con una separación entre líneas de 50mgp.

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Figura 18 Presión a nivel del mar promedio de los días de heladas con una separación entre líneas de 4hPa.

4. Conclusiones

A lo largo del trabajo se ha podido constatar la utilidad de los diarios meteorológicos para la

reconstrucción climática, a partir del análisis de los datos recogidos por el diario escrito por Felipe de

Zúñiga y Ontiveros, que ha permitido realizar un estudio del clima presente en la Ciudad de México

en el siglo XVIII. Se ha podido comprobar cómo los datos recogidos en el diario presentan valores de

temperatura absolutos y no anomalías frente al clima habitual, lo cual es una muestra de la calidad

de las medidas.

Se ha podido ver cómo, en la Ciudad de México en el siglo XVIII, las mayores temperaturas se

alcanzaban durante los meses de mayo, junio y julio, correspondiéndose con la estación húmeda,

mientras que las temperaturas más bajas tenían lugar durante los meses de la estación seca.

Durante el siglo XVIII, la temperatura era inferior a la actual en la Ciudad de México, lo que se puede

comprobar comparando el número de heladas presentes en esta región en el siglo XVIII y las actuales.

Sin embargo, si nos alejamos del actual centro urbano, donde el efecto de la urbanización es menor,

sí se pueden encontrar analogías entre la temperatura en el siglo XVIII y la actual. De esta forma, al

comparar el ciclo estacional junto con la frecuencia de heladas, la serie del periodo instrumental

refleja un ciclo anual de temperaturas similar al registrado en el periodo histórico.

Analizando los años más extremos se ha podido comprobar cómo, el año más cálido fue 1775. El año

1785 fue el más frío, coincidiendo con la presencia de heladas fuera de época, durante los meses de

agosto y septiembre, que afectó negativamente a las cosechas de los alimentos más básicos, como

el trigo. Esto causó numerosos desastres socioeconómicos y 1785 pasó a conocerse como el “año del hambre”.

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Analizando la circulación a escala sinóptica durante los meses más extremos se ha podido comprobar

cómo, en meses de extremo calor, el geopotencial aumenta, generándose una zona de mayor

geopotencial en la costa oeste de Norteamérica, mientras que la presión a nivel del mar se reduce,

surgiendo una zona de bajas presiones sobre la costa este. En situaciones de frío extremo, se produce

un aumento del geopotencial sobre la ciudad de México, generado por la aparición de una zona de

geopotencial elevado sobre las costas Atlántica y Pacífica a la vez que una de bajo geopotencial a

latitudes mayores. Además, se produce un incremento de la presión a nivel del mar sobre el

continente norteamericano. Esto mismo ocurre los días de aparición de heladas.

5. Referencias

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