¿El uso de suelo afecta la distribución de temperatura en la ciudad de Tuxtla Gutiérrez, Chiapas, México?

Resumen

La combinación de condiciones naturales (latitudes tropicales) y antropogénicas (Cambio Climático, Isla de Calor Urbana) inducen el incremento extremo de la temperatura; aunque los mecanismos no son claros. El cambio de uso de suelo es una de las principales causas de la Isla de Calor Urbana (ICU), aunque su intensidad depende de las condiciones locales. La investigación del medio ambiente en entornos urbanos es de relevancia, considerando que para el año 2030 el 60% de la población mundial se concentrará en ciudades y desde ahí enfrentará condiciones climáticas cada vez más extremas. Este estudio se centra en la relación del cambio de uso de suelo y la temperatura de superficie (TS) para conocer su influencia en la ICU de la ciudad de Tuxtla Gutiérrez.

A fin de conocer el patrón espacial de las temperaturas extremas en la ciudad de Tuxtla Gutiérrez, Chiapas se analizó el comportamiento histórico de la temperatura del aire (TA) y de superficie (TS).  Respecto a la TA, a partir de 1980 la frecuencia de las temperaturas superiores a 40 °C aumentó en un 18% y de las temperaturas nocturnas por arriba de los 28 °C en un 14%. El análisis histórico de temperaturas ambientales ayudó a determinar las tres fechas para la obtención de imágenes Landsat 5 (5 de abril de 2001) y Landsat 8 (1 de abril de 2011 y 2017). Para el análisis termal se emplea el Método de Clasificación de Emisividad el cual estima las TS con base en la emisividad reportada para cada uso y cobertura de suelo; en este estudio se emplean nueve clases: agua, árbol, camino de asfalto, césped, suelo desnudo, suelo agrícola desnudo, techo de concreto, techo de metal y techo de teja.

En 2017, la máxima TS (>40 °C) se registró en los techos de metal de centros comerciales con estacionamientos a cielo abierto. Este uso de suelo cubre menos del 3% de la ciudad. El suelo desnudo agrícola cubre la periferia de la ciudad y representa el 11% de la ciudad, se reporta con una TS promedio de 35 °C, seguida de los caminos de asfalto con 34 °C y techos de concreto con 32 °C. La resolución espacial de las imágenes limita la apreciación del efecto amortiguador de temperaturas de un árbol y únicamente es sensible al efecto de agrupaciones, por ello la mínima TS (< 28 °C) se registra en zonas arboladas mayores a 3 ha. La variación de TS cuando se elimina la cobertura arbórea (1.3 a 3.1 °C) es mayor que cuando se reforesta (0.1 a 1.2 °C). Se recomienda realizar el análisis con imágenes termales de mayor resolución espacial para apreciar el efecto refrescante de árboles individuales.

Comparando los resultados entre las tres fechas de análisis, la cobertura que más ha disminuido en superficie es árbol convirtiéndose en suelo agrícola desnudo, techo de concreto y teja. Estos cambios de cobertura se asocian al aumento en la temperatura promedio de la ciudad, que en el año 2001 se encontraba en el rango de temperatura poco agradable (29° a 31°C), para 2011 era extremadamente desagradable (31° a 33 °C) y en 2017 llego al rango de temperatura de condiciones de estrés (33° a 35 °C).

El reemplazo de árboles por superficies impermeables es la principal causa del aumento de la TS en Tuxtla Gutiérrez. La metodología empleada permite el registro de temperatura de superficie de las diferentes coberturas dentro de la ciudad, evitando la homogenización del terreno como se haría con una metodología basada en NDVI. Sin embargo, un área de oportunidad para mejorar los resultados obtenidos con esta metodología es la medición directa de la emisividad de superficie, así como el registro termal durante la noche.