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Revista de Biología Tropical, ISSN: 2215-2075 Vol. 69(Suppl. 2): S60-S73, October 2021 (Published Oct. 30, 2021)
Cambios climáticos proyectados de modelos CMIP5 en La Cruz,
Guanacaste, Costa Rica
Hugo G. Hidalgo
1,2
; https://orcid.org/0000-0003-4638-0742
Eric J. Alfaro
1,2,3
; https://orcid.org/0000-0001-9278-5017
Paula M. Pérez-Briceño
1,4,5
; https://orcid.org/0000-0002-7217-8495
1. Centro de Investigaciones Geofísicas, Universidad de Costa Rica, San José, Costa Rica; hugo.hidalgo@ucr.ac.cr,
erick.alfaro@ucr.ac.cr, paula.perez@ucr.ac.cr
2. Escuela de Física, Universidad de Costa Rica, San José, Costa Rica.
3. Centro de Investigación en Ciencias del Mar y Limnología, Universidad de Costa Rica, San José, Costa Rica.
4. Escuela de Geografía, Universidad de Costa Rica, San José, Costa Rica.
5. Ingeniería Hidrológica, Sede Regional Chorotega, Universidad Nacional de Costa Rica, Guanacaste, Costa Rica.
Recibido 30-I-2021. Corregido 09-IV-2021. Aceptado 27-V-2021.
ABSTRACT
Projected Climate Changes of CMIP5 models in La Cruz, Guanacaste, Costa Rica
Introduction: La Cruz is located in northwestern Costa Rica, and it is characterized by a dry tropical climate
with a well-defined dry season. This municipality has reported many impacts of hydrometeorological events dur-
ing the last 45 years, mostly associated with wet events such as floods that affected roads, housing, and crops;
as well as some droughts that have impacted the population and their livelihoods.
Objective: The objective of this article is to provide information regarding possible future climate changes
during the 21
st
century associated with a pessimistic emission scenario in the municipality of La Cruz in
Guanacaste, Costa Rica.
Methods: We used DesInventar database to identify the hydrometeorological impacts in La Cruz and classified
them by month. Downscaled simulations from the Climate Model Intercomparison Project 5 (CMIP5) were used
to simulate past and future changes (1979-2099) in temperature and precipitation. In addition, a hydrological
model was used to calculate runoff projections from meteorological data.
Results: Floods, and housing, roads and agricultural damages are the most recurrent impacts. In addition, some
human deaths are reported during this time. Results show that a drier and warmer future will be characteristic of
the climate in La Cruz in the 21
st
century, especially after 2040. Runoff is also expected to be reduced signifi-
cantly following the meteorological trends.
Conclusions: It is expected that higher aridity will be present in the future, affecting human and environmental
systems.
Key words: climate change; hydrometeorological impacts; temperature; precipitation; Central American Dry
Corridor; La Cruz; Costa Rica.
Hidalgo, H. G., Alfaro, E. J., & Pérez-Briceño, P. M. (2021).
Cambios climáticos proyectados de modelos CMIP5 en
La Cruz, Guanacaste, Costa Rica. Revista de Biología
Tropical, 69(Suppl. 2), S60-S73. https://doi.org/10.15517/
rbt.v69iS2.48307
https://doi.org/10.15517/rbt.v69iS2.48307
El municipio La Cruz en Costa Rica está
ubicado en la vertiente del Pacífico, al noroes-
te del país en la frontera entre Costa Rica y
Nicaragua. Este municipio y sus principales
comunidades se muestran en la Fig. 1. La Cruz
limita al norte con el departamento Rivas,
Nicaragua; al sur con el cantón Liberia; al
oeste con el Océano Pacífico; y al este con
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el cantón Upala de la provincia Alajuela, los
últimos tres pertenecientes a Costa Rica. A
pesar de representar una limitada porción del
corredor fronterizo (1 389.87 km
2
, equivalentes
a un 7.86 % del área total del corredor fronte-
rizo), se considera a La Cruz como un territo-
rio altamente representativo de las dinámicas
socioambientales, ya que posee zonas costeras
y de altura con condiciones similares a las
encontradas en el resto de dicho territorio fron-
terizo (Bautista-Solís et al., datos sin publicar).
La amplitud máxima en La Cruz es de 81 km,
en dirección noreste a suroeste, lo cual facili-
ta el traslado desde la zona costera a la zona
más oriental donde predominan comunidades
agropecuarias y forestales (Bautista-Solís et
al., datos sin publicar). El territorio La Cruz
comprende desde unos 150 m al noroeste del
Hito 14, frontera con la República de Nicara-
gua, donde la línea imaginaria intercepta el río
Las Haciendas hasta punta Santa Elena, en la
península del mismo nombre. Las elevaciones
son fluctuantes, pero no sobrepasan los 350
metros sobre el nivel medio del mar (m s.n.m.),
a excepción del volcán Orosí que alcanza los
1400 m s.n.m. Algunos centros urbanos de
los distritos del cantón son: Ciudad La Cruz
255 m s.n.m., Santa Cecilia 337 m s.n.m., La
Garita 300 m s.n.m. y Cuajiniquil 10 m s.n.m.
(Bautista-Solís et al., datos sin publicar).
Ruíz, Pérez-Briceño, Hidalgo y Alfaro
(2019), así como Alfaro et al. (2012), describen
y resumen los principales aspectos climáticos
de esta región. De acuerdo con la clasificación
del Instituto Meteorológico Nacional de Costa
Rica [IMN] (http://www.imn.ac.cr) su régimen
climático corresponde a la región del Pacífico
Norte o seco, ya que presenta un período de
disminución de lluvias bastante marcado entre
los meses de diciembre y marzo, seguido por
dos periodos de máxima precipitación: el pri-
mero en mayo-junio y el segundo, mayor que el
primero, en agosto- setiembre-octubre. Dichos
máximos están separados por un periodo de
disminución de la precipitación, normalmente
observado en julio, llamado “veranillo” (tam-
bién conocido como veranillo de San Juan o
canícula, Alfaro & Hidalgo, 2017). Los meses
de abril y noviembre se consideran periodos de
transición entre las temporadas secas y lluviosas
Fig. 1. Ubicación de las principales comunidades de la municipalidad La Cruz, Guanacaste, Costa Rica.
Fig. 1. Location of the main communities in the municipality of La Cruz, Guanacaste, Costa Rica.
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y viceversa. Según Alfaro et al. (2012), en esta
región del Pacífico de Costa Rica, la magnitud
del viento es normalmente más fuerte durante
el invierno y primavera boreal (diciembre a
mayo), con dirección predominante del este
(vientos alisios) y disminuye durante el verano
y otoño boreal, entre junio y noviembre.
Ruíz et al. (2019), muestran que las tem-
peraturas superficiales del aire mínimas regis-
tradas en la estación de Santa Rosa, La Cruz,
son en promedio de 26.5 °C. Estas presentan
un máximo durante marzo-mayo, previo al
inicio de la temporada lluviosa, y descienden
durante el invierno boreal, siendo abril el mes
de la máxima temperatura media y octubre el
menor. Las temperaturas máximas menores
ocurren durante septiembre-octubre, cuando se
presenta la mayor cantidad de precipitación del
ciclo anual. Las zonas costeras de La Cruz se
encuentran en una zona donde ocurre un aflo-
ramiento costero (diciembre-abril), cuando los
vientos alisios son más fuertes sobre la región y
se presenta la época seca sobre la vertiente del
Pacífico en América Central (Alfaro & Cortés,
2012; Alfaro & Cortés, 2021). La temperatura
superficial del mar (TSM) media es de apro-
ximadamente 25 °C. Según Alfaro y Cortés
(2021), las temperaturas del mar más frías se
observan en diciembre-abril, por debajo de
21 °C en febrero y con un mínimo secundario
en julio, lo que coincide con los máximos de la
Corriente en Chorro de Bajo nivel del Caribe
descrita por Amador (2008). Hay dos máximo
de la TSM en mayo-junio y agosto-octubre con
temperaturas superiores a 27 °C (superiores a
28 °C en septiembre-octubre).
La interacción de factores como la tem-
peratura oceánica, la intensidad de los vientos
alisios, la intensidad de la corriente de cho-
rro del Caribe, la migración de la Zona de
Inter-Convergencia Inter-Tropical (ZCIT), El
Niño-Oscilación del Sur (ENOS), la Oscila-
ción Decenal del Pacífico (PDO), entre otros,
explican los mecanismos de la variabilidad
climática de esta región de Guanacaste, Costa
Rica (Bautista-Solís et al., datos sin publicar;
Maldonado, Alfaro, & Hidalgo, 2018).
La Cruz pertenece al Corredor Seco Cen-
troamericano (CSC), una subregión del istmo
relativamente más árida que el resto del territo-
rio y que se extiende a lo largo del litoral pací-
fico desde el oeste de Guatemala hasta el norte
de Costa Rica. En muchos estudios, el Arco
Seco en Panamá también se considera parte del
CSC. El CSC es una región definida de manera
imprecisa que incluye características climáticas
que favorecen el desarrollo de ecosistemas de
bosque seco, con frecuentes períodos relativa-
mente secos durante la temporada de lluvias
(Hidalgo, Alfaro, Amador, & Bastidas, 2019).
El término corredor seco no solo es representa-
tivo de los efectos de los fenómenos climáticos,
sino también refleja la ecología de esta región.
El CSC es un área principalmente rural carac-
terizada por una marcada estacionalidad de las
precipitaciones, vulnerabilidad al cambio cli-
mático, rica biodiversidad, pobreza arraigada,
inseguridad alimentaria y emigración (Got-
lieb, Pérez-Briceño, Hidalgo, & Alfaro, 2019;
Quesada-Hernández, Calvo-Solano, Hidalgo,
Pérez-Briceño, & Alfaro, 2019). Según Bau-
tista-Solís et al. (datos sin publicar), La Cruz
es particularmente vulnerable a la variabilidad
climática. Por eso se requiere un arreglo ins-
titucional y tecnológico especial para la pla-
neación del desarrollo regional (Bautista-Solís
et al., datos sin publicar). En el 2017 y 2018,
el Índice de Desarrollo Social y el Índice de
Desarrollo Humano de La Cruz lo ubicaron en
el cuartil más bajo de la comparación relativa
de los municipios de Costa Rica (Mideplan,
n.d.; PNUD, 2020). Estudios previos que deli-
mitaron el corredor seco de Costa Rica, indican
que el período de recurrencia de sequías pro-
longadas (multianuales) para la región Pacífi-
co Central (incluye la provincia Guanacaste)
varía entre 7.3 (Retana et al., 2012) a 10 años
(Hidalgo et al., 2019), siendo esta región la que
presenta los eventos más frecuentes, extensos y
severos del país (Retana et al., 2012).
Según Hidalgo y Alfaro (2017), La Cruz
contiene parte del Área de Conservación Gua-
nacaste (ACG). Esta integra cuatro de los cinco
ecosistemas principales del trópico: marino/
costero, bosque seco, bosque nuboso y bosque
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lluvioso y representa el único transecto con-
servado de este tipo en el neotrópico. En el
ACG existen más especies terrestres que todas
las que existen en el norte de México, Estados
Unidos y Canadá juntos (ACG, 2012). Este ha
sido uno de los argumentos fundamentales por
lo que el Centro de Patrimonio Mundial de la
UNESCO, declaró en 1999, al ACG Silvestre
como Sitio Patrimonio de la Humanidad (ACG,
2012). El cambio climático podría traer impac-
tos significativos en la sostenibilidad de las
especies marinas y terrestres.
El objetivo de este trabajo es generar infor-
mación acerca de los impactos hidrometeoroló-
gicos que han afectado a La Cruz en los últimos
45 años, así como determinar los posibles cam-
bios climáticos durante el siglo XXI asociados
con un escenario de emisiones pesimista en el
cantón La Cruz. La estructura de este estudio
es la siguiente: se continúa con la sección de
materiales y métodos; luego los resultados
son estructurados en una sección sobre los
impactos producidos por eventos hidrometeo-
rológicos, seguida por la modelación de los
escenarios de cambio climático; finalmente, la
discusión incluye un análisis de las implicacio-
nes del incremento en la aridez sugerido por los
escenarios de cambio climático.
MATERIALES Y MÉTODOS
Los impactos de eventos hidrometeoroló-
gicos más recurrentes registrados en La Cruz
se recopilaron desde 1973 al 2018 (45 años),
como línea base de las condiciones que podría
enfrentar el cantón ante posibles cambios que
se produzcan en el clima, de acuerdo con la
base de datos DesInventar, accedida en 2020
(DesInventar, n.d.). Cabe resaltar que esta base
de datos inicialmente responde a los reportes
de periódicos nacionales principalmente y en
años más recientes registra los datos oficiales
por parte de las autoridades (Pérez-Briceño,
Alfaro, Hidalgo, & Jiménez, 2016; Quesada-
Román, Villalobos-Portilla, & Campos-Durán,
2020). También es importante mencionar que
los datos reportan fallecidos a causa de los
eventos hidrometeorológicos, sin embargo, al
no contar con el dato exacto, esta variable no
se incluyó en el análisis. Estos datos se analizan
en forma descriptiva.
Para el caso de los cambios climáticos
futuros, se seleccionaron 14 simulaciones de
modelos climáticos globales de circulación
general, estas generan proyecciones climáticas
mensuales de precipitación y temperatura del
grupo llamado (CMIP5), AR5, del Panel Inter-
gubernamental de Cambio Climático (IPCC
en inglés). A pesar que recientemente se puso
a disposición el los repositorios de datos las
simulaciones de la generación CMIP6, aún no
se dispone de la evaluación de estos modelos
para América Central y el proceso de cambio
de escala necesario. La selección de los mode-
los se basó en una recopilación de aquellos
que mejor reproducen el clima histórico en
América Central de acuerdo con Hidalgo y
Alfaro (2015). Las diferencias y características
de estos modelos se pueden ver en detalle en la
referencia anterior.
Las simulaciones corresponden al cami-
no representativo de concentración o “repre-
sentative concentration pathway” referenciado
como RCP8.5. Se seleccionó este escenario ya
que al ser el más agresivo, es el que generará
mayores impactos en el futuro. Los diferentes
RCPs corresponden a los forzamientos de los
gases de efecto invernadero (GEI) equivalentes
en watts por metro cuadrado al final del siglo
XXI. En otras palabras, el RCP8.5 corresponde
a 8.5 watts/m
2
o ~1370 ppm CO
2
equivalente
a final de siglo por efectos de GEI y por con-
siguiente, y se considera un escenario agresivo
o pesimista con respecto a las emisiones de
gases de efecto invernadero y en el que los
efectos antrópicos son mayores. Los números
que aparecen luego del nombre del modelo en
los nombres de los archivos son el número de
simulación (r), que corresponde a diferentes
versiones del modelo con la misma física, pero
estados iniciales (realizaciones), método de ini-
cialización (i) y diferentes físicas (p). La lista
de modelos se muestra en la Tabla 1.
Estos modelos globales tienen una resolu-
ción muy gruesa (del orden de 250 km x 250
km o más), así que necesitan un procedimiento
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denominado “cambio de escala” (Amador &
Alfaro, 2009), para obtener los datos a una
resolución más adecuada para el análisis a
escala municipal (en este caso 5 km x 5 km).
Esto se hizo de forma estadística de acuer-
do con Hidalgo, Alfaro y Quesada-Montano
(2017). Se calcularon los cambios en preci-
pitación y temperatura, con respecto al clima
histórico (1979-1999 como periodo base). Por
medio de un modelo de tiempo atmosférico,
se transformaron los datos de precipitación y
temperatura de resolución temporal mensual a
diaria de acuerdo con el procedimiento expli-
cado en Alfaro-Córdoba, Hidalgo y Alfaro
(2020); para obtener los datos que se usaron
en un modelo hidrológico y obtener la esco-
rrentía total (superficial más flujo base). Este
modelo se simuló 1000 veces con los datos
meteorológicos diarios, junto con parámetros
variados al azar siguiendo los rangos encon-
trados en Hidalgo, Amador, Alfaro y Quesada
(2013). El modelo hidrológico utilizado es el
modelo de macroescala conocido como Capa-
cidad de Infiltración Variable (VIC; Liang,
Lettenmaier, Wood, & Burges, 1994) y se
generó la proyección de la escorrentía futura
promedio en la región de 1979 a 2099. El
modelo VIC ha demostrado simular con gran
destreza parámetros hidrológicos en distintas
regiones del mundo, incluyendo América Cen-
tral (Hidalgo et al., 2009; Hidaldo et al., 2013;
Lin et al., 2019).
RESULTADOS
Impactos de eventos hidrometeoroló-
gicos en La Cruz, Guanacaste, Costa Rica:
En este apartado, se caracterizan los impactos
hidrometeorológicos registrados en La Cruz.
La Fig. 2 presenta la distribución de los impac-
tos durante el año, donde se aprecia que
la mayor cantidad de impactos se producen
durante la época lluviosa. Las inundaciones y
las sequías son los impactos más recurrentes en
el periodo analizado de 45 años (1973-2018).
Estos eventos han generado afectaciones prin-
cipalmente por daños a viviendas e infraestruc-
tura vial. La Fig. 2 muestra una distribución
bimodal con dos máximos, uno en julio y otro
en septiembre y octubre mayor que el primero,
mientras que en agosto se muestra un descenso
de los impactos reportados. Esto está de acuer-
do con la distribución de las precipitaciones
observadas en el municipio (Rodríguez, Alfaro,
& Cortés, 2021).
Los impactos se pueden categorizar en
húmedos, que tienen un impacto en la escala
temporal más cortas; y secos, con una escala
temporal que puede durar varios meses. Así
que, aunque se reportan una menor cantidad
de eventos secos, la recuperación posterior al
impacto puede ser mayor en tiempo y dine-
ro. Bautista-Solís et al. (datos sin publicar)
agregan que el cantón La Cruz enfrenta una
alta exposición a eventos hidrometeorológicos
extremos como las sequías y las inundaciones
y además es un cantón vulnerable en términos
de desarrollo humano (Díaz, Mora, & Madriz,
2019). Durante el huracán Otto en La Cruz llo-
vió más de 250 mm en menos de 6 horas (CNE,
2017). En adición, durante la tormenta tropi-
cal Nate (2017), por ejemplo, se registraron
TABLA 1
Listado de modelos y simulaciones usadas para proyectar
los escenarios climáticos de la municipalidad La Cruz,
Guanacaste, Costa Rica
TABLE 1
List of models and runs used for projecting the climate
change scenarios for the municipality of La Cruz,
Guanacaste, Costa Rica
Número Nombre del modelo y simulación
1 ccsm4_r1i1p1
2 ccsm4_r2i1p1
3 cesm1_cam5_r1i1p1
4 cesm1_cam5_r2i1p1
5 cmcc_cmsr1i1p1
6 ec_earth_r2i1p1
7 giss-e2_r_r1i1p1
8 miroc5_r1i1p1
9 miroc5_r3i1p1
10 mpi_esm_lr_r1i1p1
11 mpi_esm_lr_r2i1p1
12 mpi_esm_lr_r3i1p1
13 ccsm4_r3i1p1
14 cesm1_cam5_r3i1p1
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precipitaciones superiores a los 400 mm en La
Cruz que saturaron el suelo y provocaron inun-
daciones y que afectaron además a 76 cantones
del país (Alfaro, Hidalgo, Maldonado, Pérez-
Briceño, & Mora, 2018).
“Escenarios” de Cambio Climático
Los cambios proyectados en la precipi-
tación en los próximos 40 años (2040-2060)
no son muy grandes (Fig. 3), aún para este
escenario pesimista. Por el contrario, los cam-
bios proyectados en esta variable al final de
siglo (2079-2099) evidencian disminuciones
del orden de hasta -10 % en la parte suroeste
del cantón La Cruz y, de alrededor de -5 % en
la parte más oriental del cantón, caracterizada
por ser una zona más montañosa y con mayor
influencia en el clima de la vertiente del Caribe
(Fig. 1). Lo que coincide en términos generales
por lo reportado para la región por Hidalgo et
al. (2017), Hidalgo y Alfaro (2017), Imbach et
al. (2018) así como Moreno, Hidalgo y Alfaro
(2019). Alfaro-Córdoba et al. (2020) encon-
traron una tendencia negativa para el periodo
1970-1999 en la estación de Liberia en Gua-
nacaste, adicionalmente, Hannah et al. (2017),
observaron una tendencia histórica negativa
para esta región al utilizar las bases de datos del
CPC Merged Analysis of Precipitation (CMAP;
Xie & Arkin, 1997) y el reanálisis del NCEP/
NCAR, para el periodo 1982-2005 (Kalnay et
al., 1996).
En el caso de la temperatura (Fig. 4),
tanto a mediados de siglo (2040-2060) como a
finales (2079-2099), se proyectan incrementos
de aproximadamente 2
o
C a 5
o
C para ambas
épocas respectivamente, en la mayoría de La
Cruz y ligeramente menores en las partes altas
del cantón. Estos resultados coinciden con lo
obtenido para la región en otros estudios (e.g.
Alfaro et al., 2012; Alfaro-Córdoba et al., 2020;
Hidalgo & Alfaro, 2017; Hidalgo et al., 2017;
Imbach et al., 2012; Imbach et al., 2018; Moreno
et al., 2019), quienes observaron una tendencia
histórica positiva para la temperatura superficial
del aire (1970-1999) y del mar (1854-2011) en
esta región. Los avances en el conocimiento de
la variabilidad de la temperatura en La Cruz son
importantes para los asentamientos costeros de
Fig. 2. Distribución mensual de los impactos por eventos hidrometeorológicos en el cantón La Cruz, 1973-2018 (datos
obtenidos de la base Desinventar, 2020). La categoría varios se refiere a impactos como: daños en alcantarillas, daños en el
servicio eléctrico o comunicación, problemas para navegar o volar, caída de árboles, reporte de heridos o afectados.
Fig. 2. Annual cycle of the hydrometeorological event impacts in the municipality La Cruz, 1973-2018 (Data from
Desinventar, 2020). The varios (others) category refers to impacts such as: damages to culverts, damages in electrical and
communication networks, problems for sea and air navigation, fallen trees, reports of affected or wounded people.
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Fig. 3. (a) Promedios anuales (mm/año) de precipitación bajo un escenario pesimista de concentraciones en diferentes
períodos calculados como la mediana de los ensambles de los modelos CMIP5 para el cantón de La Cruz, Guanacaste. (b)
Cambios relativos al período histórico 1979-1999 (b). El Océano Pacífico está sombreado en gris.
Fig. 3. (a) Precipitation annual means (mm/year) for different periods under a pessimistic scenario computed as the ensemble
median for CMIP5 models shown in Table 1 at La Cruz municipality, Guanacaste. (b) Changes relative to the historical
period 1979-1999. The Pacific Ocean is shaded in grey.
pescadores, ya que las anomalías positivas y
negativas de la temperatura del mar observadas
están relacionadas con las capturas comercia-
les de peces en el Pacífico norte costarricense
(Moreno & Alfaro, 2018; Moreno, Moya, &
Alfaro, 2017) y la pesca es uno de los sectores
socioeconómicos de mayor importancia en esta
región. Según Alfaro & Lizano (2001), El Niño-
Oscilación del Sur (ENOS) domina la señal inte-
ranual de la variabilidad en la TSM en la región.
Los valores agregados para todo el cantón
La Cruz (Fig. 5) confirman lo sugerido con
anterioridad, observándose que la reducción en
precipitación empieza a registrarse alrededor
del año 2040; mientras que la temperatura tiene
una tendencia monotónica para toda la simula-
ción. En esta figura también se evidencia en la
dispersión de los gráficos de cajas, hay menor
incertidumbre entre los modelos en las proyec-
ciones de temperatura que de precipitación.
Los modelos de Circulación General (GCMs
en inglés), han demostrado tener mucho menor
destreza en reproducir patrones climáticos de
precipitación comparados con los de tempe-
ratura (Hidalgo & Alfaro, 2015). En general,
los cambios sugieren condiciones más secas y
cálidas en el cantón a finales de siglo.
En cuanto a la escorrentía total modelada
(Fig. 6), se notan reducciones importantes en
este parámetro a partir de 2040, precisamente
como una combinación de las reducciones en
precipitación y aumentos en temperatura en
ese período. Hidalgo et al. (2013) encontraron
una reducción de la escorrentía superficial para
la proyección del siglo XXI en la estación de
Liberia en Guanacaste. Lo anterior coinci-
de con lo encontrado por Hidalgo & Alfaro
(2017), Moreno et al. (2019), Alfaro-Córdoba
et al. (2020), para el municipio La Cruz, como
parte del CSC.
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Fig. 4. (a) Promedios anuales (
o
C) de temperatura bajo un escenario pesimista de concentraciones en diferentes períodos
calculados como la mediana de los ensambles de los modelos mostrados CMIP5 para el cantón La Cruz, Guanacaste. (b)
Cambios relativos al período histórico 1979-1999. El Océano Pacífico está sombreado con gris.
Fig. 4. (a) Temperature annual means (
o
C) for different periods under a pessimistic scenario computed as the ensemble
median for CMIP5 models shown in Table 1 at La Cruz municipality, Guanacaste. (b) Changes relative to the historical
period 1979-1999. The Pacific Ocean is shaded in grey.
DISCUSIÓN
Las tendencias del clima en La Cruz sugie-
ren un futuro más seco y caliente a finales del
siglo XXI. Los cambios en precipitación al
final de siglo (2079-2099) evidencian cambios
del orden de hasta -10 % en la parte suroes-
te del cantón, y de alrededor de - 5% en la
parte más este del cantón, caracterizada por
ser una zona más montañosa. En el caso de la
temperatura, tanto a mediados de siglo (2040-
2060) como a finales (2079-2099), se proyec-
tan calentamientos de aproximadamente 2
o
C a
5
o
C para cada época, respectivamente, y para
la mayoría del área, aunque ligeramente menos
en las partes altas del cantón. Los resultados
de este estudio son consistentes con otras áreas
estudiadas con una escala de sus modelos simi-
lar, con precipitaciones menores a 2000 mm y
con un ecosistema contrastante como lo es el
páramo del Parque Nacional Chirripó en Costa
Rica (Veas-Ayala, Quesada-Román, Hidalgo &
Alfaro, 2018).
Según Moreno et al. (2019), este aumento
en la temperatura acompañado de una dismi-
nución en la precipitación también afectará
los servicios ecosistémicos brindados por el
bosque tropical seco. Lo anterior puede traer
consigo repercusiones importantes en el ámbito
ecológico y de disponibilidad de agua futura.
Además, debido a la presencia de bosques
secos en la zona y la alta productividad de
biomasa, aunado al aumento de la temperatura
pueden crear una alta vulnerabilidad en la zona
a la ocurrencia de incendios forestales. Estas
condiciones han sido reportadas en asocio
con sus características geomorfológicas muy
similares a las del cantón La Cruz en la ACG
por Vargas-Sanabria y Quesada-Román (2018).
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Moreno et al. (2019) agregan que lo anterior
puede agravarse porque el grado de incentivos
para la conservación del bosque en terrenos
privados, derivados de las políticas ambientales
no son suficientes para asegurar que el bosque
existente en Guanacaste pueda estar protegido
en contra de los efectos potencialmente negati-
vos de cambios socioeconómicos futuros.
La combinación de ambos efectos produce
una respuesta amplificada en las proyecciones
de escorrentía de 1979 a 2099 en la segunda
mitad del siglo XXI, y se notan reducciones
Fig. 5. Valores anuales proyectados bajo un escenario pesimista de concentraciones en la (a) precipitación y (b) temperatura
de 1979 a 2099 promediado para todo el cantón de La Cruz. Las cajas en el diagrama muestran la variabilidad de todos los
modelos CMIP5, N = 14 modelos y simulaciones climáticas de la Tabla 1.
Fig. 5. Annual values of (a) precipitation and (b) temperature under a pessimistic scenario from 1979 to 2099 averaged
for all the La Cruz municipality. The boxes of the diagram show the variability of all CMIP5 models in Table 1 (N = 14).
Fig. 6. Valores anuales de mediana para la escorrentía total (superficie + flujo base) simulados con el modelo de Capacidad
de Infiltración Variable (VIC) en el municipio La Cruz, Guanacaste, Costa Rica. Para cada una de las 14 simulaciones de la
Tabla 1, se escogió la mediana de 1000 simulaciones del modelo hidrológico VIC.
Fig. 6. Median annual total runoff values (surface + baseflow) simulated by the Variable Infiltration Capacity (VIC) model
for the municipality La Cruz, Guanacaste, Costa Rica. For each of the 14 simulations from Table 1, the median of 1000
simulations of VIC hydrological model were chosen.
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importantes en este parámetro a partir de
alrededor 2040. Precisamente, esta tendencia
es una combinación de las reducciones en pre-
cipitación y aumentos en temperatura en ese
periodo. Esto por cuanto la disminución en la
precipitación y el aumento en la evapotranspi-
ración, debido al aumento en la temperatura,
traerá consigo suelos más secos y menos agua
disponible para producir escorrentía superfi-
cial, afectando también la infiltración y recar-
ga de los sistemas acuíferos. Las tendencias
positivas de temperatura pueden aumentar la
aridez y disminuir la escorrentía a través de la
intensificación del ciclo hidrológico regional
(Vargas-Sanabria & Quesada-Román, 2018).
El análisis sugiere que, si las condiciones
del clima se vuelven más áridas, las medidas
de mitigación y adaptación desde la gestión
del riesgo deben estar orientadas en maximizar
la gestión del recurso hídrico, tanto en la esta-
ción seca como lluviosa, ya que los impactos
hidrometeorológicos que más han afectado al
cantón están relacionados con la precipitación,
ya sea por un evento extremo húmedo o al con-
trario por un periodo de sequía. Cabe destacar
que la Figura 1 muestra la distribución de la
población en el cantón, donde se observa que
se sitúa en las partes bajas y de llanura, muy
cerca de cauces fluviales, condición que en una
crecida del río afectaría de manera directa al
medio de vida de las comunidades (Campos-
Durán & Quesada-Román, 2017; Office for the
Coordination of Humanitarian Affairs, 2020).
Estas condiciones extremas que podrían afec-
tar a La Cruz en un evento extraordinario de
precipitación asociado con un ciclón tropical
fueron explicados a detalle para el cantón adya-
cente, Upala (Quesada-Román, Fallas-López,
Hernández-Espinoza, Stoffel, & Ballesteros-
Cánovas, 2019; Quesada-Román & Villalobos-
Chacón, 2020). A pesar de que Upala está en
la vertiente Caribe, La Cruz tiene condicio-
nes geomorfológicas similares y podrían darse
eventos intensos asociados con flujos de lodo
o bien inundaciones dada la rápida transición
entre la mencionada zona montañosa y las lla-
nuras donde se ubica la población.
La Cruz aún mantiene condiciones de
ruralidad, grandes parcelas y población disper-
sa, excepto en la cabecera de cantón (Fig. 1),
situación que no lo exime de gestionar su terri-
torio. Tal y cómo lo señalan Quesada-Román
et al. (2020), la combinación de ser un lugar
altamente expuesto a amenazas hidrometeoro-
lógicas, la variabilidad y cambio climático, y
la falta de un eficiente ordenamiento territorial,
podría significar pérdidas económicas para el
cantón a corto y mediano plazo. En concor-
dancia con Moreno et al. (2019), al analizar
los resultados de los escenarios climáticos,
se puede concluir que se presentará un efecto
sobre los servicios ecosistémicos en el cantón
estudiado, debido a la presencia de ecosistemas
vulnerables al cambio climático.
La generación de escenarios de Cambio
Climático en regiones de índice de desarrollo
social bajo como el cantón La Cruz, aporta
información para la toma de decisión, ya que
según Bautista-Solís et al. (datos sin publicar),
los sectores más vulnerables de la población tie-
nen dificultades para orientar la toma de deci-
siones en adaptación para recursos estratégicos
como el agua, suelo y bosques con información
científico-técnica, por lo que es necesario ges-
tionar la información para que sea accesible
para toda la población. Además, históricamen-
te, La Cruz se ha visto afectada por diversas
amenazas hidrometeorológicas que han venido
a impactar directamente a la población. Estas
se expresan localmente como inundaciones
que dañan tanto a viviendas como infraestruc-
tura vial; y también de manera considerable los
efectos que tienen las sequías al ser un evento
de una escala temporal más extendida. Por lo
tanto, adaptarse a las variaciones y cambios
climáticos es un paso fundamental para la
resiliencia de las comunidades rurales y para
facilitar los esfuerzos de desarrollo territorial
rural de la mano con el ordenamiento territorial
de la región. Las zonas transfronterizas como
La Cruz poseen un contexto muy particular
que influye en los alcances del desarrollo rural
de América Central. Por un lado, se cuenta
progresivamente con más información sobre la
influencia de aspectos biofísicos y climáticos
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en la variabilidad y cambio climático y los
medios de vida locales; por otro, hay una nece-
sidad constante de adaptar políticas y opciones
de adaptación a los intereses de tomadores de
decisiones y población, políticas internaciona-
les, efectos de la globalización y el imaginario
del territorio (Bautista-Solís et al., datos sin
publicar). Obsérvese que en toda aplicación de
los modelos climáticos, así como del escenario
escogido para la adaptación a escala municipal,
se deben considerar los aspectos descritos por
Nissan, Goddard, de Perez y Furlow (2019), y
por Hidalgo (2021), para orientar la adecua-
da participación de los actores en el proceso
de retroalimentación.
Declaración de ética: los autores declaran
que todos están de acuerdo con esta publica-
ción y que han hecho aportes que justifican
su autoría; que no hay conflicto de interés de
ningún tipo; y que han cumplido con todos los
requisitos y procedimientos éticos y legales
pertinentes. Todas las fuentes de financiamien-
to se detallan plena y claramente en la sección
de agradecimientos. El respectivo documento
legal firmado se encuentra en los archivos de
la revista.
AGRADECIMIENTOS
Se agradece el apoyo de los siguien-
tes proyectos inscritos en la Vicerrecto-
ría de Investigación de la Universidad de
Costa Rica: B9-454 (VI-Grupos), EC-497
(FEES-CONARE), C0-610 (Fondo de Estí-
mulo), A4-906 (PESCTMA-CIGEFI), C0-404
(PNUD), C0-074, A1-715, B0-810 y A5-037.
A la Escuela de Física de la UCR por darnos
el tiempo de investigación para desarrollar este
estudio. Al centro de investigación CIGEFI de
la UCR por su apoyo logístico durante la reco-
pilación y análisis de datos.
RESUMEN
Introducción: La Cruz está localizada en el noroeste de
Costa Rica, y está caracterizada por una estación seca
bien definida y un clima tropical seco. Este cantón en los
últimos 45 años ha reportado impactos de eventos hidrome-
teorológicos, en particular los húmedos como las inunda-
ciones que han afectado viviendas, calles y cultivos, pero
también algunas sequías han perjudicado a la población y
sus actividades.
Objetivo: El objetivo de este artículo es proveer informa-
ción acerca de posibles cambios climáticos durante el siglo
XXI asociados con un escenario pesimista de emisiones en
el cantón de La Cruz en Guanacaste, Costa Rica.
Métodos: Se utilizó la base de datos DesInventar para
identificar los impactos y agruparlos según su mes de ocu-
rrencia para relacionarlo con el régimen de precipitación.
Simulaciones cambiadas de escala del Proyecto de Inter-
comparación de Modelos Climáticos 5 (CMIP5) fueron
estados para simular cambios pasados y futuros (1979-
2099) en temperatura y precipitación. Adicionalmente, un
modelo hidrológico fue usado para calcular las proyeccio-
nes de escorrentía usando los datos meteorológicos.
Resultados: Los resultados mostraron que un futuro más
seco y caliente será característico del clima del siglo XXI,
especialmente después del 2040. La escorrentía se espera
que será reducida significativamente siguiendo las tenden-
cias meteorológicas.
Conclusiones: Algunos de los impactos más recurrentes
históricamente son las inundaciones, daños a viviendas,
calles y cultivos, sin embargo, también se han registrado
algunas muertes en la zona. Se espera que una aridez mayor
estará presente en el futuro, afectando sistemas humanos y
ambientales.
Palabras clave: Cambio Climático, impactos hidrome-
teorológicos, temperatura, precipitación, Corredor Seco
Centroamericano, Municipio La Cruz, Costa Rica.
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