Defining climate zones in México City using multivariate analysis

Abstract

Spatial variability in the climate of México City was studied using multivariate methods to analyze 30 years of meteorological data from 37 stations (from the Servicio Meteorológico Nacional) located within the city. Although it covers relatively small area, México City encompasses considerable climatic heterogeneity, due mainly to the contrasts in elevation and land use within its territory. Multivariate methods were used in this study to reduce the dimensionality of the variables reported by the weather stations, to define climate indexes for representing the main features of México City's climate more compactly, as well as to identify geographic zones with similar climatic characteristics. The results of the study contribute additional evidence of the important influence of orography and urbanization on climates in cities. Two large regions and four subregions with similar climatic characteristics were identified in this study: low altitude suburban, low altitude highly urbanized, urbanized mountain base, and higher elevation with forests. Three climate indices were also defined. The three indexes are related to temperature and precipitation, to days with fog and with electrical storms, and to days with hail and low temperatures. The results of this study suggest that multivariate analysis can be a useful tool for urban planning and for tracking the impact of anthropogenic factors on microclimate.

Translated abstract

Se presenta un estudio sobre la variabilidad espacial del clima en la Ciudad de México, en el cual se aplicaron métodos de análisis multivariado a promedios de 30 años de datos meteorológicos provenientes de 37 estaciones del Servicio Meteorológico Nacional distribuidas dentro del territorio de la ciudad. A pesar de su pequeña extensión territorial, la ciudad presenta una gran heterogeneidad climática debida principalmente a los grandes contrastes en altitud y uso de suelo. Los métodos multivariados utilizados en este trabajo permiten reducir la dimensionalidad de las variables reportadas por las estaciones meteorológicas, definir índices climáticos capaces de representar en forma compacta los principales rasgos del clima de la Ciudad de México, así como identificar zonas geográficas con características climáticas similares. Los resultados de este estudio aportan evidencia adicional sobre la importante influencia de la orografía y la urbanización en el clima de la ciudad. En este trabajo se identificaron dos grandes regiones y cuatro subregiones con características climáticas similares: baja altitud con elementos suburbanos, baja altitud altamente urbanizada, pie de montaña con urbanización y zonas de mayor altitud y presencia de bosques. Paralelamente, se definen tres índices climáticos relacionados con temperatura y precipitación, días con niebla y días con tormenta eléctrica y, días con granizo y temperatura mínima. Los resultados de este estudio sugieren que los análisis multivariados pueden constituir una herramienta útil aplicable en planeación urbana y para el seguimiento de impactos en el microclima, generados por factores antrópicos.