GRACE / GRACE-FO — Anomalía de Almacenamiento de Agua Terrestre (TWSA)
Fuente: GRCTellus.JPL.200204_202601.GLO.RL06.3M.MSCNv04CRI.ncBaseline: 2004-01-01 / 2009-12-01Gain factors: Sí (CLM4.0)Referencia JPL: 2004.000 to 2009.999Procesado: 2026-03-27
Regiones
13
hidrológicas analizadas
Periodo
251
meses · 2002-04 – 2026-01
Mayor pérdida
-8.6 mm/año (X)
tendencia secular más negativa
Mayor ganancia
+3.1 mm/año (XII)
tendencia secular más positiva
Meses sequía severa
269
z-score < −1.5 en todas las regiones
Validación de datos
✓ Unidades: cm (lwe_thickness attrs)
✓ Conversión ×10 aplicada (cm → mm)
✓ Gain factors CLM4.0 (scale_factor embebido)
✓ CRI-filtered (leakage costero corregido)
✓ SHA-1: e9b4d3e16e09… (integridad del archivo)
✓ CRS áreas: EPSG:6933 (Equal Earth — igual-área)
Distribución geográfica — Tendencia secular TWSA
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Tendencias seculares por región
ID
Nombre
Área (km²)
Tendencia
Incert.
Amp. anual (mm)
Amp. semi-anual (mm)
Meses
Sequía severa
Calidad
X
Golfo Centro
104,780
-8.63 mm/año
±1.76
153.4
20.6
251
20
~ caution
IV
Balsas
119,234
-7.97 mm/año
±1.17
114.7
18.9
251
23
~ caution
XI
Frontera Sur
101,219
-7.34 mm/año
±2.46
143.9
7.0
251
19
~ caution
VI
Río Bravo
379,582
-7.21 mm/año
±1.32
12.0
6.6
251
27
✓ safe
II
Noroeste
206,454
-6.80 mm/año
±1.07
9.3
8.0
251
23
✓ safe
III
Pacífico Norte
151,976
-6.43 mm/año
±1.50
54.0
23.1
251
23
~ caution
VIII
Lerma Santiago Pacífico
190,733
-6.17 mm/año
±1.48
125.7
29.0
251
17
~ caution
VII
Cuencas Centrales del Norte
202,459
-5.63 mm/año
±1.28
32.3
11.2
251
22
✓ safe
XIII
Aguas del Valle de México
16,423
-5.20 mm/año
±1.16
70.5
11.3
251
22
! context
V
Pacífico Sur
77,506
-5.12 mm/año
±0.99
107.8
12.7
251
23
! context
IX
Golfo Norte
127,120
-3.97 mm/año
±0.98
30.5
6.4
251
21
~ caution
I
Península de Baja California
147,630
-2.14 mm/año
±0.37
2.7
3.2
251
21
~ caution
XII
Península de Yucatán
138,697
+3.11 mm/año
±1.86
76.2
2.8
251
8
~ caution
Calidad GRACE según área de la región (Handbook JPL L3, §7.3):
✓ safe ≥ 200,000 km² — señal confiable;
~ caution 100,000–200,000 km² — usar con precaución;
! context < 100,000 km² — SNR bajo, posible contaminación por leakage.
Resolución nativa del mascon JPL: ~300–350 km (~110,000 km² por celda).
Peores meses de estrés hídrico (z-score < −1.5)
Región
Nombre
Mes
TWSA
Z-score
VIII
Lerma Santiago Pacífico
Sep 2023
-142.2 mm
-2.91 🔴
VIII
Lerma Santiago Pacífico
Aug 2023
-175.1 mm
-2.79 🔴
VIII
Lerma Santiago Pacífico
Oct 2023
-108.9 mm
-2.74 🔴
IV
Balsas
Oct 2023
-122.5 mm
-2.71 🔴
XIII
Aguas del Valle de México
Oct 2023
-123.2 mm
-2.68 🔴
V
Pacífico Sur
Oct 2023
-65.2 mm
-2.68 🔴
V
Pacífico Sur
Jul 2023
-177.5 mm
-2.62 🔴
XIII
Aguas del Valle de México
Jul 2023
-175.0 mm
-2.61 🔴
VIII
Lerma Santiago Pacífico
May 2024
-345.3 mm
-2.60 🔴
V
Pacífico Sur
Nov 2023
-70.1 mm
-2.58 🔴
XIII
Aguas del Valle de México
Sep 2023
-137.9 mm
-2.54 🔴
X
Golfo Centro
Nov 2023
-125.3 mm
-2.54 🔴
XIII
Aguas del Valle de México
Aug 2023
-147.0 mm
-2.53 🔴
V
Pacífico Sur
Apr 2024
-229.9 mm
-2.51 🔴
I
Península de Baja California
Feb 2025
-64.6 mm
-2.50 🔴
II
Noroeste
Feb 2025
-191.2 mm
-2.49 🔴
IX
Golfo Norte
Aug 2023
-110.3 mm
-2.48 🔴
III
Pacífico Norte
Feb 2025
-238.5 mm
-2.48 🔴
V
Pacífico Sur
Dec 2023
-103.7 mm
-2.46 🔴
X
Golfo Centro
Oct 2023
-150.0 mm
-2.45 🔴
Z-score estandarizado por mes calendario. Muestra los 20 meses más severos.
Volumen de anomalía TWSA — México total (km³)
Metodología — Conversión TWSA a volumen V [km³] = TWSA [mm] × A [km²] × 10⁻⁶
(1 mm de agua × 1 km² = 10⁻³ m × 10⁶ m² = 10³ m³ = 10⁻⁶ km³)
Las áreas se calculan a partir de los polígonos reprojectados a
EPSG:6933 (WGS 84 / Equal Earth), proyección cilíndrica de igual área que conserva
superficies con error < 0.1% en latitudes medias. El volumen total de México es la
suma directa de las 13 RHA (regiones no traslapadas).
Equivalente metodológico: Khorrami et al. (2023, GRL) — convierte mascon TWS a km³/año
multiplicando por el área de los tiles JPL.
~ Precaución — Área 104,780 km² entre 100,000 y 200,000 km². La región cubre ~1–2 mascons JPL. Las tendencias seculares pueden estar afectadas por gain factors CLM4.0 que no incluyen agua subterránea ni actividad humana (Handbook JPL L3 §7.3). Validar contra datos independientes.
~ Precaución — Área 119,234 km² entre 100,000 y 200,000 km². La región cubre ~1–2 mascons JPL. Las tendencias seculares pueden estar afectadas por gain factors CLM4.0 que no incluyen agua subterránea ni actividad humana (Handbook JPL L3 §7.3). Validar contra datos independientes.
~ Precaución — Área 101,219 km² entre 100,000 y 200,000 km². La región cubre ~1–2 mascons JPL. Las tendencias seculares pueden estar afectadas por gain factors CLM4.0 que no incluyen agua subterránea ni actividad humana (Handbook JPL L3 §7.3). Validar contra datos independientes.
~ Precaución — Área 151,976 km² entre 100,000 y 200,000 km². La región cubre ~1–2 mascons JPL. Las tendencias seculares pueden estar afectadas por gain factors CLM4.0 que no incluyen agua subterránea ni actividad humana (Handbook JPL L3 §7.3). Validar contra datos independientes.
~ Precaución — Área 190,733 km² entre 100,000 y 200,000 km². La región cubre ~1–2 mascons JPL. Las tendencias seculares pueden estar afectadas por gain factors CLM4.0 que no incluyen agua subterránea ni actividad humana (Handbook JPL L3 §7.3). Validar contra datos independientes.
⚠ Señal de baja confiabilidad — Área 16,423 km² < 100,000 km² (umbral mínimo recomendado por el Handbook JPL L3 §7.3). La resolución nativa del mascon es ~300–350 km (~110,000 km² por celda): esta región es submascon, con SNR bajo y posible contaminación por leakage. Interpretar tendencias y anomalías con precaución.
⚠ Señal de baja confiabilidad — Área 77,506 km² < 100,000 km² (umbral mínimo recomendado por el Handbook JPL L3 §7.3). La resolución nativa del mascon es ~300–350 km (~110,000 km² por celda): esta región es submascon, con SNR bajo y posible contaminación por leakage. Interpretar tendencias y anomalías con precaución.
~ Precaución — Área 127,120 km² entre 100,000 y 200,000 km². La región cubre ~1–2 mascons JPL. Las tendencias seculares pueden estar afectadas por gain factors CLM4.0 que no incluyen agua subterránea ni actividad humana (Handbook JPL L3 §7.3). Validar contra datos independientes.
~ Precaución — Área 147,630 km² entre 100,000 y 200,000 km². La región cubre ~1–2 mascons JPL. Las tendencias seculares pueden estar afectadas por gain factors CLM4.0 que no incluyen agua subterránea ni actividad humana (Handbook JPL L3 §7.3). Validar contra datos independientes.
~ Precaución — Área 138,697 km² entre 100,000 y 200,000 km². La región cubre ~1–2 mascons JPL. Las tendencias seculares pueden estar afectadas por gain factors CLM4.0 que no incluyen agua subterránea ni actividad humana (Handbook JPL L3 §7.3). Validar contra datos independientes.
Variable leídalwe_thickness — Liquid Water Equivalent Thickness
Unidades originalescm (confirmado en atributo units del NetCDF)
Conversión a mm× 10 (1 cm = 10 mm)
Periodo temporal2002-04-01 → 2026-01-01 (251 meses; 0 meses sin datos)
Resolución nativa~300–350 km (mascon de ~3° de soporte; la resolución efectiva varía con la latitud); muestreado en grilla 0.5°
2. Anomalía de almacenamiento (TWSA)
Referencia interna JPLEl archivo ya es anomalía: JPL removió la media de 2004.000 to 2009.999
(atributo time_mean_removed). No se lee TWS absoluto.
Baseline del pipeline2004-01-01 / 2009-12-01 — Se calcula la media regional en este periodo
y se sustrae de toda la serie. Si coincide con el periodo JPL, la sustracción es ≈ 0 (neutro).
Si difiere, re-centra la anomalía. Incluso cuando coinciden, el paso garantiza consistencia
a nivel de agregación regional, ya que el promedio espacial ponderado puede introducir
desviaciones leves respecto a cero.
FórmulaTWSAusuario(t) = TWSAJPL(t) − mean(TWSAJPL, baseline) No es una anomalía de TWS absoluto, sino un re-centrado de la anomalía JPL a un periodo de referencia diferente.
Nota sobre tws_mm vs twsa_mmLa columna tws_mm en los CSV es TWSAJPL:
la agregación directa de lwe_thickness × 10, cuya media temporal ha sido removida
por JPL para el periodo 2004.0–2009.999. twsa_mm es el re-centrado al baseline
especificado por el usuario. Ambas columnas son anomalías (no almacenamiento absoluto);
la diferencia es únicamente el periodo de referencia.
Componentes físicos incluidosTWSA representa la anomalía del almacenamiento terrestre de agua
integrado verticalmente, incluyendo: aguas subterráneas, humedad del suelo, agua
superficial (ríos, lagos, humedales), nieve y agua en el dosel vegetal.
GRACE no separa estas componentes individualmente; interpolar la señal como
"déficit de agua subterránea" exclusivamente constituye una sobreinterpretación.
PropósitoRecuperan la amplitud de la señal TWS atenuada por el filtrado
espacial de la solución mascon. Factor espacialmente variable (un valor por pixel de 0.5°),
derivado del modelo CLM4.0 (Community Land Model).
Fórmulalwe_corr(x,y,t) = lwe(x,y,t) × scale_factor(x,y)
— aplicado pixel a pixel antes del promedio regional.
CRI (Coastline Resolution Improvement)El archivo GRCTellus.JPL.200204_202601.GLO.RL06.3M.MSCNv04CRI.nc incluye el filtro CRI
(CRIv04) que reduce el leakage entre tierra y océano en regiones costeras.
Esto hace que las RHA costeras (Noroeste, Frontera Sur, Pacífico Norte/Sur,
Golfo Norte/Centro, Yucatán) sean más confiables que con productos sin CRI.
Ref: Wiese et al. (2016, Water Resources Research).
AdvertenciaCLM4.0 no incluye agua subterránea ni actividad humana.
Esta limitación puede afectar tanto la magnitud como la distribución espacial
de las tendencias seculares, así como la comparabilidad con estudios que usan otros
modelos de gain factors (p. ej. WGHM, VIC). El impacto es mayor en regiones con
extracción intensa de agua subterránea (p. ej. Valle de México, Río Bravo), donde
el factor CLM4.0 podría sub-corregir la señal
(Handbook JPL L3 §7.3; Landerer & Swenson 2012).
IncertidumbreNO se aplican gain factors a la variable uncertainty:
la incertidumbre formal del mascon ya está en el espacio observacional
(Watkins et al. 2015; Wiese et al. 2016).
4. Áreas de las regiones hidrológicas
OrigenCalculadas en el pipeline a partir de los polígonos del GPKG,
no leídas de un atributo pre-existente del shapefile.
CRS de cálculoEPSG:6933 — WGS 84 / Equal Earth.
Proyección cilíndrica de igual área (Šavrič et al. 2019).
Error de superficie < 0.1% en latitudes medias.
Fórmula: área_km² = geometry.area / 1e6 después de reprojectar.
Promedio regionalPromedio ponderado por área de las celdas GRACE que intersectan
cada región. Peso de celda = fracción del área de la celda dentro del polígono.
Los pesos se precalculan y almacenan en caché (.npz).
Supuesto en propagación de incertidumbreLa incertidumbre regional se propaga como raíz del promedio ponderado
de varianzas, asumiendo independencia entre celdas mascon. En realidad, los errores
GRACE exhiben correlación espacial, por lo que la incertidumbre formal podría estar
ligeramente subestimada para regiones grandes.
ID
Nombre
Área EPSG:6933 (km²)
Celdas GRACE
Soporte efectivo (km²)
Leakage index
Cobertura baseline
Calidad
I
Península de Baja California
147,630
107
147,630
1.00
100.0%
~ caution
II
Noroeste
206,454
108
206,454
1.00
100.0%
✓ safe
III
Pacífico Norte
151,976
89
151,976
1.00
100.0%
~ caution
IV
Balsas
119,234
67
119,234
1.00
100.0%
~ caution
IX
Golfo Norte
127,120
70
127,120
1.00
100.0%
~ caution
V
Pacífico Sur
77,506
50
77,506
1.00
100.0%
! context
VI
Río Bravo
379,582
189
379,582
1.00
100.0%
✓ safe
VII
Cuencas Centrales del Norte
202,459
111
202,459
1.00
100.0%
✓ safe
VIII
Lerma Santiago Pacífico
190,733
104
190,733
1.00
100.0%
~ caution
X
Golfo Centro
104,780
59
104,780
1.00
100.0%
~ caution
XI
Frontera Sur
101,219
52
101,219
1.00
100.0%
~ caution
XII
Península de Yucatán
138,697
83
138,697
1.00
100.0%
~ caution
XIII
Aguas del Valle de México
16,423
13
16,423
1.00
100.0%
! context
Leakage index = soporte efectivo / área región (~1.0 = cobertura completa; <0.9 = posible subestimación de señal).
Cobertura baseline = % de meses del periodo de referencia con datos válidos.
5. Conversión a volumen (km³)
FórmulaV [km³] = TWSA [mm] × A [km²] × 10⁻⁶
Derivación: 1 mm × 1 km² = 10⁻³ m × 10⁶ m² = 10³ m³ = 10⁻⁶ km³
Supuesto espacialLa conversión asume distribución espacialmente uniforme de la
anomalía dentro de cada región. Esto es una aproximación dado que la resolución nativa
del mascon JPL es ~300–350 km y las regiones son heterogéneas internamente.
Total MéxicoSuma directa de twsa_km3 de las 13 RHA (regiones
no traslapadas). Esta agregación asume independencia espacial entre regiones;
sin embargo, la solución mascon JPL exhibe correlación espacial y leakage residual
que puede introducir un sesgo menor en la suma nacional.
Equivalente metodológico: Khorrami et al. (2023, GRL) —
suma de mascon tiles JPL convertidos a km³/año.
Columna en CSVtwsa_km3 en TWSA_baseline_*.csv
6. Tendencia secular
ModeloMínimos cuadrados ordinarios (OLS) con modelo estándar GRACE: TWSA(t) = a + b·t + c·sin(2πt) + d·cos(2πt) + e·sin(4πt) + f·cos(4πt)
donde t = años decimales. El ajuste simultáneo del ciclo anual y semi-anual
elimina su influencia sobre el coeficiente secular b
(Rodell et al. 2018 Nature; Scanlon et al. 2018 Nature Comm.).
Incertidumbre1σ de la matriz de covarianza OLS, corregida por autocorrelación
temporal AR(1): σ_b_corr = σ_b × √VIF,
donde VIF = (1+φ)/(1−φ) y φ es el coeficiente AR(1) de los residuos
(Tourian et al. 2018, JGR). Solo se aplica cuando hay ≥ 6 pares consecutivos.
Mínimo de datos24 meses válidos para estimar tendencia.
Descomposición estacionalEl mismo ajuste OLS entrega la amplitud del ciclo anual
A_anual = √(c²+d²) y semi-anual A_semianual = √(e²+f²).
La amplitud anual refleja la recarga estacional (precipitación verano − evapotranspiración).
Regiones con A_anual alta (~100–150 mm: Balsas, Lerma, Golfo Centro) tienen ciclo
estacional dominante; las áridas (Noroeste, Baja California, Río Bravo: < 15 mm)
tienen ciclo débil. Estas amplitudes se reportan en la tabla de tendencias.
ID
Nombre
Tendencia (mm/año)
Incertidumbre 1σ
N meses
I
Península de Baja California
-2.14
±0.37
251
II
Noroeste
-6.80
±1.07
251
III
Pacífico Norte
-6.43
±1.50
251
IV
Balsas
-7.97
±1.17
251
IX
Golfo Norte
-3.97
±0.98
251
V
Pacífico Sur
-5.12
±0.99
251
VI
Río Bravo
-7.21
±1.32
251
VII
Cuencas Centrales del Norte
-5.63
±1.28
251
VIII
Lerma Santiago Pacífico
-6.17
±1.48
251
X
Golfo Centro
-8.63
±1.76
251
XI
Frontera Sur
-7.34
±2.46
251
XII
Península de Yucatán
+3.11
±1.86
251
XIII
Aguas del Valle de México
-5.20
±1.16
251
7. Z-score mensual (estrés hídrico)
Fórmulaz(t) = (TWSA(t) − μ_mes) / σ_mes
donde μ_mes y σ_mes son la media y desviación estándar de todos los valores del mismo
mes calendario (enero, febrero, …) para cada región. Elimina la estacionalidad y
expresa cuán anómalo es cada mes en relación a ese mes históricamente.
InterpretaciónEl z-score es un indicador de anomalía relativa de almacenamiento,
no un déficit hídrico directo ni un índice de sequía operacional. Valores bajos indican
almacenamiento inusualmente bajo en relación al historial del mismo mes calendario,
lo que puede correlacionarse con condiciones de sequía pero no equivale a balance hídrico.
Umbralesz < −1.5 → almacenamiento severo por debajo de lo normal |
−1.5 ≤ z < −1.0 → almacenamiento moderadamente por debajo de lo normal |
z > +1.5 → almacenamiento excepcionalmente alto
Salidatwsa_zscore en TWSA_baseline_*.csv;
drought_months.csv con todos los meses z < −1.0
8. Clasificación de calidad por región
CriterioÁrea de la región vs resolución nativa del mascon JPL (~300–350 km ≈ 110,000 km²).
Niveles✓ safe ≥ 200,000 km² — señal confiable (≥ 2 mascons completos) ~ caution 100,000–200,000 km² — usar con precaución (1–2 mascons) ! context < 100,000 km² — SNR bajo, posible leakage de señal adyacente
ReferenciaHandbook JPL L3 §7.3 (2021); Watkins et al. (2015, GRL);
Wiese et al. (2016, GRACE-FO).
Correcciones pre-aplicadas en L3Geocentro (grado-1, Swenson et al. 2008), C₂₀ (SLR, Cheng et al. 2011),
GIA (modelo secular), atmósfera (ECMWF), océano (AOD1B),
destriping + filtrado gaussiano 300 km, corrección elipsoidal (V4).
SHA-1 del archivo GRACEe9b4d3e16e099aeef82e4b6f5a3bc4563be9ca55
10. Referencias
Watkins, M.M. et al. (2015). Improved methods for observing Earth's time variable mass distribution with GRACE. JGR Solid Earth. doi:10.1002/2014JB011547
Wiese, D.N. et al. (2016). Quantifying and reducing leakage errors in the JPL RL05M GRACE mascon solution. Water Resources Research. doi:10.1002/2016WR019344
Landerer, F.W. & Swenson, S.C. (2012). Accuracy of scaled GRACE terrestrial water storage estimates. Water Resources Research. doi:10.1029/2011WR011453
Rodell, M. et al. (2018). Emerging trends in global freshwater availability. Nature. doi:10.1038/s41586-018-0123-1
Scanlon, B.R. et al. (2018). Global models underestimate large decadal declining and rising water storage trends. Nature Communications. doi:10.1038/s41467-018-04475-5
Khorrami, M. et al. (2023). Groundwater Volume Loss in Mexico City. Geophysical Research Letters. doi:10.1029/2022GL101962
Castellazzi, P. et al. (2016). Groundwater depletion in Central Mexico. Water Resources Research. doi:10.1002/2015WR018211
Tourian, M.J. et al. (2018). A quantile function approach to discharge estimation from satellite altimetry. JGR. doi:10.1029/2018WR023166
Šavrič, B. et al. (2019). The Equal Earth map projection. International Journal of Geographical Information Science. doi:10.1080/13658816.2018.1504949
JPL GRACE Tellus (2021). GRACE-FO Level-3 Data Handbook. NASA Jet Propulsion Laboratory. GRACE D-103133.