La forma de analizar a la precipitación, muy usada en numerosas investigaciones, es a partir de la precipitación acumulada hasta el último día del período de estudio, precipitación mensual, trimestral, anual, etc, este análisis es global y desconoce lo que ha ocurrido durante ese intervalo de tiempo. Para tener un mejor conocimiento, del comportamiento de las distintas variables, en todas las escalas temporales, se propuso (Núñez, 2005) una metodología de acumulación en períodos móviles de N días (MovNd), la cual se ha estado utilizando en el Departamento Agrometeorología del SMN, desde el año 2005, para la identificación de la extensión e intensidad de los períodos secos y húmedos (Núñez y Podestá, 2006).
Si lo que se estudia es la precipitación mensual a lo largo del año, entonces se evalúa la precipitación acumulada en 31 días para enero, marzo, mayo, julio, agosto, octubre y diciembre, en 30 días para abril, junio, septiembre y noviembre, y en 29 ó 28 días para febrero según si el año es bisiesto o no (ecuación [1]). Se obtienen así 12 datos, que son el resultado de la acumulación de la precipitación de una distinta cantidad de días según cuál es el mes.
∑
− = df n df i p j mensual PP_ ( ) () [1]Donde PP_mensual(j) es la precipitación del mes j, df el día final del mes, n la longitud del mes menos 1 y p(i) es la precipitación diaria.
Máximos “mensuales” de precipitación según los métodos MovNd y MovN*N
Para la precipitación MovNd “mensual” N es igual a 31 días (ecuación [2]). Se eligió este N ya que está es la longitud de 7 de los 12 meses del año. Para cada uno de los días del año, se acumula la precipitación diaria del día para el que se calcula el Mov31d más la de los 30 días previos. Así se obtienen 365 datos, que son el resultado de la acumulación de una igual cantidad de días.
∑
− = df df i p j d Mov PP 30 ) ( ) ( 31 _ [2]Donde PP_Mov31d(j) es la precipitación Mov31d para el día j, df el día final del “mes” y p(i) es la precipitación diaria.
Se aplicará esta metodología a una serie ficticia de datos para mostrar la diferencia entre ambos métodos. Los datos representan un caso extremo de precipitación ocurrida en tres períodos consecutivos de igual cantidad de días, en este caso de 31 días cada uno (Figura 2).
El primer período acumuló 15 mm, los 15mm se registraron en el último día del “mes-1”. El segundo período acumuló 15mm, los 15mm se registraron en el primer día del “mes-2”. El tercer período acumuló 15mm, los 15mm se registraron nuevamente en el último día del “mes-3”.
Aplicando la metodología MovNd con N= 31 días, el Mov31d del día 31 del primer “mes” es 15 mm, para el día 01 del segundo “mes” la precipitación acumulada es 30 mm este valor se repite hasta el Mov31d del día 30, el día 31 acumula 15 mm y a partir del día 01 del tercer “mes” y hasta el día 30 la acumulada Mov31d es cero, para el día 31 volver a acumular 15 (Figura 2).
Precipitación diaria, mensual y Mov-31d
0 5 10 15 20 25 30 35 1- 1 5 9 13 17 21 25 29 2 6 10 14 18 22 26 30 3 7 11 15 19 23 27 31 Tiempo (días - meses)
P re cip ita ció n ( m m )
PP_diaria PP-mensual PP-Mov-31d
Figura 2.- Precipitación acumulada durante el mes-1, mes-2, mes-3 y el Mov31d de todo el período (Núñez, 2010 a y b).
Comparando los valores obtenidos con los datos “mensuales” y de Mov31d se puede ver que con el primer método los tres “meses” acumularon la misma precipitación, mientras que con el segundo se identifica un período de 30 días en que la acumulada fue de 30mm, un período húmedo, un máximo, y uno de 30 días en que la precipitación fue 0 mm, un período seco, un mínimo, extremos que no se pueden identificar con la metodología convencional.
La precipitación mensual es la misma pero el efecto en el suelo, los cultivos, praderas, las lagunas y ríos, etc., puede ser muy distinto.
Considerando solamente la información acumulada en forma mensual, estacional, anual, etc. se puede desconocer la existencia de períodos secos y húmedos, valores extremos que podrían afectar considerablemente las distintas actividades productivas de una región o país (Núñez, 2010 a y b).
III Taller sobre Regionalización de Precipitaciones Máximas.
Por lo expresado y para tener un mejor conocimiento de las características climáticas de la precipitación y de los extremos “mensuales” de la misma, en este trabajo, se considerarán las series de precipitación acumulada en 31 días móviles (Mov31d), a lo largo de todo el período de estudio. En lugar de considerar los 12 meses del año se considerarán los 365 períodos de 31 días consecutivos que hay en un año (Mov31d), cuya necesidad de empleo ya se había mostrado en Núñez (2005, 2010 a y b) y Núñez y Podestá (2006).
Esta metodología es de gran importancia para el estudio de la marcha anual de las distintas variables, ya que al considerar todos los períodos de igual longitud elimina el error que se comete al considerar la precipitación acumulada a lo largo de distintos períodos de tiempo tal como son las distintas longitudes de los meses calendario (Núñez, 2005, 2010 a y b).
Método MovN*Nd
Con Mov31*31d, para cada día, se obtiene un valor que resume las características de la serie Mov31d en un intervalo de 31 días. Los 31 días incluyen el día para el cual se quiere obtener el valor, más los 15 días previos, más los 15 posteriores. El valor que se puede obtener es la mediana, el promedio, el mínimo, etc. En este trabajo se obtiene el máximo valor del entorno de 31 días (ecuación [3]).
{
31 (): 15 15}
max ) ( 31 * 31maxMov d i = Mov d i i− <i<i+ [3]
Donde i es el día para el cual se calcula el valor máximo, maxMov31*31d(i) es el máximo valor de los Mov31d del período comprendido entre los días i-15 y i+15.
Resumiendo, mediante la metodología MovNd, para cada día de los 30 años del período 1971-2000, se acumula la precipitación en 31 días móviles. A partir de ellos, se obtiene, para cada día del año, la precipitación máxima Mov31d de los 30 años, 365 valores máximos, el valor del máximo Mov31d del último día de cada mes calendario, es la precipitación máxima mensual Mov31d; y el Mov31x31d toma de esta serie, para cada día el máximo valor de un entorno de 31 días.
Por ejemplo, de la máxima precipitación de enero 1971-00, el Mov31*31d es el máximo de la precipitación Mov31d entre el 15 de enero y el 15 de febrero, ± 15 días del 31 de enero. Se obtiene así un valor máximo de toda la información de la precipitación registrada alrededor de un día, a partir de 930 datos, 30*31 datos, 30 corresponden a los años tenidos en cuenta y 31 a los considerados en el Mov31*31d, mientras que con la metodología convencional sólo se consideran 30 datos, uno por año.
En la Figura 3, se presenta para la precipitación 1971-2000 de Resistencia su marcha anual máxima Mov31d, máxima Mov31*31d, el valor máximo mensual Mov31d y el máximo mensual Mov31*31d.
Máximos “mensuales” de precipitación según los métodos MovNd y MovN*N 0 100 200 300 400 500 600 700 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Tiempo (meses - días)
Pr eci pi taci ón ( m m )
Mov31d Mov31*31d Mensual Mov31d mensual Mov31*31 87155
Figura 3.- Resistencia. Marcha anual de la precipitación máxima Mov31d, máxima Mov31*31d, el valor máximo mensual Mov31d y el máximo mensual Mov31*31d.
Con Mov31*31d se pude resumir los 365 máximos de Mov31d en 12 valores sin perder por ello a ningún valor extremo, que con la metodología convencional, trabajando sólo con datos mensuales sí se pierde (Figura 3).
Longitud: 31 días
Para MovN y MovN*N se eligió la longitud de 31 días por las siguientes razones:
a) 31 días es la longitud más frecuente de los meses, 7 de ellos tienen esa longitud (enero, marzo, mayo, julio, agosto, octubre, diciembre), contra los 30 que solamente lo tienen 4 meses (abril, junio, septiembre, noviembre) y los 28 ó 29 días en febrero según sea o no bisiesto.
b) de considerar 30 días, en los 7 meses que poseen 31 días el primer día no sería considerado con lo cual se perdería la información que ellos poseen.
RESULTADOS
Se calcularon los Mov31d y los Mov31*31d, y para el último día de cada mes se establecieron los máximos valores Mov31d y Mov31*31d, desde ahora los máximos mensuales Mov31d y Mov31*31d.
En la Figura 4 se presenta el campo resultante de los Mov31d máximos mensuales, en él, el máximo valor se registra en Resistencia (Chaco), siendo éste 710.8 mm, y el mínimo en San Juan, 81.7 mm. Los Mov31*31d máximos mensuales se muestran en la Figura 5, en este caso las precipitaciones máximas se encontraron en Oberá (Misiones), 720.7 mm, y el mínimo nuevamente en San Juan, 88.7 mm.
En la Figura 6 se presenta la diferencia entre los dos campos anteriores. Todo el país presenta una diferencia superior a los 20 mm, siendo muy extensa la zona en la cual ella supera los 200 mm. La máxima diferencia llega a 410.5 mm (Figura 6), en Tinogasta (Catamarca). Pero no es solamente esta localidad en la que la diferencia entre los Mov31*31d y los Mov31d mensuales superaron los 400 mm. En la Tabla 1 se presenta la diferencia entre Mov31d mensual y Mov31*31d mensual, ordenada en forma decreciente, para las estaciones donde ésta supera los 200 mm.
III Taller sobre Regionalización de Precipitaciones Máximas. -75 -70 -65 -60 -55 -55 -50 -45 -40 -35 -30 -25 www.smn.gov.ar PRECIPITACION MAX ANUAL
Mes 31 dias -75 -70 -65 -60 -55 -55 -50 -45 -40 -35 -30 -25 www.smn.gov.ar 0 50 100 200 300 400 500 600 700 800
PRECIPITACION MAX ANUAL
31*31 -75 -70 -65 -60 -55 -55 -50 -45 -40 -35 -30 -25
PRECIPITACION MÁXIMA ANUAL
www.smn.gov.ar 0 10 20 30 40 50 100 150 200 250 300 350 450 Diferencia 31*31-mes
Figura 4.- Mov31d máximos mensuales.
Figura 5.- Mov31*31d máximos mensuales.
Figura 6.- Diferencia entre Mov31*31d y Mov31d (Figura
5 menos Figura 4) Tabla 1.- Diferencia entre Mov31d mensual y Mov31*31d mensual,
para las estaciones donde esta supera los 200 mm. Máxima diferencia anual ESTACIÓN PROVINCIA
31*31-mes
TINOGASTA Catamarca 410.5
AZUL Buenos Aires 383.2
OBERA Misiones 304.8 SANTIAGO DEL ESTERO Santiago del Estero 288.3
PARANÁ Entre Ríos 265.6
EL TRÉBOL Santa Fe 265.5
PUNTA INDIO Buenos Aires 253.5
IGUAZU Misiones 246.5
CORRIENTES Corrientes 245.6
BERNARDO DE IRIGOYEN Misiones 238.7
POSADAS Misiones 238.1
CORONEL SUÁREZ Buenos Aires 228.5
RESISTENCIA Chaco 228.4
TANDIL Buenos Aires 228.2
TRENQUE LAUQUEN Buenos Aires 213.8
PEHUAJÓ Buenos Aires 213.6
PASO DE LOS LIBRES Corrientes 210.9
MARCOS JUÁREZ Córdoba 208.0
GENERAL PICO La Pampa 207.9
JUJUY UN Jujuy 203.9
BARILOCHE Río Negro 200.6
En Resistencia (Figura 3) se registró el máximo valor mensual, este fue 710.8 mm y se observó en abril, mientras que el máximo Mov31*31d fue 719.8 mm, 9.0 mm superior al valor mensual, y se
Máximos “mensuales” de precipitación según los métodos MovNd y MovN*N
registró entre el 25 y el 29 de ese mes. Se puede observar la gran diferencia existente, en muchos meses, entre el máximo mensual y el máximo Mov31d*31d.
La precipitación máxima Mov31*31d se registró en Oberá (87187) siendo ésta 720.7 mm (Figura 7), se registró el 06 y 07 de noviembre por lo cual es el valor del Mov31*31 que le corresponde a octubre, mes cuyo Mov31d acumuló 480.5 mm, la diferencia entre ambos es 240.2 mm. Nuevamente pueden apreciarse las importantes diferencias que existen entre los valores máximos Mov31*31d y los valores mensuales.
0 100 200 300 400 500 600 700 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Tiempo (meses - días)
Pr ec ip itac ió n ( m m )
Mov31d Mov31*31d Mensual Mov31d mensual Mov31*31 87187
Figura 7.- Oberá. Marcha anual de la precipitación máxima Mov31d, máxima Mov31*31d, el valor máximo mensual Mov31d y el máximo mensual Mov31*31d.
En Tinogasta se registró la máxima diferencia entre Mov31*31d y Mov31d, siendo esta 410.5 mm (Figura 8), la cual es el resultado de la diferencia entre la precipitación de diciembre, 170.0 mm, y el Mov31*31d, 580.5 mm, resultante del Mov31*31d registrado entre el 30 de diciembre y el 7 de febrero. 0 100 200 300 400 500 600 700 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Tiempo (meses - días)
Pr eci pi taci ón ( m m )
Mov31d Mov31*31d Mensual Mov31d mensual Mov31*31 87211
Figura 8.- Tinogasta. Marcha anual de la precipitación máxima Mov31d, máxima Mov31*31d, el valor máximo mensual Mov31d y el máximo mensual Mov31*31d.
En San Juan se registraron los mínimos valores de los Mov31d máximos, 81.7 mm, como del Mov31*31d máximo, 88.7 mm. La marcha anual de ambas series y la mensual se presenta en la Figura 9. En ella puede observarse que las diferencias entre los Mov31d y los Mov31*31d son de menor magnitud a las de las estaciones anteriores, esto se debe a que el monto de las precipitaciones es muy inferior a la de la mayoría de las estaciones.
III Taller sobre Regionalización de Precipitaciones Máximas. 0 100 200 300 400 500 600 700 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Tiempo (meses - días)
Pr eci pi taci ón ( m m )
Mov31d Mov31*31d Mensual Mov31d mensual Mov31*31 87311
Figura 9: San Juan. Marcha anual de la precipitación máxima Mov31d, máxima Mov31*31d, el valor máximo mensual Mov31d y el máximo mensual Mov31*31d.
CONCLUSIONES
.- La metodología convencional no permite detectar las singularidades de la precipitación registradas entre los límites de los períodos en que se está analizando, cuando Mov31d sí lo permite. .- La metodología convencional, a lo largo del año sólo puede identificar 12 valores extremos, mientras que la Mov31d identifica 365 valores máximos/mínimos, uno para cada día del año.
.- La metodología convencional sólo puede identificar los máximos y mínimos ocurridos en los datos mensuales calendario, 12 valores en el año, mientras que el máximo/mínimo Mov31*31d mensual permite identificar los valores máximos/mínimos ocurridos en un entorno de 15 días del último día del mes (31 datos), mostrando los extremos absolutos de cada uno de esos períodos. .- La precipitación máxima mensual Mov31*31d supera a la máxima mensual en todo el país en más de 20 mm, la zona en la cual la supera en 200 mm es muy extensa, y la máxima diferencia llega a superar los 400 mm.
.- Considerar solamente la información máxima mensual puede llevar a errores a la hora de la toma de decisiones en todas las actividades dependientes del agua.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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<http://www.drought.gov/portal/server.pt/community/drought.gov/202/2010_NADM_Workshop_Presentatio ns>
III Taller sobre Regionalización de Precipitaciones Máximas