Estimación de Valores Diarios de Precipitación y Temperatura en la Cuenca del Plata: Reducción de Escala Estadística.

BETTOLLI, MARIA LAURA; PENALBA, OLGA C; RIBALAYGUA, JAIME; TORRES MICHELENA, LUIS

Tarragona, España

Congreso; VI Congreso Internacional sobre Cambio Climático Regional y sus Impactos; 2008

Asociación Española de Climatología

La Cuenca del Plata, ubicada en Sudamérica, es la tercera cuenca del mundo por su magnitud. En términos socioeconómicos genera alrededor del 70% del Producto Bruto Neto de los cinco países que la integran (Argentina, Bolivia, Brasil, Paraguay y Uruguay), con una población de más de 100 millones de habitantes. La economía de los países que la conforman depende fuertemente de la agricultura y la producción hidroeléctrica. En particular, la región de interés es escenario de frecuentes situaciones extremas hídricas (excesos o déficits) y/o térmicas (olas de calor y frío) en algunos casos persistentes, las cuales tienen un impacto socio-económico importante. Su estudio desde el punto de vista climatológico, y el análisis de la circulación atmosférica asociada ayuda a su comprensión brindando herramientas para su pronóstico. De manera que es necesario disponer de información climática en escalas que van de la local a la regional a fin de realizar proyecciones a mediano y a largo plazo para el manejo de los recursos naturales y energéticos, especialmente frente a los cambios climáticos proyectados para la región durante el siglo XXI. En este contexto, el objetivo de este trabajo es estimar valores diarios de temperaturas máximas y mínimas y la precipitación a escala local de la región de la Cuenca del Plata, a partir de la información de la circulación atmosférica de gran escala, mediante metodologías de reducción de escala estadística. Para ello, se aplicó un método de reducción de escala en dos pasos a fin de estimar las variables meteorológicas de alta resolución (precipitación y temperaturas máximas y mínimas diarias) en la región de la Cuenca del Plata a partir de los campos de reanálisis. Para la calibración y validación del método se utilizaron campos seis-horarios provenientes de los reanálisis ERA 40 como variables predictoras en distintos niveles de la atmósfera. El dominio elegido se extiende desde 20.25°S a 55.125°S y 84.375°O a 42.625°O, el cual contiene los patrones de circulación que afectan la región sur de Sudamérica. Como predictando se utilizaron series de valores diarios de precipitación y temperaturas máximas y mínimas provenientes de estaciones meteorológicas ubicadas en la región de interés. Ambos conjuntos de datos de referencia (de superficie y altura) cubren el período 1960-2000 (14974 días). En el primer paso se utiliza la técnica de campos análogos con el fin de seleccionar los “n” días más similares al día “X” en función de los campos de altura provenientes de los reanálisis. El segundo paso consiste en la estimación de los valores diarios de temperaturas máximas y mínimas y precipitación teniendo en cuenta la información contenida en los campos análogos de cada día. Ambas variables requieren distintos procedimientos de estimación. Para las primeras se utiliza la técnica de regresión lineal múltiple stepwise considerando adicionalmente otros factores como el efecto de memoria del suelo y el factor estacional. La estimación del valor de precipitación para cada día “X” se realiza promediando los valores de precipitación de un número prefijado de análogos de ese día. Este procedimiento estima satisfactoriamente los valores medios, sin embargo, sobreestima la frecuencia de días de lluvia y subestima los valores extremos. Para mejorar la estimación de los valores de precipitación extrema y el número de días de lluvia se construyen las distribuciones de precipitación diaria teniendo en cuenta la información de los n análogos y sus pesos, para cada día X. En general, los resultados de la validación muestran que la técnica de reducción de escala tiene una muy buena performance en la región de estudio. La capacidad del método para estimar valores medios mensuales, estacionales y anuales, desvíos estándares, ciclos estacionales y la variabilidad temporal tanto para la precipitación como para las temperaturas máximas y mínimas es muy alta. La performance diaria es también muy eficaz en la estimación de los parámetros de las distribuciones como valores medios y desvíos estándares, con errores absolutos comparables a aquellos correspondientes a los sistemas de pronóstico operativo. En base a estos resultados, se concluye que el método es lo suficientemente confiable y robusto para su aplicación a salidas de Modelos de Circulación General para estudios de cambio climático en la región. Por ello, las investigaciones inmediatas incluyen estimaciones diarias de las variables de interés para escenarios climáticos del siglo XX y XXI. En particular, dentro del contexto del proyecto CLARIS LPB (A Europe-South America Network For Climate Change Assessment and Impact Studies in La Plata Basin) se utilizan el período 1960-1990 de las salidas históricas 20C3M y el escenario A1B en los horizontes temporales 2010-2040 y 2070-2100 para realizar también comparaciones y combinaciones con técnicas de reducción de escala dinámicas. La predicción de los impactos del cambio climático y el diseño de las estrategias de adaptación para el uso de la tierra, la agricultura, el desarrollo rural, la producción hidroeléctrica, el transporte fluvial, los recursos de agua y los sistemas ecológicos es un desafío para el futuro de la región.