TENDENCIA Y ESTACIONALIDAD DE LA

TENDENCIA Y ESTACIONALIDAD DE LA PRECIPITACIÓN EN BALCARCE.
Irigoyen, A.I. (1); Suero, E.E.; J.M.Gardiol
(1) Unidad Integrada: Facultad de Ciencias Agrarias UNMdP -EEA INTA Balcarce. Argentina.
e-mail: [email protected]
ABSTRACT
Trend and seasonal effects are basic components to describe a time series. Annual precipitation at
Balcarce (Argentine) presents an increasing trend.Seasonal contribution to annual precipitation,
extreme events seasonality and trends are evaluated. In terms of total precipitation summer is the
dominant season. Winter contribution presents a decreasing trend. Subseries 1930-1962 y 1963-1995
result stationary series for autumn, winter and spring. Maximum events exhibit seasonality. Maximums
at 24 hours-interval are below 100 mm from June to November. Subseries analysis shows a variation in
frequency distribution.
Key words: precipitation, trend, seasonality, extreme events.
1. Introducción.
En el análisis de una serie de tiempo se distinguen un patrón sistemático y un ruido al azar. La mayoría
de los patrones de las series de tiempo pueden ser descriptos por 2 componentes básicos, la tendencia
(componente lineal o no lineal que no se repite en el rango de datos) y la estacionalidad (componente
que se repite a intervalos sistemáticos).
Castañeda y Barros (1994) mencionan un aumento del 35% en la precipitación media anual de la
Pampa Húmeda, señalando además una variación en las características de la circulación general que
determinan cambios estacionales.
La precipitación anual de la localidad de Balcarce para el período 1930-1995 presenta una tendencia
creciente, como habían señalado San Martino y otros (1996), de Garín y Gardiol (1994). Es importante
conocer los componentes que determinan esta tendencia. San Martino y otros (1996) reportaron
información respecto del número de días con precipitación y los totales mensuales.
La distribución estacional de precipitaciones extremas es importante en hidrología y agricultura,
especialmente en los problemas relacionados con el control hídrico. Así la ocurrencia de una lluvia
intensa tendrá un impacto diferente si ocurre en verano o invierno, de acuerdo al estado de saturación
del suelo.
El objetivo de este trabajo es la caracterización de las precipitaciones estacionales, su contribución al
total anual y el análisis de eventos diarios extremos.
2. Materiales y Métodos
La información meteorológica utilizada corresponde a datos diarios de precipitación del período 19301995 suministrados por la estación meteorológica de la EEA Balcarce (37º45' lat. S. y 58º18' long. W).
Se aplica la función de autocorrelación para evaluar la estacionalidad considerando una serie discreta a
intervalos mensuales. la precipitación estacional se determina teniendo en cuenta la siguiente
distribución: otoño (MAM), invierno (JJA), primavera (SON) y verano (DEF).
Se calculan estadísticos descriptivos y se aplican las pruebas de normalidad (Shapiro-Wilks), de
homogeneidad de varianza (F de Fisher) y de tendencia (Correlación por rangos de Spearman).
Se determinan los valores extremos diarios para la serie completa, que agrupados a intervalos de 10
días son también testeados para evaluar tendencia y estacionalidad.
3. Resultados y Discusión
3.1.Precipitación estacional
El invierno resulta la estación con menor valor de precipitación acumulada (Cuadro 3.1).
San Martino y otros (1996) habían encontrado normalidad en los valores anuales y falta de ajuste en los
mensuales. Las precipitaciones estacionales tampoco se distribuyen siguiendo una normal, excepto
durante el verano (W= 0.97, p <0.33).
Los coeficientes r de Spearman señalan una tendencia creciente para el verano (Cuadro 3.2).
Cuadro 3.1. Estadísticos descriptivos de la precipitación estacional (mm)
valor medio
mediana
mínimo
máximo
cuartil inferior
cuartil superior
desvío estándar
sesgo
curtosis
Otoño
232.2
218.4
85.7
560.7
173.7
267.4
86.2
1.46
3.51
Invierno
157.8
151.2
40.4
375.0
103.3
182.1
65.8
1.11
2.22
Primavera
219.7
210.5
90.6
393.8
152.0
270.9
81.0
0.41
-0.57
Verano
264.2
254.6
104.0
450.9
201.5
331.7
80.1
0.18
-0.63
Cuadro 3.2. Coeficientes de correlación de Spearman (r) de la precipitación estacional y probabilidad (p) para
la serie 1930-1995.
Estación
Otoño
Invierno
Primavera
Verano
r de Spearman
-0.04
-0.11
0.14
0.40
p
0.747
0.388
0.248
0.001
La contribución estacional marca la secuencia verano>otoño>invierno (Cuadro 3.3). La contribución
del verano presenta a su vez una tendencia creciente (r=0.37, p=0.002), mientras que la del invierno es
decreciente (r=-0.25, p=0.04).
Cuadro 3.3. Estadísticos descriptivos de la contribución estacional (%)
valor medio
mediana
mínimo
máximo
desvío estándar
Otoño
Invierno
Primavera
Verano
0.26
0.26
0.11
0.54
0.08
0.18
0.17
0.05
0.38
0.07
0.25
0.24
0.11
0.47
0.09
0.30
0.30
0.14
0.51
0.07
En la Fig. 3.1 se presenta la contribución estacional a la precipitación anual, distinguiéndose que la
serie completa no es homogénea en todas las estaciones.
0 ,6 0
%
o to ño
0 ,4 0
0 ,2 0
1994
1990
1986
1982
1978
1954
1954
1954
1954
1974
1950
1950
1950
1950
1970
1946
1946
1946
1946
invie rno
1966
1942
1942
1942
1942
%
1962
1938
1938
1938
1938
%
1958
1934
1934
1934
1934
1930
%
1930
0 ,6 0
1930
0 ,0 0
0 ,4 0
0 ,2 0
1994
1990
1986
1982
1978
1974
1970
p rim a ve ra
1966
1962
0 ,6 0
1958
0 ,0 0
0 ,4 0
0 ,2 0
1958
1962
1966
1970
1974
1978
1982
1986
1990
1994
1962
1966
1970
1974
1978
1982
1986
1990
1994
0 ,6 0
1958
0 ,0 0
ve ra no
0 ,4 0
0 ,2 0
1930
0 ,0 0
Fig 3.1. Contribución estacional (%) a la precipitación anual. Período 1930-1995.
Las curvas representan la media móvil(x=5)
Se analizan las subseries 1930-1962 y 1963-1995. Las pruebas F reflejan homogeneidad de la varianza
en las contribuciones del otoño, invierno y primavera. Las medias no difieren en estas subseries, por lo
tanto las contribuciones estacionales del otoño, invierno y primavera durante 1930-1995 representan
una serie estacionaria.
La contribución estacional no mostró tendencia significativa en ninguna estación para las subseries
1930-1962 y 1963-1995.
Cuadro 3.4. Valores medios de la precipitación (mm) y su contribución a la anual (%) para las subseries 19301962 y 1963-1995.
Estación
1930-1962
mm
238.6
164.9
211.3
231.6
Otoño
Invierno
Primavera
Verano
1963-1995
%
0.28
0.20
0.25
0.27
mm
225.8
150.7
228.1
296.9
%
0.25
0.17
0.25
0.32
3.2. Eventos extremos
Con respecto a los valores máximos anuales registrados en un intervalo de 24 horas, no existe
tendencia (r de Spearman= 0.21 con p= 0.92). La serie dividida en 2 subseries se comporta
manteniendo la homogeneidad de varianza.
A partir de esta serie de valores extremos anuales se calculan moda (49 mm) y desvío, que permiten
calcular períodos de retorno y probabilidad de ocurrencia, empleando la distribución de Gumbel.
La estacionalidad de eventos extremos registrados en un intervalo de 24 hs puede observarse a partir de
la Fig. 3.2. Desde la década 16 hasta la década 32, los valores máximos no superan los 100 mm. Al
dividir la serie total en 2 subseries se notó un cambio en la distribución de frecuencias. En la subserie
1930-1962 el intervalo de mayor frecuencia es el de 40-60 mm, mientras que para 1963-1995 el
intervalo más frecuente es del 60-80 mm.
mm
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
1
3
5
7
9
11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35
década
Fig. 3.2. Distribución decádica de los valores máximos registrados en intervalos de 24 h (1930-1995).
1930-1962
15
frecuencia
frecuencia
20
10
5
0
20
40
60
80
100
120
140
límite superior del intervalo
160
1963-1995
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
20
40
60
80
100
120
140
160
límite superior del intervalo
Fig 3.3. Distribución de frecuencias de precipitación máxima diaria a intervalos decádicos.
4. Conclusiones
La serie de precipitación presenta componentes de estacionalidad y tendencia. Es posible detectar
algunos de los determinantes de la tendencia creciente en la precipitación anual.
El verano resulta la estación dominante con una tendencia creciente.
Los valores máximos registrados a intervalos de 24 hs no presentaron tendencia, pero sí estacionalidad.
Durante el verano y el otoño se producen los eventos de mayor intensidad en el intervalo diario.
5. Bibliografía
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este de los Andes. Actas II Congreso Latinoamericano e Ibérico de Meteorología. Belo Horizonte. Vol. 1:
207-211.
CHATFIELD, C. 1984. The Analysis of the Time Series: An Introduction. 3º Edición. Chapman and Hall, New
York.
DE GARIN, A. y J.M. GARDIOL.1994. Impacto de la variabilidad pluviométrica en el modelado de la
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de Meteorología. Belo Horizonte. Vol. 1: 650-654.
SAN MARTINO, S.: FERNANDEZ, H.M. y J.M. GARDIOL. 1996. Caracterización de las precipitaciones del
Sudeste bonaerense. Actas VII Congreso Argentino de Meteorología. VII Congreso Latinoamericano e
Ibérico de Meteorología. Buenos Aires. Sesión 3: 327-328.