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Predictibilidad de
la precipitaci�n en la cuenca alta del mantaro
basadas en radiaci�n de onda larga emergente
Predictability of precipitation in the
upper mantaro basin based on emergent long-wave
radiation
Previsibilidade da precipita��o na
bacia do mantaro superior com base na radia��o
de onda longa emergente
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Correspondencia: kcavalcanti@lamolina.edu.pe ������������
Ciencias
Naturales
Art�culos
de investigaci�n
*Recibido: 16 de julio de 2021
*Aceptado: 30 de agosto de 2021 * Publicado: 17 de septiembre de 2021
I.
Departamento Acad�mico de Ordenamiento Territorial y Construcci�n,
Facultad de Ingenier�a Agr�cola, Universidad Nacional Agraria La Molina,
Apartado postal 12-056 - La Molina, Lima, Per�.
II.
Departamento Acad�mico de Ordenamiento Territorial y Construcci�n,
Facultad de Ingenier�a Agr�cola, Universidad Nacional Agraria La Molina,
Apartado postal 12-056 - La Molina, Lima, Per�.
Resumen
Eventos extremos como El Ni�o y La Ni�a modifican la variabilidad
hidrol�gica en muchos lugares del planeta, generando impactos significativos en
el bienestar socio econ�mico del pa�s; empero, los procesos f�sicos y din�micas
atmosf�ricas vinculados a la generaci�n y al desarrollo de precipitaciones
extremas, est�n aun pobremente estudiados. En la presente investigaci�n, se
analiza la variabilidad temporal y espacial de la precipitaci�n, a escala
interanual y diaria, durante eventos La Ni�a, de magnitud moderada y fuerte,
identificados durante el per�odo 1998-2015, en la cuenca alta del r�o Mantaro.
Los resultados muestran patrones diarios de precipitaci�n mediante la
aplicaci�n de la t�cnica del An�lisis de Componentes Principales, para los
meses de mayor precipitaci�n, en a�os identificados con eventos La Ni�a.
Finalmente, se analiz� la capacidad de predictibilidad de la precipitaci�n
durante eventos La Ni�a mediante la utilizaci�n de un �ndice que utiliza
valores de OLR medidos en el Pac�fico Central (Ni�o 4) as� como en el an�lisis
de los procesos de circulaci�n atmosf�rica que favorecen la ocurrencia de
precipitaciones extremas en la cuenca alta del Mantaro.��
Palabras clave:
Regionalizaci�n de precipitaciones; �ndices de precipitaci�n; patrones de precipitaci�n
diaria;� cuenca alta del Mantaro; evento
La Ni�a.
Abstract
Extreme events such as
El Ni�o and La Ni�a modify hydrological variability in many parts of the
planet, generating significant impacts on the country's socio-economic
well-being; However, the physical processes and atmospheric dynamics linked to
the generation and development of extreme precipitation are still poorly
studied. In this research, the temporal and spatial variability of
precipitation is analyzed, on an interannual and daily
scale, during La Ni�a events, of moderate and strong magnitude, identified
during the period 1998-2015, in the upper basin of the Mantaro
River. The results show daily patterns of precipitation through the application
of the Principal Component Analysis technique, for the months of greatest
precipitation, in years identified with La Ni�a events. Finally, the
predictability capacity of precipitation during La Ni�a events was analyzed
through the use of an index that uses OLR values measured in the
Central Pacific (Ni�o 4) as well as in the analysis of the atmospheric
circulation processes that favor the occurrence of extreme rainfall in the
upper Mantaro basin.
Keywords: Regionalization of rainfall; precipitation rates;
daily precipitation patterns; upper basin of the Mantaro;
La Ni�a event.
Resumo
Eventos extremos como
El Ni�o e La Ni�a modificam a variabilidade
hidrol�gica em muitas
partes do planeta, gerando impactos significativos no
bem-estar socioecon�mico do
pa�s; No entanto, os processos
f�sicos e a din�mica atmosf�rica ligados � gera��o e desenvolvimento de precipita��es extremas ainda s�o pouco estudados.
Nesta pesquisa, � analisada
a variabilidade temporal e espacial da precipita��o, em escala
interanual e di�ria, durante os eventos La Ni�a, de magnitude moderada e forte,
identificados durante o per�odo 1998-2015, na bacia alta do rio Mantaro. Os resultados mostram padr�es di�rios de precipita��o por meio da aplica��o da t�cnica de An�lise de Componentes Principais,
para os meses de maior precipita��o,
em anos identificados com
eventos La Ni�a. Finalmente, a capacidade de previsibilidade da precipita��o
durante os eventos de La Ni�a foi analisada
atrav�s da utiliza��o de um �ndice que utiliza valores de ROL medidos no Pac�fico
Central (Ni�o 4), bem como na
an�lise dos processos de circula��o atmosf�rica que favorecem
a ocorr�ncia de. chuvas extremas na
bacia do Alto Mantaro.
Palavras-chave: Regionaliza��o da chuva; taxas de precipita��o; padr�es di�rios de precipita��o; bacia superior do Mantaro;
Evento La Ni�a.
Introducci�n
Uno de los grandes
desaf�os para la comunidad cient�fica actual, es poder proporcionar informaci�n
�til y oportuna a los tomadores de decisiones y as� poder reducir la
vulnerabilidad ante el cambio clim�tico. Si bien los pron�sticos
probabil�sticos de cantidades medias estacionales han mostrado gran utilidad,
�stos no responden las grandes interrogantes relacionadas con caracter�sticas
espec�ficas de la precipitaci�n, los cuales son usados para pron�sticos
detallados (e.g., para determinar el inicio y t�rmino
de una temporada de lluvias en algunos lugares espec�ficos o para el an�lisis
de riesgo de fen�menos meteorol�gicos de alto impacto). Por otro lado, nuestro
conocimiento actual del sistema clim�tico sugiere que a�n no es posible
satisfacer pron�sticos, con un adecuado grado de confiabilidad a muy corto
plazo. Asimismo, en los �ltimos a�os se ha realizado importantes esfuerzos
orientados a entender y caracterizar la variabilidad de la precipitaci�n. Por
ejemplo, (Silva et al., 2008) documentaron una tendencia negativa de dos por
ciento por d�cada para las precipitaciones y cuatro por ciento por d�cada para
periodos de lluvia desde la segunda mitad de 1980 en la cuenca del r�o Mantaro.
Estudios de (Segura et al., 2016) sugieren la presencia de una variabilidad de
baja frecuencia en la hidroclimatolog�a de los Andes
centrales, posiblemente relacionada a la variabilidad decadal
e interdecadal del Pacifico Central- Occidental y de
los vientos zonales a 200 hPa. Por otro lado, (Sulca et al., 2016) han estudiado los procesos de teleconecci�n entre los Andes centrales y el noreste del
Brasil durante eventos de precipitaciones extremas. Si� bien estos estudios, muestran un importante
avance en el estado del conocimiento relacionado a la ocurrencia de
precipitaciones sobre los Andes Centrales, pocos estudios han analizado la
posible correlaci�n entre la variabilidad de precipitaciones y los valores de
Radiaci�n de Onda Larga Emergente, as� como la capacidad de predicci�n de precipitaciones
sobre la base de dicha correlaci�n(Chiodi &
Harrison, 2015).
�
Por otro lado, si bien
la Radiaci�n de Onda Larga Emergente (OLR, por sus siglas en ingl�s), la
Temperatura Superficial del Mar (TSM), Presi�n a Nivel del Mar (SLP, por sus
siglas en ingl�s) son medidas del estado del sistema acoplado ENSO, los valores
del OLR muestran una mayor conexi�n con anomal�as en la atm�sfera; generando,
en algunos casos, condiciones adecuadas para la ocurrencia de precipitaciones
extremas en muchas partes del mundo (Chiodi &
Harrison, 2015). Actualmente, valores de Radiaci�n de Onda Larga Emergente
(OLR) se han venido utilizando ampliamente en diversos estudios meteorol�gicos
como un componente del balance de radiaci�n en la atm�sfera; as� como, para
colegir cambios en la cantidad y en la altura de las nubes. Dichos estudios han
demostrado que, en los tr�picos, los valores de temperatura superficial del mar
var�an de manera ligera a lo largo de un ciclo anual; por tanto, la presencia
de fuertes anomal�as en los valores de OLR son un indicador de la presencia de
nubes y de la profundidad de estas. Dicha conexi�n f�sica directa, ha hecho
posible la utilizaci�n de los valores de OLR para la estimaci�n de la
precipitaci�n desde la d�cada de 1980. Por otro lado, si bien existen modelos
atmosf�ricos para la estimaci�n de la variaci�n de calor en la atm�sfera, no
est� claro el grado de correcci�n de dichos valores, sobre todo en a�os
identificados con la presencia de eventos extremos. Por otra parte, no se
cuenta con mediciones directas disponibles de las anomal�as del calor en la
atm�sfera. Por ello, un an�lisis del comportamiento de OLR en el Pac�fico
Central puede brindar un mejor entendimiento de c�mo se relaciona el
calentamiento atmosf�rico en esta regi�n con la variabilidad estacional de la
precipitaci�n observada en la cuenca alta del Mantaro.
En esta investigaci�n,
el objetivo principal es proponer una primera aproximaci�n a una metodolog�a,
la cual, mediante la identificaci�n de ciertas condiciones asociadas a la
Radiaci�n de Onda Larga Emergente medidas en la zona central del Oc�ano
Pac�fico y del an�lisis de los procesos f�sicos y las din�micas atmosf�ricas
vinculadas con la generaci�n de precipitaciones, pueda caracterizar los a�os
con presencia de eventos extremos, como el evento La Ni�a, sobre la cuenca alta
del Mantaro y, de esta manera, mejorar nuestra capacidad de pron�stico
estacional en la cuenca alta del r�o Mantaro. Para ello, t�cnicas estad�sticas
como el An�lisis de Correlaci�n Lineal, el An�lisis de Componentes Principales,
etc. ser�n utilizadas para el estudio de la variabilidad y predictibilidad de
la precipitaci�n. Por otro lado, para obtener una mejor comprensi�n de la
correlaci�n entre estas variables, se realizar� un an�lisis espacio temporal de
las precipitaciones y de la Radiaci�n de Onda Larga Emergente, as� como un
an�lisis de la circulaci�n atmosf�rica relacionada con la generaci�n de
precipitaciones para los periodos lluviosos y secos.
Finalmente, la
importancia de la presente investigaci�n est� sustentada en que la econom�a de
muchos pa�ses de Am�rica del Sur, como el caso del Per�, se sustenta, en gran
medida, en actividades como la agricultura, producci�n de energ�a el�ctrica,
etc. actividades que dependen de la disponibilidad del recurso h�drico, el cual
se ve seriamente afectado por la ocurrencia de fen�menos extremos (Lagos et
al., 2008). Por ello, regiones como la cuenca alta del r�o Mantaro en los Andes
Centrales del Per� son altamente vulnerables a fen�menos meteorol�gicos extremos
asociados a la variabilidad del clima; la cual se incrementar� en los pr�ximos
a�os debido al cambio clim�tico.
Material y m�todos
Zona de estudio
La cuenca del Mantaro,
geogr�ficamente, se encuentra ubicada entre los frentes occidental y oriental
de los Andes centrales del Per� (76.65�-73.9� W; 14.76�-13.54� S), abarcando
las regiones de Pasco, Jun�n, Huancavelica y Ayacucho, con una topograf�a cuya
altitud var�a entre 500 a 5300 m.s.n.m. debido a la presencia de la cadena
monta�osa de los Andes y un sistema de glaciares localizados en la parte
central Este, con gran influencia en los procesos atmosf�ricos que se producen
al interior de cuenca.�
Informaci�n clim�tica
Precipitaci�n
La informaci�n
pluviom�trica, a nivel mensual y diaria, corresponde a las estaciones
meteorol�gicas administradas por el Servicio Nacional de Meteorolog�a e
Hidrolog�a (SENAMHI) y a la empresa ELECTROPER�, las cuales se encuentran
ubicadas dentro del �mbito de la cuenca alta del r�o Mantaro. El periodo de
registro de datos es de 1965-2015.
Tabla 1: Ubicaci�n de
estaciones meteorol�gicas en la cuenca alta del R�o Mantaro
N� |
Nombre |
Tipo |
Distrito |
Provincia |
Latitud |
Longitud |
Altitud (m.s.n.m) |
1 |
Cercapuquio |
PLU |
Chongos Alto |
Huancayo |
12� 22' 49'' |
75� 18' 09'' |
4390 |
2 |
Cerro de Pasco |
PLU |
Chaupimarca |
Yauli |
-10.693 |
-76.26 |
4391 |
3 |
Chilicocha |
PLU |
Acombambilla |
Moya |
12� 42' 04'' |
75� 27' 08'' |
4275 |
4 |
Choclococha |
PLU |
Santa Ana |
Castrovirreyna |
13� 11' 1'' |
75� 5' 1'' |
4201 |
5 |
Huancalpi |
PLU |
Vilca |
Huancavelica |
12� 32' 22'' |
75� 14' 12'' |
3800 |
6 |
Huancavelica |
PLU |
Ascensi�n |
Huancavelica |
12� 46' 17.86'' |
75� 0' 44.52'' |
3676 |
7 |
Hueghue |
PLU |
Santa Barbara de Carhuacayan |
Yauli |
11� 14' 14'' |
78� 15' 51'' |
4175 |
8 |
Huichicocha |
PLU |
Chongos Alto |
Huancayo |
12� 33' 42'' |
75� 31' 44'' |
4700 |
9 |
Jun�n |
PLU |
Jun�n |
Jun�n |
11� 8' 35.8'' |
75� 59' 19.6'' |
4120 |
10 |
La Oroya |
PLU |
La Oroya |
Yauli |
11� 31' 1'' |
75� 54' 1'' |
3750 |
11 |
Lircay |
PLU |
Lircay |
Angares |
12� 58' 55'' |
74� 43' 5.1'' |
3150 |
12 |
Marcapomacocha |
CO |
Marcapomacocha |
Yauli |
11� 24' 16'' |
76� 19' 31'' |
4479 |
13 |
Pachacayo |
PLU |
Canchayllo |
Jauja |
11� 49' 18'' |
75� 43' 09'' |
3550 |
14 |
Palaco |
PLU |
Chongos Alto |
Huancayo |
12� 20' 49'' |
75� 17' 58'' |
3850 |
15 |
Tambo de Sol |
PLU |
Parco |
Jauja |
10� 52' 26'' |
76� 07' 08'' |
4100 |
16 |
Tarma |
PLU |
Tarma |
Tarma |
11� 23' 49'' |
75� 41' 25'' |
3000 |
17 |
Telleria |
PLU |
Nahuimpuquio |
Tayacaja |
12� 22' 30'' |
76� 07' 16'' |
3050 |
18 |
Upamayo |
PLU |
Upamayo |
Jun�n |
10� 55' 19'' |
76� 16' 24'' |
4080 |
19 |
Vilca |
PLU |
Vilca |
Huancavelica |
12� 07' 49'' |
76� 50' 0'' |
3815 |
20 |
Yantac |
CO. |
Marcapomacocha |
Yauli |
11�20' 0'' |
76� 24' 0'' |
4600 |
21 |
Yauli |
PLU |
Yauli |
Yauli |
11� 40' 0'' |
76� 5' 0'' |
4141 |
22 |
Yauricocha |
PLU |
Alis |
Yauyos |
11� 57' 20'' |
75� 64' 24'' |
4375 |
Resultados y discusi�n
El an�lisis de las
series temporales y espaciales de la precipitaci�n total diaria para el total
de estaciones pertenecientes a los dos Grupos de estaciones previamente
clasificado se realiz� para los periodos de diciembre a abril en los a�os
identificados con eventos La Ni�a. Seg�n los procedimientos descritos en la
metodolog�a, se procedi� a la aplicaci�n de la t�cnica estad�stica de An�lisis
de Componentes Principales, se eligi� la matriz de correlaciones, los cuales
explican la cantidad total de precipitaci�n producida durante dichos eventos.
De la variabilidad de
la precipitaci�n a nivel diario durante los eventos La Ni�a, se analizaron el
primer y segundo modo de variabilidad temporal (CP-1 y CP- 2) y los dos
principales modos de variabilidad espacial durante los eventos La Ni�a 1998/99,
1999/00, 2007/08 y 2010/11.
Es importante tener en
cuenta que valores m�s altos de correlaci�n de una determinada estaci�n con
respecto al componente principal, sugieren un mayor grado de representaci�n
mediante dicho componente. Por ello, se procedi� a agrupar estaciones por el
signo de su correlaci�n, permitiendo seleccionar las estaciones cuyo
comportamiento est� siendo reflejado por dicho componente principal (Le�n Altuna, 2014).
Evento La Ni�a 1998-1999
De diciembre de 1998 a
mayo de 1999, los dos principales componentes llegan a explicar 68.76 de la
varianza (55.0 por ciento para el CP-1 y el 13.76 por ciento para el CP-2).
Los resultados del
an�lisis espacial de las precipitaciones para el evento La Ni�a sugieren que
existe una correlaci�n positiva para todas las estaciones. Respecto al an�lisis
del primer CP, se puede observar que el periodo de mayor precipitaci�n ocurri�
durante los primeros d�as de diciembre de 1999 hasta los �ltimos d�as del mes
de febrero de 1999. Por otro lado, del an�lisis de variabilidad de la
precipitaci�n a nivel diario (EOF-02), muestra una correlaci�n positiva para la
mayor�a de estaciones ubicadas en la parte norte de la cuenca alta, mientras
que la zona sur y centro muestran correlaciones negativas; por lo que se
sugiere que los valores negativos del componente principal representan la
precipitaci�n diaria de la zona Sur de la cuenca, mientras que valores
negativos representan valores de precipitaci�n de la zona sur de la cuenca del Mantaro.
Por otro lado, del an�lisis de la CP-2, durante el evento La Ni�a 1998/99, se
observa un periodo muy lluvioso desde los primeros d�as del mes de enero, hasta
inicios del mes de marzo, con peque�os periodos de lluvia de corta duraci�n
como en la segunda semana del mes de diciembre de 1998 o a mediados del mes de
abril de 1999. Para las estaciones con correlaciones negativas se observa
ligeras diferencias; el periodo lluvioso se extiende, empezando en los primeros
d�as de enero de 1999 hasta mediados del mes de abril del mismo a�o.����������
Variabilidad diaria de la precipitaci�n durante eventos La Ni�a
Evento La Ni�a 1998-1999
De diciembre de 1998 a
mayo de 1999, los dos principales componentes llegan a explicar 68.76 de la
varianza (55.0 por ciento para el CP-1 y el 13.76 por ciento para el CP-2).
Los resultados del
an�lisis espacial de las precipitaciones para los eventos La Ni�a sugieren que
existe una correlaci�n positiva para todas las estaciones. Con respecto al
an�lisis del primer componente principal, se puede observar que el per�odo de
mayor precipitaci�n ocurri� durante los primeros d�as de diciembre de 1998
hasta los �ltimos d�as del mes de marzo de 1999. Por otro lado, el an�lisis de
variabilidad de la precipitaci�n a nivel diario (EOF-01), muestra una
correlaci�n alta para la mayor�a de las estaciones de la cuenca alta.
Para el evento La Ni�a
de diciembre de 1999 a mayo de 2000, los dos principales componentes llegan a
explicar 59.7 de la varianza (45.4 por ciento para el CP-1 y el 14.3 por ciento
para el CP-2). Para el evento La Ni�a de diciembre del 2007 a mayo de 2008, los
dos principales componentes llegan a explicar 59.7 de la varianza (36.0 por
ciento para el CP-1 y el 12.8 por ciento para el CP-2) y para el evento La Ni�a
de diciembre del 2010 a mayo del 2011, los dos principales componentes llegan a
explicar 59.7 de la varianza (41.2 por ciento para el CP-1 y el 11.88 por
ciento para el CP-2).
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Relaci�n entre el r�gimen de precipitaciones y la Temperatura
Superficial del Mar.
Se presenta el
an�lisis de la correlaci�n entre las precipitaciones en la cuenca alta del
Mantaro y las regiones de monitoreo El Ni�o, sobre la base de los estudios
realizados por (Lagos et al., 2008). Para ello, se utiliz� datos de
precipitaci�n a nivel mensual para las 22 estaciones analizadas, para el
per�odo 1965-2015, as� como valores de temperatura superficial del mar en el
oc�ano Pac�fico ecuatorial para cada una de las regiones de monitoreo: El Ni�o
1+2, Ni�o 3, Ni�o 3.4 y Ni�o 4.
Para el mes de
noviembre, resalta la correlaci�n positiva de las precipitaciones con todas las
regiones El Ni�o, con valores estad�sticamente significativos en algunas estaciones
como Huichicocha y Yauricocha.
Es importante se�alar que un calentamiento en el Pac�fico Occidental (Ni�o 4)
se asocia a una mayor precipitaci�n en la cuenca del Mantaro para este mes.
Durante los meses de verano, la correlaci�n entre la precipitaci�n y la TSM es
inversa, alcanzando mayores valores durante el mes de febrero; adem�s se hace
m�s significativa a medida que se toman valores de TSM de la regi�n Ni�o 4
(160�E�150�W, 5�S�5�N), donde dichos valores de correlaci�n son mayores a los
mostrados en otras regiones de monitoreo para la mayor�a de las estaciones.
Estos resultados
permiten apreciar que solo hay una correlaci�n importante entre las TSM y las
precipitaciones de la cuenca del Mantaro durante los meses de verano,
especialmente febrero. Esta relaci�n inversa, sugiere que anomal�as positivas
en el Pac�fico central u occidental inhiben la precipitaci�n en la parte
central y sur de la cuenca del Mantaro, mientras que un enfriamiento en dicha
regi�n favorece la ocurrencia de precipitaciones.� ��Estos
resultados son consistentes con estudios previos (Yamina
Silva Vidal, 2014), los cuales encontraron una correlaci�n significativa entre
las precipitaciones en la parte central de los Andes y la fase caliente del
�ndice de Oscilaci�n del Sur, especialmente durante la temporada lluviosa. Esta
correlaci�n era particularmente fuerte para la zona central del Pac�fico
Tropical, lo cual suger�a la influencia de la Temperatura Superfial
del Mar sobre el r�gimen de precipitaciones.
Figura 2. Correlaci�n
entre las lluvias y la TSM en la regi�n del Pacifico Oriental (Ni�o 1+2),
Central (Ni�o 3, Ni�o 3.4) y Occidental (Ni�o 4) para el mes de febrero y
noviembre.
En los resultados se
muestra que las correlaciones en el mes de noviembre no muestran valores
significativamente relevantes. Por otro lado, si bien no se muestran valores
significativos para la mayor�a de las estaciones durante este mes, se aprecia
un patr�n de comportamiento importante, en el cual un calentamiento en la
regi�n Central del Pac�fico (Ni�o 4) se asocia a mayores precipitaciones en la
cuenca alta del Mantaro, especialmente en la zona norte, mientras que un
enfriamiento en el Pac�fico Central se relaciona con menores precipitaciones
sobre nuestra zona de
estudio. Por otro
lado, durante los meses de mayor precipitaci�n se muestran valores de
correlaci�n negativa importantes con la regi�n del Pac�fico Occidental (Ni�o
4).�
�
Adicionalmente se
analiz� las correlaciones de anomal�as de OLR en el Pac�fico Central con las
anomal�as de precipitaci�n solo para aquellos a�os identificados con la
presencia de eventos La Ni�a. En la tabla 2 se aprecia valores se correlaci�n
positivos y considerablemente m�s altos para los meses de mayor precipitaci�n,
especialmente en febrero, lo cual confirma que durante estos eventos los
valores de OLR est�n vinculados a mayor presencia de nubes en el Pac�fico y,
mediante procesos de teleconexi�n, con mayores
precipitaciones en la cuenca alta del Mantaro.
Tabla 2: Correlaci�n de anomal�as de precipitaci�n observada
con anomal�as de OLR en el Pac�fico Central a nivel mensual durante evento La
Ni�a
|
OCT |
NOV |
DIC |
ENE |
FEB |
MAR |
Cercapuquio |
0.06 |
0.09 |
-0.09 |
0.16 |
0.38 |
0.56 |
Cerro de Pasco |
-0.40 |
-0.11 |
-0.07 |
0.37 |
0.27 |
-0.18 |
Chilicocha |
0.33 |
0.47 |
0.58 |
-0.14 |
0.55 |
0.57 |
Choclococha |
0.03 |
0.50 |
0.52 |
-0.10 |
-0.15 |
0.05 |
Huancalpi |
-0.01 |
0.02 |
0.11 |
0.21 |
0.41 |
-0.16 |
Huancavelica |
-0.09 |
0.25 |
0.80 |
0.04 |
0.49 |
-0.15 |
Huegue |
-0.15 |
-0.17 |
0.40 |
0.21 |
0.68 |
0.21 |
Huichicocha |
0.37 |
-0.22 |
0.09 |
0.41 |
0.52 |
0.34 |
La Oroya |
-0.30 |
0.22 |
0.19 |
0.59 |
0.24 |
0.21 |
Lircay |
0.03 |
0.21 |
0.60 |
0.15 |
0.53 |
-0.12 |
Marcapomacocha |
0.00 |
0.12 |
-0.11 |
0.29 |
0.45 |
-0.16 |
Pachacayo |
0.34 |
0.21 |
-0.09 |
0.03 |
0.21 |
0.29 |
Palaco |
0.18 |
0.13 |
0.38 |
0.14 |
0.75 |
0.51 |
Tambo de Sol. |
0.34 |
-0.28 |
0.14 |
-0.19 |
0.19 |
0.54 |
Tarma |
0.55 |
0.38 |
0.58 |
0.74 |
0.19 |
-0.10 |
Telleria |
0.52 |
-0.14 |
0.70 |
-0.21 |
0.38 |
0.56 |
Upamayo |
0.12 |
-0.20 |
-0.09 |
-0.75 |
-0.27 |
0.31 |
Vilca |
0.06 |
-0.31 |
0.33 |
0.11 |
-0.25 |
0.14 |
Yantac |
0.06 |
-0.02 |
0.68 |
0.35 |
0.32 |
-0.03 |
Yauli |
0.26 |
-0.09 |
0.17 |
0.45 |
0.47 |
-0.07 |
Yauricocha |
-0.09 |
-0.29 |
0.08 |
-0.42 |
0.53 |
-0.57 |
An�lisis del pron�stico de precipitaciones sobre la base de OLR.
El an�lisis de los
valores de OLR mensuales para el periodo 1974 � 2013 muestra un comportamiento
diferenciado de los dem�s a�os con valores de OLR por encima de lo normal para
a�os identificados eventos La Ni�a.
En la figura 3 se
resalta las condiciones presentadas en el evento El Ni�o 1997/98 con altos
valores de anomal�as negativas de OLR en todo el Pac�fico central y oriental,
el cual se extiende hasta el mes de julio del a�o siguiente. Asimismo, se
aprecian anomal�as positivas de los valores de OLR en el Pac�fico central y
occidental, el cual est� relacionado con un enfriamiento en la regi�n El Ni�o
4, as� como una disminuci�n de presi�n sobre Indonesia y un aumento en la
actividad convectiva en esta regi�n.
Figura 3: Variaci�n
temporal y longitudinal de anomal�as de la radiaci�n de onda larga (OLR)
promedio para la regi�n comprendida entre 5N-5S. El intervalo entre contornos
es 10 Wm-2 para el periodo Jul (2005) a Abril (2015).� Los contornos discontinuos indican anomal�as
OLR negativas. Las anomal�as son salidas desde 1981-2010 base per�odo mensual
medio.
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A partir de julio de
1998 aparecen fuertes anomal�as positivas en la regi�n conocida como El Ni�o 4,
las cuales se intensifican durante los meses de diciembre a marzo del 2000,
a�os donde la precipitaci�n en la cuenca alta del Mantaro alcanza sus mayores valores,
llegando a valores promedio de 870 mm/a�o para las estaciones ubicadas al sur y
un valor promedio de 952 mm/a�o para las estaciones ubicadas al norte de la
cuenca alta del Mantaro. Asimismo, se muestra la presencia de anomal�as
positivas desde octubre del a�o 2005, llegando a sus mayores valores durante
los meses de lluvia del 2006, lo cual se ve reflejado en un aumento muy
importante de las precipitaciones en todas las estaciones de la cuenca del
Mantaro, luego de un per�odo con d�ficit de precipitaciones observado durante
el a�o 2005, lo cual podr�a ser explicado por condiciones promedio de OLR, es
decir, con anomal�as cercanas a cero, condiciones semejantes a la presentadas
durante el 2012. Por otro lado, se observa que durante los periodos con anomal�as
negativas de OLR se presentan periodos m�s largos de d�as secos consecutivos
(�ndice CDD) como es el caso de los a�os 2003 y 2010 donde se presentan
periodos de hasta 60 d�as secos consecutivos.
Por otro lado, para un
mejor an�lisis de la correlaci�n entre los valores de OLR en el Pac�fico
central, se promediaron los valores diarios registrados dentro de la zona
conocida como Ni�o 4 (160�W- 150�E; 5�S-5�N). A continuaci�n, se presentan los
valores diarios de OLR promedio, desde el mes de marzo del a�o anterior (A�o
-1) hasta el mes de enero del a�o identificado con la presencia del evento La
Ni�a. Del an�lisis de los valores diarios de OLR previos a los meses de mayor
precipitaci�n en la cuenca alta del Mantaro, se puede identificar un patr�n que
caracteriza estos meses. En los meses previos a los de mayor precipitaci�n, se
registraron valores desusadamente altos de OLR en la regi�n El Ni�o 4, por lo
cual se adapt� el �ndice OLR-La Ni�a (OLNI) definido por (Chiodi
& Harrison, 2015), con la finalidad de ver la capacidad de pron�stico de
grandes valores de precipitaciones en la cuenca del Mantaro. Se muestran
valores muy altos a partir del mes de junio del a�o -1, los que, en su mayor�a
sobrepasan el valor de 270 W/m2 (valor igual al percentil 90), siendo la
principal caracter�stica distintiva de los meses previos a un evento La Ni�a.
Es importante mencionar que el n�mero de d�as contabilizados es a partir del 1
de marzo del a�o previo al identificado con un evento La Ni�a, y finaliza el 31
de diciembre de ese mismo a�o (a�o -1). Dicho per�odo se ha identificado como
el correspondiente entre el inicio y el desarrollo del evento La Ni�a, el cual
permite analizar la capacidad de predicci�n meses previos al per�odo de mayor
precipitaci�n en la cuenca alta del Mantaro.
Como se ha detallado
en la metodolog�a, el promedio diario de los valores de OLR se realiz� sobre la
regi�n de El Ni�o 4 [160�E, 150�W y -5�S 5�N] por ser la que mejor correlaci�n
muestra con la cuenca alta del Mantaro. Por �ltimo, se estableci� un valor de
referencia (OLRc) de 270 W m-2, el cual equivalente
al percentil 90 para la regi�n El Ni�o 4. La figura 4 muestra la evoluci�n de
los valores diarios de OLR en la regi�n El Ni�o 4, en los cuales se aprecia
que, durante los primeros d�as del mes de agosto, los valores de OLR superan el
valor l�mite de 270 W/m2, manteniendo este comportamiento durante los meses de
mayor precipitaci�n.
Figura 4: Valores diarios promediados de OLR para la regi�n del
Pac�fico Central (160�W- 150�E; 5�S-5�N) desde el mes de marzo del a�o anterior
(a�o -1) hasta el mes de enero (a�o 0) del evento La Ni�a 1998/99.
Posteriormente, se
procedi� a calcular el �ndice OLR- La Ni�a. Los resultados se muestran en la
figura 5 donde se destacan los eventos La Ni�a extraordinarios (1973/74,
1975/76, 1988/89) y La Ni�a moderados (1998/99, 1999/00, 2007/08 y 2010/11),
diferenci�ndose de los a�os subsiguientes en aproximadamente la mitad del valor
de la desviaci�n est�ndar (el valor de OLNI para el a�o 1988 fue 113, mientras
que el siguiente a�o alcanz� un valor de 31).��
El �ndice OLR La Ni�a
(OLNI) mediante el cual se lograron identificar tres a�os donde el n�mero el
�ndice OLR La Ni�a supera el valor de 80 d�as, cabe mencionar que ning�n otro
a�o logra exceder esta cantidad para el per�odo de an�lisis de precipitaciones
diaria (1998 - 2015).
Figura 5: Variaci�n temporal
del �ndice OLR La Ni�a (OLNI)
Conclusiones
Los resultados
muestran que la cuenca alta del Mantaro presenta una variabilidad hidrol�gica
fuertemente modulada por cambios en el Pac�fico Central, conocido como regi�n
Ni�o 4, por cuanto, un enfriamiento en dicha regi�n se correlaciona con mayores
precipitaciones y mayores caudales en la cuenca del Mantaro; por otro lado,
altos valores de anomal�as positivas de OLR est�n relaciones con un aumento de
las precipitaciones, especialmente durante eventos La Ni�a. Asimismo, se
observa que un enfriamiento del Pac�fico Central, durante los meses de mayor
precipitaci�n, est� vinculado con un incremento de la precipitaci�n total
anual, frecuencia de d�as h�medos, y d�as con precipitaciones extremas. Por
otro lado, los resultados muestran mayores valores de correlaciones con
caudales observados, en comparaci�n a los resultados obtenidos con la variable
precipitaci�n, lo cual podr�a deberse a que �stas �ltimas ofrecen una mejor
representaci�n de la hidrolog�a de la cuenca al ser representativas de una
determinada �rea a diferencia de los valores puntuales de lluvia proporcionados
por las estaciones,��
Se muestra una
perspectiva distinta a la com�nmente usada para analizar la predictibilidad de
precipitaciones y caudales en una determinada regi�n sobre la base del comportamiento
de la Radiaci�n de Onda Larga Emergente (OLR) en el Pac�fico Central. Los
resultados muestran que un enfriamiento an�malo de dicha regi�n del Pac�fico
Tropical favorece la presencia de mayores valores de precipitaci�n en la cuenca
alta del Mantaro; empero, este comportamiento se caracteriza por una cantidad
desusadamente alta de d�as con altos valores de OLR (270 w/m2) en meses previos
a la ocurrencia de grandes periodos de precipitaci�n y a la presencia de
eventos La Ni�a.
Asimismo, mediante la
aplicaci�n del �ndice OLR se identificaron claramente seis eventos La Ni�a en
el per�odo 1974-2015 en los cuales, los reg�menes de precipitaci�n registrados
en la cuenca del Mantaro son considerablemente superiores a los del promedio,
ofreciendo una mayor facilidad y precisi�n en la identificaci�n de dichos
eventos, en contraste con la com�nmente utilizada t�cnica basada en valores de
Temperatura Superficial del Mar.
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2021 por los autores. Este art�culo es de acceso abierto y distribuido seg�n
los t�rminos y condiciones de la licencia Creative Commons Atribuci�n-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0)
(https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/)
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