Analisis multivariado - sequia vs indices climaticos

Análisis multivariado

Caso de estudio:

Las relaciones entre los índices climáticos mundiales y la sequía en la península de Yucatán

M. C. David ROMERO

Objetivo: Utilizar métodos de análisis multivariado para exploración y explicación de matriz de datos de interés.

Datos

• 1 - sequía

La evaluación de la sequía para un periodo escogido y en función de las condiciones normales corresponde al Índice de Precipitaciones Estandarizado (SPI) (McKee, Doesken, & Kleist, 1993) es cual está particularmente recomendado para el estudio (Hallack-Alegria & Watkins, 2007) y particularmente de la regionalización (Giddings et al, 2005) de las sequías en México:

[pic 1]

Dónde:
        es la precipitación medida en el punto  durante el periodo
        el valor promedio de la muestra de precipitaciones en el punto
        la desviación estándar de la muestra de precipitaciones en el punto .[pic 2][pic 3][pic 4][pic 5][pic 6][pic 7][pic 8]

Ecuación 1: El Índice de Precipitaciones Estandarizado (McKee, Doesken, & Kleist, 1993)

Este muestra muy bien la “anomalía” de cantidad de precipitaciones para un periodo definido (eg. año, mes). La península de Yucatán, México, es una zona de clima tropical, cálido mayormente subhúmedo. El 97.2% del espacio pertenece a climas de tipos Aw(0, 1 o 2) de la clasificación de climática de Köppen modificada para México (García, 2004). Entonces, a partir de los diagramas ombrotérmicos modificados, podemos separar los mes habituales de la sequía preestival, por ejemplo en clima Aw, los mes consecutivos, anteriores al periodo de lluvias de verano que tienen P<2T+28 y calcular el SPI anual de cada estación de monitoreo para de la temporada seca. Los datos originales son procedentes de los datos meteorológicos diarios de CNA para las estaciones de más de 20 años de registro.

Matriz de datos con un valor estandarizado resultado de mediciones para cada año del periodo 1948-2010 y para 100 estaciones de monitoreo de la Península de Yucatán.

• 2 - índices climáticos globales y regionales

Es de gran interés estudiar las correspondencias entre los datos de sequía de la península de Yucatán y los índices climáticos globales o regionales que podrían tener una influencia en ella. Estos índices que se podrían relacionar con los datos de sequia del estudio son:

- la anomalía de temperatura promedia global y de superficie del mar (GLBTSSST por su sigla en inglés Global Average Temperature & SST Anomalies), anomalía global en .01 C con base al periodo: 1951-1980 usando GHCN 1880-01/2005 + SST: 1880-11/1981 HadISST1 12/1982-01/2005 Reynolds v2 eliminando of outliers y ajustando la homogeneidad. Fuente: NOAA

- la anomalía de temperatura promedia global (GLBTS Global Average Temperature Anomalies (Station Only)) anomalía global terrestre en .01 C con base al periodo: 1951-1980 usando GHCN 1880-01/2005 eliminando of outliers y ajustando la homogeneidad. Fuente: NOAA

- Sunspot Index: Registro mensual de manchas solares Fuente: NOAA

- Solar radio monthly flux: Flujo de radiación solar (10.7cm) fuente: National Research Council of Canada

- la oscilación multidecadal del atlántico sin suavizar (AMOus Atlantic multidecadal oscillation (AMO) Indice de SST según Kaplan SST para el atlántico norte. Fuente: NOAA

- la oscilación del Atlántico norte (NAO) que es la diferencia normalizada de presión atmosférica  Reykjavik, Islandia y Gibraltar y Ponta Delgada (Azores). (Jones et al., 1997). Fuente: NOAA

- la oscilación decadal del Pacifico (PDO), a partir de la SST mensual y basado en la covarianza de la matriz del periodo1900-1993. usando anomalías de SST al sur de los 20°N del Pacifico. Fuente: NOAA

- el padrón del Pacifico Norte (NP), la presión ponderada del nivel del mar de la zona 30N-65N, 160E-140W. Time series source. Trenberth and Hurrell (1994): Climate Dynamics 9:303-319. Fuente: NOAA

- el Niño 3: la temperatura superficial del pacifico tropical (5N-5S,150W-90W) Fuente: NOAA Climate Prediction Center (CPC): NOAA

- el Niño 4: la temperatura superficial del pacifico tropical Central (5N-5S) (160E-150W) Fuente: NOAA Climate Prediction Center (CPC): NOAA

- el Niño Multivariado (MEI) a partir de las series bimensuales de las seis principales variables observadas sobre el Pacífico tropical. Estas seis variables son: la presión del nivel del mar, las componentes meridionales y zonales del viento, la temperatura superficial del mar en superficie, la temperatura del aire en la superficie, y la fracción total de nubosidad del cielo. Wolter, K., and M.S. Timlin, 1998: Measuring the strength of ENSO - how does 1997/98 rank? Weather, 53, 315-324. Fuente: NOAA

- la oscilación del Sur (SOI), relación estandarizada de la presión del nivel del mar entre Tahiti - y Darwin. Fuente: NOAA

- la Oscilación casi-Bienal (QBO. Calculada a partir la media zonal 30mb del viento en el ecuador. Fuente: NOAA

- la anomalía mensual de la zona oceánica a mas de 28.5°C en el Atlantico y el Pacifico Este (WHWP: Western Hemisphere warm pool) con referencia a 1971-2000. Wang, C., and D.B. Enfield, 2001: The tropical Western Hemisphere warm pool, Geophys. Res. Lett., 28, 1635-1638. AOML and PSD. Fuente: NOAA

- el índice de temperatura superficial del mar Caribe (CAR): Caribbean SST Index. Serie de tiempo de anomalía de SST a partir de 1951-2000, media móvil de de 3 meses. Penland, C., and L. Matrosova, 1998: "Prediction of tropical Atlantic sea surface temperatures using Linear Inverse Modeling," J. Climate, March, 483-496 pp. Fuente: NOAA

- la SST del Atlántico Norte Tropical (NTA), Serie de tiempo de anomalía de SST a partir de 1951-2000, media móvil de de 3 meses para la zona 60W a 20W, 6N a 18N y 20W a 10W, 6N a 10N. Penland, C., and L. Matrosova, 1998: "Prediction of tropical Atlantic sea aurface temperatures using Linear Inverse Modeling," J. Climate, March, 483-496 pp. Fuente: NOAA

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