A new gridded precipitation database for Santa Cruz province, Argentina

La precipitación es una variable esencial para caracterizar el clima y el ciclo hidrológico de una región. Pero a pesar de su importancia, existen vastas regiones, como Patagonia sur, con redes pluviométricas poco densas que no permiten una adecuada representación de la precipitación a escala regional. El objetivo de este trabajo fue generar una base de datos de precipitación reticulada para la provincia de Santa Cruz. Para ello se realizó un control de calidad y homogeneidad de las series de precipitación disponibles y se utilizó la técnica de Kriging Ordinario para la interpolación, generando un producto de precipitación reticulada anual y estacional para el periodo 1995-2014 con una resolución de 20 km. Esta base de datos de precipitación reticulada para Santa Cruz (BPRSC) mostró un buen desempeño en sus estimaciones al realizar una validación independiente con estaciones pluviométricas no utilizadas en el modelo, además de representar en forma satisfactoria la interacción con la topografía, la circulación atmosférica y la proximidad a los océanos. Por consiguiente, esta nueva base de datos representa una herramienta útil para utilizarla como insumo en modelos hidrológicos y ecológicos. Por otro lado, se utilizaron diferentes estadísticos para evaluar cinco bases de datos globales respecto de estaciones de validación. Los resultados mostraron un mejor desempeño en el producto anual y el promedio de los estacionales para BPRSC, mientras que ERA5 mostro mejor desempeño en la estación de verano y un resultado levemente mejor que BPRSC en la estación de otoño.Precipitation is an essential variable to characterize the climate and the hydrological cycle of a region. However, there are vast regions, such as southern Patagonia, with a lack of rainfall networks for adequate representation of regional precipitation patterns. The objective of this work was to generate a gridded precipitation database for Santa Cruz province (Argentina). For this, a quality control and homogeneity test of available precipitation series was performed, and the Ordinary Kriging technique was used for interpolation. Then, annual and seasonal reticulated precipitation for the period 1995-2014 with a resolution of 20 km was obtained. This gridded precipitation database for Santa Cruz (RPDSC) showed a good performance by performing an independent validation with pluviometric stations not used in the model. Also, RPDSC satisfactorily represented the interaction with topography, atmospheric circulation and proximity to oceans. Therefore, this new database represents a useful tool as an input in hydrological and ecological models. On the other hand, different statistics were used to evaluate five global databases regarding validation stations. The results showed a better performance in the annual product and the average of the seasonal ones for BPRSC, while ERA5 showed better performance in the summer season and a slightly better result than BPRSC in the fall season.EEA Santa CruzFil: Almonacid, Leandro. Municipalidad de Rio Gallegos. CONVENIO INTA; Argentina.Fil: Almonacid, Leandro. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Santa Cruz; Argentina.Fil: Pessacg, Natalia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto Patagónico para el Estudio de los Ecosistemas Continentales (IPEEC-CCT CONICET-CENPAT); Argentina.Fil Diaz, Boris Gaston. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Santa Cruz; Argentina.Fil Diaz, Boris Gaston. Universidad Nacional de la Patagonia Austral; Argentina.Fil: Bonfili, Oscar. Servicio Meteorológico Nacional. Rio Gallegos, Santa Cruz; Argentina.Fil: Peri, Pablo Luis. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Santa Cruz; Argentina.Fil: Peri, Pablo Luis. Universidad Nacional de la Patagonia Austral; Argentina.Fil: Peri, Pablo Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina

Análisis comparativo de cuatro índices de sequía para el área de Río Gallegos

Dentro de los fenómenos climáticos, la sequía es una de las que más afecta al medio ambiente e inciden directa o indirectamente sobre la sociedad. En la literatura, existen muchas propuestas de índices de sequía, los cuales se obtienen a partir de variables meteorológicas. Algunas de las problemáticas de la región Patagónica son la gran extensión, la baja densidad y deficiente distribución de estaciones meteorológicas, y las series de datos suelen ser cortas e incompletas. El objetivo de este trabajo fue estudiar la relación entre tres índices de sequía: la Anomalía de Precipitación (AP) , el Índice Estandarizado de Precipitación (SPI) y el Índice Estandarizado de Precipitación Evapotranspiración (SPEI), y una modificación del último índice (SPEIS) en la zona de Río Gallegos, en el área ecológica Estepa Magallánica Seca. Los índices AP y SPI cuantifican las sequías meteorológicas, mientras que el SPEI incorpora el efecto de la evapotranspiración y está más asociado a las sequías agronómicas. En el cálculo del índice SPEI se utiliza la temperatura del aire para determinar el balance hídrico. En particular, en esta área ecológica la temperatura resulta estar altamente correlacionada con la temperatura superficial obtenida desde sensores remotos (MOD11A2). Por esta razón, el SPEIS fue calculado incluyendo esta variable en lugar de la temperatura del aire. Las series mensuales generadas utilizando distintas unidades temporales (mensual, trimestral y semestral), fueron analizadas y comparadas en el periodo 2000 a 2019. Los resultados indican altas asociaciones entre los índices. En particular, en la Estepa Magallánica Seca, el nuevo índice (SPEIS) posee correlaciones altas con el SPEI en las unidades temporales calculadas. Esto ofrece una alternativa para el cálculo de este índice cuando no se dispone de la serie meteorológica de temperatura del aire.Fil: Sandoval, Marisa. Universidad Nacional de la Patagonia Austral. Instituto de Trabajo, Economía y Territorio; Argentina.Fil: Soto, Julio. Universidad Nacional de la Patagonia Austral. Instituto de Trabajo, Economía y Territorio; Argentina.Fil: Bonfili, Oscar. Universidad Nacional de la Patagonia Austral. Instituto de Trabajo, Economía y Territorio; Argentina.Fil: Parada, Brisa. Universidad Nacional de la Patagonia Austral. Instituto de Trabajo, Economía y Territorio; Argentina.Fil: Marquez, Pamela. Universidad Nacional de la Patagonia Austral. Instituto de Trabajo, Economía y Territorio; Argentina.Fil: Azzolina, Yesica. Universidad Nacional de la Patagonia Austral. Instituto de Trabajo, Economía y Territorio; Argentina

Determinación de parámetros de vientos en el sur de la Provincia de Santa Cruz

En este trabajo se expone una caracterización cualitativa y cuantitativa del potencial del recurso eólico existente en la zona sur de la provincia de Santa Cruz. Esta información contribuirá a determinar las locaciones más favorables para la futura instalación de centrales de generación eoloeléctrica, así como calcular y evaluar sus potenciales aportes de energía neta. Para este fin se recabaron y procesaron datos de vientos de fuentes diversas (estaciones meteorológicas automáticas propias e información relevada por diferentes entidades nacionales y provinciales que también disponen de estaciones meteorológicas en la provincia), pero la base principal (por volumen de información y periodo temporal cubierto) fueron los datos aportados por el Servicio Meteorológico Nacional (SMN). Se aplicaron para el estudio métodos estadísticos de análisis y software específico para tal efecto. Una vez recopilada la información se procesó obteniendo distribución de frecuencias y rosa de vientos y se confeccionaron tablas y gráficos de la potencia extraíble por rango de valores de velocidad del viento. La dirección O predomina durante el otoño e invierno, mientras que la OSO lo hace durante el verano, y en la primavera tienden ambas a equilibrarse. Las ráfagas máximas diarias, que pueden constituir un factor importante de estrés para un aerogenerador, suelen presentarse en horas del mediodía. La densidad de potencia obtenida, asociada a las características antes citadas de direccionalidad y estacionalidad, indican la posibilidad de obtención de muy buenos rendimientos para el aprovechamiento eléctrico del recurso eólico en esta zona.Laboratorio de Capa Límite y Fluidodinámica AmbientalGrupo Fluidodinámica Computaciona

Determinación de parámetros de vientos en el sur de la Provincia de Santa Cruz

En este trabajo se expone una caracterización cualitativa y cuantitativa del potencial del recurso eólico existente en la zona sur de la provincia de Santa Cruz. Esta información contribuirá a determinar las locaciones más favorables para la futura instalación de centrales de generación eoloeléctrica, así como calcular y evaluar sus potenciales aportes de energía neta. Para este fin se recabaron y procesaron datos de vientos de fuentes diversas (estaciones meteorológicas automáticas propias e información relevada por diferentes entidades nacionales y provinciales que también disponen de estaciones meteorológicas en la provincia), pero la base principal (por volumen de información y periodo temporal cubierto) fueron los datos aportados por el Servicio Meteorológico Nacional (SMN). Se aplicaron para el estudio métodos estadísticos de análisis y software específico para tal efecto. Una vez recopilada la información se procesó obteniendo distribución de frecuencias y rosa de vientos y se confeccionaron tablas y gráficos de la potencia extraíble por rango de valores de velocidad del viento. La dirección O predomina durante el otoño e invierno, mientras que la OSO lo hace durante el verano, y en la primavera tienden ambas a equilibrarse. Las ráfagas máximas diarias, que pueden constituir un factor importante de estrés para un aerogenerador, suelen presentarse en horas del mediodía. La densidad de potencia obtenida, asociada a las características antes citadas de direccionalidad y estacionalidad, indican la posibilidad de obtención de muy buenos rendimientos para el aprovechamiento eléctrico del recurso eólico en esta zona.Laboratorio de Capa Límite y Fluidodinámica AmbientalGrupo Fluidodinámica Computaciona

Modelación y correlación entre series temporales de ciclos solares y series pluviométricas del extremo sur patagónico

There are studies that support the fact that climate changes are related to the variations that occur in the emission of solar radiation. In particular, there is evidence that in certain regions of the planet the number of sunspots, which vary in cycles of approximately 11 years, influences rainfall, while in other regions that behavior does not occur. However, for the southern area of the American continent there is no literature that has studied this behavior, so in this work the rainfall series for the cities of Río Gallegos (Argentina) between 1928-2015 and Punta Arenas (Chile) between 1921-2015 were analyzed in order to determine the possible influence of the amount of sunspots over this variable. In order to carry out this objective, the behavior of the series was modeled first using the variogram to capture the temporal correlation structure of the data, and subsequently the correlations of the series of precipitations and those of sunspots were calculated, and that of the precipitations and some lags of the sunspots to be able to determine the possible association between both variables. From the results obtained from the analysis it can be concluded that for this region of the planet the amount of sunspots does not influence the amount of rainfall.Hay estudios que avalan el hecho de que los cambios climáticos están relacionados con las variaciones que se producen en la emisión de la radiación solar. En particular, existe evidencia de que en ciertas regiones del planeta el número de manchas solares, la cual varía en ciclos de aproximadamente 11 años, influye sobre la precipitación, mientras que en otras regiones ese comportamiento no se verifica. Sin embargo, para la zona sur del continente americano no hay literatura que haya estudiado este comportamiento, por lo que en este trabajo se analizaron las series de precipitaciones para las ciudades de Río Gallegos (Argentina) entre 1928-2015 y para Punta Arenas (Chile) entre 1921-2015 con la finalidad de determinar la posible influencia de la cantidad de manchas solares sobre esta variable. Para llevar adelante este objetivo, en primer término, se modeló el comportamiento de las series usando al variograma para capturar la estructura de correlación temporal de los datos, y posteriormente se calcularon las correlaciones de las series de precipitaciones y las de manchas solares, y la de las precipitaciones y algunos rezagos de las manchas solares para poder determinar la posible asociación entre ambas variables. A partir de los resultados obtenidos del análisis se puede concluir que para esta región del planeta la cantidad de manchas solares no influye sobre la cantidad de lluvia caída

Modelación y correlación entre series temporales de ciclos solares y series pluviométricas del extremo sur patagónico

There are studies that support the fact that climate changes are related to the variations that occur in the emission of solar radiation. In particular, there is evidence that in certain regions of the planet the number of sunspots, which vary in cycles of approximately 11 years, influences rainfall, while in other regions that behavior does not occur. However, for the southern area of the American continent there is no literature that has studied this behavior, so in this work the rainfall series for the cities of Río Gallegos (Argentina) between 1928-2015 and Punta Arenas (Chile) between 1921-2015 were analyzed in order to determine the possible influence of the amount of sunspots over this variable. In order to carry out this objective, the behavior of the series was modeled first using the variogram to capture the temporal correlation structure of the data, and subsequently the correlations of the series of precipitations and those of sunspots were calculated, and that of the precipitations and some lags of the sunspots to be able to determine the possible association between both variables. From the results obtained from the analysis it can be concluded that for this region of the planet the amount of sunspots does not influence the amount of rainfall.Hay estudios que avalan el hecho de que los cambios climáticos están relacionados con las variaciones que se producen en la emisión de la radiación solar. En particular, existe evidencia de que en ciertas regiones del planeta el número de manchas solares, la cual varía en ciclos de aproximadamente 11 años, influye sobre la precipitación, mientras que en otras regiones ese comportamiento no se verifica. Sin embargo, para la zona sur del continente americano no hay literatura que haya estudiado este comportamiento, por lo que en este trabajo se analizaron las series de precipitaciones para las ciudades de Río Gallegos (Argentina) entre 1928-2015 y para Punta Arenas (Chile) entre 1921-2015 con la finalidad de determinar la posible influencia de la cantidad de manchas solares sobre esta variable. Para llevar adelante este objetivo, en primer término, se modeló el comportamiento de las series usando al variograma para capturar la estructura de correlación temporal de los datos, y posteriormente se calcularon las correlaciones de las series de precipitaciones y las de manchas solares, y la de las precipitaciones y algunos rezagos de las manchas solares para poder determinar la posible asociación entre ambas variables. A partir de los resultados obtenidos del análisis se puede concluir que para esta región del planeta la cantidad de manchas solares no influye sobre la cantidad de lluvia caída

Utilización de diferentes metodologías para la construcción de un mapa de precipitación acumulada en la Provincia de Santa Cruz

The characterization of the variables through continuous surfaces is one of the most important activities in the area of ​​Climatology. To carry out this graphic representation, it is necessary to resort to different methods of interpolation to estimate the value of the variable from a discrete number of observations. In the literature there is a great amount of proposals to carry out this process in relation to the precipitation variable. The objective of this work was to compare four methods to analyze the accumulative rainfall data. The methods used in this study were Kriging, Cressman, Barnes and the inverse distance weighted method (IDW). The Kriging method uses the structure of spatial correlation captured from the variogram for the estimation of weights. In the Cressman method the weights depend on the distance between the point to be estimated and the neighbors that are within a radius of proximity R. The Barnes method is an improvement of the Cressman method. IDW uses as weights the weighted inverse distances between the point to be estimated and that of the points with information. To carry out this comparison, different measures of prediction errors were calculated for each method. To determine these errors the estimated values from the generated images in the information points were taken into account. These maps were obtained from the average values observed in the points belonging to different regular grids. Once the best method was selected, the accumulative rainfall map of the province of Santa Cruz was constructed.Uno de las aplicaciones más importantes en el área de la Climatología es la caracterización de las variables a través de superficies continuas. Para llevar adelante esta representación gráfica, es necesario recurrir a distintos métodos de interpolación para estimar el valor de la variable a partir de un número discreto de observaciones. En relación a la variable precipitación, en la literatura existe una gran cantidad de propuestas para llevar adelante este proceso. El objetivo de este trabajo fue comparar cuatro métodos para analizar los datos de la precipitación acumulada. Los métodos utilizados en este estudio fueron el de Kriging, Cressman, Barnes y el método de las distancias inversas ponderadas (IDW). El método de Kriging, para la estimación de los pesos, utiliza la estructura de correlación espacial capturada a partir del variograma. En el método de Cressman los pesos dependen de la distancia entre el punto a estimar y los vecinos que se encuentren dentro de un radio de proximidad R. El método de Barnes es una mejora del método de Cressman. El método IDW utiliza como pesos las distancias inversas ponderadas entre el punto a estimar y la de los puntos con información. Para llevar adelante esta comparación se calcularon para cada método, distintas medidas de errores de predicción.  Estos errores se determinaron utilizando los valores estimados desde las imágenes generadas en los puntos con información. Estos mapas se obtuvieron a partir de los valores medios observados en puntos pertenecientes a distintos grillados regulares. Una vez seleccionado el mejor método se procedió a la elaboración del mapa de precipitación acumulada de la provincia de Santa Cruz

Utilización de diferentes metodologías para la construcción de un mapa de precipitación acumulada en la Provincia de Santa Cruz

The characterization of the variables through continuous surfaces is one of the most important activities in the area of Climatology. To carry out this graphic representation, it is necessary to resort to different methods of interpolation to estimate the value of the variable from a discrete number of observations. In the literature there is a great amount of proposals to carry out this process in relation to the precipitation variable. The objective of this work was to compare four methods to analyze the accumulative rainfall data. The methods used in this study were Kriging, Cressman, Barnes and the inverse distance weighted method (IDW). The Kriging method uses the structure of spatial correlation captured from the variogram for the estimation of weights. In the Cressman method the weights depend on the distance between the point to be estimated and the neighbors that are within a radius of proximity R. The Barnes method is an improvement of the Cressman method. IDW uses as weights the weighted inverse distances between the point to be estimated and that of the points with information. To carry out this comparison, different measures of prediction errors were calculated for each method. To determine these errors the estimated values from the generated images in the information points were taken into account. These maps were obtained from the average values observed in the points belonging to different regular grids. Once the best method was selected, the accumulative rainfall map of the province of Santa Cruz was constructed.Uno de las aplicaciones más importantes en el área de la Climatología es la caracterización de las variables a través de superficies continuas. Para llevar adelante esta representación gráfica, es necesario recurrir a distintos métodos de interpolación para estimar el valor de la variable a partir de un número discreto de observaciones. En relación a la variable precipitación, en la literatura existe una gran cantidad de propuestas para llevar adelante este proceso. El objetivo de este trabajo fue comparar cuatro métodos para analizar los datos de la precipitación acumulada. Los métodos utilizados en este estudio fueron el de Kriging, Cressman, Barnes y el método de las distancias inversas ponderadas (IDW). El método de Kriging, para la estimación de los pesos, utiliza la estructura de correlación espacial capturada a partir del variograma. En el método de Cressman los pesos dependen de la distancia entre el punto a estimar y los vecinos que se encuentren dentro de un radio de proximidad R. El método de Barnes es una mejora del método de Cressman. El método IDW utiliza como pesos las distancias inversas ponderadas entre el punto a estimar y la de los puntos con información. Para llevar adelante esta comparación se calcularon para cada método, distintas medidas de errores de predicción. Estos errores se determinaron utilizando los valores estimados desde las imágenes generadas en los puntos con información.Estos mapas se obtuvieron a partir de los valores medios observados en puntos pertenecientes a distintos grillados regulares. Una vez seleccionado el mejor método se procedió a la elaboración del mapa de precipitación acumulada de la provincia de Santa Cruz