Diapositiva 1

Anlisis Estadstico de Datos Climticos Facultad de Ciencias Facultad de Ingeniera 2008 M. Barreiro M. Bidegain A. Daz

Diapositiva 2

Objetivo del curso Desarrollar habilidades para identificar y describir estructuras de datos climticos, tanto en sus valores medios como en su variabilidad espacial y/o temporal. Realizar aplicaciones al diagnstico de relaciones entre distintas variables climticas, y al pronstico.

Diapositiva 3

Temario Introduccin Clima, Climatologa y variabilidad climtica (espacial y temporal). Escalas Datos climticos. Revisin sobre el concepto de probabilidad. Datos univariados Anlisis exploratorio aplicado a datos climticos. Descripcin de poblaciones por medio de distribuciones empricas. Histogramas. Datos apareados. Diagramas de dispersin. Coeficientes de correlacin. Aplicaciones al diagnstico y pronstico. Distribuciones paramtricas. Distribuciones discretas y continuas. Distribuciones de probabilidad frecuentes en variables climticas. Estimacin de parmetros. Pruebas de hiptesis. Aplicaciones. Modelos paramtricos de relaciones entre variables climticas. Regresin lineal simple y mltiple. Regresin no lineal. Anlisis de estratificacin y composicin. Aplicaciones en diagnstico y en pronstico. Series temporales o cronolgicas. Datos multivariados Revisin de conceptos fundamentales sobre estadstica multivariada. Algebra de matrices. Distribucin normal multivariada. Anlisis de componentes principales. Ejemplos y aplicaciones. Anlisis de correlacin cannica. Aplicaciones a diagnstico y pronstico. Anlisis de agrupaciones (cluster analysis). Verificacin y valor de los pronsticos

Diapositiva 4

Bibliografa Wilks, D., 2006: Statistical Methods in the Atmospheric Sciences, Academic Press, 627 pp. Necco, G.V. 1984. Estudio del clima sobre la base de las estadsticas. Mtodos de anlisis de series en climatologa. Universidad de Buenos Aires. Thom H.C.S. Some methods of climatological analysis. Technical Note N81 WMO N199 Von Storch and F.W.Zwiers. 1999. Statistical Analysis in Climate Research. Cambridge University Press, 484 pp.

Diapositiva 5

Introduccin Clima Climatologa Por qu los mtodos estadsticos? Variabilidad climtica Escalas

Diapositiva 6

Clima ( segn la RAE ) (Del lat. clima, y este del gr. ). 1.m. Conjunto de condiciones atmosfricas que caracterizan una regin. 2.m. Temperatura particular y dems condiciones atmosfricas y telricas de cada pas.

Diapositiva 7

Clima... Es el conjunto de estados de tiempo atmosfrico que se producen en una determinada regin y que otorgan a sta una particular idiosincrasia. El concepto de clima incluye no slo los valores medios de las variables meteorolgicas, sino tambin sus extremos

Diapositiva 8

Clima ( segn la AMS ) AMS Glossary: climateThe slowly varying aspects of the atmospherehydrosphereland surface system. It is typically characterized in terms of suitable averages of the climate system over periods of a month or more, taking into consideration the variability in time of these averaged quantities. Climatic classifications include the spatial variation of these time- averaged variables. Beginning with the view of local climate as little more than the annual course of long-term averages of surface temperature and precipitation, the concept of climate has broadened and evolved in recent decades in response to the increased understanding of the underlying processes that determine climate and its variability. See also climate system, climatology, climate change, climatic classification.climate systemclimatologyclimate changeclimatic classification

Diapositiva 9

Clima Climate may be defined as the multivariate, multiple-time probability distribution of status of the ocean-ice-atmosphere system. (North et al. 1982)

Diapositiva 10

Climatologa Descripcin y estudio cientfico del clima (segn la AMS) Segn la RAE: 1. f. Tratado del clima. 2. f. Conjunto de las condiciones propias de un determinado clima.

Diapositiva 11

Climatologa Hay otro uso de la palabra, que refiere a valores estadsticos descriptivos de alguna variable. P. ej. medias mensuales de temperaturas en un cierto lugar

Diapositiva 12

Por qu los mtodos estadsticos para analizar datos climticos? Los procesos climticos presentan irregularidades que son fuente de incertidumbre. La estadstica permite: describir los datos cuantificar la incertidumbre realizar inferencias.

Diapositiva 13

Aplicacin de mtodos estadsticos La aplicacin de mtodos estadsticos adecuados debe ayudar a la comprensin de los fenmenos fsicos subyacentes Valoracin de hiptesis El anlisis estadstico de los datos puede sugerir la existencia (o no) de relaciones entre variables Perono confundir relaciones estadsticas con relaciones causa-efecto!! La descripcin de los datos observados puede ayudar a la prediccin

Diapositiva 14

Pero, y los modelos numricos determinsticos? En primer lugar, no son perfectos. Y en segundo lugar

Diapositiva 15

1963: La atmsfera como sistema catico (Ed. Lorenz) Sistema de Lorenz Sensibilidad a las condiciones iniciales Modelo simplificado de conveccin Deterministic Non-Periodic Flow

Diapositiva 16

El Efecto Mariposa Luego de tener xito en escribir ecuaciones determinsticas para el flujo atmosfrico y logrado integrarlas numricamente, surgi un obstculo no previsto: La predictibilidad del sistema es de solamente 2 a 3 semanas

Diapositiva 17

El mundo despus de Lorenz Consecuencias del caos determinstico: El pronstico del tiempo (determinstico y limitado en su horizonte temporal) se separa conceptualmente del pronstico climtico (necesariamente probabilsticos). Se abandona el objetivo de controlar del tiempo. La predictibilidad del clima debe tener otros orgenes que el atmosfrico (otros subsistemas climticos con mayor memoria).

Diapositiva 18

Se puede mejorar la performance de los modelos numricos, postprocesando sus salidas (ensembles) simulacin con la mejor condicin inicial evolucin real

Diapositiva 19

Ensemble de Pronsticos del Clima

Diapositiva 20

Las series de datos no son suficientemente largas. El clima puede cambiar y las series largas pueden no representar adecuadamente el clima presente. Pero tambin hay que tener en cuenta que

Diapositiva 21

Variabilidad climtica (espacial) Los valores dependen del perodo! Aqu es 1961-1990 TemperaturaPrecipitacin

Diapositiva 22

Climatologa temperatura agosto Fuente: IRI

Diapositiva 23

Regionalizacin 343 divisiones climticas 14 Regiones o clusters

Diapositiva 24

Variabilidad climtica ( variabilidad temporal ) Pluvimetro Rivera (1914-1997) Precipitacin anualCiclo anual de precipitaciones La variabilidad interanual es relevante

Diapositiva 25

Regionalizacin de la precipitacin en Uruguay segn su ciclo anual Terra y Pisciottano 1994

Diapositiva 26

Variabilidad interanual Temperatura media en Paysand: 1951-2002

Diapositiva 27

Temperaturas de Superficie del Mar (TSM) Presin atmosfrica en superficie El Nio Oscilacin Sur (ENOS) Modo de variabilidad cuasi-peridica del sistema acoplado atmsfera-ocano en el Pacfico ecuatorial

Diapositiva 28

ndices de ENOS

Diapositiva 29

Tendencias en precipitaciones 1901-2005 1979-2005 IPCC 2008

Diapositiva 30

Tendencias en las TSM Atlntico Sud-Occidental (Noviembre) 1960-1997

Diapositiva 31

Genta et al, 1998 Medias Mviles Centradas de 30 aos Paran Paraguay Uruguay Negro TSM Pacfico Caudal Medio Normalizados Val./Desv.Tip. Tendencias en caudales de ros

Diapositiva 32

Diapositiva 33

Escalas (espaciales y temporales) Son magnitudes (o rangos de magnitudes) que sirven para describir algunos fenmenos La escala espacial es una longitud caracterstica del fenmeno; (ej. tormenta extratropical) La escala temporal est asociada a la duracin y da idea de la memoria o persistencia del proceso (ejs. presin a nivel del mar) Importancia de la escala para la estimacin de valores medios Ambas suelen crecer o decrecer juntas.

Diapositiva 34

Escalas espaciales y temporales de fenmenos meteorolgicos (WMO No. 993, 2006) PRONSTICO A LARGO PLAZO PRONSTICO A CORTO PLAZO PRONSTICO A MEDIANO PLAZO (Tormenta severa)

Diapositiva 35

Escalas de movimientos atmosfricos