ESTUDIO DE LA CORRELACION ENTRE LOS DIFERENTESINDICES DEL FENOMENO ENSO (EL NIÑO, LA NIÑA) Y LOS INDICES DE PLUVIOMETRIA Y DE CAUDALES

DE LA CUENCA DEL RIO ESMERALDAS (NORTE DE LA COSTA PACIFICA ECUATORIANA)

Simposio « Eventos hidrometeorolgicos extremos y cambio climatico en el Perù

Lima – 24 - 25 de Marzo del 2010

Bourrel L., Labat D., Coutaud A., Vera A., Armijos E., Pombosa R., Guyot J.L.

Problemática

Escala local (cuencas)T°

LluviasNiveles

Caudales

Inundaciones, Sequías

Modelos ClimáticosEstadísticos, FísicosProbilidades

Escala global, regíonalPaso de tiempo mensualPrevisión 1 a 3 meses

Pacífico Continente

DONDE

CUANDO

CUANTO

Impacto hidrometeorológico

?

Crónicas hidrometeorológicasCorrelación con indices ENSO

Caracterisación de los eventos

Mejorar Previsión

El fenómeno ENSO

�Introducción

�DescripciónFase NiñoFase Niña

�Indices ENSOSOI (South Oscillation Index)

SST(Sea Surface Temperature)

MEI (Multivariate ENSO Index)

Température moyenne annuelle de surface de l'océan

Presentación de la cuenca del río Esmeraldas

Régimen hidro-pluviometricoPrecipitación promedio anual 2 100 mm/an Caudal promedio anual 770 m3/s

Parametros hidrológicosCoef. Escurimiento 70 %R2 lluvia / caudal 0,8

0

SST 1+2

0SST 3

0

SST 4

0SST 3,4

0 MEI0

SOI

-1

-0.5

0

0.5

1

-1 -0.5 0 0.5 1

F2 (1

0,15

%)

F1 (79,95 %)

Var iables (axes F1 y F2: 90,10 %)

0

SST1+2

0SST 3

0

SST 4

0

SST 3,4

0 MEI0

SOI

0

Debit

-1

-0.5

0

0.5

1

-1 -0.5 0 0.5 1

F2 (1

4,02

%)

F1 (71,53 %)

Var iables (axes F1 y F2: 85,55 %)

ACP LLuvias (1960 - 2005) : F1 69,27% , F2 16,00%

ACP Caudales (1965 - 1986) : F1 71,53% , F2 14,02% ACP Caudales (1996 - 2005) : F1 67,95% , F2 15,13%

ACP Indices ENSO – LLuvias - Caudales

Análisis de la periodicidad de las series

•Análisis espectral (Fourier)

10,7 ans

2,7 ans

1,4 ans1 an

0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50Fréquence (variation temporelle mensuelle)

Den

sité

spe

ctra

le

ANALYSE SPECTRALE DEBIT 7,1 ans3,1 ans

1 an

0,4 ans 0,2 ans

0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50Fréquence (variation temporelle mensuelle)

Den

sité

spe

ctra

le ANALYSE SPECTRALE PLUIE

Variación frecuencial :

•casi bianual (2 - 4 años)•casi decadal (10 - 12 años)

Análisis de la periodicidad de las series

•Coherencia frecuencial (indices ENSO vs indices de lluvias y de caudales)

4,3 ans

0,7 ans

0,5 ans0,3 ans

0,3ans0,2 ans 0,2 ans

00.10.20.30.40.50.60.70.80.9

1

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

Coherencia�SST�1+2�vs�Débit

Frecuencia (variación temporal mensual)

Eche

lle d

e co

hére

nce

Caudal (1965 - 1986) : SST 1+2 et SST 3, mejor similitud frecuencial (0,7), Los otros indices > 0,5.Caudal (1996 - 2005) : las coherencias con todos los indices < 0,4LLuvia (1960 - 2005) : SST 1+2 et SST 3, mejor similitud frecuencial (0,7), Los otros indices < 0,5.

4,3 ans

0,9 ans

0,6 ans

0,5 ans 0,3 ans0,2 ans 0,2 ans

00.10.20.30.40.50.60.70.80.9

1

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

Cohérence�SST�1+2�vs�Pluie

Frecuencia (variación temporal mensual)

Eche

lle d

e co

hére

nce

Variación frecuencial dominante :

Semi anual por la lluvia (regimen anual)

Casi cuadrienal por la lluvia y el caudal

La periodicidad del fenómeno ENSO presenta tres modos dominantes de variación frecuencial : decadal, casi cuadriennal casi bianual.

Los dos ùltimos modos son dominantes en la ZCIT.

65, 69, 72-73, 76, 83, 87, 92, 97

Análisis de la periodicidad de las series

•Análisis en ondelettes (indices ENSO)

•Análisis en ondelettes (indices de lluvia y de caudal)

Variaciónfrecuencial :casi cuadrienal casi decadal.

Variaciónfrecuencial :casi bianual casi cuadrienal.

Variaciónfrecuencial : casi cuadrienal casi decadal.

Análisis de la periodicidad de las series

Análisis de correlación

-3-2-1012345

Indi

ce

Temps (mois)

Indice SST 1960-2006-Bloc Niño 1+2

Nino 1+2 (+)Nino 1+2 (-)

-8

-6

-4

-2

0

2

4

Indi

ce

Temps (mois)

Indice SOI 1960-2006

ISO (+)

ISO (-)

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

Indi

ce

Temps (mois)

Indice MEI 1960-2006

MEI (+)MEI (-)

• Identificación de los eventos ENSO a partir de los indices ENSO

Variaciones consecutivas superiores o iguales a 6 meses :

Eventos El Niño: 16Eventos La Niña : 12

Análisis de correlación

• Ejemplo del evento El Niño 1982-1983

Precipitación promedio Oct - Sept (1963 - 2005) :2 104 mm

Precipitación Oct 82 - Sept 83: 3 977 mm

� Aumento de lluvias : 89 %

Caudal promedioOct - Sept (1965 à 2006) : 770 m3/s

Caudales Oct 82 - Sept 83: 1 494 m3/s

� Aumento de caudales : 94 %

Análisis de correlación

ÉpisodeIndices�ENSO

Période�El �Niño

Nmb.�mois

Moy. Max. Moy. Max.%�

AnmR2� I .E�vs �I .P.�

Moy. Max.%�

AnmR2� I .E.�vs �I .D.

Observation

Indice�ENSO�(I.E) Indice�de�Pluie�(I .P) Indice�de�Débit�(I.D)

1981�1983

SOI avr82�avr83 13 �3,85 �7,60 1,36 4,22 53 0,18 1,49 4,93 59 0,20

Comportement

norm

al�

SST1+2 jui ll82�déc83� 18 2,27 4,49 1,86 4,44 82 0,40 1,67 4,93 76 0,49

SST3 avr82�sépt83� 18 1,65 3,31 1,74 4,44 69 0,20 1,66 4,93 65 0,39

SST4 oct81�jui ll83 22 0,53 1,12 1,21 4,44 44 0,05 1,22 4,93 47 0,07

SST3,4 déc81�juin83 19 1,25 2,85 1,19 4,22 44 0,42 1,27 4,93 47 0,45

MEI mai82�oct83 18 1,87 3,10 1,77 4,44 76 0,07 1,65 4,93 70 0,18

-4

-2

0

2

4

6

Indi

ce

Temps (mois)

Variations des indices de débit du bassin versant de l'Esmeraldas 1965-2005

débit (+)débit (-)

-5

-3

-1

1

3

5

Indi

ce

Temps (mois)

Variations des indices de pluie du bassin versant de l'Esmeraldas 1960-2005

pluie (+)pluie (-)

Análisis de correlación

•Identificación de los eventos ENSO a partir de los indices de lluvias y de caudales

-4

-2

0

2

4

6

Indi

ces

Temps (mois)

Variations des indices de pluie du sous-bassin du Blanco 1960-2005

pluie Bl (+)pluie Bl (-) -4

-3-2-1012345

Indi

ce

Temps (mois)

Variations des indices de pluie du sous-bassin du Guayllabamba 1960-2005

pluie guay (+)pluie guay (-)

Variaciones consecutivas superiores o iguales a 5 meses :Eventos El Niño: 8; La Niña : 7

Subcuenca río Blanco Subcuenca río Guayllabamba

Cuenca total

Análisis de correlación

ÉpisodeIndicesENSO

PériodeEl�Niño

Nmbmois

%�Anom

R2� %�Anom

R2� Épisodes�El�Niño�à�partir�des�indices�de�pluie�et�de�débit

Pluie Débit PluiePluie�Bl

PluieGuay

Débit

1981�1983

SOI avr82�avr83 13 53 0,18 59 0,20

oct82�déc83

15

0,05

87

oct82�nov83

14

0,02

103

sept82�déc83

16

0,09

61

oct82�déc83

15

0,05

87

SST1+2 jui ll82�déc83� 18 82 0,40 76 0,490,31 0,22 0,07 0,31

SST3 avr82�sépt83� 18 69 0,20 65 0,390,28 0,16 0,20 0,28

SST4 oct81�jui ll83 22 44 0,05 47 0,070,27 0,16 0,21 0,27

SST3,4 déc81�juin83 19 44 0,42 47 0,450,18 0,08 0,20 0,18

MEI mai82�oct83 18 76 0,07 70 0,180,10 0,02 0,10 0,10

Conclusiones

�Los modos dominantes de variación frecuancial por los eventos ENSO (indices ENSO, indices de lluvias y de caudales) son casi : decadal, cuadrienal y bianual.

� Por los eventos El Niño 1965-1966, 1972-1973, 1982-1983, 1997-1998 (excecos de lluvias y de caudales superiores a 30%) : los 8 indices ENSO presentan todos simultáneamente (inicio, duración) valores correspondiente a una fase El Niño por períodos de al menos iguales o superiores a 10 meses consecutivos .

�60% de los picos de lluvias y caudales identificados en la análisis espectral han sido también identificados como eventos El Niño a partir de los indices de lluvias y de caudales (mismo inicio, mismo período). Los otros 40% de los eventos presentan una correlación temporal menor (incio, duración) y anomalías de lluvias y caudales entre 10 y 20%.

�La influencia del ENSO es mayor en la zona del litoral, baja y Sur de la cuenca (sub-cuenca del río Blanco) que en la zona alta y Norte (sub-cuenca del río Guayllabamba).

�Por los eventos La Niña 1967-1968, 1973-1974, 1995-1997 et 2005 (déficitos de lluvias y de caudales superiores a 20%), hay menos simultáneidad entre el inicio y la duración de los eventos con los indices ENSO y los indices de lluvias y de caudales.

Perspectivas Ecuador

�Perspectivas� Comparación de los resultados de la cuenca del río Esmeraldas (casi natural y menos influenciada por el ENSO), con una cuenca ubicada más al Sur de la costa del Pacífico Ecuatoriano (cuenca del río Guayas) mas afectada por el ENSO (como el Norte del Perù) y más antropisada.

Perspectivas Perù

�Extensión de ésta investigación a los otros paises del litoral Pacífico de America del Sur :�contrapartes institutos nacionales SENAMHI Perù – INAMHI Ecuador –IDEAM Colombia�extensión del ORE-Hybam Pac�fico (Ecuador y Perù)� relación clima – hidrología Pacífico (OMM – UNESCO-PHI – CIIFEN)

Para mayor información :

� Sitios Web:

http://www.mpl.ird.fr/hybamhttp://www.ore-hybam.orghttp://www.lmtg.obs-mip.fr

� E-Mails :

luc.bourrel@ird.frbourrel@lmtg.obs-mip.fr

MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCION