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BOLETÍN N° 138 DE LA SOCIEDAD GEOGRÁFICA DE COLOMBIA

 

Autores: Varios

Fecha de edición: junio de 2018

Volumen 49

ISSN: 0037-85-77

Encuadernación: tapa blanda

Tamaño: 16,5 x 24 cm

Número de páginas: 208

Precio: COP 25.000

Incluye DVD

Como el anterior, el presente número de nuestro Boletín está dedicado a temas hidrológicos. Se han incluido dos artículos principales:

  1. Variabilidad hidrológica y climatológica. Este artículo, de carácter conceptual, está orientado a clarificar los conceptos relacionados con la variabilidad hidroclimática. En primer lugar, se presenta la definición de variabilidad hidroclimática y sus conceptos relacionados de clima, variabilidad climática e hidrológica y los componentes de la variabilidad hidroclimática. En segundo lugar, el concepto de estacionalidad o periodicidad hidroclimatológica. En tercer lugar, se describen los conceptos de extremos y aleatoriedad, básicos para entender la variabilidad hidroclimática, las pruebas empleadas para determinar la aleatoriedad, el ajuste de funciones de densidad de probabilidad (FDP) y los momentos estadísticos utilizados. En cuarto lugar, se describen los fenómenos recurrentes, como las oscilaciones Madden–Julian (MJO), la Oscilación Cuasibienal (QBO), las ondas Kelvin ecuatoriales, las ondas ecuatoriales mezcladas Rossby–Gravedad y el fenómeno de El Niño Oscilación del Sur (ENSO). En quinto lugar, se describen los conceptos de variabilidad y regulación, y los conceptos asociados de oferta hidrológica como variable aleatoria debido a que está asociada con la variabilidad temporal que tiene el régimen de caudales de cada corriente.

    En sexto lugar, se describen los conceptos de ciclos seculares y tendencias; los primeros entendidos como ciclos de baja frecuencia en las variables hidroclimáticas y las segundas como cambios graduales pero continuos de aumento o descenso de las variables estudiadas en un lapso de tiempo. Finalmente se presenta el concepto de sincronización, entendiendo que los sistemas en tiempo real tienen una naturaleza concurrente, es decir, que muchos procesos ocurren en paralelo y se interrelacionan entre sí, generando dos conceptos ligados intrínsecamente, la sincronización y la comunicación; la ventaja de conocer la sincronización espacial de las variables hidroclimáticas es el hecho de poder pronosticar qué áreas del territorio se verán afectadas ante ciertos eventos hidroclimáticos o macroclimáticos, con el fin de centrar los esfuerzos en las zonas que puedan ser susceptibles a problemas; además, para la gestión de los recursos que sean objeto de inversión que tienen por objeto subsanar los daños o perjuicios que puedan recibir los habitantes o la misma biota. Estos conceptos son básicos para entender los análisis de variabilidad hidroclimática en la región de la CAR, los cuales son tema del artículo siguiente.

  2. Caracterización de la variabilidad hidroclimatológica en áreas representativas de Cundinamarca. Este segundo artículo está dedicado a presentar el análisis de la variabilidad climática en la región de la CAR (Cundinamarca), de acuerdo con los parámetros definidos en el artículo precedente. Se describe el proceso completo de análisis de consistencia, homogeneidad y llenado de datos faltantes de las series de tiempo, se elaboran las series completas, la gráfica de datos ordenados cronológicamente y la gráfica de las series desestacionalzadas. Luego se describe el proceso de inspección visual para detectar valores por fuera de rango.

    Para precisar el análisis de datos fuera de rango, se construyen diagramas de cajas y bigotes (box plot), que muestran un resumen gráfico de la distribución de los datos a nivel mensual. Luego se construyen diagramas de masa simple, para detectar cambios prolongados en la serie. Con las series ajustadas por datos fuera de rango y/o por análisis de masa simple, se procede a determinar la aleatoriedad de la serie mediante la prueba de rachas (runs test). A las series que pasan la prueba de aleatoriedad se les realiza la caracterización probabilística, la cual consiste en la prueba de autocorrelación, para evidenciar la inercia del proceso o fenómeno aleatorio.

    El análisis de variabilidad se inicia con el análisis de tendencias mediante la prueba de Mann-Kendall (MK), la cual permite determinar el porcentaje de estaciones con tendencia creciente, decreciente o sin tendencia. Luego se realiza el análisis como variable aleatoria, mediante las siguientes pruebas:

  • Ajuste de la distribución empírica a la mejor distribución teórica mediante la determinación de las funciones de densidad acumulada, para lo cual se emplea la prueba de hipótesis de Kolmogorov – Smirnov (Mathematics 2012), y los criterios de selección de la distribución.
  • Análisis de estacionalidad, mediante la construcción de histogramas de valores o frecuencias mensuales y mediante el diagrama de isopercentiles de las series de cada estación hidrológica, construido con base en la distribución teórica de ajuste seleccionada. Este diagrama presenta curvas que unen los valores con igual probabilidad de excedencia.
  • Análisis de los ciclos seculares, o ciclos de baja frecuencia en las variables hidroclimáticas, útiles para evaluar la tendencia en los comportamientos de muy largo plazo.
  • Análisis de eventos extremos de un año en particular (en este caso el 2015), para lo cual se realizaron dos análisis: el primero contrastando los valores registrados en el año 2015 contra el valor esperado de los conjuntos estadísticos (promedio de la serie), y el segundo mediante la confrontación de los valores del año evaluado (el mismo 2015) contra los isopercentiles calculados en la caracterización teórica.
  • Finalmente se realiza el análisis de teleconexiones, o evaluación de la correlación que existe entre una variable hidroclimática dada y las variables macroclimáticas. Para este fin se utilizaron las siguientes variables macroclimáticas: AMO, BEST, MAI, NAO, Niño 1+2, Niño 3, Niño 34, Niño 4, ONI, PDO, PNA, QBO, SOI, Solar Flux, TNA, TNI, TSA, WHWP y WP.

En total, se analizaron 160 estaciones, de las cuales 87 meteorológicas y 73 hidrológicas, organizadas por cada una de las regionales de la CAR. De ellas se evaluaron, para fines de variabilidad hidroclimática, un total de 31 estaciones: 17 estaciones de precipitación, 6 de temperatura y 8 de caudales.

Cabe advertir que ambos artículos se publican con autorización de la CAR y/o de la entidad en cuyo marco se elaboraron, esto es, el Contrato CAR-EPAM N° 1521 de 2015, para “Mantener, operar y fortalecer la red de monitoreo hidrometeorológico de la CAR”.

Participaron en su elaboración y revisión los siguientes ingenieros: Efraín Domínguez, Hebert Rivera, Alfonso Pérez Preciado (EPAM), y Humberto Hernández (CAR).

Alfonso Pérez Preciado
Director de Publicaciones


 

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