Pronóstico de sequías meteorológicas con filtro de Kalman discreto en la cuenca del río Fuerte, México
Resumen El monitoreo y pronóstico de sequías es importante para evaluar riesgos, tomar decisiones, acciones efectivas y oportunas para evitar y reducir sus efectos negativos. Por lo tanto, el objetivo de este estudio fue realizar el pronóstico de los índices de sequía SPI (Standard Precipitation Index) y SPEI (Standard Precipitation Evapotranspiration Index) para 14 estaciones meteorológicas de la cuenca del río Fuerte en el Noroeste de México. La hipótesis fue que es posible lograr tal objetivo mediante la implementación del algoritmo del filtro de Kalman discreto (DKF). La cuenca del río Fuerte, Sinaloa, México, es importante por su producción agrícola y por su generación de energía hidroeléctrica. El pronóstico de los índices de sequía SPI y SPEI se realizó para escalas temporales (duraciones de sequías) de 3, 6, 12 y 24 meses, durante el periodo 1961-2011, y con 1, 2, 3 y 4 meses de anticipación. Dos modelos se implementaron utilizando el filtro de Kalman Discreto: un autorregresivo de segundo orden (DKF-AR2), y un autorregresivo de segundo orden con entrada exógena (DKF-ARX). Las variables climáticas probadas como exógenas fueron la precipitación (Pt), las temperaturas máximas y mínimas (Tmax y Tmin) y la evapotranspiración de referencia (ET0); la variable exógena precipitación, Pt, presentó mejores resultados. La metodología DKF-AR2 presentó el mejor resultado en el pronóstico de los índices para seis estaciones localizadas en la parte alta de la cuenca, con predominancia de climas templados y semifríos. La metodología DKF-ARX-Pt fue mejor en las ocho estaciones restantes de la parte media y baja, ubicadas en climas cálidos. Los mejores pronósticos se obtuvieron para escalas (duraciones de sequías) de 12 y 24 meses, y el pronóstico de SPEI fue mejor que el de SPI. Los índices de Nash-Sutcliffe (E) para 12 y 24 meses llegaron a ser hasta de 0.92 y 0.96; en el caso de 3 y 6 meses, los índices de Nash-Sutcliffe fueron aproximadamente 0.5. La anticipación del pronóstico fue mejor para 1 y 2 meses.
| Main Authors: | , , , , |
|---|---|
| Format: | Digital revista |
| Language: | Spanish / Castilian |
| Published: |
Colegio de Postgraduados
2018
|
| Online Access: | http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1405-31952018000700911 |
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| Summary: | Resumen El monitoreo y pronóstico de sequías es importante para evaluar riesgos, tomar decisiones, acciones efectivas y oportunas para evitar y reducir sus efectos negativos. Por lo tanto, el objetivo de este estudio fue realizar el pronóstico de los índices de sequía SPI (Standard Precipitation Index) y SPEI (Standard Precipitation Evapotranspiration Index) para 14 estaciones meteorológicas de la cuenca del río Fuerte en el Noroeste de México. La hipótesis fue que es posible lograr tal objetivo mediante la implementación del algoritmo del filtro de Kalman discreto (DKF). La cuenca del río Fuerte, Sinaloa, México, es importante por su producción agrícola y por su generación de energía hidroeléctrica. El pronóstico de los índices de sequía SPI y SPEI se realizó para escalas temporales (duraciones de sequías) de 3, 6, 12 y 24 meses, durante el periodo 1961-2011, y con 1, 2, 3 y 4 meses de anticipación. Dos modelos se implementaron utilizando el filtro de Kalman Discreto: un autorregresivo de segundo orden (DKF-AR2), y un autorregresivo de segundo orden con entrada exógena (DKF-ARX). Las variables climáticas probadas como exógenas fueron la precipitación (Pt), las temperaturas máximas y mínimas (Tmax y Tmin) y la evapotranspiración de referencia (ET0); la variable exógena precipitación, Pt, presentó mejores resultados. La metodología DKF-AR2 presentó el mejor resultado en el pronóstico de los índices para seis estaciones localizadas en la parte alta de la cuenca, con predominancia de climas templados y semifríos. La metodología DKF-ARX-Pt fue mejor en las ocho estaciones restantes de la parte media y baja, ubicadas en climas cálidos. Los mejores pronósticos se obtuvieron para escalas (duraciones de sequías) de 12 y 24 meses, y el pronóstico de SPEI fue mejor que el de SPI. Los índices de Nash-Sutcliffe (E) para 12 y 24 meses llegaron a ser hasta de 0.92 y 0.96; en el caso de 3 y 6 meses, los índices de Nash-Sutcliffe fueron aproximadamente 0.5. La anticipación del pronóstico fue mejor para 1 y 2 meses. |
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