Estudio de correlación entre ...de caudales de la cuenca.
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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 :
[email protected]@lmtg.obs-mip.fr
MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCION