Anlisis de regresin lineal entre variables meteorolgicas y trazado de grficas e isolneas

Anlisis de regresin lineal entre variables meteorolgicas y trazado de grficas e isolneas

Ing. Ana Oyarce Alvarez

03 de setiembre, 2014UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINADEPARTAMENTO DE INGENIERA AMBIENTAL, METEOROLOGIA y FSICA

INTRODUCCION

Desde tiempos inmemorables las personas han realizado actividades de acuerdo a las condiciones climticas que se suscitaban en su poca. Comenzaron a observar el cielo, los fenmenos o caractersticas que sucedan y concluyeron que la mayora se repeta en intervalos de tiempo, estos acontecimientos fueron los primeros cimientos de la meteorologa.Uno de los objetivos de esta ciencia es predecir los procesos o fenmenos que pueden ocurrir en la atmosfera; es as que usara mltiples herramientas, una de ellas la estadstica; la cual le permitir ordenar y analizar los datos meteorolgicos obtenidos para llegar a ciertos patrones de comportamiento.Para ello necesitara dos o ms variables meteorolgicas en que se establecern relaciones, en el presente estudio se tomara bsicamente dos variables realizando el anlisis de correlacin, intensidad del grado de asociacin; as como el anlisis de regresin lineal simple que brindara la ecuacin lineal a la que obedecern los datos meteorolgicos.Estos anlisis permitirn elaborar meteorogramas e isolneas, las cuales facilitaran una mejor percepcin de los elementos meteorolgicos en determinados aos y estaciones, en este caso el de Huayao (Huancayo) y el AVH (Lima); para as comprender los fenmenos atmosfricos que pudieron haber ocurrido y su relacin con distintas actividades que necesitan de la meteorologa: agronoma, sistema nutico o areo, hasta los sistemas biologicos.

I. OBJETIVOS1.1. Establecer la ecuacin de regresin lineal entre diferentes variables meteorolgicas.1.2. Hallar el grado de correlacin que existe entre las diferentes variables meteorolgicas1.3. Construir, elaborar y analizar los meteorogramas e isolineas de las variables meteorolgicas.

II. GENERALIDADES

ANLISIS DE REGRESIN LINEAL: Es una tcnica estadstica usada para saber la relacin entre dos variables. Se adapta a una amplia variedad de situaciones. Por ejemplo: En un proceso qumico el rendimiento del producto est relacionado con la Temperatura de operacin. Quiz el ingeniero qumico quisiera construir un modelo que relacione la Temperatura de operacin con el rendimiento del producto, para usarlo luego como una herramienta de prediccin. Ya sea en el caso de dos variables (regresin simple) o ms de dos variables (regresin mltiple), puede usarse para cuantificar la relacin entre una variable dependiente y una o ms variables independientes, para desarrollar una ecuacin lineal con fines predictivos, siendo el objetivo primordial hallar el valor de una variable aleatoria, dado que el valor de una variable asociada es conocido.

ANLISIS DE CORRELACIN: Mide la fuerza de la relacin lineal entre los valores cuantitativos apareados X y Y en una muestra.El valor del coeficiente de correlacin vara entre -1 a +1.Si el valor de r est ms cerca de -1 o +1 los puntos definen exactamente la curva o lnea.Si el valor de r est ms cerca de 0 los puntos estn muy alejados a la lnea o curva.

METEOGRAMAS: Es una grfica meteorolgica que nos muestra la variacin temporal de una o varias variables meteorolgicas de un punto determinado.Inicialmente se usaban para representarla variacin de los datos suministrados por una estacin meteorolgica pero con la llegada de los modelos numricos y la mejora de las tcnicas de postproceso, se puede obtener un meteograma previsto, mediante tcnicas de interpolacin y ajustes estadsticos y climatolgicos.

ISOLNEAS: Son lneas que unen puntos de igual valor, dichos puntos provienen de mediciones y de interpolaciones de las mismas. En el primer caso pueden provenir de estaciones meteorolgicas en la que se pueden obtener los valore precisos de humedad, temperatura, radiacin solar, etc.; pero no son suficientes para trazar las isolneas sino re requiere de interpolar, un proceso para determinar valores no conocidos a partir de valores conocidos (Barrera, 1999).Todas las isolneas buscan mostrar la variacin espacial de un fenmeno ya sea fsico o humano. Su aplicacin depende de los objetivos perseguidos. La siguiente relacin son isolneas cuyos datos parten de la observacin de fenmenos fsicos:

Isotermas, lneas que unen puntos de igual temperatura. Isobaras, lneas que unen puntos que presentan la misma presin atmosfrica. Segn Monkhouse y Wilkinson (1978) tambin se les denomina isalobara o isanomala.

Isoyetas, lneas que unen puntos de igual pluviometra Isgonas, lneas que unen puntos con la misma declinacin con relacin al polo magntico.

Isotacas, lneas que unen puntos con la misma velocidad de viento, llamadas tambin isocineticas. Isohipsas, unen valores de la misma altura, tambin llamadas curvas de nivel.

III. MATERIALES Y PROCEDIMIENTO

Materiales: Datos mensuales de la radiacin solar, temperatura, humedad relativa y presin atmosfrica de la estacin de Huayao (1981) Datos horarios de temperatura y humedad relativa de la estacin AVH. Lpiz y colores.

Procedimiento:

Anlisis de regresin lineal simple: Identificar la variable independiente y dependiente de las siguientes variables meteorolgicas de la estacin de Huayao: radiacin solar temperatura, temperatura humedad relativa y presin atmosfrica temperatura. Plotear los datos y realizar el grafico correspondiente con su respectiva ecuacin lineal y el coeficiente de correlacin.

Meteorogramas: Seleccionar los datos de temperatura, radiacin solar, presin atmosfrica y humedad relativa de la estacin AVH La Molina, los cuales sern las ordenadas del grafico a trazar. Colocar como la abscisa de la grfica al tiempo, este estudio tomara una variacin horaria. Plotear los datos y observar la variacin horaria de las variables meteorolgicas.

Isolneas: Trazar lneas que tengan los mismos valores de temperatura: 18C, 20C, 22C, 24C y 26C. Pintar de diferentes colores la regin encerrada por la isoterma correspondiente.

IV. RESULTADOS

4.1. ANALISIS DE REGRESIN LINEAL:

4.1.1. DATOS MENSUALES DE RADIACION SOLAR vs TEMPERATURA(ESTACION HUAYAO)4.1.2. DATOS MENSUALES DE TEMPERATURA vs HUMEDAD RELATIVA(ESTACION HUAYAO)

4.1.3. DATOS MENSUALES DE PRESION vs TEMPERATURA(ESTACION HUAYAO)

El coeficiente de correlacin de la temperatura y presin atmosfrica es de 0.391 lo que indica que no existe una coincidencia de los valores de las variables con la lnea de la ecuacin, lo que se observa claramente en el grfico. Por tanto este anlisis no es muy confiable y se necesitarn muchos ms datos para llegar al correcto. Bsicamente se puede decir que a medida que aumenta la presin atmosfrica la temperatura disminuye en la regin de Huancayo.

4.2. METEOROGRAMAS :

4.2.1. VARIACION MENSUAL DE TEMPERATURA(ESTACION HUAYAO)

Del mes de enero hasta marzo se observa un comportamiento casi constante de una temperatura de 11C, que genera una mayor sensacin de frio en contraste con la costa. Adems se puede observar que la temperatura ms baja es en julio (9C) el cual es denominado por muchos autores como el mes ms seco de esta regin. Sin embargo desde agosto hasta octubre la temperatura alcanza un valor mximo de 12.5 aprox. lo que conlleva a mayor brotes de alimentos o productos naturales ligados al agro del lugar.

4.2.2. VARIACION MENSUAL DE RADIACION SOLAR(ESTACION HUAYAO)

Desde el inicio de ao hasta junio la variacin de radiacin sigue una grfica descendente alcanzando la mnima medida de aprox.470 (ly/ da), este comportamiento cambia a una grfica ascendente hasta el mes de noviembre, el cual el pico de radiacin es muy daino para la poblacin que puede generar desde infecciones hasta cncer de la piel.

4.2.3. VARIACIN MENSUAL DE PRESIN ATMOSFRICA (ESTACIN HUAYAO)

4.2.4. VARIACION MENSUAL DE HUMEDAD RELATIVA(ESTACION HUAYAO)

4.2.5. VARIACIN HORARIA DE TEMPERATURA DEL AIRE(ESTACION: AVH LA MOLINA)

La temperatura promedio de un da en La Molina es aproximadamente de 15 C, una medida esperada ya que es usual de la costa central. Las madrugadas ( 1-5horas) tienen temperaturas bajas (13C) por ello la sensacin de fro, pero de 6.00 am hasta las 11.00 am la temperatura sube alcanzando un mximo de 16.7 en que el cielo est ms despejado y la entrada de brillo solar es ms factible, luego estos valores van bajando al termino del da, este comportamiento genera das semiclidos y noches fras a templadas. 4.2.6. VARIACIN DE LA HUMEDAD RELATIVA(ESTACION:AVH LA MOLINA)

4.3. TRAZADO DE ISOLINEAS:

V. CONCLUSIONESBIBLIOGRAFIA Montgomery. Diseo y anlisis de experimentos.Limusa Willey.Segunda Edicion.Mexico DF.Pg.392. Medina, Mariano. Iniciacin a la meteorologa. Editorial Pananinfo.Octava edicin.1994.Pg. 23. Los epsgramas.Meteogramas del sistema de prediccin por conjuntos.RAM.Revista de la aficionada a la meteorologa. Recuperado desde:http://www.tiempo.com/ram/2104/interpretacin-de-mapas-y-productos-meteorolgicos/. Madrid, A; Ortiz, Diseo de isolineas y uso del premapa. Universidad Nacional de Colombia. Revisado en: http://www.bdigital.unal.edu.co/1239/7/06CAPI05.pdf Clima de huancayo. Revisado en : http://es.climate-data.org/location/3326/