Informe Analisis de Tendencias
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PROYECTO ILLIMANI
ANLISIS DE TENDENCIAS CLIMTICAS EN LA REGIN DE LA CUENCA DEL RO
SAJHUAYA
INSTITUTO DE HIDRULICA
E HIDROLOGA
Daniel R. Espinoza Romero Rodrigo Fernandez
LA PAZ BOLIVIA Noviembre 2011
Fortaleciendo la capacidad y desarrollando estrategias de adaptacin a los fenmenos de Cambio Climtico en comunidades de montaa de la Cordillera Real
de Los Andes Centrales de Bolivia
INFORME FINAL
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INFORME FINAL PROYECTO ILLIMANI ANLISIS DE TENDENCIAS CLIMTICAS [ i ]
INDICE DE CONTENIDO
1 INTRODUCCIN _______________________________________________________________ 1
1.1 Antecedentes ______________________________________________________________ 1
1.2 Objetivo ___________________________________________________________________ 1
1.3 Alcance ____________________________________________________________________ 1
1.4 rea de estudio _____________________________________________________________ 2
1.4.1 Descripcin regional general _____________________________________________ 2
1.4.2 Descripcin local ________________________________________________________ 3
2 METODOLOGA ________________________________________________________________ 6
2.1 Enfoque de la investigacin __________________________________________________ 6
2.2 Creacin de la base de datos hidro-meteorolgica _______________________________ 6
2.2.1 Recopilacin de informacin ______________________________________________ 6
2.2.1.1 Termometra __________________________________________________________ 6
2.2.1.2 Pluviometra __________________________________________________________ 6
2.2.2 Procesamiento y tratamiento de la informacin ______________________________ 6
2.2.2.1 Base de datos empleada _______________________________________________ 6
2.2.2.2 Anlisis de tendencias __________________________________________________ 7
3 INFORMACIN PLUVIO-TERMOMTRICA ________________________________________ 8
3.1 Limitaciones de informacin en la cuenca de estudio ____________________________ 8
3.2 Ubicacin de las estaciones __________________________________________________ 8
3.3 Periodo de registro en estaciones hidrometeorolgicas__________________________ 11
3.4 Anlisis de calidad y consistencia ____________________________________________ 13
3.4.1 Precipitacin __________________________________________________________ 13
3.4.2 Temperaturas _________________________________________________________ 23
4 ANLISIS DE TENDENCIAS ____________________________________________________ 30
4.1 Conceptos bsicos _________________________________________________________ 30
4.1.1 Tests estadsticos ______________________________________________________ 30
4.1.2 Tests Paramtricos _____________________________________________________ 31
Regresin Lineal (test para tendencia) ____________________________________________ 32
T Student (test para diferencia de medias de datos en dos periodos) ________________ 32
4.1.3 Tests No Paramtricos _________________________________________________ 33
Mann - Kendall (test para tendencia) _____________________________________________ 34
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INFORME FINAL PROYECTO ILLIMANI ANLISIS DE TENDENCIAS CLIMTICAS [ ii ]
Spearmans Rho (test para tendencia) ____________________________________________ 35
Rank - Sum (test para diferencia de medianas de datos en dos periodos) _____________ 36
4.2 Preparacin de series temporales ____________________________________________ 36
4.3 Termometra ______________________________________________________________ 38
4.3.1 Anlisis de series de temperatura media ambiente _________________________ 41
4.3.2 Anlisis de series de temperatura mxima _________________________________ 45
4.3.3 Anlisis de series de temperatura mnima _________________________________ 49
4.3.4 Anlisis de amplitud trmica anual _______________________________________ 53
4.4 Pluviometra _______________________________________________________________ 55
4.4.1 Anlisis de series de precipitacin ________________________________________ 59
4.5 Anlisis de sensibilidad en la evaluacin de tendencia lineal _____________________ 64
4.5.1 Formulacin terica ____________________________________________________ 64
4.5.2 Anlisis probabilstico de las tasas de crecimiento o decremento de las lneas de tendencia _____________________________________________________________________ 71
4.6 Anlisis de tendencias regionales a futuro _____________________________________ 74
4.6.1 Proyeccin de las tendencias observadas de precipitacin __________________ 75
4.6.2 Tendencia observada de temperatura media ______________________________ 77
5 CONCLUSIONES ______________________________________________________________ 80
5.1 Tendencias regionales ______________________________________________________ 80
5.1.1 Temperatura media ____________________________________________________ 80
5.1.2 Temperatura mxima ___________________________________________________ 81
5.1.3 Temperatura mnima ___________________________________________________ 81
5.1.4 Precipitacin __________________________________________________________ 82
BIBLIOGRAFA ____________________________________________________________________ 83
REFERENCIAS WEB ______________________________________________________________ 83
ANEXOS _________________________________________________________________________ 84
A-01 Descripcin de la base de datos meteorolgica (Hydraccess) _____________________ 84
A-02 Ajuste de series temporales de temperatura mxima, media y mnima por estaciones a nivel anual y mensual ____________________________________________________________ 87
Tabla de resultados de los test estadsticos paramtricos y no paramtricos por estacin meteorolgica para temperatura mxima mensual y anual (Periodo 1976-2009) El Alto __ 87
Tabla de resultados de los test estadsticos paramtricos y no paramtricos por estacin meteorolgica para temperatura mxima mensual y anual (Periodo 1976-2009) La Paz _ 88
Tabla de resultados de los test estadsticos paramtricos y no paramtricos por estacin meteorolgica para temperatura mxima mensual y anual (Periodo 1976-2009) Viacha _ 89
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INFORME FINAL PROYECTO ILLIMANI ANLISIS DE TENDENCIAS CLIMTICAS [ iii ]
Tabla de resultados de los test estadsticos paramtricos y no paramtricos por estacin meteorolgica para temperatura media mensual y anual (Periodo 1976-2009) El Alto ___ 90
Tabla de resultados de los test estadsticos paramtricos y no paramtricos por estacin meteorolgica para temperatura media mensual y anual (Periodo 1976-2009) La Paz ___ 91
Tabla de resultados de los test estadsticos paramtricos y no paramtricos por estacin meteorolgica para temperatura media mensual y anual (Periodo 1976-2009) Viacha ___ 92
Tabla de resultados de los test estadsticos paramtricos y no paramtricos por estacin meteorolgica para temperatura mnima mensual y anual (Periodo 1976-2009) El Alto __ 93
Tabla de resultados de los test estadsticos paramtricos y no paramtricos por estacin meteorolgica para temperatura mnima mensual y anual (Periodo 1976-2009) La Paz __ 94
Tabla de resultados de los test estadsticos paramtricos y no paramtricos por estacin meteorolgica para temperatura mnima mensual y anual (Periodo 1976-2009) Viacha __ 95
Temperatura mxima media mnima ANUAL [ C ] (1976-2009) en estaciones _________ 96
Temperatura mxima media mnima ENERO [ C ] (1976-2009) en estaciones _________ 97
Temperatura mxima media mnima FEBRERO [ C ] (1976-2009) en estaciones ______ 98
Temperatura mxima media mnima MARZO [ C ] (1976-2009) en estaciones _________ 99
Temperatura mxima media mnima ABRIL [ C ] (1976-2009) en estaciones _________ 100
Temperatura mxima media mnima MAYO [ C ] (1976-2009) en estaciones _________ 101
Temperatura mxima media mnima JUNIO [ C ] (1976-2009) en estaciones _________ 102
Temperatura mxima media mnima JULIO [ C ] (1976-2009) en estaciones _________ 103
Temperatura mxima media mnima AGOSTO [ C ] (1976-2009) en estaciones ______ 104
Temperatura mxima media mnima SEPTIEMBRE [ C ] (1976-2009) en estaciones __ 105
Temperatura mxima media mnima OCTUBRE [ C ] (1976-2009) en estaciones _____ 106
Temperatura mxima media mnima NOVIEMBRE [ C ] (1976-2009) en estaciones ___ 107
Temperatura mxima media mnima DICIEMBRE [ C ] (1976-2009) en estaciones ____ 108
A-03 Ajuste de series temporales de precipitacin por estaciones _____________________ 109
Tabla de resultados de los test estadsticos paramtricos y no paramtricos por estacin meteorolgica para precipitacin mensual y anual (Periodo 1946-2009) El Alto _____________ 109
Tabla de resultados de los test estadsticos paramtricos y no paramtricos por estacin meteorolgica para precipitacin mensual y anual (Periodo 1976-2009) El Alto _____________ 110
Tabla de resultados de los test estadsticos paramtricos y no paramtricos por estacin meteorolgica para precipitacin mensual y anual (Periodo 1946-2009) La Paz ______________ 111
Tabla de resultados de los test estadsticos paramtricos y no paramtricos por estacin meteorolgica para precipitacin mensual y anual (Periodo 1976-2009) La Paz ______________ 112
Tabla de resultados de los test estadsticos paramtricos y no paramtricos por estacin meteorolgica para precipitacin mensual y anual (Periodo 1946-2009) San Calixto __________ 113
Tabla de resultados de los test estadsticos paramtricos y no paramtricos por estacin meteorolgica para precipitacin mensual y anual (Periodo 1976-2009) San Calixto __________ 114
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INFORME FINAL PROYECTO ILLIMANI ANLISIS DE TENDENCIAS CLIMTICAS [ iv ]
Tabla de resultados de los test estadsticos paramtricos y no paramtricos por estacin meteorolgica para precipitacin mensual y anual (Periodo 1976-2009) Lambate ____________ 115
Tabla de resultados de los test estadsticos paramtricos y no paramtricos por estacin meteorolgica para precipitacin mensual y anual (Periodo 1976-2009) Mecapaca __________ 116
Precipitacin ANUAL en [ mm ] Estaciones (1946-2009) ________________________________ 117
Precipitacin ENERO en [ mm ] Estaciones (1946-2009) ________________________________ 118
Precipitacin FEBRERO en [ mm ] Estaciones (1946-2009) _______________________________ 119
Precipitacin MARZO en [ mm ] Estaciones (1946-2009) ________________________________ 120
Precipitacin ABRIL en [ mm ] Estaciones (1946-2009) _________________________________ 121
Precipitacin MAYO en [ mm ] Estaciones (1946-2009) _________________________________ 122
Precipitacin JUNIO en [ mm ] Estaciones (1946-2009) _________________________________ 123
Precipitacin JULIO en [ mm ] Estaciones (1946-2009) __________________________________ 124
Precipitacin AGOSTO en [ mm ] Estaciones (1946-2009) _______________________________ 125
Precipitacin SEPTIEMBRE en [ mm ] Estaciones (1946-2009) ____________________________ 126
Precipitacin OCTUBRE en [ mm ] Estaciones (1946-2009) ______________________________ 127
Precipitacin NOVIEMBRE en [ mm ] Estaciones (1946-2009) ____________________________ 128
Precipitacin DICIEMBRE en [ mm ] Estaciones (1946-2009) _____________________________ 129
Precipitacin ANUAL en [ mm ] Estaciones (1976-2009) ________________________________ 130
Precipitacin ANUAL en [ mm ] Estaciones (1976-2009) (CONTINUACIN) __________________ 131
Precipitacin ENERO en [ mm ] Estaciones (1976-2009) ________________________________ 132
Precipitacin ENERO en [ mm ] Estaciones (1976-2009) (CONTINUACIN) __________________ 133
Precipitacin FEBRERO en [ mm ] Estaciones (1976-2009) _______________________________ 134
Precipitacin FEBRERO en [ mm ] Estaciones (1976-2009) (CONTINUACIN) ________________ 135
Precipitacin MARZO en [ mm ] Estaciones (1976-2009) ________________________________ 136
Precipitacin MARZO en [ mm ] Estaciones (1976-2009) (CONTINUACIN) _________________ 137
Precipitacin ABRIL en [ mm ] Estaciones (1976-2009) _________________________________ 138
Precipitacin ABRIL en [ mm ] Estaciones (1976-2009) (CONTINUACIN) ___________________ 139
Precipitacin MAYO en [ mm ] Estaciones (1976-2009) ____________________________ 140
Precipitacin MAYO en [ mm ] Estaciones (1976-2009) (CONTINUACIN) __________________ 141
Precipitacin JUNIO en [ mm ] Estaciones (1976-2009) _________________________________ 142
Precipitacin JUNIO en [ mm ] Estaciones (1976-2009) (CONTINUACIN) __________________ 143
Precipitacin JULIO en [ mm ] Estaciones (1976-2009) __________________________________ 144
Precipitacin JULIO en [ mm ] Estaciones (1976-2009) (CONTINUACIN) ___________________ 145
Precipitacin AGOSTO en [ mm ] Estaciones (1976-2009) _______________________________ 146
Precipitacin AGOSTO en [ mm ] Estaciones (1976-2009) (CONTINUACIN) ________________ 147
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INFORME FINAL PROYECTO ILLIMANI ANLISIS DE TENDENCIAS CLIMTICAS [ v ]
Precipitacin SEPTIEMBRE en [ mm ] Estaciones (1976-2009) ____________________________ 148
Precipitacin SEPTIEMBRE en [ mm ] Estaciones (1976-2009) (CONTINUACIN) _____________ 149
Precipitacin OCTUBRE en [ mm ] Estaciones (1976-2009) ______________________________ 150
Precipitacin OCTUBRE en [ mm ] Estaciones (1976-2009) (CONTINUACIN) ________________ 151
Precipitacin NOVIEMBRE en [ mm ] Estaciones (1976-2009) ____________________________ 152
Precipitacin NOVIEMBRE en [ mm ] Estaciones (1976-2009) (CONTINUACIN) _____________ 153
Precipitacin DICIEMBRE en [ mm ] Estaciones (1976-2009) _____________________________ 154
Precipitacin DICIEMBRE en [ mm ] Estaciones (1976-2009) (CONTINUACIN) ______________ 155
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INFORME FINAL PROYECTO ILLIMANI ANLISIS DE TENDENCIAS CLIMTICAS [ vi ]
INDICE DE TABLAS
Tabla 1: Caractersticas generales de la cuenca del ro Sajhuaya (Nevado Illimani) __________________ 5
Tabla 2: Caractersticas morfomtricas de las subcuencas _____________________________________ 5
Tabla 2: Caractersticas morfomtricas de las subcuencas (Cont.) _______________________________ 5
Tabla 3: Estaciones meteorolgicas en la cuenca del ro Sajhuaya y de apoyo _____________________ 9
Tabla 4: Diagrama de barras de datos meteorolgicos observados en estaciones de de apoyo _______ 12
Tabla 5: Estadsticos de la pluviometra mensual observada en estaciones regionales ______________ 18
Tabla 5: Estadsticos de la pluviometra mensual observada en estaciones regionales (Cont.) ________ 19
Tabla 6: Estadsticos de la temperatura media mensual en estaciones regionales _________________ 25
Tabla 6: Estadsticos de la temperatura media mensual en estaciones regionales (Cont.) ___________ 26
Tabla 7: Coeficientes de determinacin de la regresin mltiple de temperatura mxima y mnima diaria (2010) ____________________________________________________________________________ 27
Tabla 8: Temperatura media mensual y anual en [ C ] en estaciones de apoyo (Datos reconstituidos y rellenados 1976-2009) _______________________________________________________________ 38
Tabla 9: Temperatura mxima mensual y anual en [ C ] en estaciones de apoyo (Datos reconstituidos y rellenados 1976-2009) _______________________________________________________________ 39
Tabla 10: Temperatura mnima mensual y anual en [ C ] en estaciones de apoyo (Datos reconstituidos y rellenados) _________________________________________________________________________ 40
Tabla 11: Tabla resumen del anlisis de tendencias y resultados de los test paramtricos y no paramtricos para temperatura media mensual y anual en estaciones de referencia (1976-2009) ____ 43
Tabla 12: Tabla resumen del anlisis de tendencias y resultados de los test paramtricos y no paramtricos para temperatura mxima mensual y anual en estaciones de referencia (1976-2009) ___ 47
Tabla 13: Tabla resumen del anlisis de tendencias y resultados de los test paramtricos y no paramtricos para temperatura mnima mensual y anual en estaciones de referencia (1976-2009) ___ 51
Tabla 14: Precipitacin media mensual y anual en [ mm ] en estaciones de referencia (Datos reconstituidos y rellenados) ___________________________________________________________ 56
Tabla 15: Tabla resumen del anlisis de tendencias y resultados de los test paramtricos y no paramtricos para precipitacin mensual y anual en estaciones referenciales (1945-2009) _________ 61
Tabla 16: Tabla resumen del anlisis de tendencias y resultados de los test paramtricos y no paramtricos para precipitacin mensual y anual en estaciones referenciales (1976-2009) _________ 62
Tabla 17: Estacin meteorolgica de la regin de estudio ____________________________________ 75
Tabla 18: Variacin de precipitacin mensual y anual [%] para (2040-2060) respecto a (1960-1990) segn el anlisis de tendencia en las estaciones pluviomtricas del periodo (1946-2009) ________________ 75
Tabla 19: Variacin de precipitacin mensual y anual [%] para (2040-2060) respecto a (1960-1990) segn el anlisis de tendencia en las estaciones pluviomtricas del periodo (1946-2009) ________________ 77
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INFORME FINAL PROYECTO ILLIMANI ANLISIS DE TENDENCIAS CLIMTICAS [ vii ]
INDICE DE FIGURAS
Figura 1: Ubicacin geogrfica de la cuenca del ro Sajhuaya (Illimani) ___________________________ 4
Figura 2: Ubicacin de estaciones HOBO y puntos de aforo en el 2009 __________________________ 10
Figura 3: Ubicacin de estaciones meteorolgicas regionales de apoyo _________________________ 11
Figura 4: Estadsticas pluviometra mensual observada estaciones regionales ____________________ 15
Figura 4: Estadsticas pluviometra mensual observada estaciones regionales (continuacin) ________ 16
Figura 4: Estadsticas pluviometra mensual observada estaciones regionales (continuacin) ________ 17
Figura 4: Estadsticas pluviometra mensual observada estaciones regionales (continuacin) ________ 18
Figura 5: Precipitacin media mensual en estaciones regionales (1975-2010) ____________________ 20
Figura 6: ndices anuales del vector regional y de las estaciones regionales, datos originales de precipitacin y de series reconstituidas y rellendas _________________________________________ 22
Figura 7: Estadsticas temperatura media mensual observada estaciones regionales _______________ 23
Figura 7: Estadsticas temperatura media ambiente observada estaciones regionales (Cont.) ________ 24
Figura 7: Estadsticas temperatura media ambiente observada estaciones regionales (Cont.) ________ 25
Figura 8: Temperatura media mensual en estaciones regionales (1975-2010) ____________________ 26
Figura 9: ndices anuales del vector regional y de las estaciones regionales, datos originales y datos corregidos y completados de temperatura media __________________________________________ 28
Figura 10: ndices anuales del vector regional y de las estaciones regionales, datos corregidos completados de temperatura mxima ___________________________________________________ 29
Figura 11: ndices anuales del vector regional y de las estaciones regionales, datos corregidos completados de temperatura mnima ___________________________________________________ 29
Figura 12: Temperatura media mensual y anual en [ C ] en estaciones de apoyo (Datos reconstituidos y rellenados 1976-2009) _______________________________________________________________ 39
Figura 13: Temperatura mxima mensual anual en [ C ] en estaciones de apoyo (Datos reconstituidos y rellenados 1976-2009) _______________________________________________________________ 40
Figura 14: Temperatura mnima anual en [ C ] en estaciones de apoyo (Datos reconstituidos y rellenados) _________________________________________________________________________ 41
Figura 15: Ajuste de la serie de temperatura media anual en [ C ] para las estaciones El Alto, La Paz y Viacha en los periodos 1976-2009 (Datos reconstituidos y rellenados) __________________________ 42
Figura 16: Termogramas sintticos en base a las lneas de tendencias 1976-2009 de la temperatura media ambiente [ C ] para las estaciones de referencia _____________________________________ 44
Figura 17: Ajuste de la serie de temperatura mxima anual en [ C ] para las estaciones El Alto, La Paz y Viacha en los periodos 1976-2009 (Datos reconstituidos y rellenados) __________________________ 46
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INFORME FINAL PROYECTO ILLIMANI ANLISIS DE TENDENCIAS CLIMTICAS [ viii ]
Figura 18: Termogramas sintticos en base a las lneas de tendencias 1976-2009 de temperatura mxima [ C ] para las estaciones de referencia ___________________________________________________ 48
Figura 19: Ajuste de la serie de temperatura mnima anual en [ C ] para las estaciones El Alto, La paz y Viacha (Datos reconstituidos y rellenados) ________________________________________________ 50
Figura 20: Termogramas sintticos en base a las lneas de tendencias 1976-2009 de temperatura mnima [ C ] para las estaciones de referencia ___________________________________________________ 52
Figura 21: Termogramas y ajuste lineal de tendencia 1976-2009 de temperaturas [C] para la estacin de El Alto ____________________________________________________________________________ 53
Figura 22: Termogramas y ajuste lineal de tendencia 1976-2009 de temperaturas [C] para la estacin de La Paz _____________________________________________________________________________ 54
Figura 23: Termogramas y ajuste lineal de tendencia 1976-2009 de temperaturas [C] para la estacin de Viacha ____________________________________________________________________________ 55
Figura 24: Precipitacin media anual en [ mm ] en estaciones de referencia (Datos reconstituidos y rellenados) _________________________________________________________________________ 56
Figura 25: Pluviograma medio mensual en [ mm ] en estaciones de referencia (Datos reconstituidos y rellenados) _________________________________________________________________________ 57
Figura 26: Precipitacin media mensual en [ mm ] en estaciones de referencia (Datos reconstituidos y rellenados) _________________________________________________________________________ 58
Figura 27: Ajuste de la serie de precipitaciones anuales en [ mm ] para las estaciones de referencia (Datos reconstituidos y rellenados) _____________________________________________________ 60
Figura 28: Pluviogramas sintticos en base a las lneas de tendencias 1945-2009 de la Precipitacin mensual en [mm ] para las estaciones de referencia ________________________________________ 63
Figura 29: Esquema de la serie cronolgica temporal _______________________________________ 64
Figura 30: Representacin del ajuste de la lnea de tendencias Yi. _____________________________ 65
Figura 31: Representacin del trazado de lneas de ajuste para diferentes periodos. _______________ 65
Figura 32: Evolucin del gradiente anual de precipitacin en estaciones de referencia _____________ 67
Figura 33: Lmites asumidos de distorsin del gradiente de precipitacin anual ___________________ 68
Figura 34: Lmites asumidos de distorsin del gradiente trmico anual _________________________ 70
Figura 35: Lneas de tendencias para precipitacin anual (estacin de El Alto 1943-2009) __________ 71
Figura 36: Lneas de tendencias para Temperatura Media anual (estacin de La Paz 1960-2009) _____ 72
Figura 37: Curva de Distribucin Normal del gradiente de precipitacin anual en base al anlisis mltiple de lneas de tendencia (Estacin El Alto 1943-2009) ________________________________________ 73
Figura 38: Curva de Distribucin Normal del gradiente de temperatura media anual en base al anlisis mltiple de lneas de tendencia (Estacin La Paz 1960-2009) _________________________________ 74
Figura 39: Variacin de precipitacin mensual [%] para (2040-2060) respecto a (1960-1990) segn el anlisis de tendencia en las estaciones pluviomtricas del periodo (1946-2009) __________________ 76
Figura 40: Variacin de precipitacin anual [%] para (2040-2060) respecto a (1960-1990) segn el anlisis de tendencia en las estaciones pluviomtricas del periodo (1946-2009) ________________________ 76
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INFORME FINAL PROYECTO ILLIMANI ANLISIS DE TENDENCIAS CLIMTICAS [ ix ]
Figura 41: Variacin de temperatura mensual [C] para (2040-2060) respecto a (1960-1990) segn el anlisis de tendencia en las estaciones pluviomtricas del periodo (1976-2009) __________________ 78
Figura 42: Variacin de temperatura media anual [%] para (2040-2060) respecto a (1960-1990) segn el anlisis de tendencia en las estaciones pluviomtricas del periodo (1976-2009) __________________ 78
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INFORME FINAL PROYECTO ILLIMANI ANLISIS DE TENDENCIAS CLIMTICAS [ 1 ]
1 INTRODUCCIN
1.1 Antecedentes En los ltimos aos se ha evidenciado en el pas y en el mundo un aumento significativo de la temperatura as como otros efectos atribuidos al cambio climtico que afectan a los sectores productivos, econmicos y sociales. En consecuencia se han elaborado proyectos que proponen estrategias de adaptacin y mitigacin a los efectos de cambio climtico, gestin del agua y manejo del sistema de cultivos, entre otros. En este contexto las instituciones Agua Sustentable (ONG), la Facultad de Agronoma y el Instituto de Hidrulica e Hidrologa de la Universidad Mayor de San Andrs, vienen impulsando el Proyecto Illimani, el cual enmarca el estudio de la cuenca del ro Sajhuaya, donde las comunidades de Khapi, Cebollullo, Tahuapalca y Jalancha del municipio de Palca son los beneficiarios.
1.2 Objetivo El objetivo general es evaluar el comportamiento y la evolucin temporal a nivel mensual de variables climticas como la precipitacin y temperatura en la regin de la Cuenca del Ro Sajhuaya (Nevado Illimani). Los objetivos especficos son:
Establecer una base de datos hidro-climticos de la regin de estudio a nivel mensual. Determinar las tendencias de series temporales de precipitacin y temperatura, para
estaciones representativas de la regin.
1.3 Alcance El estudio climtico comprende las siguientes actividades: a) Crear y validar una base de datos meteorolgicos mensuales de la regin (Nevado Illimani
del Departamento de La Paz), con datos de estaciones con registros histricos lo ms extensos posibles hasta 2009/2010. Comprende las siguientes subtareas:
Creacin de la base de datos hidroclimticos en Hydraccess. Inclusin de las temperaturas mximas y mnimas mensuales
Anlisis de calidad, consistencia y regionalizacin climtica de variables analizadas
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INFORME FINAL PROYECTO ILLIMANI ANLISIS DE TENDENCIAS CLIMTICAS [ 2 ]
b) Anlisis de tendencias. Evaluacin del comportamiento temporal de variables climticas de estaciones representativas en la regin de estudio (estaciones con observaciones histricas extensas). Se evalan las siguientes variables:
Precipitacin mensual (12) y anual Temperatura media mensual (12) y anual Temperatura mxima mensual (12) y anual
Temperatura mnima mensual (12) y anual
1.4 rea de estudio 1.4.1 Descripcin regional general La Cordillera Oriental, con una longitud aproximada de 1100 km y un ancho que vara entre 150 y 400 km, atraviesa los departamentos de La Paz, Oruro y Cochabamba. Este ramal andino es, tanto por su longitud como por su altura media, el ms importante de Bolivia y constituye la divisoria de aguas de las tres cuencas hidrogrficas que drenan el territorio: la amaznica, la platense y la interior o endorreica. La formacin de la Cordillera Real u Oriental es producto de la presin de Escudo Brasileo sobre la placa del Pacfico que provoc el plegamiento de la corteza terrestre y el levantamiento del lecho marino, dando forma a la cordillera de los andes y a su ramificacin ms importante: la cordillera Real u Oriental. La presin provoc que las diferentes capas de la corteza terrestre se plegasen durante las eras Secundaria y Terciaria formando diferentes elevaciones donde pueden encontrarse lutitas y areniscas adems de intrusiones granticas provenientes del enfriamiento del magma procedente del interior de la Tierra. La accin de la erosin ha sido tan intensa en esta zona que en la actualidad han aflorado esos materiales a la superficie y se ha rebajado casi a la mitad la altura original de esas elevaciones. La Cordillera Oriental es una formacin joven en la que predominan los suelos ridos producto de la accin de los vientos en su zona meridional. Este gran macizo rocoso constituye una barrera orogrfica para los vientos hmedos procedentes de la cuenca amaznica (noreste del nevado Illimani), que al llegar a la cordillera descargan su humedad y ascienden por esta vertiente hasta llegar totalmente desecados al otro lado de la cordillera (suroeste del nevado Illimani), dando origen a paisajes predominantemente ridos. Desde el macizo del Illampu hasta el Illimani sus altas cimas nevadas superan los 6000 metros de altitud y presenta, entre sus quebradas, glaciares importantes, que con la fusin o el deshielo forman numerosas lagunas en las faldas de las montaas. Sus cimas presentan nieves perpetuas por encima de los 5300 m.s.n.m.
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INFORME FINAL PROYECTO ILLIMANI ANLISIS DE TENDENCIAS CLIMTICAS [ 3 ]
Las cumbres ms importantes de la Cordillera de La Paz en el macizo de Sorata (al noroeste), con la altitud de su pico en m.s.n.m. son:
Illampu Sorata
Ancohuma Illimani Casiri Chiaraco Huayna Potos
Chachacomani Condoriri Taquesi Mururata
6421 6380 6322 5910 6240 6088 6150 5850 5550 5869
Esta zona tiene un clima muy fro. Debido a los vientos y masas hmedas de aire que vienen del Pacfico, las precipitaciones son mayores en el frente occidental de la cordillera oriental respecto a las lluvias que se dan en el altiplano, lo que influye directamente en la existencia de importantes extensiones de vegetacin en los valles interandinos. En la parte oriental (amaznica), las lluvias son torrenciales a causa de los vientos del Atlntico, que influyen en la vegetacin de los valles interandinos (Yungas) y llanos orientales. De acuerdo a la clasificacin de Kppen, el clima caracterstico de esta zona es el clima de alta montaa (EB) que corresponde a las altas cumbres de las cordilleras que estn cubiertas de nieve o hielo la mayor parte del ao. 1.4.2 Descripcin local El proyecto estudia la cuenca del ro Sajhuaya, que est ubicada al suroeste del Nevado Illimani, ubicada en la Cordillera Oriental. La cuenca de estudio ha sido discretizada en cuatro subcuencas sin cobertura glacial ni nival permanente, las mismas que se han nombrado como las principales comunidades a las que benefician: Jalancha, Khapi, Cebollullo y Tahuapalca, en orden altitudinal descendente, es decir que Jalancha es la que se encuentra a mayor altitud y Tahuapalca a ms baja altura (ver figura 1). Adems se tienen dos subcuencas con cobertura glacial que son la de Jalancha y Khapi. Las zonas de cordillera que superan los 4500 ms.n.m. presentan condiciones alpinas, subalpinas y nivales con pendientes predominantes entre 70 a 35% aproximadamente. Las condiciones climticas en la zona no se superan los 6 C de temperatura media y las precipitaciones son slidas (generalmente en forma de nieve). Estas condiciones limitan el crecimiento de la vegetacin, que mayormente presenta caractersticas singulares, al adaptarse al rigor del clima, por ejemplo, su crecimiento es ms lento. La vegetacin predominante en esta zona son: el huari coca, pupusa, zapatilla, cuncuna, ihurpa y paita. En esta regin geogrfica existe mayor vegetacin a similares altitudes que en la cordillera Occidental, especialmente en la zona septentrional, debido a su mayor humedad. Las cimas ms altas presentan bofedales con plantas higrfitas, pastos hmedos o chijis1.
1 Enciclopedia de Bolivia, AA.VV
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INFORME FINAL PROYECTO ILLIMANI ANLISIS DE TENDENCIAS CLIMTICAS [ 4 ]
Figura 1: Ubicacin geogrfica de la cuenca del ro Sajhuaya (Illimani)
Proyeccin UTM, Datum WGS84, Zona 19 Sur (Fuente: Elaboracin propia) Las zonas bajo los 4500 m.s.n.m. presentan nieves temporales en caso de precipitacin slida, la cual se fusiona y escurre de manera instantnea o presenta un retardo menor al de una cuenca glacial. En general las condiciones de escurrimiento en esta zona responden directamente a la precipitacin (cuenca hidrolgica), existe adems la presencia de bofedales especialmente en la subcuenca Jalancha. Las pendientes predominantes en esta zona estn entre 35 y 5% aproximadamente (diseccin moderada). Los suelos presentan depsitos aluviales y en las partes bajas los suelos son aptos para cultivos, por esa razn la existencia de pequeos sistemas de riego. La tabla 1 presenta algunas caractersticas de la cuenca total con zona glacial y no glacial.
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Caractersticas de la cuenca del ro Sajhuaya (Nevado Illimani) Coordenadas de la cuenca (WGS84) 1640S / 6750E
Rango altitudinal [m] 6300 - 2500 Superficie [ km2 ] 46,23
Exposicin general Sur y Oeste
Pendiente media [ % ] 35% Longitud del curso principal [ km ] 11,19
Precipitacin media anual [ mm ] 621,2 Temperatura media anual [ C ] 19,7
Temperatura mnima media [ C ] Vara altitudinalmente
Temperatura mxima media [ C ] Vara altitudinalmente
Tabla 1: Caractersticas generales de la cuenca del ro Sajhuaya (Nevado Illimani)
(Fuente: Elaboracin propia)
Se ha definido discretizar la cuenca del Ro Sajhuaya en 6 subcuencas, 4 de ellas son cuencas intermedias (ver figura 1). La tabla 2 muestra algunas de las propiedades morfomtricas de las subcuencas.
Tabla 2: Caractersticas morfomtricas de las subcuencas (Fuente: Elaboracin propia)
Nota: SC-C = Subcuenca Cabecera, IC= Cuenca intermedia o intercuenca y SC= Subcuenca total
Tabla 2: Caractersticas morfomtricas de las subcuencas (Cont.) (Fuente: Elaboracin propia)
Nombre Altura media
Subcuenca Xcg Ycg [m.s.n.m.]
Glaciar Jalancha Subcuenca 6,32 13,78 627.968 8159.871 5600
Glaciar Khapi Subcuenca 2,24 8,46 628.569 8157.927 5480
Jalancha Intercuenca 5.62 15,62 625.833 8158.647 4480
Khapi Intercuenca 10.83 17,98 625.834 8156.639 4440
Cebollullo Intercuenca 9.84 15,80 622.632 8155.859 3610
Tahuapalca Intercuenca 11.38 15,86 622.933 8153.422 3360
Tipo Subcuenca
rea
[km2]Permetro
[km]
Cordenadas Centro Gravedad UTM WGS84 Z19 sur
AREA PERIM.PDTE. MEDIA
CUENCA
ELEV. MN.
ELEV. MX.
ALT. MEDIA
CUENCA
DES-NIVEL
LONG. MAX.
DRENAJE
DIAM. CIRCULO
EQUIV.
TIEMPO CONC. Tc KIRPICH
TIEMPO CONC. Tc
TEMEZ
[ Km2 ] [ Km ] [ m/m ] [msnm] [msnm] [msnm] [ m ] [ Km ] L 1 L 2 [ Km ] [ Hr ] [ Hr ]
Glacial Jalancha SC-C 6.32 13.78 0.39 4930 6360 5645 1430 3.70 5.86 1.08 1.55 2.84 1.54 2.33
Glacial Khapi SC-C 2.24 8.46 0.50 5110 6370 5740 1260 2.50 3.65 0.61 1.59 1.69 1.03 1.64
IC 5.62 15.62 0.44 4010 5730 4870 1720 3.90 7.03 0.83 1.82 2.73 1.52 2.37
SC 11.94 17.65 0.37 4010 6360 5185 2350 6.40 7.20 1.69 1.43 3.94 2.40 3.57
IC 10.83 17.98 0.35 3740 5620 4680 1880 5.30 7.77 1.29 1.60 3.57 2.10 3.11
SC 25.01 21.77 0.29 3740 6370 5055 2630 9.10 7.85 3.12 1.24 5.58 3.44 4.88
IC 9.84 15.80 0.30 2955 4570 3763 1615 5.40 6.30 1.66 1.38 3.65 2.27 3.26
SC 34.85 28.04 0.27 2955 6370 4663 3415 12.50 10.93 3.19 1.34 6.67 4.49 6.28
IC 11.38 15.86 0.28 2500 4515 3508 2015 7.20 6.43 1.56 1.41 3.58 2.91 4.11
SC 46.23 33.25 0.25 2500 6370 4435 3870 15.50 13.39 3.36 1.40 7.57 5.49 7.52
SubcuencaINDICE COMP.
LONG. RECT. EQUIV. [Km]TIPO
Jalancha
Khapi
Cebolullo
Tahuapalca
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INFORME FINAL PROYECTO ILLIMANI ANLISIS DE TENDENCIAS CLIMTICAS [ 6 ]
2 METODOLOGA
2.1 Enfoque de la investigacin La investigacin est dividida en las siguientes fases: Recopilacin de informacin hidrometeorolgica, digital de SENAMHI (precipitacin,
temperatura media ambiente, temperatura mxima, temperatura mnima) imgenes de satlite.
Anlisis de tendencias y evaluacin del comportamiento de series histricas de precipitacin y temperaturas en estaciones meteorolgicas de la regin.
2.2 Creacin de la base de datos hidro-meteorolgica 2.2.1 Recopilacin de informacin
La primera tarea en un estudio climtico / meteorolgico implica la recopilacin de la informacin registrada o observada en estaciones meteorolgicas dentro de la cuenca de estudio o en zonas cercanas o con influencia sobre esta, de manera que la red de observacin posibilite realizar la evaluacin y estimacin de la distribucin espacial y temporal de variables climticas. 2.2.1.1 Termometra
En la cuenca de estudio no se tienen estaciones con registros de temperatura continuos ni sobre periodos amplios, como se requieren para un estudio de tendencias. Se recurri a la red de estaciones meteorolgicas regional administrada por el Servicio Nacional de Meteorologa e Hidrologa (SENAMHI) con series largas de registros. 2.2.1.2 Pluviometra
En la cuenca solamente existe una estacin pluviomtrica (Pinaya) cuyos registros de lluvia no son consistentes respecto a los de las otras estaciones regionales y el periodo de observacin es corto y discontinuo. Por lo tanto, se recurri a estaciones cercanas a la cuenca administradas por SENAMHI que cuenten con series histricas extensas y continuas.
2.2.2 Procesamiento y tratamiento de la informacin 2.2.2.1 Base de datos empleada
El software utilizado para crear la base de datos hidro-meteorolgica es el Hydraccess. Es un paquete completo y homogneo que permite importar y guardar varios tipos de datos hidro-
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INFORME FINAL PROYECTO ILLIMANI ANLISIS DE TENDENCIAS CLIMTICAS [ 7 ]
meteorolgicos en una base de datos en formato Access 2000 (de office de Microsoft) y realizar los procesamientos bsicos que un hidrlogo o meteorlogo pueda requerir. Hydraccess puede manejar los siguientes datos a nivel instantneo, horario, diario y mensual y algunos procesamientos de la informacin:
Series cronolgicas: cotas, caudales, datos de calidad de aguas, lluvias y datos meteorolgicos.
Aforos.
Calibraciones de curvas de gasto Informacin histrica de las estaciones y descripcin de esta.
Cotas de los ceros de escalas en nivelacin general (en metros sobre el nivel del mar). Los datos cronolgicos tales como cotas, caudales, calidad de aguas, lluvias o datos meteorolgicos son organizados por campos, y son vinculados al cdigo de la estacin (punto de medicin) y a un captor (cdigo de la serie observada), misma que posee propiedades que definen su tipo, unidad, nmero de dgitos significativos y de decimales, etc. Existen tres tipos de captores:
Captores instantneos I: los datos son ingresados con fecha y hora libres sin imponer un intervalo de tiempo fijo.
Captores diarios D: se ingresa un solo valor por da. Captores mensuales M: se ingresa un solo valor por mes.
Entre los procesamientos que son posible son: generacin de grficas simples o comparativos a partir de los datos importados; visualizacin grfica; agregar datos con varios intervalos de tiempo fijo, desde el minuto hasta el ao, pasando por el da, 5 das, 10 das, 15 das y el mes; elaborar tablas de anuario a nivel diario o mensual y realizar un inventario de los datos presentes en la base. 2.2.2.2 Anlisis de tendencias
Evaluacin inicial de la calidad de los datos originales, por simple anlisis grfico de datos.
Regionalizacin, y anlisis de consistencia de la precipitacin y temperaturas a nivel mensual. Se aplic el mtodo del vector regional para identificar anomalas, valores extremos o comportamientos no homogneos en la regin, que son evaluados para establecer su confiabilidad con el fin de ratificarlos o corregirlos.
Preparacin y armado de series continuas mensuales y anuales de los datos de precipitacin y temperatura para el anlisis de tendencias. Los datos originales presentan vacios o lagunas en algunos meses o periodos, que deben ser reconstituidos para poder aplicar test estadsticos usados para el anlisis de tendencias.
Anlisis de tendencias de precipitaciones y temperaturas mensuales y anuales, aplicando test estadsticos paramtricos y no paramtricos, incluidos en el programa TREND.
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INFORME FINAL PROYECTO ILLIMANI ANLISIS DE TENDENCIAS CLIMTICAS [ 8 ]
3 INFORMACIN PLUVIO-TERMOMTRICA La investigacin climtica regional requiere del conocimiento inicial de las condiciones fsico-geogrficas, datos puntales medidos - observados, procesamiento, tratamiento y anlisis de variables meteorolgicas a nivel mensual como:
Precipitacin Temperatura (mxima, media y mnima) La precipitacin es el agua que proviene de la humedad atmosfrica y que cae a la superficie terrestre, principalmente en estado lquido (lluvia) o slido (granizo y nieve). La temperatura mxima es la mayor temperatura registrada en un perodo dado. La temperatura mnima es la menor temperatura registrada en un perodo dado. La amplitud trmica: diferencia entre la temperatura mxima y mnima. La temperatura media: Es la temperatura promedio de un perodo dado. La elaboracin de estudios meteorolgicos slo podr ser efectuada cuando se tenga una base de datos consistente, completa, continua y extensa de las variables climticas de inters.
3.1 Limitaciones de informacin en la cuenca de estudio La baja densidad de la red termo-pluviomtrica, la baja disponibilidad de datos histricos continuos y extensos, de precipitacin, temperatura en la regin, limitan la evaluacin climtica en la cuenca de estudio. Por ello se recurre a estaciones regionales de apoyo. Para reponer o hacer frente a estas limitaciones, el proyecto Illimani ha instalado 9 estaciones distribuidas espacial y altitudinalmente en la cuenca del rio Sajhuaya. Sin embargo estas solamente estn operando desde el ao 2009.
3.2 Ubicacin de las estaciones Las estaciones meteorolgicas instaladas el 2009 se encuentran dispuestas a diferentes elevaciones dentro de la cuenca en estudio del ro Sajhuaya (ver figura 2). La tabla 3 muestra los datos de las estaciones meteorolgicas utilizadas en el estudio, tanto las de apoyo como las instaladas para el proyecto (figura 3).
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INFORME FINAL PROYECTO ILLIMANI ANLISIS DE TENDENCIAS CLIMTICAS [ 9 ]
Nota: Temp= Temperatura media ambiente, Precip= Precipitacin, Evap.= Evaporacin en tanque, %HR= Humedad relativa,
V.V.= Velocidad del viento, Insol.= Horas de sol, ETP= Evapotranspiracin potencial
Tabla 3: Estaciones meteorolgicas en la cuenca del ro Sajhuaya y de apoyo
(Fuente: Elaboracin propia en base a datos de SENAMHI y Agua Sustentable)
EstacinTipo de estacin
ProvinciaAdminis-
tradorLatitud
[ o ]Longitud
[ o ]Altitud
[ m.s.n.m.]Inicio
ActividadCierre
Aos registro T
emp
.
Pre
cip
.
Eva
p.
%H
R
V.V
.
Inso
l.
ET
P
Cebollullo T (DAVIS) Murillo IIAREN-UMSA -16.694 -67.860 2771 2009 1Jalancha T (HOBO) Murillo IIAREN-UMSA -16.660 -67.827 4015 2009 1 Khapi T (HOBO) Murillo IIAREN-UMSA -16.680 -67.850 3326 2009 1 Khapi T (DAVIS) Murillo IIAREN-UMSA -16.685 ---- 3548 2009 1Pinaya TP Murillo AS-IHH ---- ---- 3800 2009 1 Plaza TP (HOBO) Murillo IIAREN-UMSA -16.709 -67.870 2631 2009 1 Tahuapalca T (HOBO) Murillo IIAREN-UMSA -16.700 ---- 2419 2009 1 Tahuapalca T (DAVIS) Murillo IIAREN-UMSA -16.719 -67.870 2410 2009 1La Granja T (HOBO) Murillo AS ---- ---- ---- 2010 1 Uyupata T (HOBO) Murillo IIAREN-UMSA -16.698 -67.870 2924 2009 1
Achumani P Murillo SENAMHI -16.533 -68.067 3339 1991 18 Bolsa Negra (Mina) P Sud Yungas SENAMHI -16.550 -67.800 4800 1975 2002 28 Chacaltaya TP Murillo SENAMHI -16.350 -68.133 5220 1943 17 El Alto (Aasana) Syn Murillo SENAMHI -16.517 -68.167 4058 1943 66 La Paz (central) Ord Murillo SENAMHI -16.533 -68.133 3632 1945 64 Lambate P Sud Yungas SENAMHI -16.603 -67.700 3400 1967 2003 36 Mecapaca CO Murillo SENAMHI -16.667 -68.017 2850 1973 36 Palca TP Murillo SENAMHI -16.557 -67.953 3540 1968 41 Viacha CO Ingavi SENAMHI -16.650 -68.300 3844 1959 50 Pinaya TP Murillo SENAMHI -16.642 -67.867 3800 2009 1 San Calixto CO Murillo Observatorio -16.495 -68.133 3658 1891
En
la C
uen
ca TODO
TODO
TODO
AP
OY
O
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INFORME FINAL PROYECTO ILLIMANI ANLISIS DE TENDENCIAS CLIMTICAS [ 10 ]
Figura 2: Ubicacin de estaciones HOBO y puntos de aforo en el 2009
Proyeccin UTM, Datum WGS84, Zona 19 Sur (Fuente: Elaboracin propia)
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INFORME FINAL PROYECTO ILLIMANI ANLISIS DE TENDENCIAS CLIMTICAS [ 11 ]
Figura 3: Ubicacin de estaciones meteorolgicas regionales de apoyo
Proyeccin UTM, Datum WGS84, Zona 19 Sur (Fuente: Elaboracin propia)
3.3 Periodo de registro en estaciones hidrometeorolgicas Como se menciona en el punto 3.1, una de las limitaciones del estudio es la poca disponibilidad de registros de temperatura y precipitacin en la misma cuenca de estudio. El anlisis se realiz sobre las series histricas de temperatura y precipitacin de las estaciones de apoyo situadas alrededor de la zona: La Paz, El Alto, Viacha, Palca, Mecapaca y Achumani (ver figura 3 y tabla 3). El periodo de registro o periodo de observacin de las estaciones de apoyo, se lo adjunta en forma de diagrama de barras (ver tabla 4).
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INFORME FINAL PROYECTO ILLIMANI ANLISIS DE TENDENCIAS CLIMTICAS [ 12 ]
Tabla 4: Diagrama de barras de datos meteorolgicos observados en estaciones de de apoyo
(Fuente: Elaboracin propia)
194019411942194319441945194619471948194919501951195219531954195519561957195819591960196119621963196419651966196719681969197019711972197319741975197619771978197919801981198219831984198519861987198819891990199119921993199419951996199719981999200020012002200320042005200620072008200920102011
Tipo
Esta
cin
910
6
10
5
6
P
Ach
uman
i
9
2
11
11
P
Bol
sa N
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(Min
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T P
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310
5
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l)
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1011
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3
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Pal
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6
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6
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11117
42579
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O rd
La P
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entra
l)
6
C O
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311
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Pal
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5298
11
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6
C O
Via
cha
TEM PER A TU R APR EC IP ITA C I N
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INFORME FINAL PROYECTO ILLIMANI ANLISIS DE TENDENCIAS CLIMTICAS [ 13 ]
3.4 Anlisis de calidad y consistencia 3.4.1 Precipitacin Para el presente estudio se han considerado 8 estaciones de apoyo que se encuentran fuera de la cuenca de estudio, debido a la inexistencia de estaciones pluviomtricas en la cuenca del ro Sajhuaya (ver figura 3 y tabla 4). Segn UNESCO (1982), los errores en la medicin de la precipitacin se pueden agrupar en dos tipos bsicos:
error en la medida puntual error en la evaluacin espacial
Una gran parte de los posibles errores son intrnsecos a la medicin y por tanto inevitables. Los errores en la medicin puntual son debidos al instrumento de medicin y a la perturbacin aerodinmica (velocidad del viento) en las trayectorias de las partculas de agua causada por el pluvimetro, o debidos a la mala operacin y ubicacin del instrumento. A fin de estimar el error en la medida puntual de la precipitacin, se debe tener en cuenta que:
Hay muy pocos sitios donde la condicin de representatividad sea satisfecha. La medida de la lluvia no se puede repetir si se tiene duda acerca de su precisin.
La muestra tomada en el pluvimetro es extremadamente pequea en relacin al conjunto de las precipitaciones que pretende representar.
Se puede decir que: P = Pm + P Donde: P : Precipitacin verdadera
Pm: Precipitacin medida en el pluvimetro P : Correccin total que debe efectuarse a la precipitacin media
Donde P puede descomponerse en errores de operacin, instrumento, efecto aerodinmico en las trayectorias de las partculas causados por el instrumento, ubicacin del instrumento, etc. La base para estimar la distribucin espacial de la precipitacin (por ejemplo en una cuenca), es la medida puntual registrada en los distintos puntos de la red pluviomtrica. La precisin de la evaluacin depende de la densidad de la red, la calidad de los instrumentos, instalaciones y observadores. El error en la estimacin espacial de la precipitacin se puede descomponer en:
PC = P + PG + PF Siendo: PC: Error en la evaluacin de la precipitacin espacial
P : Error en la medida de la precipitacin puntual
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INFORME FINAL PROYECTO ILLIMANI ANLISIS DE TENDENCIAS CLIMTICAS [ 14 ]
PG: Error por no ser suficientemente representativa la precipitacin puntual de la zona que representa, que puede ser muy grande si la densidad de la red es muy pequea
PF: Error en la precipitacin de las zonas altas de montaa donde no hay instrumentos y es necesario estimarla a partir de extrapolaciones de lo que ocurre en las zonas ms bajas (perfil pluviomtrico)
Para obtener una calidad y confiabilidad aceptable de los datos puntuales temporales de la precipitacin, para su posterior anlisis, manejo, y utilizacin, se siguieron tres etapas:
Anlisis de consistencia, homogenizacin y regionalizacin de la precipitacin Relleno de series mensuales mediante correlacin mltiple
Estimacin de la precipitacin espacial (en subcuencas) aplicando tcnicas geoestadsticas.
A continuacin se describen las etapas, que comprende a su vez varios subprocesos. Paralelamente se presenta una sntesis de los resultados obtenidos en cada etapa. La regionalizacin es la etapa que define la calidad de los datos y su consistencia. Los resultados que se obtienen al concluirla son la identificacin de las estaciones con datos consistentes y confiables, y la validacin de estos datos para su uso y aplicacin en posteriores anlisis. Se definen grupos regionales de estaciones pluviomtricas, cuyos registros presentan un comportamiento temporal homogneo a nivel mensual y anual. La principal herramienta utilizada para esta etapa es el vector regional. Para el presente estudio se ha tomado las series mensuales de precipitacin 1975-2009 de las estaciones regionales de apoyo consideradas. Tanto para las precipitaciones como para las temperaturas se decidi realizar el anlisis de regionalizacin a nivel mensual y de ao hidrolgico (septiembre-agosto, mismo adoptado que para el balance hdrico de Bolivia) sobre las estaciones de la tabla 3, conformando as un solo grupo regional, con el fin de evaluar la consistencia para el periodo ms extenso posible. La figuras 4 y la tabla 5 muestran los estadsticos de los datos de precipitacin mensual observada de las estaciones regionales de apoyo. Y la figura 5 muestra los valores medios mensuales de precipitacin de las series de las estaciones regionales consideradas.
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INFORME FINAL PROYECTO ILLIMANI ANLISIS DE TENDENCIAS CLIMTICAS [ 15 ]
Figura 4: Estadsticas pluviometra mensual observada estaciones regionales
(Fuente: Elaboracin propia en base a datos de SENAMHI)
PRECIPITACIN MENSUAL ACHUMANI
0
50
100
150
200
250
SEP
OCT
NOV
DIC
ENE
FEB
MAR AB
RM
AY JUN
JUL
AGO
MESES DEL AO HIDROLGICO
PR
EC
IPIT
AC
IN
[ m
m ]
MAXIMO
MNIMO
PROMEDIO (1991-2010)
PROMEDIO (1975-2010)
Percentil - cuartil (25%)
Percentil - cuartil (75%)
PRECIPITACIN MENSUAL MINA BOLSA NEGRA
0
50
100
150
200
250
300
350
400
SEP
OCT
NOV
DIC
ENE
FEB
MAR AB
RM
AY JUN
JUL
AGO
MESES DEL AO HIDROLGICO
PR
EC
IPIT
AC
IN
[ m
m ]
MAXIMO
MNIMO
PROMEDIO (1975-2002)
PROMEDIO (1975-2010)
Percentil - cuartil (25%)
Percentil - cuartil (75%)
PRECIPITACIN MENSUAL CHACALTAYA
0
50
100
150
200
250
SEP
OCT
NOV
DIC
ENE
FEB
MAR AB
RM
AY JUN
JUL
AGO
MESES DEL AO HIDROLGICO
PR
EC
IPIT
AC
IN
[ m
m ]
MAXIMO
MNIMO
PROMEDIO (1961-1966)
PROMEDIO (1975-2010)
Percentil - cuartil (25%)
Percentil - cuartil (75%)
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INFORME FINAL PROYECTO ILLIMANI ANLISIS DE TENDENCIAS CLIMTICAS [ 16 ]
Figura 4: Estadsticas pluviometra mensual observada estaciones regionales (continuacin)
(Fuente: Elaboracin propia en base a datos de SENAMHI)
PRECIPITACIN MENSUAL EL ALTO
0
50
100
150
200
250
300
SEP
OCT
NOV
DIC
ENE
FEB
MAR AB
RM
AY JUN
JUL
AGO
MESES DEL AO HIDROLGICO
PR
EC
IPIT
AC
IN
[ m
m ]
MAXIMO
MNIMO
PROMEDIO (1942-2010)
PROMEDIO (1975-2010)
Percentil - cuartil (25%)
Percentil - cuartil (75%)
PRECIPITACIN MENSUAL LA PAZ
0
50
100
150
200
250
SEP
OCT
NOV
DIC
ENE
FEB
MAR AB
RM
AY JUN
JUL
AGO
MESES DEL AO HIDROLGICO
PR
EC
IPIT
AC
IN
[ m
m ]
MAXIMO
MNIMO
PROMEDIO (1945-2010)
PROMEDIO (1975-2010)
Percentil - cuartil (25%)
Percentil - cuartil (75%)
PRECIPITACIN MENSUAL LAMBATE
0
50
100
150
200
250
300
350
SEP
OCT
NOV
DIC
ENE
FEB
MAR AB
RM
AY JUN
JUL
AGO
MESES DEL AO HIDROLGICO
PR
EC
IPIT
AC
IN
[ m
m ]
MAXIMO
MNIMO
PROMEDIO (1975-2003)
PROMEDIO (1975-2010)
Percentil - cuartil (25%)
Percentil - cuartil (75%)
-
INFORME FINAL PROYECTO ILLIMANI ANLISIS DE TENDENCIAS CLIMTICAS [ 17 ]
Figura 4: Estadsticas pluviometra mensual observada estaciones regionales (continuacin)
(Fuente: Elaboracin propia en base a datos de SENAMHI)
PRECIPITACIN MENSUAL MECAPACA
0
50
100
150
200
250
SEP
OCT
NOV
DIC
ENE
FEB
MAR AB
RM
AY JUN
JUL
AGO
MESES DEL AO HIDROLGICO
PR
EC
IPIT
AC
IN
[ m
m ]
MAXIMO
MNIMO
PROMEDIO (75-94, 88-10)
PROMEDIO (1975-2010)
Percentil - cuartil (25%)
Percentil - cuartil (75%)
PRECIPITACIN MENSUAL PALCA
0
50
100
150
200
250
300
350
400
SEP
OCT
NOV
DIC
ENE
FEB
MAR AB
RM
AY JUN
JUL
AGO
MESES DEL AO HIDROLGICO
PR
EC
IPIT
AC
IN
[ m
m ]
MAXIMO
MNIMO
PROMEDIO (72-85, 02-10)
PROMEDIO (1975-2010)
Percentil - cuartil (25%)
Percentil - cuartil (75%)
PRECIPITACIN MENSUAL PINAYA
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
SEP
OCT
NOV
DIC
ENE
FEB
MAR AB
RM
AY JUN
JUL
AGO
MESES DEL AO HIDROLGICO
PR
EC
IPIT
AC
IN
[ m
m ]
MAXIMO
MNIMO
PROMEDIO (1975-2010)
PROMEDIO (1975-2010)
Percentil - cuartil (25%)
Percentil - cuartil (75%)
-
INFORME FINAL PROYECTO ILLIMANI ANLISIS DE TENDENCIAS CLIMTICAS [ 18 ]
Figura 4: Estadsticas pluviometra mensual observada estaciones regionales (continuacin)
(Fuente: Elaboracin propia en base a datos de SENAMHI)
Tabla 5: Estadsticos de la pluviometra mensual observada en estaciones regionales
(Fuente: Elaboracin propia en base a datos de SENAMHI)
PRECIPITACIN MENSUAL VIACHA
0
50
100
150
200
250
300
350
SEP
OCT
NOV
DIC
ENE
FEB
MAR AB
RM
AY JUN
JUL
AGO
MESES DEL AO HIDROLGICO
PR
EC
IPIT
AC
IN
[ m
m ]
MAXIMO
MNIMO
PROMEDIO (1959-2010)
PROMEDIO (1975-2010)
Percentil - cuartil (25%)
Percentil - cuartil (75%)
ESTADSTICA ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ANUALMAXIMO Histrico 212 201 109 65 58 22 38 32 47 95 78 177 811MNIMO Histrico 51 18 23 0 0 0 0 0 0 7 4 37 414PROMEDIO (1991-2010) 134 80 58 24 10 6 9 11 20 41 42 89 576PROMEDIO (1975-2010)Percentil - cuartil (25%) 91 48 38 16 2 0 1 4 9 29 23 58 487Percentil - cuartil (75%) 185 103 70 30 13 10 11 15 27 52 54 112 622
E S T A C I O N A C H U M A N I
ESTADSTICA ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ANUALMAXIMO Histrico 358 249 228 119 76 75 52 127 139 187 273 292 1377MNIMO Histrico 72 50 47 11 0 0 0 0 8 7 23 51 646PROMEDIO (1975-2002) 183 142 128 51 17 18 12 32 61 57 84 119 925PROMEDIO (1975-2010)Percentil - cuartil (25%) 137 84 95 31 5 3 2 16 34 31 47 80 823Percentil - cuartil (75%) 213 203 151 70 26 26 17 39 80 76 98 146 1032
E S T A C I O N M I N A B O L S A N E G R A
ESTADSTICA ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ANUALMAXIMO Histrico 133 166 135 90 43 3 21 22 75 51 81 120 573MNIMO Histrico 46 49 22 13 8 0 0 1 41 17 20 51 456PROMEDIO (1961-1966) 99 88 75 42 26 0 6 10 57 31 50 93 538PROMEDIO (1975-2010)Percentil - cuartil (25%) 91 55 61 18 12 0 0 2 52 19 47 84 531Percentil - cuartil (75%) 116 106 88 64 39 0 8 14 64 43 51 118 570
E S T A C I O N C H A CA L T A Y A
ESTADSTICA ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ANUALMAXIMO Histrico 244 211 171 135 55 65 34 100 100 101 145 247 862MNIMO Histrico 48 21 14 0 0 0 0 0 0 4 3 37 388PROMEDIO (1942-2010) 133 102 75 31 12 6 7 15 33 41 50 96 606PROMEDIO (1975-2010) 142 95 86 33 12 7 7 14 28 47 54 100 623Percentil - cuartil (25%) 93 73 49 15 3 0 0 3 14 25 27 65 550Percentil - cuartil (75%) 171 128 100 42 18 8 13 17 45 57 70 120 681
E S T A C I O N E L A L T O
-
INFORME FINAL PROYECTO ILLIMANI ANLISIS DE TENDENCIAS CLIMTICAS [ 19 ]
Tabla 5: Estadsticos de la pluviometra mensual observada en estaciones regionales (Cont.) (Fuente: Elaboracin propi en base a datos de SENAMHI)
ESTADSTICA ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ANUALMAXIMO Histrico 220 170 174 70 38 65 30 62 87 110 114 142 787MNIMO Histrico 8 0 5 0 0 0 0 0 1 0 7 8 355PROMEDIO (1945-2010) 110 85 64 24 9 5 6 11 28 33 45 82 518PROMEDIO (1975-2010) 119 87 72 26 9 7 6 12 27 39 45 85 533Percentil - cuartil (25%) 76 59 39 11 2 0 0 3 13 17 24 57 448Percentil - cuartil (75%) 137 107 78 36 17 7 8 14 36 46 62 109 572
E S T A C I O N L A P A Z
ESTADSTICA ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ANUALMAXIMO Histrico 339 234 238 95 62 86 65 113 142 209 199 203 1159MNIMO Histrico 47 64 33 7 0 0 0 0 7 9 3 12 467PROMEDIO (1975-2003) 169 133 115 42 18 17 17 29 48 48 71 118 823PROMEDIO (1975-2010)Percentil - cuartil (25%) 124 100 73 25 8 3 3 13 25 26 44 83 723Percentil - cuartil (75%) 206 160 146 52 23 22 25 36 60 56 88 165 929
E S T A C I O N L A M B A T E
ESTADSTICA ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ANUALMAXIMO Histrico 221 157 148 42 24 47 22 52 76 70 82 149 598MNIMO Histrico 35 14 5 0 0 0 0 0 0 0 0 12 256PROMEDIO (75-94, 88-10) 106 68 56 16 6 6 5 9 24 29 33 64 421PROMEDIO (1975-2010)Percentil - cuartil (25%) 71 38 19 8 0 0 0 2 7 15 12 43 370Percentil - cuartil (75%) 126 96 79 23 10 8 9 13 32 44 57 91 468
E S T A C I O N M E C A P A C A
ESTADSTICA ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ANUALMAXIMO Histrico 322 288 236 129 71 55 44 180 153 166 219 378 918MNIMO Histrico 45 25 4 0 0 0 0 0 3 0 0 17 157PROMEDIO (72-85, 02-10) 125 87 65 23 10 8 11 20 37 44 52 99 469PROMEDIO (1975-2010)Percentil - cuartil (25%) 64 52 33 7 1 0 0 2 15 17 20 41 386Percentil - cuartil (75%) 153 93 76 29 11 9 21 21 37 42 69 119 558
E S T A C I O N P A L C A
ESTADSTICA ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ANUALMAXIMO Histrico 612 423 395 195 45 24 45 72 100 127 435 371 1342MNIMO Histrico 11 29 13 0 0 0 0 0 0 2 2 20 402PROMEDIO (1975-2010) 212 145 117 37 7 6 7 15 33 45 69 121 797PROMEDIO (1975-2010) 212 145 117 37 7 6 7 15 33 45 69 121 797Percentil - cuartil (25%) 117 77 37 10 0 0 0 4 10 14 16 54 561Percentil - cuartil (75%) 240 183 181 45 11 8 7 17 52 67 98 160 951
E S T A C I O N P I N A Y A
ESTADSTICA ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ANUALMAXIMO Histrico 319 224 180 76 93 41 47 120 100 114 154 199 1117MNIMO Histrico 52 28 19 0 0 0 0 0 0 1 8 29 292PROMEDIO (1959-2010) 133 91 70 29 11 4 6 13 27 37 52 86 558PROMEDIO (1975-2010) 140 87 73 27 11 5 7 12 28 40 54 83 563Percentil - cuartil (25%) 93 54 43 15 2 0 0 0 10 15 30 60 459Percentil - cuartil (75%) 157 107 93 42 16 6 8 21 33 53 69 106 601
E S T A C I O N V I A C H A
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INFORME FINAL PROYECTO ILLIMANI ANLISIS DE TENDENCIAS CLIMTICAS [ 20 ]
Figura 5: Precipitacin media mensual en estaciones regionales (1975-2010)
(Fuente: Elaboracin propia)
Vector regional (VR) El Vector Regional crea un vector de ndices anuales o mensuales (individualmente) de precipitacin y de temperaturas en base a una serie cronolgica de datos temporales ficticios, correspondientes a una estacin igualmente ficticia. El VR de ndices toma en cuenta los efectos de la tendencia de las series, y los pseudo-ciclos de la zona o regin climtica que afectan a cada una de las estaciones, verificando de esta manera la homogeneidad temporal de las series. El VR de ndices anuales y mensuales verifica igualmente la homogeneidad espacial de series observadas en las estaciones pertenecientes a la misma zona climtica. El clculo de los ndices del VR se basa en una matriz de observaciones compuesta de los registros anuales o mensuales de la variable meteorolgica de estaciones con n aos de registros con observaciones faltantes a ciertas estaciones en ciertos aos. Para cada estacin se calcula una media que cubre el juego de datos del perodo de estudio, y para todos los aos, se calcula un ndice que ser superior a 1 cuando el ao presente valores altos (ao hmedo con altas temperaturas) e inferior a 1 cuando el ao tenga valores bajos (ao con dficit de lluvias o con bajas temperaturas). El VR toma en cuenta la informacin de una regin que supuestamente es homognea climticamente (comportamiento temporal similar). Calculado el VR del grupo regional de estaciones, la crtica de los datos se facilita grandemente, porque se puede entonces:
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
SEP
OCT
NOV
DIC
ENE
FEB
MAR AB
RM
AY JUN
JUL
AGO
MESES DEL AO HIDROLGICO
PR
EC
IPIT
AC
IN
[ m
m ]
ACHUMANI (1991-2010)
BOLSA NEGRA (1975-2002)
CHACALTAYA (1961-1966)
EL ALTO (1975-2010)
LA PAZ (1975-2010)
LAMBATE (1975-2003)
MECAPACA (75-94, 88-10)
PINAYA (1975-2010)
PALCA (72-85, 02-10)
VIACHA (1975-2010)
-
INFORME FINAL PROYECTO ILLIMANI ANLISIS DE TENDENCIAS CLIMTICAS [ 21 ]
Evaluar la calidad de los datos de una estacin y su pertenencia al grupo regional, mediante diversos parmetros estadsticos (i.e. coeficiente de correlacin, error relativo, desviacin Standard) proporcionados por el programa del VR.
Comparar y evaluar grficamente el comportamiento de las estaciones dentro de un grupo y entre grupos, trazando, entre otras cosas, el vector regional del grupo, de las estaciones que lo componen, as como las curvas doble acumuladas. Esto permite identificar rpidamente quiebres y datos anmalos.
La calidad del VR depende de la calidad de los datos de la entrada, aunque los algoritmos usados intentan minimizar la influencia de los datos errneos. El vector calcula a la salida "la contaminacin" por los errores que existen en los datos origen. Si se eliminan o corrigen gradualmente los datos incoherentes ms evidentes en los datos de entrada, se llegar a un VR de buena calidad. Cuando el VR es de calidad buena, se lo podra usar para reconstituir datos faltantes (lagunas), multiplicando el ndice regional de un ao por el valor medio de la precipitacin en esa estacin durante el perodo de estudio. Antes de aplicar el programa se requiere del anlisis crtico inicial de la informacin existente, entendindose por esto a la deteccin y exclusin de la matriz de aquellos datos incoherentes o no posibles, es decir que contengan errores groseros. Posteriormente con carcter preliminar, se forman grupos regionales grandes de estaciones, tomando en cuenta su cercana, caractersticas fsicas y topogrficas, etc. La salida del programa contiene varios parmetros que evalan la calidad de los resultados. Se consideran principalmente los siguientes parmetros:
El coeficiente de correlacin r del ndice con las estaciones (>0.70) El valor de las desviaciones (que se deben mantener dentro de un margen de tolerancia) Los lmites de confianza (inferior y superior) dentro de los que se deben mantener las series
interanuales del ndice del vector
En nuestro caso estos parmetros sern tolerables o admitidos, en cuanto a que el grupo regional est conformado por estaciones bastante lejanas, y sobre contexto fsico geogrfico diferente (altiplano, valles cerrados interandinos). En algn caso, el anlisis de resultados lleva a disminuir el tamao del grupo regional, a identificar estaciones cuyos datos son inconsistentes y en caso extremo, a eliminar aquellas estaciones con bajo coeficiente de correlacin y alta desviacin. Los resultados del VR de ndices anuales para la precipitacin, se muestran en la figura 6, en forma de ndices obtenidos sobre los valores anuales de periodos histricos comunes de al menos 3 estaciones, calculados respecto al ao hidrolgico adoptado: septiembre-agosto. SE han filtrado las estaciones regionales ms consistentes. En general se observa que el comportamiento climtico es relativamente homogneo, salvo en algunos aos. Esto implica que los valores de los ndices de las estaciones estn dentro del intervalo de confianza, por lo
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INFORME FINAL PROYECTO ILLIMANI ANLISIS DE TENDENCIAS CLIMTICAS [ 22 ]
que da una idea de calidad e homogeneidad para trabajar con los datos de lluvia de las estaciones.
Figura 6: ndices anuales del vector regional y de las estaciones regionales, datos originales de
precipitacin y de series reconstituidas y rellendas (Fuente: Elaboracin propia)
Indices anuales del Vector y de las Estaciones (Brunet Moret)
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
1960
1965
1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
2010
Ao Hidrolgico
Indic
es a
nual
es d
el V
R
Achumani BolsaNegra Chacaltaya ElAlto
Lambate LaPaz Mecapaca Palca
Pinaya Viacha Vector Lm. Inf.
Lm. Sup.
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
1945
1950
1955
1960
1965
1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
2010
Indi
ces a
nual
es d
el V
R
Ao hidrolgico
Indices anuales del Vector y de las Estaciones (1946-2009) (Brunet Moret)
El Alto AASANA Lambate
La Paz Central Mecapaca
San Calixto Vector
Lm. Inf. Lm. Sup.
SERIES ORIGINALES
SERIES RECONSTITUIDAS
-
INFORME FINAL PROYECTO ILLIMANI ANLISIS DE TENDENCIAS CLIMTICAS [ 23 ]
3.4.2 Temperaturas La calidad de la informacin est condicionada por varios factores sujetos en mayor o menor proporcin a errores difciles de detectar. En general, la calidad depender de las consideraciones asumidas para definir las estaciones hidrometeorolgicas en funcin a su localizacin, as como a los periodos de registro observados disponibles y las condiciones en las estaciones respecto a su operacin, mantenimiento y procesamiento de la informacin. El anlisis de consistencia de la informacin termomtrica se efecta a travs del anlisis de correlacin, basado en la suposicin de que las temperaturas medidas en las estaciones regionales, se relacionan entre s de manera lineal. La figura 7 y la tabla 6 muestran los estadsticos de los datos de temperatura mensual observada de las estaciones regionales de apoyo.
Figura 7: Estadsticas temperatura media mensual observada estaciones regionales
(Fuente: Elaboracin propia en base a datos de SENAMHI)
TEMPERATURA MEDIA MENSUAL ACHUMANI
10
12
14
16
18
SEP
OCT
NOV
DIC
ENE
FEB
MAR AB
RM
AY JUN
JUL
AGO
MESES DEL AO HIDROLGICO
TE
MP
ER
AT
UR
A M
ED
IA [
C
]
MAXIMO MNIMO PROMEDIO (2004-2010) Percentil - cuartil (25%) Percentil - cuartil (75%)
TEMPERATURA MEDIA MENSUAL EL ALTO
2
4
6
8
10
12
SEP
OCT
NOV
DIC
ENE
FEB
MAR AB
RM
AY JUN
JUL
AGO
MESES DEL AO HIDROLGICO
TE
MP
ER
AT
UR
A M
ED
IA [
C
]
MAXIMO MNIMO PROMEDIO (2004-2010) Percentil - cuartil (25%) Percentil - cuartil (75%)
-
INFORME FINAL PROYECTO ILLIMANI ANLISIS DE TENDENCIAS CLIMTICAS [ 24 ]
Figura 7: Estadsticas temperatura media ambiente observada estaciones regionales (Cont.)
(Fuente: Elaboracin propia en base a datos de SENAMHI)
TEMPERATURA MEDIA MENSUAL LA PAZ
6
8
10
12
14
16
SEP
OCT
NOV
DIC
ENE
FEB
MAR AB
RM
AY JUN
JUL
AGO
MESES DEL AO HIDROLGICO
TE
MP
ER
AT
UR
A M
ED
IA [
C
]
MAXIMO MNIMO PROMEDIO (1945-2010)
Percentil - cuartil (25%) Percentil - cuartil (75%)
TEMPERATURA MEDIA MENSUAL MECAPACA
10
12
14
16
18
20
SEP
OCT
NOV
DIC
ENE
FEB
MAR AB
RM
AY JUN
JUL
AGO
MESES DEL AO HIDROLGICO
TE
MP
ER
AT
UR
A M
ED
IA [
C
]
MAXIMO MNIMO PROMEDIO (2002-2009)
Percentil - cuartil (25%) Percentil - cuartil (75%)
TEMPERATURA MEDIA MENSUAL PALCA
6
8
10
12
14
16
18
SEP
OCT
NOV
DIC
ENE
FEB
MAR AB
RM
AY JUN
JUL
AGO
MESES DEL AO HIDROLGICO
TE
MP
ER
AT
UR
A M
ED
IA [
C
]
MAXIMO MNIMO PROMEDIO (2002-2009)
Percentil - cuartil (25%) Percentil - cuartil (75%)
-
INFORME FINAL PROYECTO ILLIMANI ANLISIS DE TENDENCIAS CLIMTICAS [ 25 ]
Figura 7: Estadsticas temperatura media ambiente observada estaciones regionales (Cont.) (Fuente: Elaboracin propia en base a datos de SENAMHI)
Tabla 6: Estadsticos de la temperatura media mensual en estaciones regionales
(Fuente: Elaboracin propia en base a datos de SENAMHI)
TEMPERATURA MEDIA MENSUAL VIACHA
0
2
4
6
8
10
12
14
16
SEP
OCT
NOV
DIC
ENE
FEB
MAR AB
RM
AY JUN
JUL
AGO
MESES DEL AO HIDROLGICO
TE
MP
ER
AT
UR
A M
ED
IA [
C
]
MAXIMO MNIMO PROMEDIO (1961-2010)
Percentil - cuartil (25%) Percentil - cuartil (75%)
ESTADSTICA ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ANUALMAXIMO Histrico 15.1 15.1 15.9 16.0 14.0 12.6 12.6 13.6 14.2 15.2 16.1 15.6 14.2MNIMO Histrico 13.0 13.4 13.6 13.7 11.4 10.9 10.6 11.5 12.2 14.2 15.0 14.3 13.4PROMEDIO (2004-2010) 14.4 14.4 14.8 14.5 13.0 11.9 11.4 12.6 13.3 14.6 15.5 15.0 13.8Percentil - cuartil (25%) 14.2 14.1 14.3 14.0 13.0 11.1 10.9 12.2 12.8 14.4 15.3 14.7 13.5Percentil - cuartil (75%) 14.9 14.7 15.3 14.8 13.4 12.5 11.7 13.2 13.8 14.9 15.6 15.4 14.0
E S T A C I N A C H U M A N I
ESTADSTICA ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ANUALMAXIMO Histrico 11.2 10.6 10.7 9.8 8.6 7.3 6.7 7.7 8.4 10.6 10.9 11.0 8.5MNIMO Histrico 7.1 7.1 6.8 6.3 5.1 3.9 3.3 4.2 5.6 7.0 7.5 7.0 6.9PROMEDIO (1962-2010) 8.7 8.7 8.5 7.9 6.4 5.1 4.8 5.9 7.1 8.4 9.2 9.1 7.5Percentil - cuartil (25%) 8.1 8.2 8.1 7.4 6.0 4.6 4.3 5.4 6.8 8.1 8.7 8.5 7.2Percentil - cuartil (75%) 9.2 9.1 8.9 8.3 7.0 5.5 5.2 6.2 7.5 8.7 9.7 9.7 7.7
E S T A C I N E L A L T O
ESTADSTICA ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ANUALMAXIMO Histrico 15.3 15.0 15.0 14.2 12.9 11.8 11.3 12.5 13.2 14.5 15.5 15.8 13.6MNIMO Histrico 10.4 10.0 9.9 10.4 9.1 6.8 6.4 8.2 8.3 9.0 10.8 10.0 10.4PROMEDIO (1945-2009) 12.4 12.4 12.5 12.2 11.2 10.0 9.6 10.5 11.3 12.5 13.1 13.0 11.9Percentil - cuartil (25%) 11.6 11.7 11.7 11.4 10.4 9.4 9.2 9.8 10.7 12.0 12.5 12.4 11.3Percentil - cuartil (75%) 13.2 13.2 13.1 12.9 12.0 10.9 10.1 11.3 12.0 13.2 13.7 13.7 12.5
E S T A C I N L A P A Z
ESTADSTICA ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ANUALMAXIMO Histrico 17.9 18.2 18.1 16.6 14.8 13.9 13.6 14.3 15.2 16.4 18.1 18.1 16.0MNIMO Histrico 16.4 16.3 16.1 15.3 12.8 12.5 11.8 12.7 13.9 15.4 16.0 16.6 14.9PROMEDIO (2002-2010) 17.1 16.9 16.9 15.9 14.0 13.0 12.7 13.4 14.5 15.9 16.8 17.3 15.3Percentil - cuartil (25%) 16.8 16.5 16.4 15.6 13.7 12.8 12.3 13.0 14.2 15.7 16.6 16.9 15.2Percentil - cuartil (75%) 17.4 17.2 17.3 16.2 14.3 13.0 13.3 13.9 14.7 16.2 16.9 17.6 15.4
E S T A C I N M E C A P A C A
-
INFORME FINAL PROYECTO ILLIMANI ANLISIS DE TENDENCIAS CLIMTICAS [ 26 ]
Tabla 6: Estadsticos de la temperatura media mensual en estaciones regionales (Cont.)
(Fuente: Elaboracin propia en base a datos de SENAMHI)
La figura 8 muestra los valores medios mensuales de temperatura media de las series de las estaciones regionales consideradas sobre el periodo (1975-2010)
Figura 8: Temperatura media mensual en estaciones regionales (1975-2010)
(Fuente: Elaboracin propia)
Del anlisis de consistencia, se puede observar que existe correspondencia entre las temperaturas registradas en las diferentes estaciones regionales durante el periodo 2010. El anlisis de consistencia de la informacin y el relleno de datos faltantes de la estacin Pinaya (HOBO) se realiza a travs de un modelo de regresin lineal mltiple partir de las estaciones de apoyo. Los coeficientes de determinacin que comparan los valores calculados y reales en el anlisis de regresin mltiple para los diferentes juegos de estaciones se muestran en las tablas siguientes:
ESTADSTICA ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ANUALMAXIMO Histrico 16.6 17.2 16.7 14.9 13.6 13.8 11.1 12.7 14.6 14.3 17.1 17.6 13.9MNIMO Histrico 11.3 11.7 12.0 11.1 9.7 7.4 6.2 8.5 9.0 11.7 12.9 12.2 11.0PROMEDIO (72-85, 02-10) 13.4 13.6 13.5 12.8 11.1 10.1 9.6 10.5 11.5 12.9 13.9 14.0 12.2Percentil - cuartil (25%) 12.5 12.9 12.6 11.8 10.5 9.3 9.3 10.1 10.6 12.3 13.2 13.0 11.6Percentil - cuartil (75%) 13.9 14.1 14.3 13.4 11.7 10.8 10.4 10.9 12.1 13.6 14.2 14.6 12.7
E S T A C I N P A L C A
ESTADSTICA ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ANUALMAXIMO Histrico 15.9 14.8 13.4 11.8 8.8 6.5 6.6 7.4 9.6 11.6 12.4 14.6 10.0MNIMO Histrico 8.0 7.5 8.0 5.8 3.3 0.7 0.9 3.0 4.4 6.7 7.7 8.0 5.5PROMEDIO (1961-2009) 10.5 10.5 10.0 8.8 6.2 4.2 4.2 5.7 7.7 9.3 10.2 10.6 8.3Percentil - cuartil (25%) 9.8 9.9 9.4 8.4 5.7 3.3 3.5 4.9 7.1 8.9 9.5 10.0 8.0Percentil - cuartil (75%) 10.9 11.0 10.4 9.5 6.9 5.1 5.0 6.5 8.5 9.8 11.0 11.2 8.9
E S T A C I N V I A C H A
4
6
8
10
12
14
16
18
20
SEP
OCT
NOV
DIC
ENE
FEB
MAR
ABR
MAY
JUN
JUL
AGO
MESES DEL AO HIDROLGICO
TEM
PER
ATU
RA
MED
IA [ C
]
ACHUMANI (2004-2010) EL ALTO (2004-2010) LA PAZ (1945-2010)MECAPACA (2002-2009) PALCA (2002-2009) VIACHA (1961-2010)
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INFORME FINAL PROYECTO ILLIMANI ANLISIS DE TENDENCIAS CLIMTICAS [ 27 ]
Tabla 7: Coeficientes de determinacin de la regresin mltiple de temperatura mxima y mnima diaria (2010)
(Fuente: Elaboracin propia)
Podemos observar que los datos de temperatura la estacin analizada Pinaya son consistentes y que existe una buena correlacin entre sta y las estaciones de apoyo. Se ha considerado la estacin Pinaya por ser la que se encuentra ms cerca a la cuenca de estudio. Elegimos las estaciones de La Paz y el Alto para rellenar vacios y lagunas de datos en estaciones de la regin, por ser las estaciones con el record ms largo de informacin. La figura 9 de ndices anuales para temperatura media, muestra un comportamiento regional homogneo, que implica que los ndices de las estaciones estn dentro del lmite de confianza, por lo que da a entender la buena calidad de datos y validar que existe un comportamiento similar. Si bien muestran un comportamiento regional homogneo, en algunas estaciones se presentan aos en que el ndice queda fuera del lmite de confianza del grupo regional, que es el caso de Viacha (1970-1979). A pesar de esta condicin se la tomo en cuenta por tener una serie continua y larga para ser comparada con las otras estaciones regionales adoptadas para el anlisis. Es posible que la estacin haya sufrido cambios de posicin, ubicacin tipo de instrumento de medicin. Las figuras 10 de ndices anuales para temperatura mxima, muestran un comportamiento regional homogneo, que implica que los ndices de las estaciones estn dentro del lmite de confianza, por lo que da a entender la buena calidad de datos y validar que existe un comportamiento similar. Caso poco diferente son los ndices anuales para temperatura mnima de las figuras 11, que si bien muestran un comportamiento regional homogneo, en la estacin de Viacha se presentan aos en que el ndice queda fuera del lmite de confianza del grupo regional. Se han evaluado mes a mes los valores y se ha decidido aceptarlos. Es justificable debido a la poca informacin regional cercana para conformar los grupos mencionados para un periodo extenso, como el que se est evaluando en el presente estudio.
Estaciones r^2 r
Pinaya HOBO vs Todas las estaciones 0,823 0,907
Pinaya HOBO vs Viacha - La Paz - El Alto 0,793 0,890
Pinaya HOBO vs La Paz - El Alto 0,791 0,889
Pinaya HOBO vs Viacha - La Paz 0,770 0,877
Pinaya HOBO vs Viacha - El Alto 0,687 0,829
Resumen Tmax
Estaciones r^2 r
Pinaya HOBO vs Todas las estaciones 0,861 0,928
Pinaya HOBO vs Viacha - La Paz - El Alto 0,860 0,927
Pinaya HOBO vs La Paz - El Alto 0,860 0,927
Pinaya HOBO vs Viacha - La Paz 0,844 0,919
Pinaya HOBO vs Viacha - El Alto 0,799 0,894
Resumen Tmin
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INFORME FINAL PROYECTO ILLIMANI ANLISIS DE TENDENCIAS CLIMTICAS [ 28 ]
Figura 9: ndices anuales del vector regional y de las estaciones regionales, datos originales y
datos corregidos y completados de temperatura media (Fuente: Elaboracin propia)
Indices anuales del Vector y de las Estaciones (Brunet Moret)
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
1.31965
1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
2010
Ao hidrolgico
Indic
es
anual
es
del
VR
Achumani ElAlto LaPaz Mecapaca Palca
Viacha Vector Lm. Inf. Lm. Sup.
0.7
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
1.3
1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
2010
Indi
ces a
nual
es d
el V
R
Ao hidrolgico
Indices anuales del Vector y de las Estaciones (Brunet Moret)
EL ALTO LA PAZ CENTRAL VIACHA Vector Lm. Inf . Lm. Sup.
SERIES ORIGINALES
SERIES RECONSTITUIDAS
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INFORME FINAL PROYECTO ILLIMANI ANLISIS DE TENDENCIAS CLIMTICAS [ 29 ]
Figura 10: ndices anuales del vector regional y de las estaciones regionales, datos corregidos completados de temperatura mxima
(Fuente: Elaboracin propia)
Figura 11: ndices anuales del vector regional y de las estaciones regionales, datos corregidos completados de temperatura mnima
(Fuente: Elaboracin propia)
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
1.319
70
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
2010
Indi
ces A
nual
es d
el V
R
Ao hidrolgico
Indices anuales del Vector y de las Estaciones (Brunet Moret)
EL ALTO LA PAZ CENTRAL
VIACHA Vector
Lm. Inf . Lm. Sup.
0.95
0.96
0.97
0.98
0.99
1.00
1.01
1.02
1.03
1.04
1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
2010
Indi
ces A
nual
es d
el V
R
Ao hidrolgico
Indices anuales del Vector y de las Estaciones (Brunet Moret)
EL ALTO LA PAZ CENTRAL VIACHA Vector Lm. Inf . Lm. Sup.
SERIES RECONSTITUIDAS
SERIES RECONSTITUIDAS
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INFORME FINAL PROYECTO ILLIMANI ANLISIS DE TENDENCIAS CLIMTICAS [ 30 ]
4 ANLISIS DE TENDENCIAS El anlisis de tendencias servir para evaluar el cambio en el comportamiento de la precipitacin y temperatura sobre periodos largos. Sobre series temporales cronolgicas de precipitaciones, temperaturas medias, temperaturas mximas y mnimas extremas en la regin, se analiza la tendencia aplicando tcnicas estadsticas, denominadas test paramtricos y no paramtricos. Se describe adems una metodologa para evaluar la sensibilidad del anlisis de tendencias sobre distintos periodos. Es necesario indicar que la posible tendencia identificada en series temporales de datos de una variable climtica pueden deberse a diferentes causas: cambio climtico global, consecuencia del aumento de las concentraciones de gases de efecto invernadero (efecto urbano y grandes metrpolis), cambio de uso de la tierra (deforestacin, urbanizacin, reforestacin, etc.). El anlisis de tendencias, por s solo, no permite identificar las causas.
4.1 Conceptos bsicos Una serie temporal es un grupo de datos observados de una variable, ordenada segn transcurre e