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Relaciones entre meteorología e hidrología
Angel Luis Aldana Valverde
Consultor OMM
Coordinador de PROHIMET (http://www.prohimet.org)
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Interdependencias
Constatación en el terreno
Hidrología Meteorología
Datos de entrada
Mejora en la relación entre peligro y vulnerabilidad o exposición
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Necesidades comunes
o Datos de tiempo pasado y actual n Campos de precipitaciones n Campos de temperaturas n Coberturas nivales n Evapotranspiraciones n Humedad del terreno
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Diferencias
o Institucionales n Coordinación servicios
o Profesionales n Formación académica
o Operativas n Características de cada servicio
o Metodológicas y de aplicación
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Diferencias metodológicas y de aplicación
Hidrología Meteorología
Bases físicas
• No hay ecuaciones constitutivas. • Gran empirismo. • Formulaciones con validez condicionada por características físicas del lugar de aplicación y por tipo de evento
Formulaciones de base más generales.
Escala espacial • Los detalles del terreno pueden ser importantes • Decenas o cientos de metros
• Es posible trabajar con representaciones del terreno con poco detalle • Cientos o miles de metros
Extensión de los modelos Muy variable, desde los cientos de kilómetros a los miles de kilómetros
Pueden ser globales y generalmente de miles de kilómetros cuadrados
Parámetros fundamentales Hay que considerar la gran heterogeneidad del terreno en las tres dimensiones.
No tiene tanta dependencia de las características del terreno
Variables fundamentales y relevantes
Gran parte de las variables no pueden ser medidas directamente ni con precisión
Gran parte de las variables pueden ser medidas y observadas con precisión.
Tiempos de respuesta de los sistemas y horizontes temporales de previsión
Muy variables. Por naturaleza y necesidades de aplicación pueden ser de horas, días, semanas e incluso meses
Hay unos plazos claramente definidos y universales.
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Combinación de información
Fiabilidad = 0.5 Forma = 0.5
Método fiabilidad-forma de combinación de funciones.
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Previsión hidrológica SIN previsión de lluvias
Instante de previsión
Futuro (previsión hidrológica)
Pasado (período de simulación hidrológica)
H
Hipótesis de lluvia futura e
hidrogramas futuros
Hidrogramas resultantes
P
Q
t
Error asumible
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Previsión hidrológica CON previsión de lluvias
Instante de previsión
Futuro (previsión hidrológica)
Pasado (período de simulación hidrológica)
H sin
Hipótesis de lluvia futura
Hidrogramas resultantes
Previsión de lluvias
P
Q
t
Divergencia asumible
H con
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Previsión hidrológica CON previsión incierta de lluvias
Instante de previsión
Futuro (previsión hidrológica)
Pasado (período de simulación hidrológica)
Hipótesis de lluvia futura
Hidrogramas resultantes
Previsiones de lluvias con incertidumbre asociadas
P
Q
t
Divergencia asumible H sin
H con
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Previsión hidrológica CON previsión de lluvias
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
0.0
500.0
1000.0
1500.0
2000.0
2500.0
3000.0
3500.0
4000.0
4500.0
01 00:00 01 06:00 01 12:00 01 18:00 02 00:00 02 06:00 02 12:00 02 18:00 03 00:00 03 06:00 03 12:00
mm
m3/s
Previsiones hidrológicas con y sin previsión meteorológica
Q P max sin (m3/s) Q P max con (m3/s) Q P min sin (m3/s) Q P min con (m3/s) Q calc Pas (m3/s)
P max sin (mm): P max con (mm): P min sin (mm): P min con (mm): P (mm)
Horas (futuro) Q P max sin (m3/s) Q P max con (m3/s) Q P min sin (m3/s) Q P min con (m3/s) Dif sin Dif con3 2334.0 2173.2 2013.4 2066.5 320.6 106.76 2745.2 1993.6 1248.9 1496.1 1496.2 497.412 3041.3 1998.9 966.9 1309.3 2074.5 689.6
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Limitaciones
o Los modelos de predicción del tiempo no funcionan bien en escalas espaciales detalladas
o Los errores son mayores en las dos primeras horas y menores a partir de la cuarta (general y aproximadamente)
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Previsión hidrológica CON previsión de lluvias. Volúmenes
P5, Q5: Prob(P>P5)= Prob (Q>Q5) = 5
P50, Q50: Prob(P>P50)= Prob (Q>Q50) = 50
P95, Q95: Prob(P>P95)= Prob (Q>Q95) = 95
Tiempo de respuesta < intervalo de salida de resultados del modelo meteorológico
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Tabla resumen de aplicación al caso español (2003)
Previsión de lluvia /
Plazo
Sin previsión específica
Inmediata Corto (hasta 4 días)
Medio (hasta 10 días)
Ejemplo de previsión
Hipótesis de futuro subjetiva.
Extrapolación radar
Modelos autoregresivos
Radar + satélite
HIRLAM (primeros intervalos)
Análogos
Resolución espacial - 2 km - 2 km 22 km 50 x 60 km
Resolución temporal - 0.5 horas Cualquiera 1 hora 3 horas 24 horas
Tiempo de previsión de lluvias
0 hasta 2 horas hasta 2 horas hasta 6 horas hasta 48 horas hasta 3 días
Tiempo de previsión de caudales
TP+D No hay previsión
Tiempo de previsión de volúmenes
TP+D TP
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Diferentes horizontes de previsión
Medio plazo (hasta 3 días)
Inmediata (1-2 horas)
Corto plazo (hasta 4-6 horas)
Previsión de lluvias
Sin previsión específica
Caudales/volúmenes previstos
Instante de previsión
Futuro (horizonte de previsión hidrológica)
Pasado (período de simulación hidrológica)
D D D P Q
t
Previsiones de caudales
Futuro (horizonte de previsión hidrológica)
Pasado (período de simulación hidrológica)
Instante de previsión
D D D P Q
t
Previsiones de volúmenes
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