HOMOGENEIDAD DE SERIES

Transcripción

1 HOMOGENEIDAD DE SERIES Práctico 3 Climatología

2 CONTROL DE CALIDAD PROBLEMAS EN SERIES DE DATOS Datos faltantes Valores sospechosos Comportamientos sospechosos

3 CONTROL DE CALIDAD Ejemplo: MARCHA ANUAL TEMPERATURA MERCEDES E F M A M J J A S O N D 24,3 23,2 21,2 17, ,1 10,9 12, ,9 19,8 22,9 MARCHA ANUAL DATOS FALTANTES VALORES SOSPECHOSOS COMPORTAMIENT O SOSPECHOSO

4 CONTROL DE CALIDAD Ocurrieron realmente Valores y comportamientos sospechosos Error en el proceso de medición No ocurrieron Error en la digitalización Problemas con los instrumentos de medición (recalibración, cambio de instrumento, cambio de localización de la estación)

5 Series homogéneas y no homogéneas Si la serie de dt datos presenta cambios bruscos en los valores (que pueden mantenerse o no), si sufren cambios en su variabilidad o si sufren de una modificación progresiva pero sistemática, entonces decimos que la serie es NO HOMOGÉNEA. Cuando la serie de datos presenta una no homogeneidad se le deben hacer ajustes, de manera que las estimaciones estadísticas estén lo más cerca posible de las estimaciones de los parámetros queseobservaron observaron.

6 Series no homogéneasrecomendaciones Verificar errores lógicos (que la temperatura,máxima sea mayor que la mínima) Marcar los valores que excedan un limite determinado como valores sospechosos y verificarlos (es común utilizar el limite de 4 desviaciones típicas) Realizar una cuidadosa inspección visual de los gráficos de la serie de tiempo Recurrir en caso de valores extremos a fuentes de información externas para ver si existe it evidencia i física (por ejemplo paso de frentes) Comparar valores sospechosos con valores en otras estaciones

7 Test de homogeneidad Las pruebas para demostrar que una serie de tiempo de una variable es razonablemente homogénea tienen por objetivo garantizar que las variaciones contenidas en las observaciones corresponden sólo a los procesos climáticos/meteorológicosy no a otros factores. h i ió d l d La homogenización de los datos es una tarea compleja.

8 Test de homogeneidad Los test de homogeneidad de series muestran que varios de los aparentes cambios climáticos son causados por inhomogeneidades de series debido a cambios operacionales en sistemas de observación.

9 Test del Recorrido (Run Test) Etapas del lprocedimiento: i 1. Estimación del valor medio de la serie (usamos la mediana si la muestra es chica). 2. Cálculo de los desvíos de cada elemento respecto al valor medio. Se asigna a cada valor de la serie el signo correspondiente, (+) si está el valor de la serie por encima de la media y ( ) si está por debajo. 3. Cálculo del número de cambios de signo que presenta la serie, y usamos el Criterio de Doorembos para analizar la homogeneidad de la serie. Ver la siguiente tabla:

10 Criterio de Doorembos Si al aplicar el test vemos que la prueba es no homogénea, debe buscarse la causa y no se aplica ninguna otra prueba. Las pruebas no son condiciones necesarias y suficientes i para afirmar que una serie sea homogénea. Mientras no haya una prueba que diga que una serie no es homogénea, será homogénea.

11 Ejemplo temperaturas medias anuales Artigas TEMPERATURAS MEDIAS ANUALES ARTIGAS AÑO T ANU MED SIGNO , , , , , , , , , , , , ,5 MEDIANA CAMBIOS DE SIGNO

12 Homogeneidad relativa Entre 2 puntos poco alejados ljd y ubicados en situaciones i topográficas parecidas, los valores de los elementos climáticos son bastante parecidos. Por lo tanto, las diferencias o los cocientes de los valores correspondientes a un mismo elemento, de un año al otro, varían mucho menos que los valores mismos. La noción de serie relativamente homogénea se obtiene por comparación con una serie sincrónica de otra estación. Si dos series son relativamente homogéneas, entonces, decimos que pertenecen a una misma región climática.

13 Criterio de Abbe (entre dos series) Determina la homogeneidad drelativa entre dos series. Procedimiento: 1. Se calculan los desvíos entre los N valores de las dos series: ΔT= (Ti T i) 2. Se determina el promedio de ΔT s, o sea Δ. 3. Construir la sucesión de diferencias: di= ΔT Δ 4. Calcular los valores A y B, tales que: A=Σ(di) 2 y B=Σ(di di+1) 2

14 Criterio de Abbe Si se cumple la siguiente i relación: 1 (1/N) 2A/B 1+ (1/N) Entonces, se concluye que las series son homogéneas entre sí. NOTA: si la serie de datos a la que se aplica el test es de precipitación, entonces la sucesión será de cocientes y no de diferencias, es decir ΔRR= Ri/R i

15 Ejemplo TEST DE HOMOGENEIDAD RELATIVA DE ABBE precipitación AÑO ARTIGAS SALTO ki/ki` kim di (di)^2 di di+1 (di di+1)^ ,6 1096, ,44 718, ,9 1474, , ,5 1594, , ,8 1054, ,5 1144, ,5 1290,4 A 1 (1/N) B 1+ (1/N) N 2A/B

16 Criterio de Helmert (entre dos series) Determina la homogeneidad drelativa entre dos series. Procedimiento: 1. Se calculan los desvíos entre los N valores de las dosseries: series: ΔT= (Ti T i) Ti) 2. Se determina el promedio de ΔT s, o sea Δ. 3. Se construye la sucesión de diferencias: di= ΔT Δ

17 Criterio de Helmert Se compara cada elemento de la sucesión d con el siguiente (el último con el primero). Se define S cuando no existe cambio de signo y C cuando si lo hay. Sean S y C, tales que: S=Σ S y C= Σ C Si se cumple la relación: (N 1) S C (N 1) Entonces, las series son homogéneas (entre ellas). NOTA: si la serie de datos a la que se aplica el test es de precipitación, entonces la sucesión será de cocientes y no de diferencias, es decir ΔRR= Ri/R i i.

18 Ejemplo TEST DE HOMOGENEIDAD RELATIVA DE HELMERT precipitación AÑO ARTIGAS SALTO ki/ki` kim di SIGNO C ó S? ,6 1096, ,4 718, ,9 1474, , ,5 1594, , ,8 1054, ,5 1144, ,5 1290,4 N (N 1) S C S C