Caracterización de temperatura

Transcripción

1 Metodología para la caracterización de temperatura

2 Introducción Producir un cultivo en condiciones ambientales favorables reduce costos, incrementa el rendimiento y calidad de las cosechas. Dentro de los procesos productivos agropecuarios, piscícola, etc., existen factores que restringen su desarrollo en especial los climáticos, por ende es necesario caracterizar las áreas tomando en cuenta factores como temperatura y precipitación. La temperatura influye directamente en los procesos tanto físicos, fisiológicos como en los procesos bioquímicos, a mayor temperatura, mayores son las reacciones químicas, en realidad la fisiología y el metabolismo funcionan al ritmo de la temperatura de cada zona o región. La caracterización de la temperatura es la división de la superficie de la tierra en unidades más pequeñas, con condiciones similares, es una herramienta útil en la implementación de una agricultura productiva, con menor riesgo e impacto ambiental. Selección y limpieza de los datos de las estaciones meteorológicas del SMN Datos meteorológicos del Servicio Meteorológico Nacional. La base de datos del CLICOM (Servicio Meteorológico Nacional), es un conjunto de datos que contiene todos los registros diarios de todas las estaciones que han sido utilizadas o están en uso por el SMN, a su vez se dividen en varias secciones que son: las estaciones, los datos diarios de cada estación, así como los datos mensuales de cada una de ellas.

3 Ilustración 1.- Estaciones seleccionadas para el estado de Hidalgo Se generó un archivo con las estaciones meteorológicas con las características necesarias, para realizar la caracterización de la precipitación y la temperatura, es necesario tener datos recientes continuos y de calidad, por lo cual de la base original del SMN que contaba con 5,492 estaciones, se seleccionaron 3040 estaciones que cumplían con 2 condiciones esenciales; la primera es que tuvieran datos desde 1974 a 2015 es decir, poco más de 40 años, para garantizar la temporalidad de los datos; la segunda es que en el periodo mencionado por lo menos la estación cuente con 25 años en servicio, con la finalidad de garantizar la continuidad de los datos. Para evitar situaciones que pueden causar ruido como puede ser la falta de datos de varios días, meses, incluso años y esto podría afectar de manera significativa el resultado esperado, por tal motivo fue necesario efectuar la limpieza de los datos. Se utilizaron las claves 203 y 208 pertenecientes a la base de datos del CLICOM que corresponden a la temperatura media mensual y precipitación total mensual respectivamente, con respecto a la integridad de los datos se eliminaron las banderas M, D, J, O, P, Q y B para evitar errores, es necesario aclarar que esta información fue obtenida de la base de datos diarios que son calculados y corregidos por el SMN.

4 Caracterización climática Se adhirió la base de datos meteorológicos a una capa geográfica con el fin de poder generar capas de información que permitieran conocer o representar de manera gráfica los rangos de temperatura y precipitación de un lugar o zona específica. Con el apoyo de herramientas de análisis espacial, se realizaron interpolaciones estadísticas para obtener la caracterización de la temperatura. Adecuación de la base de datos tabular para transferirla a una base geográfica Una vez seleccionadas las estaciones, se adecuaron los datos para realizar un promedio por estación de cada uno de los meses del año, obteniendo la temperatura media mensual de los últimos 40 años. Una vez completos los datos de todas las estaciones seleccionadas, se determinó la temperatura media anual para cada una de ellas, se sumaron los valores mensuales para cada estación y el resultado se dividió entre 12, para de esta manera obtener el promedio anual. Unión de la base de datos a la capa de las estaciones del SMN Se adhirió la base de datos meteorológicos generada anteriormente a la capa geográfica de ubicación de las estaciones, con el fin de tener una capa que presentara el valor de la temperatura media anual de la estación para utilizarlo en los siguientes pasos.

5 Creación de raster de temperatura. Ilustración 2.- Unión de base de datos meteorológicos a una capa geográfica. Con la información lista, se creó un raster con utilizando la herramienta IDW (Distancia Inversa Ponderada), la cual realiza una interpolación de tal manera que la influencia de un punto en relación con otros disminuye con la distancia desde el punto desconocido que se desea crear. Es decir, conforme el coeficiente se incrementa, el valor de los puntos desconocidos se aproxima al valor del punto de observación más cercano. Ilustración 3.- Raster de temperatura del estado de Hidalgo

6 Raster de temperatura aplicando el gradiente altitudinal. Para realizar este producto se utilizó la metodología aplicada por Andreas Fries en Near surface air humidity in a megadiverse Andean mountain ecosystem of southern Ecuador and its regionalization para generar un mapa de isotermas o mapa de calor, tomando en consideración el gradiente altitudinal, para lo cual se requirió un modelo de elevación digital (DEM), y datos de temperatura de las estaciones meteorológicas de una determinada área de estudio. Ilustración 4.- Grafica de correlación de temperatura VS altitud sobre el nivel del mar En la imagen de la izquierda, se puede distinguir claramente cuando se interpola por el método de IDW, la distribución de la información se realiza considerando sus vecinos cercanos, en la imagen de la derecha considera el gradiente altitudinal, dando como resultado información con mayor fiabilidad.

7 Ilustración 5.- Comparación de mapa de calor solo con interpolación IDW (Izq) y considerando el gradiente altitudinal (Der) Se interpolaron los datos de temperatura considerando la altitud de un modelo de elevación digital, esto también se puede aplicar para radiación solar, índices UV, humedad relativa, presión barométrica. No obstante este método no es recomendable para precipitación, evapotranspiración, velocidad del viento, es decir no aplica para variables que no sean dependientes. Caracterización de temperatura. Con el Raster de temperatura ajustado con base en el gradiente altitudinal se reclasifico en 6 categorías, para crear zonas homogéneas, de gran tamaño y representativas de la zona, acotándolas a que cada zona creada no tuviera una oscilación térmica mayor a 4 C.

8 Ilustración 6.- Caracterización de temperatura nacional.