Análisis regional de frecuencia mediante el método de los L-momentos en las regiones de Valparaíso y Metropolitana para la generación de cartografía probabilística de sequía meteorológica

Abstract

En el presente estudio se aplicó el método denominado análisis regional de frecuencia basado en los L-momentos. Este método fue aplicado para generar cartografía de probabilidades asociadas a eventos de sequía meteorológica en la Región de Valparaíso y la Región Metropolitana para diferentes duraciones, sobre la base de los criterios de déficit hídrico establecidos por el decreto 39 de 1984 de la Dirección General de Aguas. Para la aplicación de los procedimientos estadísticos asociados a los L-momentos se generó una base de datos de precipitación acorde a los supuestos del análisis regional de frecuencias, es decir, se eliminaron datos incompletos y anómalos de los registros de precipitación y se analizó si las series de datos satisfacían los supuestos de no presentar tendencias ni correlación. También se procedió a formar regiones homogéneas de precipitación basándose en los indicadores de discordancia y homogeneidad basados en los L-momentos. Se ajustaron diferentes distribuciones de probabilidad a las regiones homogéneas para seleccionar una distribución de mejor ajuste según ciertos criterios. Con cada distribución seleccionada se estimaron cuantiles regionales y a nivel estación para diferentes combinaciones, utilizando como meses de inicio Abril y Julio para duraciones de sequía de 3, 6, 12, 18, 24 y 36 meses. Para la creación de los mapas de probabilidades de sequía meteorológica fue necesario estimar la distribución espacial de los L-momentos (L-coeficiente de variación y L-sesgo) mediante el ajuste de una función exponencial entre los L-momentos y la precipitación media anual, utilizando ésta como variable auxiliar. Como principales resultados se obtuvieron mapas de probabilidades de no excedencia asociada a precipitación igual o menor al 70% de la media de cada periodo y mapas de periodos de retorno asociados a las probabilidades de no excedencia. Los valores de probabilidades obtenidas se ajustan a la distribución espacial de la precipitación de la Región de Valparaíso y la Región Metropolitana. Se obtuvieron mayores probabilidades de déficit hídrico en las zonas más áridas y menores probabilidades en las zonas más húmedas, siendo los valores de las probabilidades similares para ciertas combinaciones debido a la distribución anual de las precipitaciones.

In the present study, we applied a methodology called regional frequency analysis based on the L-moments. This methodology was applied to generate cartography of probabilities associated to meteorological drought in the Valparaíso and Metropolitan Region of Chile for different time spans, on the base of the criteria of water deficit established by the decree 39 of the General Management of Water of 1984. In order to apply the statistical procedures associated to the L-moments, it was required to generate a database of precipitation according to the supposed of the regional of frequency analysis, it proceeded to eliminate anomalous and incomplete data of the precipitation records and to analyse if the series of data satisfied the supposed of presenting non tendencies neither correlation. Also, it proceeded to form homogeneous regions of precipitation through different procedures. Finally, the homogeneous regions of precipitation were formed based on the indicators of discordance and homogeneity based on the L-moments. Different distributions of probability to the homogeneous regions were adjusted to select a distribution of best adjustment according to certain criteria. Regional quintiles were estimated with each distribution selected and at the early month combinations of April and July for duration of a span of 3, 6, 12, 18, 24, 39 and 36 months. To create the map of probabilities of meteorological drought, it was necessary to estimate the spatial distribution of the L-moments (L-coefficient of variation and L- skewness) through the adjustment of an exponential function between the L-moments and the annual average of precipitation, utilizing this as a variable to help. As main results, maps of probabilities of non-excedence associated to precipitation equal or lower to the 70% of the average of each period and return period maps associated to the probabilities of nonexcedence were obtained. The values of the probabilities obtained were adjusted to the spatial distribution of precipitation of the Valparaíso and Metropolitan Region. Greater odds of water deficit in the driest zones were obtained and smaller odds in the most humid zones, being the values of the similar odds for certain combinations due to the annual distribution of the precipitations.