Aplicabilidad del pronóstico meteorológico dinámico del modelo WRF-SMN en crecidas hidrológicas en la región del Maule

Abstract

Durante el año 2023, la zona centro-sur de Chile se vio fuertemente afectada ante las crecidas hidrológicas causadas por un aumento en los eventos de precipitación en comparación a los últimos años. En la región del Maule, las precipitaciones superaron los 100 [mm] diarios y los caudales los 2000 [m3/s], obligando a evacuar a la población cercana. Esta situación origina la importancia de pronosticar eventos de crecida para prevenir riesgos hidrometeorológicos, un campo poco desarrollado en Chile. El presente trabajo evalúa los productos horarios de precipitación y temperatura del modelo climático de acceso libre desarrollado por el Servicio Meteorológico Nacional de Argentina, "WRF-SMN", durante el periodo invernal de 2022 y 2023 en la región del Maule en Chile, con tal de analizar su aplicabilidad en el pronóstico de crecidas hidrológicas, mediante el modelo hidrológico concentrado GR4H+CemaNeige. Específicamente, la evaluación se enfocó en tres subcuencas hidrográficas de la región: Achibueno en la Recova, Longaví en la Quiriquina y Perquilauquén en San Manuel. Se realizaron análisis hidrológicos y se compararon los productos con los datos históricos, calculando coeficientes de desempeño como Bias, RMSE, correlación de Pearson para las forzantes meteorológicas y NSE, pBias, KGE y RMSE para los pronósticos de caudales. Los resultados indicaron un sesgo cercano a 2 [mm/hr] para la precipitación y de aproximadamente -1 [°C] para la temperatura, con una mayor diferencia a altitudes mayores a los 400 [m s.n.m.], alcanzando valores de RMSE de hasta 6 [mm] y 6 [°C]. A escala diaria se observan resultados similares, donde a partir de los 400 [m s.n.m.] se detectan errores de mayor magnitud, alcanzando valores máximos de 150 [mm]. En la evaluación de caudales, los productos de referencia tienden a subestimar las observaciones, sin embargo al introducir los pronósticos meteorológicos de WRF-SMN, los caudales pronosticados se aproximan a los valores observados, logrando un RMSE promedio de 0,5 [mm/hr] para las tres cuencas. A pesar de esto, el coeficiente NSE indica resultados mixtos, ya que aproximadamente solo un 18% de las modelaciones presentaron un valor positivo, no obstante este porcentaje corresponde a las grandes crecidas registradas en 2023, siendo los eventos más relevantes del trabajo.