Teoría del Estudio Preclimático
Anomalías térmicas de Valencia
Anomalías pluviales de Valencia
Anomalías térmicas de Valencia
A partir de los datos del observatorio Vall de la Ballestera hemos representado las anomalías mensuales de Valencia desde 1998 hasta 2003.
Las anomalías térmicas representan una variable caótica, es decir, está gobernada por el ruido; sin embargo, este ruido llega a tener un comportamiento en cierto modo descriptible, según la teoría de "resonancia de ruido". Entonces la variable caótica se convierte en cuasi-oscilante, con un residuo muy ruidoso. En climatología nos interesa el fenómeno cuasi-oscilante, de tal modo podamos entender, y por tanto predecir una determinada situación (en este caso anomalías térmicas). Por tanto, nos fijaremos en el análisis espectral de los datos, y eliminaremos el residuo ruidoso. Para ello, promediaremos los datos cada 3 meses y, entonces, la resolución del estudio será trimestral.
En cuanto al análisis sinusoidal de Furier, para simplificar hemos utilizado una serie de 6 frecuencias. En principio, el error del ajuste en la ordenada es el mismo que el de la resolución (intervalo de 3 meses), por tanto es equivalente a un mes. Por otro lado, el error de las anomalías del ajuste viene dado por la dispersión de los datos relativos (datos menos ajuste); en este caso se obtiene en torno a un grado. Esto significa que estamos en un error en la anomalía de entorno al 30%, ya que la amplitud térmica media de las anomalías en cada año está entorno a 3ºC.
Ajuste de 1998-2003
 |
|
|
La línea azul delgada une las anomalías mensuales desde 1998 hasta 2003. La línea azul gruesa representa una suavización de los datos mensuales a partir del promedio del dato mensual con los de los meses adyacentes (el anterior y el posterior). La línea roja es un ajuste espectral a 6 frecuencias. |
En esta gráfica observamos una frecuencia angular principal entorno a 0'508 rad/mes.
Desde 1998 hasta 2001 se observa una ajuste muy fino que se perturba a finales de 2001. Una perturbación es un extremo inesperado, de origen caótico, pero con efectos posteriores cuasi-oscilantes, es decir, su efecto se propaga, manetniendo de forma aproximada sus características de amplitud térmica y temporal. Las son pues componentes cuasi-oscilantes, en general de menos amplitud que las frecuencias principales, que tienen una "vida corta", y pro tanto aparecen y desaparecen (perturbaciones constructivas y destructivas)
A partir de la perturbación de finales de 2001, se obtiene una oscilación aproximada adicional, entorno a la propia línea de ajuste (en rojo); es decir, después de unos 3 meses con anomalía por debajo del ajuste, hay unos 3 meses con anomalía por arriba, y viceversa. A este análisis lo llamaremos Análisis Fino, y se basa en la teoría de perturbaciones. Sin embargo esto representa una inseguridad a la hora de hacer predicciones, ya que en nuestro análisis no hemos tenido en cuenta dicha perturbación que puede afectar claramente en la construcción de los máximos y los mínimos, por resonancia.
No obstante, pese a que hemos detectado una perturbación que invalida parcialmente el ajuste, realizaremos una prolongación ara los años siguentes:
Prolongación 2003-2007
 |
|
|
La línea azul delgada une las anomalías mensuales desde 1998 hasta 2003. La línea azul gruesa representa una suavización de los datos mensuales a partir del promedio del dato mensual con los de los meses adyacentes (el anterior y el posterior). La línea roja es un ajuste espectral a 6 frecuencias, prolongada hasta 2007 |
Mirando la prolongación, podíamos hacer una predicción orientativa para al menos los dos años posteriores:
Observemos que para el 2004 se preveía un mínimo al rededor de febrero, que en todo caso sería similar al que se produjo en 2003.
El máximo de 2004, previsto al rededor de agosto, sería menor que el de 2003 y 2005.
El mínimo de 2005 se inscribe entorno a enero, mientras que el máximo de 2005 se esperaría alrededor de agosto.
Ajuste de 1998-2005
A continuación comparamos la predicción con los datos obtenidos en 2004 e inicios de 2005:
 |
|
|
La línea azul delgada une las anomalías mensuales desde 1998 hasta 2005. La línea azul gruesa representa una suavización de los datos mensuales a partir del promedio del dato mensual con los de los meses adyacentes (el anterior y el posterior). La línea roja es un ajuste espectral a 6 frecuencias. |
Comparando los datos reales con la pequeña predicción, podemos observar que hay algunas coincidencias significativas :
En el 2004 se preveía un mínimo al rededor de febrero y ha tenido lugar en marzo y es similar al que se produjo en 2003.
El máximo de 2004, previsto al rededor de agosto, coincide perfectamente con la predicción.
El mínimo de 2005 se esperaba entorno a enero y ha tenido lugar en torno a febrero.
Estas pequeñas diferencias entre la predicción y la medición puede deberse al efecto de la perturbación que hemos detectado anteriormente y que no hemos incorporado al ajuste por razones de simplicidad.
Por tanto, podemos concluir que las proyecciones son válidas para 3 años vista, con una resolución de 3 meses, es decir, con un error temporal máximo del 10%, y con un error de 1ºC. Por otra parte, podemos justificar el rango de validez de ajuste de 5 años, para 3 años más:
Este estudio preclimático
presupone que la temperatura de equilibrio de una determinada zona
(Valencia) es constante (a lo largo de 8 años), y esto es una mera
aproximación, porque realmente hay dos factores que no se han tenido en
cuenta: los semiperiodos magnéticos del solares (11 años) y la subida de la
temperatura de orden la década. Para que estos efectos sean importantes
(superiores a las oscilaciones naturales) han de pasar más de 8 años.
Atendiendo al nuevo ajuste (realizado con datos hasta mayo de 2005), nos damos cuenta que la frecuencia principal es muy similar a la del ajuste anterior: 0'505 frente a 0'508 rad/mes. Esto significa que no ha habido una variación significativa en las variables intrínsecas cuasi-oscilantes.
Además observamos una nueva perturbación constructiva a principios de 2005, con lo que deberemos realizar un Análisis Fino para mejorar la prolongación analítica del ajuste. En principio, la prolongación para los próximos años es esta:
Prolongación 2005-2007
 |
|
| La línea roja es un ajuste espectral a 6 frecuencias para el intervalo 1998-2005, prolongado hasta 2007 |
Observemos que el máximo de 2005
se sigue esperando para agosto, a pesar de que han transcurrido 2
años entre los datos de los dos ajustes.
Realizando un Análisis Fino, observamos que, cada 4 meses (de media) se produce un semiperiodo de perturbación. Sin embargo, la dispersión de la amplitud temporal de la perturbación es del 50%, es decir, varía entre 2 y 6 meses
(Perturb. constuctiva) --->
12-2001 --->
2-2002 ---> 8-2002
---> 11-2002 --->
3-2003
---> 8-2003 --->
12-2003 ---> 1-2004 --->
3-2004 ---> (Perturb. destructiva)
(Perturb. constuctiva) ---> 3-2005 --->
¿8-2005?---> ¿12-2005?
--->¿?
La perturbación es, por tanto, de entorno a 0'8ºC y 4 meses.
A continuación, expondremos la predicción directa de la prolongación analítica y la Predicción Fina, incorporando el efecto de la perturbación.
Trimestral Predicción Directa Perturbación Predicción Fina
junio-agosto ( +1'5ºC , +2'5 ºC) +0,8 ( +2'3ºC , +3'3 ºC)
agosto-octubre ( +0'5ºC , +1'5 ºC) +0 ( +0'5ºC , +1'5 ºC)
octubre-diciembre ( -0'5ºC , +1'5 ºC) -0'8 ( -1'3ºC , +0'3 ºC)
Hay que advertir que la prolongación de una perturbación sólo es adecuada para unos pocos meses, ya que se trata de una variable mucho más caótica que las componentes principales del estudio.