CAPITULO 1 - Biblioteca IDEAM catalogdocumentacion.ideam.gov.co/openbiblio/bvirtual/018665... · Web viewSe realizó la prueba de Kolmogorov-Smirnov entre las series de precipitación

Influencia del ENSO, Oscilación Madden-Julian, Ondas del Este, Huracanes yFases de la Luna en el Ciclo Diurno de la Precipitación en los

Andes tropicales de Colombia

Germán Poveda, Oscar J. Mesa, Paula A. Agudelo, Juan F. Álvarez, Paola A. Arias, Hernán A. Moreno, Luis F. Salazar, Vladimir G. Toro y Sara C. Viera

Posgrado en Aprovechamiento de Recursos Hidráulicos,Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín

Keywords: Diurnal Cycle, Precipitation, Tropical Andes of Colombia, ENSO, Madden-Julian, Tropical Easterly Waves, Hurrricanes, Moon Phases, Influence, Interaction.

AbstractWe study the ef fects of large-scale ocean-atmospheric, astronomicphenomena on thediurnal cycle of precipi tat ion at the tropical Andes ofColombia. Such phenomena incluye both phases of El Niño / SouthernOsci l la t ion (ENSO), namely El Niño and La Niña), the intraseasonalMadden-Jul ian osci l la t ion, t ropical easter ly waves (4-8 days), Moonphases and hurr icanes over the At lant ic and eastern Paci f ic Oceans. Wefound a clear-cut ef fect of both ENSO phases: El Niño is associated witha diminished ra infa l l d iurnal cycle, and La Niña intensi f ies i t . Thus,ENSO modulates precipi tat ion in Colombia at t imescales ranging f romhours to decades. We ident i f ied a c lose associat ion wi th di f ferentphases of the Madden-Jul ian osci l lat ion, as the diurnal cycle isintensi f ied ( larger ampl i tude) during i ts wester ly phase, but i t getsdecreased during i ts easter ly phase. For both ENSO and the Madden-Jul ianosci l la t ion we ident i f ied a c lear-cut inf luence on the ampl i tude of thediurnal cycle, yet the phase is conserved for the most part . Tropicaleaster ly waves appear to af fect the diurnal cycle, but no clear overal ls ignal is pervasive throughout the region. We also found a signi f icantstat ist ical associat ion with hurr icanes occurr ing over the north-easternPacif ic Ocean with the diurnal cycle of precipi tat ion at ra ingageslocated over the eastern slope of the eastern range of the ColombianAndes.   Rainfa l l at a l l the remaining slopes of the Andes arestat ist ical ly associated with hurr icanes occurr ing at the t ropical NorthAt lant ic and the Caribbean Sea. Moon phases are not stat ist ical lyassociated with the diurnal cycle and dai ly tota l ra infa l l .

Palabras Claves: Ciclo Diurno, Precipitación, Andes Tropicales de Colombia, ENSO, Madden-Julian, Ondas del Este, Huracanes, Fases de la Luna, Influencia, Interacción.

ResumenDebido a la c lara inf luencia de diversos fenómenos cl imáticos de gran escala en los c ic los anual y mensuales de precip i tación en Colombia, se evalúa el comportamiento a escala d iar ia y horar ia de la precipi tación en los Andes t ropicales de Colombia durante la ocurrencia de fenómenos macrocl imát icos y astronómicos: las dos fases del ENSO (El Niño y La Niña), la osci lación de Madden-Jul ian, las ondas t ropicales del este (4-8 días) , las fases de la Luna y los huracanes en los océanos At lánt ico y Pací f ico . Es claro el efecto de las dos fases del ENSO: El Niño está asociado a la d isminución de las l luvias horar ias y La Niña está asociada con el efecto inverso. Este resul tado permite af i rmar que el ENSO es un modulador de la precip i tación en Colombia no sólo a escalas anual y mensual, s ino también a escalas diar ia y horar ia. Se encuentra inf luencia

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de la osci lación de Madden-Jul ian durante sus dos fases: aumento en la intensidad durante la fase oeste y d isminución en la fase este. Se determina que durante la ocurrencia de estos fenómenos (ENSO y MJO) la ampl i tud del c ic lo diurno se ve afectada mientras que su fase se conserva. Las ondas t ropicales del este e jercen inf luencia en el c ic lo diurno de precip i tación, s in embargo, no es posib le caracter izar de una manera general sus efectos. Se ident i f ica una asociación signi f icat iva entre los huracanes que ocurren sobre el Océano Pací f ico nor-or iental y e l c ic lo diurno de la precipi tación en la vert iente occidental de la cordi l lera or iental . En las demás vert ientes se t iene inf luencia de los huracanes del Océano Atlánt ico. Se determina que las fases de la Luna no afectan la d istr ibución del c ic lo d iurno y los totales de l luvia d iar ios.

1 IntroducciónLa variabilidad espacio-temporal de la hidroclimatología de Colombia está fuertemente asociada con fenómenos climáticos de gran escala. Entre los más destacables se encuentran el fenómeno El Niño-Oscilación del Sur (ENSO), y sus fases cálida (El Niño) y fría (La Niña), las oscilaciones intraestacionales de 30-60 días también llamadas oscilaciones de “Madden-Julian, los huracanes sobre el Caribe y el Pacifico nor-oriental, las ondas tropicales del este, etc. El ciclo diurno de la lluvia es una característica dominante en el trópico. En este trabajo cuantificamos la influencia de fenómenos climáticos de gran escala sobre el ciclo diurno de la lluvia en 51 estaciones de medición localizadas sobre los Andes tropicales de Colombia. Los efectos climáticos e hidrológicos del ENSO en el trópico colombiano han sido ampliamente estudiados (Poveda, 1994a, 1994b; Mesa et al., 1994; Gil y Quiceno, 1997; Poveda y Mesa, 1993,1995, 1996a, 1997,1999, 2000). En general durante El Niño se observa disminución en la precipitación y caudales medios mensuales, disminución en la humedad del suelo (Poveda et al., 2001; Poveda y Jaramillo, 2000) y aumento en las temperaturas del aire, con alguna variabilidad regional y temporal. La Oscilación 30-60 días u Oscilación de Madden-Julian (MJO por sus iniciales en inglés) (Madden y Julian, 1971 y 1972) está caracterizada por anomalías en convección y vientos tropicales a escalas de tiempo intraestacionales entre 30 y 60 días. La convección tropical, acompañada de anomalías de vientos, se desarrolla sobre el Océano Índico y viaja por el Océano Pacífico en dirección este. La propagación de esta oscilación se ve afectada por procesos físicos relacionados con diferencias entre la tierra y los océanos y la hidrología superficial. La fase este (o negativa) de la MJO está caracterizada por anomalías de vientos anticiclónicos sobre el Océano Pacífico Este, el Golfo de México y el oeste del Caribe. Durante la fase oeste (o positiva) la formación de huracanes y tormentas tropicales en el Pacífico Este es casi cuatro veces mayor que durante la fase este, principalmente cerca de las costas de México. Estas oscilaciones pueden funcionar como un activador del ENSO pues influyen en las inestabilidades del sistema océano-atmósfera. La influencia de la MJO en la hidrología colombiana ha sido estudiada en los trabajos de Poveda (1998) y Hoyos (1999).Las ondas tropicales del este son patrones de circulación ciclónica desplazándose desde el occidente de África hacia el océano Atlántico, con período aproximado de 4 días. Estas ondas se pueden identificar con longitudes de onda entre 3000 y 4000 km, velocidad de viaje entre 8 y 10 m/s y período en el intervalo 4-5 días. Un primer estudio de estas ondas fue realizado por Riehl y Malkus (1958). Las ondas del este parecen estar estrechamente relacionadas con la presencia de ciclones tropicales: se ha estudiado que durante El Niño las tormentas tropicales disminuyen al igual que los huracanes en el Océano Atlántico y en el mar Caribe, lo que parece indicar una reducción en la actividad de las ondas del

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este (Gray y Sheaffer, 1992). En su recorrido hacia el Pacífico, las ondas tropicales del este pasan sobre Colombia, incidiendo en su hidroclimatología, especialmente en la costa del Caribe, el valle del río Magdalena y la región oriental (Martínez, 1993).En las últimas décadas algunos estudios han identificado el efecto de las fases de la luna sobre la variabilidad climática de corto plazo (Hanson et al, 1987; Balling y Cerveby, 1995; Anyamba y Susskind ,2000). En éstos se ha encontrado una clara estratificación en las altas latitudes en las anomalías de temperatura relativas a la fase del ciclo lunar. Anomalías positivas ocurren en el tiempo de luna llena, mientras anomalías negativas ocurren en el tiempo de luna nueva. En los trópicos esta señal es muy débil y no se ha encontrado una relación importante (Anyamba y Susskind, 2000).

En el numeral 2 se presenta una descripción de los datos y las metodologías usadas, en la sección 3 se analizan los resultados obtenidos y en la sección 4 se muestran las conclusiones más relevantes.

2 Información y Aspectos Metodológicos

2.1 Información

En el estudio propuesto en este trabajo se emplearon 51 estaciones pluviográficas ubicadas en los Andes Tropicales de Colombia, cuya descripción y ubicación geográfica se muestran en el trabajo de Poveda et al., (2002, VI Congreso Colombiano de Meteorología). Ver detalles en Agudelo et al. (2001), Álvarez y Toro (2001) y Vieira y Moreno (2001).

2.2 Aspectos Metodológicos

Muchos de los análisis realizados en este trabajo requieren probar estadísticamente las diferencias de la función de distribución de probabilidades de los ciclos diurnos de la lluvia durante los eventos climáticos de interés. Para comprobar la significancia estadística de los resultados obtenidos se usó la prueba de hipótesis Kolmogorov-Smirnov (Press et al., 1989; Haan, 1977). Esta prueba consiste en determinar si dos series de datos provienen de la misma distribución probabilística. Para realizar esta prueba es necesario conocer la distribución de probabilidad acumulada de cada serie y el estadístico

()

siendo D es la máxima distancia entre las distribuciones acumuladas. Así, se define el factor de Kolmogorov-Smirnov como

()

donde QKS es la probabilidad de que la máxima distancia entre ambas distribuciones (D) permitida sea mayor que la máxima distancia observada. El valor de QKS se compara con el valor crítico QKSCrit determinado para el nivel de significancia seleccionado. Si QKS es menor que QKSCrit entonces se acepta la hipótesis de que las distribuciones de ambas

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series son significativamente diferentes. El nivel de significancia determinado es del 5%, y la cantidad de datos para cada serie es de 24 (uno correspondiente a cada hora del día), por lo que el valor crítico del factor QKSCrit es igual a 0.27 (http://phoenix.som.clarkson.edu/~cmosier/simulation/Week_6/ks_cv.gif).

2.3 ENSOPara estudiar la influencia del ENSO en el ciclo diurno de precipitación se establecieron los períodos en los que se presentaron fases El Niño y fases La Niña para conocer el ciclo diurno promedio correspondiente a cada fase y compararlo con el ciclo diurno promedio multianual (definido de 7AM a 7PM ) obtenido a partir de la serie de precipitación. Para esto se obtuvo la información según la NOAA (http://www.cpc.ncep.noaa.gov/index.html).La prueba se aplicó para las tres combinaciones entre las series: ciclo diurno promedio durante El Niño, ciclo diurno promedio durante La Niña y ciclo diurno promedio cuando ninguna de las fases del ENSO están presentes. Este análisis se acompañó con estimaciones de error en la media.

2.4 Oscilación de 30-60 días (Oscilación Madden-Julian)Para determinar la influencia de la MJO en el ciclo diurno de precipitación es necesario establecer si eventos de 30-60 días de frecuencia hacen un aporte considerable a la varianza de la serie; además, en caso de que esta señal exista, debe corroborarse si tal aporte a la varianza corresponde a la presencia de la MJO. Para este fin pueden ser aplicadas dos herramientas: la Transformada de Fourier y la Transformada en Onditas (“Wavelets”) (Kumar y Foufoula, 1994, 1997). La Transformada de Fourier es una herramienta que permite descomponer una función cualquiera en términos de senos y cosenos a diferentes frecuencias. La función que representa la Transformada de Fourier es

()

donde es la frecuencia y es el tiempo. Puede observarse que esta función depende sólo de un parámetro temporal.La Transformada en Ondita, por su parte, permite el análisis de las series simultáneamente en el dominio de las frecuencias y del tiempo por medio de la utilización de familias de funciones de dos parámetros llamadas onditas. Ambos parámetros dan cuenta del escalamiento y del tiempo. La función de esta transformada se define como

, para ()

donde es el parámetro de escala (dilatación), y es el parámetro de localización

(traslación) y es la ondita madre. La constante de normalización , es escogida de

tal manera que , para todas las escalas.

Para este trabajo se empleó como ondita madre la ondita de Morlet, ya que ésta presenta buenos resultados en series de precipitación, especialmente en localización de frecuencias. Esta ondita está definida por la siguiente expresión

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()

Para la implementación de estas herramientas es necesario considerar una serie continua en el tiempo y de longitud tal que los resultados obtenidos sean estadísticamente significativos. Este análisis se hizo empleando el programa ASTOF (Hoyos, 1999; Posgrado en Aprovechamiento de Recursos Hidráulicos de la Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín.Para determinar si la banda de 30-60 días de frecuencia obtenida en los espectros en ondita de las estaciones analizadas es debida precisamente a la ocurrencia de la Oscilación de Madden-Julian es necesario examinar la correlación existente entre la serie de precipitación en cuestión y una serie que sirva como índice de dicho fenómeno. El estudio de la correlación entre ambas series puede ejecutarse mediante la coherencia en ondita, lo que permite identificar las bandas de frecuencia y los intervalos en los que dos series están relacionadas. La coherencia en ondita se estima a partir del espectro cruzado de las series mediante la expresión

()

donde y son los espectros en ondita de las series X e Y, y es el

espectro cruzado de estas series, tal que , donde es el

conjugado complejo de . Los corchetes se refieren a los promedios muestrales.Las partes real e imaginaria del espectro cruzado deben ser suavizadas independientemente. En el denominador se debe suavizar el espectro de potencias en ondita. El factor es usado para convertir el espectro de potencias a densidad de energía. Dado que la transformada en ondita conserva la varianza, la coherencia en ondita es una representación de la covarianza (normalizada) entre dos series. Este análisis se realizó empleando el programa ASTOF. Se acompañó de la estimación de error estándar para la media.

2.5 Ondas Tropicales del Este (Oscilación de 4-8 días)Para observar claramente si eventos de 4-8 días de frecuencia hacen aportes importantes a la varianza de las series horarias de precipitación, se decidió obtener espectros de Fourier y en Ondita para un año de ocurrencia de eventos El Niño, La Niña y un año normal, en el período Junio-Noviembre, para cada estación. Se intenta detectar bandas espectrales de esta frecuencia y su variabilidad con el ENSO. El análisis se realizó para el período Junio-Noviembre ya que es precisamente en éste cuando más activas se encuentran estas perturbaciones. La escogencia de los años correspondientes a eventos de El Niño y La Niña se hizo con el criterio de seleccionar el año del que se tenga registro en la serie en el cual el fenómeno en cuestión se haya presentado con mayor intensidad.Los espectros generados para estas condiciones implican que los ciclos anual y semianual fueron removidos, puesto que sólo se consideraron 5 meses (Junio a Noviembre). Además, debido a que las series con las que éstos fueron generados corresponden a registros de precipitación diaria, los ciclos diurno y semidiurno también fueron removidos. Para la estimación se empleó el programa ASTOF (Hoyos, 1999).

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2.6 Fases de la LunaPara estudiar la posible influencia del ciclo lunar en el comportamiento de la precipitación horaria en el trópico colombiano se obtuvo el ciclo diurno de lluvia durante las cuatro fases de la luna. Las fechas de las fases de la luna fueron obtenidas de la dirección de Internet http://aa.usno.navy.mil/faq/docs/moon_phases.html.Los ciclos obtenidos se compararon con el ciclo diurno promedio multianual. Para determinar la validez estadística de los resultados obtenidos se empleó la prueba de Kolmogorov-Smirnov.

2.7 Huracanes Para estudiar la influencia de los huracanes en los océanos Atlántico tropical y Pacífico oriental norte se seleccionaron las fechas de ocurrencia de los huracanes en ambos océanos que estuvieran a una distancia menor de 10 grados (aprox. 100 Km) de las costas Atlántica y Pacífica. La temporada de huracanes en el Pacífico oriental norte generalmente se da entre los meses de Mayo a Octubre y la del Atlántico tropical se da entre los meses de Julio a Noviembre. Las fechas de huracanes se tomaron de www.nhc.noaa.gov. Es importante anotar que no se tuvo en cuenta la intensidad de los eventos y que se seleccionaron las fechas exactamente en el período de ocurrencia del huracán, esto significa que no se rezagó con respecto al tiempo. Se realizó la prueba de Kolmogorov-Smirnov entre las series de precipitación de huracanes en el océano Atlántico, Océano Pacífico y en ausencia de huracanes para observar si estas series provenían de distribuciones de probabilidad diferentes.

3 Análisis y Discusión de Resultados

3.1 ENSODe los resultados obtenidos se observa que durante La Niña es mayor la cantidad promedio de precipitación, tanto diaria como horaria, que durante las fases Normal y El Niño para la totalidad de las estaciones. Se encontró que durante La Niña el incremento porcentual de precipitación diaria promedio varía entre el 5.7% y el 40%, con un promedio del 20.8%. Por su parte, durante El Niño se presenta una disminución porcentual de precipitación diaria promedio que fluctúa entre el 6.9% y el 56%, con un promedio del 22.2%. Así, en promedio, se presentan cambios más drásticos en la cantidad promedio diaria de precipitación durante El Niño que durante La Niña, aunque esta diferencia no es significativamente grande. Para el 55% de las estaciones se encuentra que es mayor el cambio porcentual del valor promedio diario de precipitación durante El Niño que durante períodos Normal, mientras que para el 45% restante este cambio es mayor durante La Niña. Con respecto a la variación porcentual en el total promedio diario de precipitación entre ambas fases del ENSO, se obtuvo que, en promedio, durante La Niña se presenta un 47.8% más de precipitación que durante El Niño. De la prueba Kolmogorov-Smirnov se obtuvo que para el 81% de las estaciones estudiadas, el ciclo diurno promedio durante El Niño tiene una función de distribución significativamente diferente de dicha distribución durante La Niña. En resumen, se obtuvo que para el 58% de las estaciones se puede afirmar que la función de distribución del ciclo diurno durante El Niño es significativamente diferente de la correspondiente al ciclo diurno promedio, mientras que para el 42% restante se puede afirmar lo anterior durante

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La Niña. El ciclo diurno promedio durante el ENSO para dos de las estaciones estudiadas se muestra en la Figura 1.

Figura 1 Ciclo diurno multianual durante La Niña (azul) y El Niño (rojo) las fases del ENSO y en años normales (negro) para las estaciones Bremen y Santa Helena.

En general, durante La Niña ocurre mayor precipitación que durante períodos normales y que durante períodos El Niño, siendo esta última la fase en la que se presenta menor cantidad de lluvia. Sin embargo, durante ciertas horas del día para algunas estaciones se presenta un traslapo entre las barras de error para las tres fases. Bajo estas circunstancias se puede afirmar que en promedio se espera que haya mayor precipitación durante La Niña que durante las otras fases, pero este suceso se presenta con una menor probabilidad que para el caso en el que no ocurre el traslapo de las barras de error. Para lograr estimar la probabilidad con la que se presenta esta mayor o menor cantidad de precipitación dependiendo del fenómeno presente, es necesario conocer la función de distribución de la serie de precipitación horaria durante cada fase. Para esto sería necesario asumir una función de distribución lo cual requiere de criterios físicos y estadísticos válidos. Para ello se efectuaron análisis de ajuste de funciones de distribución de colas pesadas. Ver Agudelo et al. (2001), Álvarez y Toro (2001) y Vieira y Moreno (2001).

3.2 Oscilación de 30-60 días (Oscilación Madden-Julian)Para caracterizar la oscilación Madden-Julian se usó la serie de tiempo de velocidades de viento zonal con origen geográfico en el Pacífico Este. Esta serie corresponde a valores promedio de 5 días (“pentads”) de la velocidad promedio de viento a 850 hPa, para el período 1949-1997. La serie fue obtenida del National Center for Environmental Prediction - National Center for Atmospheric Research Reanalysis (NCEP-NCAR). La ocurrencia de huracanes y tormentas tropicales en el océano Atlántico (Mayo-Noviembre) está estrechamente influenciada por la fase oeste de la oscilación de Madden-Julian (Maloney y Hartmann, 2000). Con este índice se establecieron las fechas de ambas fases del la MJO, considerando como fase oeste o positiva aquellas fechas en las que el valor de la velocidad promedio del viento zonal es mayor que una desviación estándar de la serie índice (1 SD), y la fase este o negativa para aquellos períodos en que el índice es menor que menos una desviación estándar de la serie índice (-1 SD). Se observó que para el

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período entre 1949 y 1970 es mayor la ocurrencia de fases del este, mientras que para el período 1970-1998 es mayor la presencia de fases del oeste. Es conocido el cambio de las condiciones del Pacifico entre 1976 y 1977 (Miller et al., 1994). Los resultados muestran que el ciclo diurno de la lluvia durante la fase oeste de la MJO es más activo que para el ciclo diurno multianual, pero éste, a su vez, presenta mayores precipitaciones que en el ciclo diurno durante la fase este (Ver Figura 2).

Figura 2 Ciclo diurno multianual durante la fase este (rojo) y la fase oeste (azul) de la MJO y en períodos normales (negro), para las estaciones La Selva e Inmarco.

Para todas las estaciones se encontró que durante la fase oeste de la MJO la cantidad diaria de lluvia es mayor que durante la fase este en la temporada Mayo-Noviembre. La estimación de los promedios multianuales en ausencia de la MJO presenta menor error que la estimación de los promedios durante ambas fases de la MJO, debido al mayor numero de datos. Se encuentra que en las horas en las que se presenta menor cantidad de precipitación, los errores de estimación son menores, y lo contrario para las mayores precipitaciones horarias. Para algunas estaciones, en ciertas horas del día se presenta traslapo en las barras de error de todas las fases. Esto apunta a afirmar que aunque en promedio se espera que sea mayor la precipitación durante la fase oeste que durante las otras fases, esto ocurre con menor probabilidad que para las horas en las que no se presenta este traslapo.El incremento en el total diario de precipitación durante la fase oeste varía entre 14% y 76.9%, con un valor medio de 37%. La disminución de dicho total durante la fase este varía entre –8.6% (incremento en la precipitación) y 206.7%, con un promedio de 71.9%. Esto muestra que, en promedio, la fase este ejerce una mayor influencia en la variación del total promedio diario de precipitación. Los resultados de la prueba estadística Kolmogorov-Smirnov muestran que para el 97% de las estaciones la prueba concluye que puede aceptarse que las distribuciones de ambas series son significativamente diferentes. Al comparar el ciclo diurno multianual con los ciclos durante las fases oeste y este se obtuvo que para el 88% de las estaciones es posible afirmar que las distribuciones del ciclo diurno durante la fase este y del ciclo diurno promedio multianual son significativamente diferentes. Con respecto a la fase oeste, para un 83% de las estaciones estudiadas se encontró que las distribuciones del ciclo diurno promedio y del ciclo diurno durante la fase oeste son significativamente diferentes. Se puede afirmar que el resultado predominante es que durante la fase oeste

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la precipitación es mayor que durante la fase opuesta. Las pruebas estadísticas así lo indican. Es interesante observar cómo, en promedio, la fase del ciclo diurno se conserva satisfactoriamente durante la MJO. La amplitud del ciclo diurno es mayor durante la fase oeste y menor durante la fase opuesta. En general, la MJO cambia la amplitud del ciclo diurno de precipitación en la región estudiada, pero no cambia su fase. Esto apunta a afirmar que la oscilación de 30-60 días es otro modulador del ciclo diurno de gran escala que afecta la hidrología de los Andes tropicales colombianos. Es necesario entender los mecanismos físicos que participan en tal interacción.

3.3 Ondas Tropicales del Este (Oscilación de 4-8 días)De los resultados obtenidos mediante los espectros en ondita se observó que la banda 4-8 días de frecuencia está presente para algunas estaciones, aunque no con la misma intensidad que para la banda de 30-60 días. La presencia de estas bandas es completamente intermitente, mientras que la presencia de las bandas de 30-60 días, aunque también es intermitente, afecta períodos de tiempo más largos. Es de esperarse que durante La Niña sea mayor la influencia de las ondas del este en la precipitación diaria (si es que existe dicha influencia) debido a que durante esta fase del ENSO aumenta la intensidad de los vientos provenientes del este; durante El Niño se esperaría que esta influencia sea menos notoria. Sin embargo este comportamiento no es generalizado: en algunos casos es mayor la presencia de la banda de 4-8 días para el período Normal o, incluso, para el período Niño. Esto puede deberse la variabilidad inherente a eventos El Niño, La Niña y a los años normales. De los resultados obtenidos no es posible generalizar un comportamiento en la zona estudiada. Para las estaciones ubicadas en el valle del Magdalena, en la costa Atlántica y en el oriente del país no se encontró un comportamiento generalizado claro; no se detecta una banda de 4-8 días localizada en el mismo período para estas estaciones. En la Figura 3 se observan los espectros en ondita para el período Junio-Noviembre de un año El Niño, un año La Niña y un año normal para una de las estaciones analizadas. Nótese que los conos de influencia abarcan gran parte del espectro, lo que indica que las frecuencias bajo éstos no son estadísticamente significativas.

Figura 3 Espectros en Ondita para el período Junio-Noviembre de un año El Niño, un año La Niña y un año normal para la estación Paraguaicito.

En los casos en los que se detectó una banda importante de 4-8 días no es posible aseverar que éstos sean debidos a la presencia de las ondas tropicales del este. Para concluir con certeza al respecto es necesario realizar un análisis similar al desarrollado en el estudio de la Oscilación de 30-60 días, es decir, estudiar la coherencia espectral con una serie que sea representativa de estas ondas. Una serie apropiada para este fin podría

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ser una serie de velocidades de viento zonal en la región de origen de la oscilación en estudio u otras variables relacionadas con este fenómeno climático.

3.4 Fases de la LunaLos resultados de la prueba de Kolmogorov-Smirnov, realizados entre cada fase y el promedio de la estación, indican para todas las estaciones, que la prueba de hipótesis nula de que las series provienen de la misma distribución no se puede rechazar. Al comparar los valores totales promedio de precipitación diaria para cada fase no se observa en general un aumento de precipitación en alguna fase en particular. Tampoco se observa que las fases alteren el ciclo diurno de precipitación. En la Figura 4 se observa el ciclo diurno de precipitación durante las fases de la luna y el promedio multianual para dos de las estaciones analizadas.

Figura 4 Ciclo diurno de precipitación durante las fases de la luna y promedio multianual para

las estaciones Alban y Agronomía.

Los errores mostrados en la Figura 4 están asociados a la estimación del promedio en la fase de menguante, y son muy similares para las demas fases.

3.5 HuracanesEl análisis del ciclo diurno durante las temporadas de huracanes en los océanos Atlántico Tropical y Pacífico nor-oriental, muestra un aumento de precipitación en promedio del 30% sobre el total diario y en un aumento de los valores máximos, pero conservando la fase del ciclo diurno. Esto puede explicarse por la interacción con el ciclo anual de las lluvias (meses más lluviosos en el segundo semestre y más secos durante Diciembre- Febrero). Para algunas estaciones que se encuentran en la Cordillera Oriental – Vertiente Oriental, se observa que en la época de los huracanes en el Océano Atlántico, se tiene una distribución de lluvias diferente a la normal. Algunas estaciones ubicadas en la Cordillera Oriental – Vertiente Occidental, presentan una distribución diferente con respecto a la normal, tanto para los huracanes del Atlántico, como los del Pacífico. Esto quiere decir que ambos fenómenos afectan el ciclo diurno de precipitación de estas regiones. Algunas de las estaciones de la Cordillera Central – Vertiente Oriental rechazan la prueba entre las fechas de ausencia de huracanes y los huracanes del Atlántico, luego se puede decir que en esta región del trópico no es tan clara la existencia de diferencias en las distribuciones de probabilidad de estos fenómenos. La Cordillera Occidental en

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ambas vertientes presenta perturbaciones por los huracanes del océano Atlántico. En la Figura 5 se observa el ciclo diurno de precipitación durante las temporadas de huracanes considerados para dos de las estaciones analizadas.

Figura 5 Ciclo diurno de precipitación durante las temporadas de huracanes en los océanos

Atlántico y Pacífico y en ausencia de éstos para las estaciones Maracay y El Cedral.

En resumen, se ha identificado una asociación significativa entre los huracanes que ocurren sobre el Océano Pacífico nor-oriental y el ciclo diurno de la precipitación en las estaciones de la vertiente occidental de la cordillera oriental. En el resto de las estaciones se tiene influencia de los huracanes del Océano Atlántico. Es importante anotar que este resultado tiene un error alto debido a la poca cantidad de datos involucrados en los promedios de las temporadas de huracanes. Por tanto los análisis realizados anteriormente deben tomarse como una primera aproximación del efecto que puedan tener los huracanes en la precipitación de esta zona de Colombia.

4 ConclusionesHemos encontrado una fuerte asociación entre las dos fases del ENSO y el ciclo diurno de la lluvia en los andes tropicales de Colombia. Durante El Niño se disminuye la intensidad de los aguaceros a escala horaria y lo contrario para La Niña. En promedio, para las estaciones analizadas, durante La Niña se presenta un incremento en la cantidad diaria de precipitación del 20% mientras que durante El Niño se presenta una disminución del 21.3%.Se ha encontrado una significativa influencia de la oscilación de Madden-Julian sobre el ciclo diurno y en los totales diarios de precipitación: durante la fase oeste se presenta mayor intensidad que durante la fase este. Para las estaciones consideradas se encuentra que la variación en la cantidad de lluvia promedio diaria durante ambas fases de la MJO es del orden del 37%. La amplitud del ciclo diurno se ve afectada mientras que su fase parece mantenerse. Aun no es posible determinar por qué se presenta esta modulación del ciclo diurno. Es necesario continuar en la búsqueda de nuevos aportes que descifren este fenómeno tan complejo y su interacción con otros fenómenos macroclimáticos. Como preguntas abiertas quedan el entendimiento de la dinámica de las MJO sobre el territorio colombiano y los cambios en la velocidad del viento que se identificaron para el este del Pacífico hacia 1970.

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No es posible detectar una influencia definida de las ondas tropicales del este en el ciclo diurno de precipitación de la región en estudio. Es necesario profundizar en el análisis, tanto en las metodologías como en las herramientas empleadas.No se encontró ninguna influencia de las fases de la luna sobre el ciclo diurno de precipitación.Hemos identificado una asociación significativa entre los huracanes que ocurren sobre el Océano Pacífico nor-oriental y el ciclo diurno de la precipitación en las estaciones de la vertiente occidental de la cordillera oriental. En el resto de las estaciones se tiene influencia de los huracanes del Océano Atlántico. Este cambio en la distribución se observa en un aumento de precipitación en promedio del 30% sobre el total diario y en un aumento de los valores máximos, pero conservando el ciclo diurno. Dado que se tienen pocos datos involucrados para estimar los promedios de precipitación en la temporada de huracanes y que no se tuvo en cuenta la magnitud de estos fenómenos, estos análisis deben considerarse como una primera aproximación a la influencia de este fenómeno sobre la precipitación en los Andes tropicales de Colombia.

AgradecimientosA Álvaro Jaramillo y Orlando Guzmán (Centro Nacional de Investigaciones de Café, Chinchiná) y a Empresas Públicas de Medellín por suministrar la información y por sus aportes para la realización de este trabajo.

ReferenciasAgudelo P.A, P.A Arias y L.F Salazar, Caracterización del ciclo diurno de precipitación en los

Andes Tropicales de Colombia, Región Centro, Trabajo Dirigido de Grado, Ingeniería Civil, Facultad de Minas, Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín, 2001.

Álvarez J.F y V.G Toro, Caracterización del ciclo diurno de precipitación en los Andes Tropicales de Colombia, Región Norte, Trabajo Dirigido de Grado, Ingeniería Civil, Facultad de Minas, Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín, 2001.

Balling, R. C., y R. S. Cerveny, Influence of Lunar Phase on Daily Global Temperatures. Nature, 67, 1481, 1995.

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