Carlos M. Garca 1,4, Gabriel Caamao Nelli 2,3,4, Carlos G. Catalini 4, Bernab Bianchiotti 2,4

1 UNC CETA FCEFYN2 INA CIRSA 3 CONICET 4 UCC EHCPA

ESTUDIOS ACTUALES SOBRE PRECIPITACIN MXIMA PROBABLE EN LA PROVINCIA DE CRDOBAIII TALLER SOBRE REGIONALIZACIN DE PRECIPITACIONES MXIMASROSARIO, DICIEMBRE 2011

Para grandes obras, cuya falla implique grave peligro de prdidas humanas, la decisin de minimizar el riesgo lleva a disear para el peor escenario.En tal caso, muchos organismos aconsejan utilizar como lmina de lluvia de diseo la Precipitacin Mxima Probable (PMP)INTRODUCCIN

El concepto de PMP es materia controvertida entre dos escuelas: Evaluaciones hidrometeorolgicas Estimaciones estadsticas

Segn una, por la constancia de la masa atmosfrica, el monto de lluvia tiene en cada sitio un tope, resultante de la interaccin de factores meteorolgicos. As la PMP es el lmite superior, climatolgicamente justificado, de la tasa de precipitacin (McKay,73; Chow et al,95). Tal es el sustento de las evaluaciones hidrometeorolgicas de la PMPAl enfatizar la condicin de mxima, la idea de una insuperable barrera fsica coincide con la que Horton (U.S.Weather Bureau,60) expuso para crecidas: "Una pequea corriente no puede producir una crecida mayor que el Mississippi por muchas de las mismas razones que una gallina no puede poner un huevo de una yarda de dimetro".

Segn la otra escuela, que privilegia el carcter de probable, la PMP se interpreta como un evento con probabilidad finita, pero sumamente baja, de ser excedido (Hershfield,81; Bertoni y Tucci,93). En tal enfoque se basan las prediciones estadsticas, que son coherentes al utilizar distribuciones de frecuencia asintticas, pues admiten una probabilidad tendiente a cero, aunque no nula, de sobrepasar la PMP.

Si bien se puede asociar una recurrencia a la PMP (adoptando una FDP) slo tiene sentido acadmico: un evento tan poco probable invalida la extrapolacin (T varios rdenes de magnitud > longitud de muestra)Pese a su gran variacin, se acepta que los tiempos de retorno de estimaciones meteorolgicas y estadsticas son de 104 y 105 aos (Bertoni y Tucci,93). stas dan resultados consistentes con la experiencia; los mtodos racionales no siempre (McKay,73).

Habiendo suficientes datos de lluvia, hay consenso en usar mtodos estadsticos si es escasa la informacin climtica (punto de roco, vientos dominantes, efectos orogrficos). Al ser ste el caso habitual, su simplicidad hace de las tcnicas estadsticas las predilectas. Hershfield (61,65) desarroll la ms aceptada de ellas (WMO,73).Se la sugiere para cuencas de hasta 1000 km (Bertoni y Tucci,93) pero se utiliz en reas mucho mayores (McKay,73; Muoz Espinosa, 81; Sugai y Fill,90; Caamao Nelli y Garca,99), incluso de millones de km en USA (U.S.Weather Bureau,60; Hershfield,81).

Las ms aceptadas tcnicas estadsticas derivan los valores puntuales de PMP de envolventes con representatividad regional, cuyo trazado requiere, en consecuencia, buena cobertura espacial de puestos con series largas de lluvia.

Debido a ello, pese a no estar restringido a una duracin dada, la mayor disponibilidad de datos pluviomtricos ha inducido a que este mtodo se aplique, casi con exclusividad, en estudios de lluvia en 24 horas o lapsos mayores.

MODELACIN DE LA PRECIPITACIN MXIMA PROBABLE (PMP)

Se utiliza la ms aceptada (WMO) de las tcnicas estadsticas de estimacin de valores mximos probables, desarrollada por Hershfield. Pese a no estar restringido a una duracin dada, la mayor disponibilidad de datos diarios ha inducido a que este mtodo se utilice casi con exclusividad, p/d24 hs

El mtodo de Hershfield se basa en minimizar la probabilidad de ocurrencia de la tormenta, maximizando el factor de frecuencia y en la ecuacin general de Chow (1951).

Se basa en minimizar la prob. de la tormenta, maximizando el factor de frecuencia y en la ec. general de Chow (51):Mtodo de la envolvente (Hershfield,1961/65) Asumido que la lmina tiende a un lmite superior (la PMP), con probabilidad bajsima de excedencia, habr un tope en el N de desvos estndar en que el dato super a la media, es decir, un valor mximo, FPMP, para el f. de frecuencia. As, la PMP sera(Hershfield,61):FPMP se estima mediante valoresFn-1, de la serie anual de lluviade cada estacin de una regin: n-1 simboliza que, al calcular y , se excluye el mayor de los n datos, ym, maximizando el valor de Fn-1 en la ec. (3).

Estimacin de la PMP con la envolvente regionalGraficando en ejes cartesianos los pares Fn-1 versus n (serie completa) de todos los puestos, se asume que su envolvente FPMP refleja la PMP regional en funcin de la media de mximos de lluvia anualCaamao Nelli y Garca (99) sugieren y justifican una exponencial negativa (acotada) para expresar la envolvente:

ESTUDIOS PREVIOS PRECIPITACIN MXIMA PROBABLE EN LA PROVINCIA DE CRDOBA

Criterios de seleccin:Caamao, Garca y Dasso (1999)

PluvimetrosSeleccionados: 141 Calidad de registroUbicacin geogrficaConsistencia local

Campo espacial de PMP de 24 horas.

d = 30d = 60 Campo espacial de PMP de distintas duraciones

ESTUDIOS ACTUALES SOBRE PRECIPITACIN MXIMA PROBABLE EN LA PROVINCIA DE CRDOBA

1) Actualizacin de las series de registro, pluviomtricas extendindolas en casos en que nuevos datos estn disponibles.

2) Incorporacin de nuevas localizaciones

3) Validacin de los registros disponibles utilizando tcnicas estadsticas (independencia, aleatoriedad, etc.)

4) Estimacin de PMP de 24 horas con los registros actualizados y verificados

5) Elaboracin de mapas digitales utilizando SIG

6) Factibilidad de transposicin de bacos realizados en otras reas.

7) Anlisis de homogeneidad espacial de los resultados utilizando la tcnica de Hershfield

8) Contraste de los resultados con registros no oficiales

1) Actualizacin de las series de registro, extendindolas en casos en que nuevos datos estn disponibles.

Se extendieron 20 series existentes.

2) Incorporacin de nuevas localizaciones

9 nuevas localizaciones

Churqui Caada; Cerro Negro; Rumiyaco; La Playa; Nnez del Prado; Ro Guasta; El Porvenir; La Carbonada; La Laguna.

3) Validacin de los registros disponibles utilizando tcnicas estadsticas (independencia, , etc.)

Estaciones removidas:

4) Estimacin de PMP de 24 horas con los registros actualizados y verificados

4) Estimacin de PMP de 24 horas con los registros actualizados y verificados

5) Elaboracin de mapas digitales utilizando SIG (PMP [mm] 24 horas)

6) Transposicin de bacos de otras reas.

Estimation of the PMP in Barcelona (Spain). Casas et al. (Int. J. Climatol. (2010).

7) Anlisis de homogeneidad espacial de los resultados utilizando la tcnica de Hershfield

Asumiendo valores de Cv constantesDonde Cv = sn/mn = 0.35

7) Anlisis de homogeneidad espacial de los resultados utilizando la tcnica de Hershfield

7) Anlisis de homogeneidad espacial de los resultados utilizando la tcnica de Hershfield

Asumiendo valores de Cv constantesDonde Cv = sn/mn = 0.35

7) Anlisis de homogeneidad espacial de los resultados utilizando la tcnica de Hershfield

7) Anlisis de homogeneidad espacial de los resultados utilizando la tcnica de Hershfield

7) Anlisis de homogeneidad espacial de los resultados utilizando la tcnica de Hershfield

8) Contraste de los resultados con registros no oficiales

Clculo de la PMP de dist. duraciones Inferir, con los valores de PMP en 24 hs de cada PV y, mediante cocientes adimensionales entre lminas, las PMPd de otras duraciones.

Las PMPd son siempre incgnitas. No hay un patrn de contraste real.

d = 30d = 60

d = 120d = 180

PMP de 24 horas.

CONCLUSIONES

La ampliacin de la base de informacin y los test estadisticos fortalecen las conclusiones, pero no tiene impacto en ellas, ya que no modifica la envolvente regional de factores de frecuencia, que es la piedra angular del mtodo de Hershfield.

Se advierte la uniformidad de la PMP, cuya escasa alteracin no expone tendencias asociables a las caractersticas fisiogrficas o climticas dominantes en la regin, coincidiendo con lo expresado por otros autores.