Seguimiento de la precipitación global

Es una sana costumbre explicar acronimos y abreviaturas cuando se usan por primera vez, o cuando hace mucho que se usaron.

Seria bueno que se dieran las unidades tambien, porque si no la correlacion no sirve de mucho, sobre todo cuando vemos que cambia de signo con respecto a la "variable dependiente" (grafica con "running mean" a 12 meses)

Discúlpame. Es que ando bastante liado en el curro por lo que he descuidado el post.
Sobrentendí que ya conociais el "tópic complementario a éste", donde tienes todos los links y informaciones que se necesita conocer para entender este tópic.

Bueno, ya he puesto los enlaces a la primera página y además Peter Pan ha puesto otros dos enlaces.

Cita de: anton en Lunes 02 Febrero 2009 18:42:47 pm

Pues la verdad es que la relación parece tan estrecha que ya no se necesita nada más para explicar la precipitación global ... (ni CO2 siquiera !)

Pues es posible que tengas razón. La gran variabilidad de la precipitación puede explicarse por la variabilidad natural de las corrientes oceánicas, al menos la mayoría de esas variaciones.

Veo que en el topic sobre temperatura global, Vigilant plantea la posible relación entre calentamiento global y tendencia de la PDO. Mi pregunta es si no sucede lo mismo con estos dos índices (MEI y AMO), es decir, si en este caso el calentamiento global no afecta a la tendencia de estos índices (en AMO sí que me suena que se detrae cualquier tendencia lineal para eliminar el efecto del forzamiento por efecto invernadero).

Gracias, un saludo.

La razón por la que la variabilidad de la precipitación continental está correlacionada con el MEI cambiado de signo es probablemente porque la precipitación oceánica está correlacionada con el MEI sin cambiar el signo, ya que cuanto más precipita en los oceanos, menos precipita en los continentes. Al menos en lo que respecta a una importante componente de la variabilidad natural (pero no toda)

Así pues, haciendo uso del enlace que nos ha pasado Peter Pan, podemos ver un poco esa correlación inversa entre oceanos y continentes (alguna de las componentes cuasi-oscilantes):



Quisiera hacer un comentario adicional, mientras hago otras cosas.

Si en la temperatura global ya estamos acostumbrados a ver como la intensa variabilidad natural interanual e interdecenal enmascara totalmente la componente 'lineal' (taylor-1ºO) del calentamiento global (de tal modo que en cualquier grupo de 10-20 años queda casi invisible), en la precipitación global la variabilidad interanual es tan grande que probablemente debemos irnos a una escala superior a 100 años para detectar cambios.

Cita de: vigilant en Martes 03 Febrero 2009 12:38:01 pm

Cita de: anton en Lunes 02 Febrero 2009 18:42:47 pm

Pues la verdad es que la relación parece tan estrecha que ya no se necesita nada más para explicar la precipitación global ... (ni CO2 siquiera !)

Pues es posible que tengas razón. La gran variabilidad de la precipitación puede explicarse por la variabilidad natural de las corrientes oceánicas, al menos la mayoría de esas variaciones.

Veo que en el topic sobre temperatura global, Vigilant plantea la posible relación entre calentamiento global y tendencia de la PDO. Mi pregunta es si no sucede lo mismo con estos dos índices (MEI y AMO), es decir, si en este caso el calentamiento global no afecta a la tendencia de estos índices (en AMO sí que me suena que se detrae cualquier tendencia lineal para eliminar el efecto del forzamiento por efecto invernadero).

Gracias, un saludo.

Buena pregunta

Fíjate que tanto en temperatura global como en precipitación (continental) uso MEI en vez de PDO justamente por "miedo" a incluir dos veces una misma componente del calentamiento global (componente lineal de PDO a su vez probablemente debida al propio calentamiento global).

Si no me equivoco el MEI es un índice cuidadosamente calculado para que sea independiente del calentamiento global, al igual que lo es o debería serlo la AMO. En cualquier caso, teniendo en cuenta las dudas sobre AMO y PDO, tenemos la suerte que un 70-80% de lo explicable de la variabilidad natural global puede ser descrita usando únicamente el MEI, que se supone muy cuidadosamente calculado.

Por lo tanto, la variación multidecenal del MEI es bastante confiable, en mi opinión. No tanto el resto de índices. Aunque deberíamos investigar un poco más las metodologías de cálculos.

Saludos

A falta de analizar las series largas del AMO facilitadas por metragirta en otro tópic, retomo el análisis provisional de la precipitación global.

Recapitulemos...

A partir de les dades de NCDC, se ha estimado la precipitación mensual y anual

http://temps.cat/files/precipitacio.txt
http://temps.cat/files/precipitacio2.txt

Para eliminar el ruído de la precipitación, propongo usar un suavizado de media móvil de 12 años.


Empecemos comparando visualmente la temperatura con el MEI, para ello es necesario eliminar las tendencias de ambas series para que no aparezcan falsas correlaciones (recordad que dos series cualesquiera con tendencia no nula siempre presentan correlación, por lo que para estudiar relaciones es mejor limitarse a estudiar la respuesta entre señales de corto período).

Así pues, podemos ver que:


Para aumentar la correlación se propone eliminar parte del ruido suavizando el índice MEI con parte de los meses anteriores (y así se busca el posible desfase entre causa y efecto). El desfase entre causa-efecto lo encontraremos para aquellos valores para los que la correlación es mayor. Por lo tanto, hemos encontrado que para el caso del MEI prácticamente no hay desfase ya que sólo sale un 5% de los dos meses anteriores.

Eso se debe a que el MEI representa bien el contenido de vapor en la atmósfera, por lo que a más agua en estado gaseoso, hay menos agua en estado condensado (nubes-precipitación), por eso hay una correlación de signo negativo entre MEI y precipitación.

A continuación eliminamos esa componente MEI deducida de la variabilidad de la precipitación, para analizar la variabilidad restanto y compararla con el índice AMO. Recordad que nos interesa eliminar la tendencia para fijarnos sólo en la respuesta entre las señales de corto período. Más tarde se aplicará la relación obtenida a toda la serie bruta. Veamos visualmente que:


En este caso la relación es mucho más débil, ya que hay pocos trozos en los que la respuesta de las señales es similar. De hecho podemos ver que la correlación es muy muy baja:



Con todo eso, podemos ver que la correlación entre nuestro modelo y la precipitación es muy buena:


Pues bien, ahora podemos hacer dos cosas:

1) Podemos estimar el cambio efectivo de la precipitación restando la variabilidad natural explicada por MEI y AMO* (en este caso el AMO* no sería el ideal según Metragirta, por lo que repetiré los cálculos muy pronto. De todos modos el peso obtenido es menor, ya que la correlación conjunta no aumenta mucho con AMO).

2) Podemos estimar una predicción de la precipitación global, suavizada a 12 meses, por lo tanto, podemos estimar la precipitación anual para 2009 e incluso también para 2010.

Veamos:

1) Análisis de la tendencia de la precipitación


El aumento de la precipitación mensual (suavizado a 12 meses) es de 2 mm/mes/siglo, es decir, el aumento de la precipitación anual es de unos 24 mm/año/siglo. Por lo tanto, en primera aproximación (por la gran inercia climática habitual) podemos suponer que en el próximo siglo se antiene esa tendencia, lo cual creo que está en concordancia con las predicciones del IPCC, ¿no?


2) Predicción para los dos próximos años

Pero, como ya hemos comentado, no nos conformamos con prolongar linealmente la tendencia climática a un siglo vista, sino que podemos ser más atrevidos y hacer predicciones más complicadas: pronósticos sobre la variabilidad interanual de la precipitación. Así pues, a la espera de incorporar los datos más precisos del AMO, he realizado un pronóstico provisional para 2009 y 2010 sobre la precipitación anual:


El error medio del ajuste me sale 1'5 mm/mes, por lo que el error anual es de 18 mm.

La predicción es por tanto:

- Precipitación anual continental para 2009: + 8 mm ± 18 mm
- Precipitación anual continental para 2010: - 5 mm ± 18 mm

También podemos hacer predicciones de preipitación trimestral, basándonos en el índice nino estandarizado:

https://foro.tiempo.com/climatologia/predictibilidiad+de+los+indices+oceanicos-t102137.0.html

Multiplicando el nino por -10 obtenemos aproximadamente la precipitación trimestral (suma de 3 meses)

año   trim   P (mm)
2009   DEF   -4
2009   EFM   -2
2009   FMA   2
2009   MAM   5
2009   AMJ   8
2009   MJJ   7
2009   JJA   5
2009   JAS   3
2009   ASO   0
2009   SON   -3
2009   OND   -5
2009   NDE   -6
2010   DEF   -5

El error estimado para las anomalías de las precipitaciones trimestrales es de ±6 mm

Pronto veremos si funciona (y eso a falta de revisar el AMO).

1) Análisis de la tendencia de la precipitación

El aumento de la precipitación mensual (suavizado a 12 meses) es de 2 mm/mes/siglo, es decir, el aumento de la precipitación anual es de unos 24 mm/año/siglo. Por lo tanto, en primera aproximación (por la gran inercia climática habitual) podemos suponer que en el próximo siglo se antiene esa tendencia, lo cual creo que está en concordancia con las predicciones del IPCC, ¿no?

Lo que me parece ver en esta gráfica es que no hubo ningún cambio en la segunda mitad del siglo XX, ninguno, y que durante la primera mitad del siglo aumentó cuando no debía, sin ninguna correlación con la evolución de la supuesta temperatura global. Ninguna.

Lo que me parece ver en esta gráfica es que no hubo ningún cambio en la segunda mitad del siglo XX, ninguno, y que durante la primera mitad del siglo aumentó cuando no debía, sin ninguna correlación con la evolución de la supuesta temperatura global. Ninguna.

Posiblemente tengas razón, pero mi opinión personal es que todavía falta restar otra variable natural, es decir, es muy posible que la variabilidad natural que me ha resultado siga enmascarando la tendencia de fondo, tanto del s. XX como de la segunda mitad del s. XX. Por lo tanto, todavía caben dos posibilidades: que no haya tendencia de fondo o que sí que la haya y está enmascarada por esa señal ruidosa.

Saludos 

Cita de: anton en Jueves 19 Febrero 2009 19:29:19 pm

Lo que me parece ver en esta gráfica es que no hubo ningún cambio en la segunda mitad del siglo XX, ninguno, y que durante la primera mitad del siglo aumentó cuando no debía, sin ninguna correlación con la evolución de la supuesta temperatura global. Ninguna.

Posiblemente tengas razón, pero mi opinión personal es que todavía falta restar otra variable natural, es decir, es muy posible que la variabilidad natural que me ha resultado siga enmascarando la tendencia de fondo, tanto del s. XX como de la segunda mitad del s. XX. Por lo tanto, todavía caben dos posibilidades: que no haya tendencia de fondo o que sí que la haya y está enmascarada por esa señal ruidosa.

Saludos 

 Vigilant, lo primero darte las gracias por el curro que te pegas. En cuanto a conclusiones estoy deacuerdo con Antón, no se aprecia ninguna correlación con la evolución de la temperatura, así que concluir que "esta en concordancia con el IPCC" pues no lo veo.
  Dices que hay que afinarlo más y que es posible que aparezca, pero eso es solo una intuición (esperanza) tuya, a tenor de lo obtenido hasta este momento nones.

De nada

  Dices que hay que afinarlo más y que es posible que aparezca, pero eso es solo una intuición (esperanza) tuya, a tenor de lo obtenido hasta este momento nones.

No se trata de que sea una esperanza, es que es lógico. Por la propia física de la Tierra, esa señal sólo puede ser variabilidad natural, por lo tanto hay que distinguir entre ese ruido y la tendencia de fondo que, en principio es totalmente despreciable en comparación a la variabilidad, pero eso no nos asegura que no exista una relación entre precipitación y temperatura.

Por física pura, en términos generales-promediados, a más temperatura más vapor, y a más contenido de vapor más agua precipitable y por lo tanto más precipitación.

Si te fijas en las gráfica, el número de años con anomalía positiva de precipitación es mucho mayor en la segunda mitad del s. XX que en la primera mitad, eso nos hace pensar que sí hay una correlación de fondo.

Saludos

Por física pura, en términos generales-promediados, a más temperatura más vapor, y a más contenido de vapor más agua precipitable y por lo tanto más precipitación.

Eso me recuerda el chiste de "la gallina esferica y sin peso"

Las cosas no son tan simples hombre, por muy bien que matlab te de linear trends.

Lluvia = saturacion de vapor de agua+nucleos de condensacion, por ejemplo

La saturacion de vapor de agua crece exponencialmente con la temperatura, mientras el gradiente adiabatico es casi linear con la altura.   para saturar el aire de vapor hacen falta mecanismos que favorezcan la evaporacion, y no siempre el aire esta saturado.

Piensa por ejemplo que pasara en un sitio con saturacon media del 80% y precipitacion debida fundamentalmente a forzamiento orografico.   Si aumentamos la temperatura el valor de saturacion crece exponencialmente, si no hay un mecanismo efectivo para incorporar mas agua a la masa de aire, cuando esta masa, aun cargada con mucha mas humedad se enfrie debido a forzamiento orografico, no tiene por que llegar al punto de condensacion, y por tanto la precipitacion puede disminuir.

La precipitacion dependera de la evaporacion previa, y si le echas un vistazo a cualquier teoria sobre evaporacion (Brutsaert, 1983 es excelente, por ejemplo), veras que la velocidad del viento es incluso mas importante que el gradiente de humedad especifica, con lo cual un sistema planetario en el que se hayan diluido los grdientes latitudinales de temperatura y con una circulacion menos energetica (como ha sucedido en paleoclimas de mayor T media), puede llevar a una disminucion de la precipitacion.


etc, etc al cubo

Es que me duelen los ojos de verla.   Disculpa, pero es que estas intentando explicar anomalias con una correlacion que cambia de signo constantemente con respecto a la variable que quieres explicar (grafica azul -magenta cinco post arriba).  Eso es matematicamente una monstruosidad

Por favor añade un eje secundario para que eso no pase (si es que no pasa) y unidades.

Gracias