Complejidad de la estructura espacio-temporal de la precipitación

Abstract

ResumenEl entendimiento de los procesos de precipitación tiene implicaciones prácticas importantes que comprenden el dimensionamiento de obras de evacuación de aguas lluvias, la prevención y atención de desastres, la planificación de la ocupación territorial, el planeamiento y operación de recursos hídricos y el funcionamiento de los ecosistemas naturales, agropecuarios y urbanos. Sin embargo, su irregularidad no ha sido descifrada todavía. Existen diversos desarrollos matemáticos para tratar de describir la dinámica espacio -temporal de este complejo proceso hidrológico, pero todavía las predicciones espacio -temporales no son aceptables. En los primeros trabajos que se reportan en la literatura científica hubo interés por estudiar la estructura espacio -temporal de la precipitación mediante análisis estadísticos para caracterizar la variabilidad o aleatoriedad de sus observaciones. Pero aún en tal terreno existen limitaciones para una descripción completa de la estructura estocástica de los campos de precipitación, los modelos tradicionales no han resultado apropiados, su estructura es muy suave para una adecuada caracterización de un campo muy irregular, y la alternativa exige proliferación de parámetros y de hipótesis, lo que no es satisfactorio. Además de los retos de encontrar descripciones adecuadas, se ha vuelto crucial incorporar la dinámica del proceso físico, lo que puede venir de una integración de la termodinámica con la dinámica atmosférica y la turbulencia, para así avanzar en la predicción. Este artículo de revisión describe las principales características observadas de la precipitación, los problemas más notables en el intento por su explicación y los retos derivados de su complejidad.Palabras clave: precipitación, aleatoriedad, multifractales, ciencias hidrológicas. Complexity of the space-time structure of rainfall AbstractUnderstanding precipitation processes has important practical implications comprising the dimensioning of rainwater evacuation structures, disaster prevention planning, territorial occupation planning, water resources management and the performance of natural, agricultural and urban ecosystems. However, its inherent irregularity has not been deciphered. There are various mathematical developments attempting to describe the space -time dynamics of this complex hydrological process, but they are not adequate enough. Among the former works reported in the scientific literature, the study of the space -time structure of rainfall was rendered by mean of statistical analyzes in order to characterize the variability and randomness of their observations. But even in this field there are limitations for a complete description of the stochastic structure of rainfall fields, traditional models have not been appropriated, they produce smooth functions to characterize a very irregular field and the improvement of these models requires the proliferation of parameters and hypothesis, which is not satisfactory. In addition to the challenges of finding adequate descriptions, it has become cr...

High Impact Weather Events in the Andes

“…Precipitation recycling in the tropical Andes can be 70-90% of total precipitation (Zemp et al, 2014;Bedoya-Soto et al, 2019). The strong variability of tropical Andean storms is evidenced in their fractal and multifractal properties (Poveda and Mejía, 2004;Gómez and Poveda, 2008;Hurtado and Poveda, 2009;Poveda, 2011;Mesa and Peñaranda, 2015;Posadas et al, 2015;Poveda and Salas, 2015;Yarleque et al, 2016;Duffaut-Espinosa et al, 2017).…”

Streamflow Variability in Colombian Pacific Basins and Their Teleconnections with Climate Indices

“…Therefore, the present work reveals that the SST anomalies in different ENSO regions cause distinct ARB and PRB streamflow responses, whose temporal persistence also varies. This could be due to the orographical diversity in West Colombia [26,95], and also to the influence of different atmospheric factors, which indicate considerable complexity in the spatiotemporal structure of precipitation and other hydroclimate variables in the region [96].…”

Mitigation of the Adverse Effects of the El Niño (El Niño, La Niña) Southern Oscillation (ENSO) Phenomenon and the Most Important Diseases in Avocado cv. Hass Crops

“…Such an approach could help in the identification of genotypes that could be useful as rootstock for local or regional edaphoclimatic conditions. This could be a more comprehensive and realistic approach to improve avocado crops in a tropical country with high edaphoclimatic variability such as Colombia and is in agreement with a precision agriculture-based approach [ 9 , 10 , 11 , 13 ].…”

“…Colombia is a country that naturally presents a high climate variability, given its topographic and geographic conditions and the different phenomena that influence the territory [ 9 ]. In Colombia, analyses have been carried out looking for signs of climate change in long series of hydrological and climatic variables (40–45 years), which have confirmed the presence of increasing trends in variables such as temperature, relative humidity, evaporation, and precipitation [ 10 , 11 , 12 ].…”