Reconstrucción de la señal térmica local en la Comunidad Valenciana entre 1948 y 2011 a partir de un downscalling estadístico mediante una red neuronal artificialdetección de patrones locales de cambio

  1. María José Estrela Navarro
  2. Jorge Olcina Cantos
Revista:
BAGE. Boletín de la Asociación Española de Geografía

ISSN: 0212-9426

Año de publicación: 2016

Número: 70

Páginas: 113-147

Tipo: Artículo

DOI: 10.21138/BAGE.2165 DIALNET GOOGLE SCHOLAR

Otras publicaciones en: BAGE. Boletín de la Asociación Española de Geografía

Resumen

Para el área de la Comunidad Valenciana (España) se dispone de más de 300 series de temperatura diaria de las que sólo 3 cubren por completo el periodo 1948-2011, y una mayoría menos de la mitad de dicho periodo. El presente trabajo busca reconstruir todas las señales térmicas locales que faltan en el periodo completo 1948-2011 a partir del reanálisis NCEP/NCAR en dicho periodo. Para ello se realiza un downscaling estadístico con los datos observados por medio de una ANN. Ello ha permitido detectar patrones locales de cambio climático que han sido consistentes a lo largo del espacio y tiempo. Estos patrones señalan una tendencia mayor al calentamiento en las partes altas de los relieves y áreas de montaña, y menor en el fondo de los valles. El valor del estudio reside en la detección de las áreas potencialmente más vulnerables al cambio térmico, más que en una determinación exacta de una magnitud global de cambio térmico.

Referencias bibliográficas

  • AGUILAR, E., LÓPEZ, J. M., BRUNET, M., SALADIÉ., O., SIGRÓ, J. Y LÓPEZ, D. (1999): «Control de Calidad y Proceso de Homogeneización de Series Térmicas Catalanas». En: RASO, J. M y MARTÍN-VIDE, J. (eds.). La Climatología española en los albores del siglo XXI. Oikos-Tau y Asociación Española de Climatología, Serie A, 1, Barcelona, pp. 15-23.
  • AHMED, F. (2011): Bias Correction and Downscaling of Climate Model Outputs Required for Impact Assessments of Climate Change in the U. S. Northeast. Master's Theses. Paper 212.
  • ANGELL, J. K. (2006): «Changes in the 300-mb North Circumpolar Vortex, 1963-2001». Journal of Climate, 19, pp. 2984-2994. DOI: 10.1175/JCLI3778.1.
  • BELLO, V. (2008): «Las inversiones térmicas en el valle bajo del Henares». Serie Geográfica - Profesora María de los Ángeles Díaz Muñoz, In Memoriam, 14-2007-2008, pp. 47-60.
  • BENGTSSON, L., HAGEMANN, S. Y HODGES, K. I. (2004): «Can climate trends be calculated from reanalysis data?». Journal of Geophysical Research, 109, D11111. DOI: 10.1029/2004JD004536.
  • BISHOP, C. M. (1995): Neural Networks for Pattern Recognition. Oxford: Oxford University Press, 482 p. ISBN: 0-19-853849-9 (hardback).
  • BLADÉ, I. Y CASTRO DÍEZ, Y. (2010): «Tendencias atmosféricas en la Península Ibérica durante el periodo instrumental en el contexto de la variabilidad natural». En: PÉREZ F, BOSCOSO R (eds.). Clima en España: pasado, presente y futuro pp. 25-42.
  • BOLSTAD, P. V., SWIFT, L., COLLINS, F., REGNIERE, J. (1998): «Measured and predicted air temperatures at basin to regional scales in the southern Appalachian mountains». Agricultural and Forest Meteorology, 91, pp. 161-176.
  • BRUNET, M., JONES, P. D., SIGRÓ, J., SALADIÉ, O., AGUILAR, E., MOBERG, A., DELLA-MARTA, P. M., LISTER, D., WALTHER, A. Y LÓPEZ, D. (2007): «Temporal and spatial temperature variability and change over Spain during 1850-2005». Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 112, D12117. DOI: 10.1029/2006JD008249.
  • BRUNET, M., SALADIÉ, O., JONES, P., SIGRÓ, J., AGUILAR, E., MOBERG, A., LIS-TER, D., WALTHER, A. Y ALMARZA, C. (2008): A case-study/guidance on the development of long-term daily adjusted temperature datasets. WMO-TD-1425, WCDMP-66. Ginebra: World Meteorological Organization, 43 p.
  • BURRIEL, E. (2009): «La planificación territorial en la Comunidad Valenciana (1989-2009) ». Scripta Nova. Revista Electrónica de Geografía y Ciencias Sociales, vol. XIII, no 306.
  • CCSP. (2008): Reanalysis of Historical Climate Data for Key Atmospheric Features: Implications for Attribution of Causes of Observed Change. A Report by the U. S. Climate Change Science Program and the Subcommittee on Global Change Research. National Oceanic and Atmospheric Administration, National Climatic Data Center, Asheville, NC, 156 p.
  • COULIBALY, P., DIBIKE, Y. B. Y ANCTIL, F. (2005): «Downscaling precipitation and temperature with temporal neural networks». Journal of Hydrometeorology, 6(4), pp. 483-496.
  • DALY, C., CONKLIN, D. R. Y UNSWORTH, M. H. (2010): «Local atmospheric decoupling in complex topography alters climate change impacts». International Journal of Climatology, 30, pp. 1857-1864. DOI: 10.1002/joc.2007.
  • DEL RÍO, S., CANO-ORTIZ, A., HERRERO, L. Y PENAS, A. (2012): «Recent trends in mean maximum and minimum air temperatures over Spain (1921-2006) ». Theoretical and Applied Climatology, 109, pp. 605-626. DOI: 10.1007/s00704-012-0593-2.
  • DOBROWSKI, S. Z. (2011): «A climatic basis for microrefugia: the influence of terrain on climate». Global Change Biology, 17, pp. 1022-1035.
  • DOMONKOS, P., VENEMA, V. Y MESTRE, O. (2012): «Efficiencies of homogenisation methods: Our present knowledge and its limitation». Proceedings of the 7th Seminar and Quality Control in Climatological Databases. Budapest. Hungría.
  • ETXEBERRÍA, J. (1999): Regresión Múltiple. Colección de Cuadernos de estadística, 4. Ed. La Muralla, Madrid.
  • FRAUENFELD, O. W. Y DAVIS, R. E. (2003): «Northern Hemisphere circumpolar vortex trends and climate change implications». Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 108, 4423. DOI: 10.1029/2002JD002958, D14.
  • GUTIÉRREZ, J. M., CANO, R., COFIÑO, A. S. Y SORDO, C. M. (2004): Redes Probabilísticas y Neuronales en las Ciencias Atmosféricas, Series Monográficas de AEMET.
  • HEWITSON, B. C. Y CRANE, R. G. (1996): «Climate downscaling: Techniques and application». Climate Research, 07, pp. 97-110.
  • HODRICK, R. J. Y PRESCOTT, E. C. (1980): «Postwar U. S. Business Cycles: an Empirical Investigation». Carnegie Mellon University discussion paper, 451. Northwestern University.
  • IIJIMA, Y. Y SHINODA, M. (2000): «Seasonal changes in the cold-air pool formation in a subalpine hollow, central Japan». International Journal of Climatology, 20, pp. 1471-1483.
  • JOURNEL, A. G. (1989): Fundamentals of Geostatistics in Five Lessons. American Geophysical Union. Washington DC.
  • KALNAY, E., KANAMITSU, M., KISTLER, R., COLLINS, W., DEAVEN, D., GAN-DIN, L., IREDELL, M., SAHA, S., WHITE, G., WOOLLEN, J., ZHU, Y., CHELLIAH, M., EBISUZAKI, W., HIGGINS, W., JANOWIAK, J., MO, K. C., ROPELEWSKI, C., WANG, J., LEETMAA, A., REYNOLDS, R., JENNE, R. Y JOSEPH, D. (1996): «The NCEP/NCAR 40-year reanalysis project». Bulletin of the American Meteorological Society, 77, pp. 437-471.
  • KECKLER, P. K. (1995): Surfer for Windows. Golden Software Inc., Golden, Colorado.
  • KISTLER, R., KALNAY, E., COLLINS, W., SAHA, S., WHITE, G., WOOLLEN, J., CHE-LLIAH, M., EBISUZAKI, W., KANAMITSU, M., KOUSKY, V., VAN DEN DOOL, H., JENNE, R. Y FIORINO, M. (2001): «The NCEP-NCAR 50-Year Reanalysis: Monthly Means CD-ROM and Documentation». Bulletin of the American Meteorological Society, 82, pp. 247-268.
  • KOHONEN, T. (2001): Self-Organizing Maps. Third, extended edition. Springer, 501 p.
  • MARTÍ CIRIQUIÁN, P. Y NOLASCO CIRUGEDA, G. (2011): «La expansión urbanística reciente de la costa alicantina, una realidad constatable». En: GOZÁLVEZ PÉREZ, V. y MARCO MOLINA, J. A. (eds.). Urbanismo expansivo, de la utopía a la realidad. XXII Congreso de Geógrafos Españoles, pp. 379-390. Universidad de Alicante.
  • MARTÍ CIRIQUIÁN, P. Y PONCE HERRERO, G. (2011): «Pautas en la fragmentación de la forma urbana en las ciudades del arco mediterráneo español». En: GOZÁLVEZ PÉREZ, V. y MARCO MOLINA, J. A. (eds.). Urbanismo expansivo, de la utopía a la realidad. XXII Congreso de Geógrafos Españoles, pp. 391-402. Universidad de Alicante.
  • MEMBRADO TENA, J. C. (2011): «Cartografía del urbanismo expansivo valenciano según SIOSE». En: GOZÁLVEZ PÉREZ, V. y MARCO MOLINA, J. A. (eds.). Urbanismo expansivo, de la utopía a la realidad. XXII Congreso de Geógrafos Españoles, pp. 427-438. Universidad de Alicante.
  • MENDES, D. Y MARENGO, J. A. (2010): «Temporal downscaling: a comparison between artificial neural network and autocorrelation techniques over the Amazon Basin in present and future climate change scenarios». Theoretical and Applied Climatology, 100(3-4), pp. 413-421. DOI: 10.1007/s00704-009-0193-y.
  • MIRÓ, J. J., ESTRELA, M. J. Y MILLÁN, M. M. (2006): «Summer Temperature Trends in a Mediterranean Area (Valencia Region) ». International Journal of Climatology, 26, pp. 1051-1073. Royal Meteorological Society. UK.
  • MIRÓ, J. J., ESTRELA, M. J. Y BARBERÁ, M. J. (2012): «Análisis de tendencias de series diarias de temperatura a partir de un downscaling estadístico con datos de reanálisis y redes neuronales. Aplicación a la Comunidad Valenciana». En: RODRÍGUEZ PUEBLA, C., CEBALLOS, A., GONZÁLEZ, N., MORÁN, E. y HERNÁNDEZ, A. (Eds.). Cambio climático. Extremos e impactos. Publicaciones de la Asociación Española de Climatología (AEC), A-8, pp. 549-560. ISBN: 978-84-695-4331-3.
  • MOORE, I. D., LEWIS, A. Y GALLANT, J. C. (1993): «Terrain Attributes: Estimation Methods and Scale Effects». En: JAKEMAN, A. J., BECK, M. B. y MCALEER, M. J. (eds.). Modeling Change in Environmental Systems. John Wiley and Sons, New York.
  • MORCEGO, B. (2000): Estudio de redes neuronales modulares para el modelado de sistemas dinámicos no lineales. Memoria de tesis doctoral. Universitat Politècnica de Catalunya, Departament d'Enginyeria de Sistemes, Automàtica i Informàtica Industrial.
  • OLCINA CANTOS, J. (2009): «Cambio climático y riesgos climáticos en España». Investigaciones Geográficas, 49, pp. 197-220. IUG. Universidad de Alicante.
  • PEPIN, N. C., DALY, C. Y LUNDQUIST, J. (2011): «The influence of surface versus freeair decoupling on temperature trend patterns in the western United States». Journal of Geophysical Research, 116, D10109. DOI:10.1029/2010JD014769.
  • PITA, M. F. (2009): «Impactos geográficos del cambio climático». En: FERIA TORIBIO, J. M., GARCÍA, A. y OJEDA RIVERA, J. F. (eds.). Territorios, sociedades, políticas, pp. 157-198. Sevilla, Universidad Pablo de Olavide.
  • QUEREDA SALA, J., GIL OLCINA, A., PÉREZ CUEVA, A., OLCINA CANTOS, J., RICO AMORÓS, A. Y MONTÓN CHIVA, E. (2000): «Climatic warming in the Spanish Mediterranean: natural trend or urban effect». Climatic Change, 46(4), pp. 473-483. DOI: 10.1023/A:1005688608044.
  • QUEREDA, J., MONTÓN, E. Y ESCRIG, J. (2009): «El cambio climático en las regiones de Valencia y Murcia: La sombra analítica de un auténtico troyano». Investigaciones Geográficas, 49, pp. 107-127. Instituto Universitario de Geografía. Universidad de Alicante.
  • RUBINSTEIN, K. G., KHAN, V. M. Y STERIN, A. M. (2004): «Qualitative comparison of air temperature trends based on ncar/ncep reanalysis, model simulations and aerological observations data». 35th COSPA R Scientific Assembly. Held 18-25 July 2004, in Paris, France. p. 2183.
  • SALMI, T., MÄÄTTÄ, A., ANTTILA, P., RUOHO-AIROLA, T. Y AMNELL, T. (2002): Detecting Trends of Annual Values of Atmospheric Pollutants by the Mann-Kendall Test and Sen's Slope Estimates - The Excel Template Application MAKESENS. Publication on Air Quality, Finnish Meteorological Institute, 31, Helsinki, Finland.
  • SIMMONS, A. J., JONES, P. D., DA COSTA BECHTOLD, V., BELJAARS, A. C. M., KALL-BERG, P. W., SAARINEN, S., UPPALA, S. M., VITERBO, P. Y WEDI, N. (2004): «Comparison of trends and low-frequency variability in CRU, ERA-40, and NCEP/NCAR analyses of surface air temperature». Journal of Geophysical Research, 109, Issue D24, CiteID D24115. DOI:10.1029/2004JD005306.
  • STERL, A. (2004): «On the (In) Homogeneity of Reanalysis Products». Journal of Climate, 17, pp. 3866-3873. DOI: 10.1175/1520-0442 (2004) 017<3866:OTIORP>2.0. CO;2.
  • VENEMA, V. K. C., MESTRE, O., AGUILAR, E., AUER, I., GUIJARRO, J. A., DOMONKOS, P., VERTACNIK, G., SZENTIMREY, T., STEPANEK, P., ZAHRADNI-CEK, P., VIARRE, J., MÜLLER-WESTERMEIER, G., LAKATOS, M., WILLIAMS, C. N., MENNE, M. J., LINDAU, R., RASOL, D., RUSTEMEIER, E., KOLOKYTHAS, K., MARINOVA, T., ANDRESEN, L., ACQUAOTTA, F., FRATIANNI, S., CHEVAL, S., KLANCAR, M., BRUNETTI, M., GRUBER, C., PROHOM, M., LIKSO, T., ESTE-BAN, P. Y BRANDSMA, T. (2012): «Benchmarking homogenization algorithms for monthly data». Climate of the Past, 8, pp. 89-115. DOI:10.5194/cp-8-89-2012.
  • VINAGRE, F. A. Y MARTÍNEZ, J. A. (2006): «Estudio de series numéricas caóticas mediante redes neuronales: aplicación al estudio de un lecho fluidizado gas-sólido». Ingeniería química, 442, pp. 148-154. ISSN 0210-2064.
  • WANG, X. L. (2008): «Penalized maximal F-test for detecting undocumented mean-shifts without trend-change». Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 25(3), pp. 368-384. DOI:10.1175/2007/JTECHA982.1.
  • WILBY, R. L., WIGLEY, T. M. L., CONWAY, D., JONES, P. D., HEWITSON, B. C., MAIN, J. Y WILKS, D. S. (1998): «Statistical downscaling of general circulation model output: A comparison of methods». Water Resources Research, 34(11), pp. 2995-3008. DOI:10.1029/98WR02577.
  • WILBY, R. L., CHARLES, S. P., ZORITA, E., TIMBAL, B., WHETTON, P. Y MEARNS, L. O. (2004): Guidelines for use of climate scenarios developed from statistical downscaling methods. Supporting Material of the Intergovernmental Panel on Climate Change. 27 p.
Fuente de los datos: Dialnet