Análisis comparativo entre mediciones de radiación solar en Tucumán (26.8°S, 65.1°O) y las bases de datos de reanálisis ERA5 y NCEP/NCAR

Abstract

Las bases de datos de reanálisis constituyen una alternativa para evaluar distintos parámetros meteorológicos en áreas y períodos de tiempo en los cuales no se cuenta con datos medidos, pero requieren una validación previa a través de análisis de comparación y de error respecto a mediciones disponibles. Con este propósito, en este trabajo se realiza un análisis comparativo entre los datos de radiación solar global medidos en superficie en Tucumán (26.8°S, 65.1°O) y los obtenidos a partir de dos bases de datos de reanálisis: ERA5 y NCEP/NCAR. Los datos medidos con una frecuencia de minutos fueron obtenidos de la red solarimétrica del Servicio Meteorológico Nacional (SMN) de Argentina, correspondientes a los años 2017 y 2018. Seleccionamos cinco estadísticos para realizar la comparación considerando valores acumulados diarios. El ERA5 presenta un mejor desempeño que NCEP/NCAR, si bien ambos sobreestiman en general los valores medidos. Los estadísticos de error resultan entre 10 y 25% en el caso de ERA5 y entre 40 y 50% en el caso de NCEP/NCAR. Con respecto a la detección de la variabilidad de la radiación diaria en los dos años considerados, ERA5 también presenta un mejor ajuste resultando en un coeficiente de correlación de 0.9 en comparación con 0.6 en el caso de NCEP/NCAR.

Reanalysis databases provide an alternative for evaluating various meteorological parameters in areas and periods where measured data is unavailable, but they require prior validation through comparative and error analysis with available measurements. With this purpose, this study presents a comparative analysis between solar radiation data measured at the surface in Tucumán (26.8°S, 65.1°W) and data obtained from two reanalysis databases: ERA5 and NCEP/NCAR. The measured data, recorded at minute intervals, were obtained from the solarimetric network of the National Meteorological Service (SMN) of Argentina for the years 2017 and 2018. We selected five statistics for the comparison, considering daily accumulated values. ERA5 shows better performance than NCEP/NCAR, although both generally overestimate the measured values. The error statistics range between 10% and 25% for ERA5 and between 40% and 50% for NCEP/NCAR. Regarding the detection of daily radiation variability over the two years considered, ERA5 also shows a better fit, resulting in a correlation coefficient of around 0.9 compared to 0.6 for NCEP/NCAR.