Estudio de índices trimestrales de extremos húmedos de precipitación diaria: Estimación de percentiles, coherencia espacio-temporal, y mecanismos forzantes de su variabilidad de baja frecuencia en noviembre-diciembre-enero y febrero-marzo-abril

Abstract

La precipitación extrema diaria en Argentina subtropical (ArST, al norte de 39°S) genera impactos socioeconómicos de gran importancia, pero su estudio requiere de decisiones metodológicas que la literatura suele tratar como rutinarias. Esta tesis estudia la variabilidad de baja frecuencia de índices trimestrales de extremos húmedos de precipitación diaria basados en percentiles y sus forzantes climáticos, sobre regiones espaciotemporalmente coherentes. En primer lugar, se determinó el esquema óptimo de estimación de percentiles diarios. Mediante simulaciones de cinco regímenes climáticos con percentiles conocidos, se evaluaron combinaciones de muestra, enfoque empírico o paramétrico, ventana móvil y suavizado, según magnitud del error, sesgo y correlación. El esquema empírico utilizando una ventana móvil centrada de 29 días (PEM) estimado en base a la muestra total de días (con y sin precipitación) y suavizada con Modelos Aditivos Generalizados (GAM) resultó el más robusto; el uso de un modelo GAM como suavizado del ciclo anual de percentiles no había sido reportado previamente. Se demostró además que dos esquemas de estimación distintos aplicados a una misma situación pueden arrojar tendencias significativas de signo opuesto y variabilidad disímil, lo que identifica al esquema de estimación como una fuente de incertidumbre metodológica escasamente reconocida en la literatura. Luego se evaluó la regionalizabilidad de cinco índices mediante k-means, Ward y el método HAZ, basado en correlación de Pearson. Se estableció que sólo pueden satisfacerse simultáneamente dos de los tres atributos deseables de toda regionalización —coherencia espacial, coherencia temporal y número de estaciones agrupadas—, restricción no formalizada antes. HAZ fue el único capaz de preservar coherencia espacial y temporal; las estaciones que quedan sin región, concentradas en el oeste y norte de topografía compleja, no constituyen una limitación del método sino un resultado físico que delimita las zonas de variabilidad local. El índice R95P, que representa el acumulado de precipitación en días que superaron el percentil 95, sintetizó mejor el comportamiento de los demás índices analizados y se adoptó como índice regional de precipitación extrema (IRPE) para los trimestres noviembre-diciembre-enero (NDE) y febrero-marzo-abril (FMA) definidos por HAZ. El análisis combinado de tendencias, quiebres, espectros wavelet y diagnóstico de circulación troposférica reveló que los cambios en ArST no responden a un forzante único, sino a mecanismos regionales y estacionalmente diferenciados. En el sector oriental, el ENSO modula la variabilidad interanual mediante un tren de ondas de Rossby cuyo origen es tropical directo en NDE pero extratropical, mediado por la Zona de Convergencia del Pacífico Sur (SPCZ), en FMA. Los puntos de quiebre encontrados en FMA se vincularon al Modo Anular del Sur (Cuyo, 1997) y a la Oscilación Decadal del Pacífico (noreste, 1981 y 2001). La principal contribución es la integración del análisis estadístico-espectral con la interpretación dinámica, mostrando que el estudio de la variabilidad de estos índices requieren ambas dimensiones y que sus forzantes actúan de forma específica según la región y la fase de la temporada húmeda.