Estabilidad de la estimación de la onda anual en escala diaria de temperatura

Abstract

La elección del método de estimación de efectos determinísticos dentro de series climáticas es el punto de partida de la mayoría de los estudios sobre variabilidad climática. Este análisis es más sensible cuando se desea explorar sobre la presencia de fenómenos no lineales. Por esto, en este trabajo se analiza la robustez y estabilidad de diferentes métodos para estimar la onda anual en series de temperatura diaria. Se comparan distintos estimadores robustos y se muestra que el cálculo de la onda anual a partir de la mediana produce una estimación más robusta para períodos de información menores a 50 años. Sin embargo, para períodos mayores de información no se observan diferencias entre los distintos estimadores. Respecto a la persistencia de las series de temperatura se muestra que existe una dependencia entre el tiempo de independencia (To) y el período analizado (existe una variación interanual de To que puede variar entre 3 y 7 días). Además se observa un mayor To si se considera el término no lineal de las anomalías, es decir el análisis de ésta componente conduce a estimar efectos más persistentes que se ven afectados por la pendiente de la onda anual. Se muestra la presencia de asimetrías en la onda anual de temperatura que en algunos casos son producto de interacciones no lineales entre la onda anual y las perturbaciones. Por ultimo, los procesos que muestran una mayor dependencia con la onda anual evidencian una mayor persistencia de las anomalías cálidas. Esto esta asociado a procesos advectivos lentos donde las masas de aire cálido permanecen durante varios días, efecto que se evidencia en mejor medida sobre la temperatura mínima. Por esto se propone que en general, la estimación de las anomalías respecto de la onda anual debe contemplar los efectos independientes (lineales) y dependientes (no lineales) de la onda anual. Palabras claves: Temperatura, tiempo de independencia, escala diaria

The choice of estimation of deterministic effect method in climate series is usually the starting point for most studies on climate variability. This decision is more sensitive when the presence of nonlinear phenomena is explored. Therefore, this paper analyzes the robustness and stability of different methods to estimate the annual cycle in time series of daily temperature. Robust estimators are compared and show that the calculation of the annual cycle using the median is the more robust estimate for reporting periods of less than 50 years. However, for longer periods of information no differences between the various estimators were observed. Regarding the persistence of the temperature series, there is a dependency between the time of independence (To) and the period under review (there is a variation of To which can vary between 3 and 7 days). In addition, the non-lineal component of the anomalies tend to represent higher values of To if compared with the linear departures, i.e. the analysis of this component leads to estimate long lasting effects that are affected by the slope of the annual cycle. Asymmetries in the annual temperature cycle in some cases are the result of nonlinear interactions between the annual wave and disturbances. Finally, the processes that show higher dependence in the annual cycle are characterized by greater persistence of warm anomalies. This is associated with slow advective processes where warm air masses remain for several days. This effect is better represented for minimum temperature. Therefore it is proposed that in general, the estimation or design of the anomalies with respect to the annual wave should be considered as a series expansion that considers the independent effects (linear) and dependent (nonlinear) of the annual cycle.