Historical daily precipitation patterns for Central America generated using constructed analogues from satellite and ground- based observations

Abstract

The constructed analogues (CA) method was applied to downscale daily precipitation patterns from a 0.5° x 0.5° to a 0.25° x 0.25° spatial resolution for the period of 1958 to 1997 for the Central American region. The library of patterns, required by the CA method, covered the period of 1998 to 2000. Combined satellite and ground-based observations from the Tropical Rainfall Mission (TRMM) and the CRN073 projects were used. The TRMM data set was bias corrected (using the CRN073 data) with two methods here referred to as the ranking and the simple methods. The CA method was then applied three times (in order to find the most accurate results): two times using the two resulting bias-corrected data sets and one using the original data set with no bias-correction. The resulting downscaled precipitation for the uncorrected and the simple bias-corrected cases gave acceptable mean and standard deviation values, when compared to TRMM data for the evaluation period (1998-2003), but the ranking bias-corrected downscaled precipitation data did not. Further studies are needed with an extended library of patterns, covering more than the three years in this study. In addition, an extended period of observations is also needed in order to ensure that the observed statistics accurately represent reality.El método de reducción de escala conocido como “construcción de análogos” (CA) se usó para reducir la escala de patrones diarios de precipitación para el período 1958-1997, desde una resolución de 0.5° x 0.5° a una de 0.25° x 0.25° para la región de Centro América. La librería de patrones, requerida por el método de CA, cubre el periodo de 1998-2000. Para la reducción de escala se usaron datos satelitales y observaciones en superficie tomados de los proyectos Tropical Rainfall Mission (TRMM) y CRN073. A los datos de TRMM se les aplicó dos métodos de corrección de sesgo, aquí referidos como el método ranking (por categoría) y el método simple. El método de CA fue entonces usado de tres maneras distintas: en dos ocasiones usando los datos TRMM resultantes después de aplicar los dos métodos de corrección de sesgos y en otra ocasión, usando los datos TRMM originales sin ninguna corrección. Los valores del promedio y la desviación estándar de los datos de precipitación para los meses de enero y julio generados usando datos sin corrección de sesgos y datos corregidos usando el métodos simple fueron aceptables en comparación con los correspondientes valores observados. Los datos generados usando datos corregidos con el método ranking no dieron buenos resultados y no parecen captar la variabilidad de la región centroamericana para dichos meses. Se necesita en un futuro, repetir el estudio usando una librería de patrones más extensa que la de tres años que fue usada en este estudio. Además, es necesario también, extender el periodo de las observaciones con respecto a las cuales los resultados están siendo comparados para así asegurar que los mismos se acercan lo más posible a la realidad.Konstruerade analogier (CA; constructed analouges) tillämpades för att nedskala dagliga nederbördsmönster över Centralamerika från en upplösning av 0.5° x 0.5° till 0.25° x 0.25° för perioden 1958 till 1997. Kombinerade satellitdata från TRMM (Tropical Rainfall Mission) och markdata från CRN073-projektet användes. TRMM-datasetet korrigerades för metodfel (bias) med hjälp av CRN073-data på två sätt; här benämnda rankningsmetoden och enkla metoden. CA tillämpades sedan på de tre dataseten, de korrigerade och den ursprungliga, okorrigerade, för att undersöka vilken metod som gav bäst resultat. Resultatet var att den nedskalade nederbörden, i termer av medel- och standardvärden, visade acceptabla skillnader jämfört med TRMM observationer från evalueringsperioden 1998-2003, om ingen eller den enkla korrigeringen gjordes. Rankningsmetoden gav inte acceptabla resultat. Slutsatsen är att ytterligare studier, med ett utökat bibliotek av nederbördsmönster, som täcker mer än tre år, behövs. Dessutom behövs en utökad observationsperiod för att försäkra att den observerade statistiken representerar verkliga förhållanden.