Procesamiento de señales atmosféricas para la inferencia de patrones de teleconexión climática: un estudio de la influencia de la Oscilación Antártica en la variabilidad interanual de la precipitación en Costa Rica

Abstract

Esta investigación tuvo como objetivo primordial utilizar las herramientas del Procesamiento Digital de Señales (PDS) para estudiar la influencia que tiene la Oscilación Antártica (AAO) en la variabilidad climática interanual de la precipitación en Costa Rica. Para llevarla a cabo en escala mensual, se utilizaron datos de precipitación de estaciones meteorológicas en superficie (1979-2017), de los reanálisis de ERA-Interim (1979-2017) y de sensores remotos con el PERSIANN-CDR (1983-2018). Se procesaron las series de tiempo mensuales de precipitación de las estaciones meteorológicas en superficie a valores continuos ajustando un filtro autoregresivo de orden 7, AR(7), a la serie de tiempo para estimar los datos ausentes como primera aproximación. Luego, se completaron las series con la información de las demás estaciones al iterar la matriz de correlación de los datos con la técnica multivariada de análisis de componentes principales (PCA). Asimismo, se calcularon coeficientes de correlación entre los datos de precipitación con los ı́ndices de la AAO y de correlación parcial para descartar el posible forzamiento de El Niño-Oscilación del Sur (ENOS) como modo dominante de la variabilidad climática regional. También se hizo uso de la técnica de diferencia de composiciones para inferir los patrones espaciales de teleconexión climática asociados con la AAO con influencia en Costa Rica. Se pudo evidenciar una correlación positiva (negativa) muy marcada de este modo anular con la precipitación, especialmente en el Pacı́fico Central y el Pacı́fico Sur costarricenses (zona Norte), durante los meses de diciembre, enero y febrero (DEF) y septiembre, octubre y noviembre (SON) y junio, julio, agosto (JJA), épocas en las cuales se registra el mı́nimo para el periodo de DEF y los máximos para los periodos de SON y JJA del ciclo anual de precipitación en estas regiones. Los resultados más relevantes son los desfases encontrados en las correlaciones más significativas para estos periodos del año (DEF, SON y JJA) con los ı́ndices de la AAO para los meses de SON, JJA y marzo, abril y mayo (MAM), respectivamente, los cuales siguen siendo significativos, a pesar de la posible influencia de ENOS.