Modelos lineales generalizados para la predicción de precipitaciones en el Valle Central de Costa Rica, América Central usando ENOS: una propuesta metodológica

Abstract

The ocean/atmosphere interaction is commonly studied through processes or phenomena such as El Niño / Southern Oscillation (ENSO). Many of the statistical studies on the subject, focus on the use models for continuous time series, adjusting models in the time domain, as in the case of univariate or multivariate ARIMA models. However, not always the primary concern is to determine exactly the magnitude of climatic anomalies such as the amount of rainfall in a period but, categorizing the magnitude of precipitation, to determine the probability of occurrence of class, conditioning on diferent categorizations (i.e. terciles) of ENSO. The objective of this study is to ind and / or develop methodological statistical strategies to estimate these probabilities. In particular, we are interested in assessing and modeling the relationship between the occurrence of El Niño (La Niña) and the variability of precipitation in the Central Region of Costa Rica, in May-June-July season. Data are time series of sea surface temperature (SST) in the area of Niño 3 and the Southern Oscillation Index (SOI) for atmospheric pressure. As the response we used rainfall (R) recorded in Juan Santa Maria airport, Costa Rica. The series were categorized into terciles to build two-way contingency tables. The tables were analyzed using log-linear and proportional odds models, to determine the conditional and joint probabilities of rainfall events. We also estimated a measure of ordinal association.

La interacción océano/atmósfera es comúnmente estudiada a través de procesos o fenómenos como El Niño/ Oscilación del Sur (ENOS). Muchos de los estudios estadísticos sobre el tema, se enfocan en el uso de series temporales de tipo continuo, ajustando modelos en el dominio temporal, como es el caso de los modelos ARIMA univariados o multivariados. Sin embargo, no siempre el interés primario es determinar exactamente la magnitud de las anomalías climáticas, como la cantidad de precipitación en un periodo sino, categorizando la magnitud de la precipitación, determinar la probabilidad de ocurrencia de cada uno de ellos, condicionada a las distintas categorizaciones (también en terciles) de ENOS. El objetivo de este estudio es desarrollar y detallar una estrategia metodológica estadística, para estimar dichas probabilidades. En particular, estamos interesados en evaluar y modelar la relación entre la ocurrencia de El Niño (La Niña) y la variabilidad de la precipitación en el Valle Central de Costa Rica, durante el trimestre de Mayo, Junio y Julio. Los datos corresponden a series de tiempo de temperatura supericial del mar (TSM) en la zona de Niño 3, y el Índice de Oscilación del Sur (IOS) para la presión atmosférica, como variable respuesta la precipitación (R) registrada en el aeropuerto Juan Santa María de Costa Rica. Las series fueron categorizadas en terciles para construir tablas de contingencia de dos entradas. Las tablas fueron analizadas mediante modelos loglineales y odds proporcionales, para determinar las probabilidades condicionales y conjuntas de ocurrencia de eventos de lluvia, utilizándose además medidas de asociación.