Nuevas Perspectivas sobre el Modelado de Sequías Meteorológicas e Hidrológicas: Un Análisis Comparativo de Distribuciones Paramétricas y No Paramétricas
Autores: Abu Arra, Ahmad; iman, Eyüp
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Nuevas Perspectivas sobre el Modelado de Sequías Meteorológicas e Hidrológicas: Un Análisis Comparativo de Distribuciones Paramétricas y No Paramétricas
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Monitoreo de sequías
Función de distribución acumulativa
índices de sequía estandarizados
CDFs teóricas y empíricas
Error cuadrático medio
Error absoluto medio
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
El monitoreo preciso de la sequía depende de seleccionar una función de distribución acumulativa (CDF) apropiada para modelar los datos originales, lo que resulta en los índices de sequía estandarizados. En numerosos estudios de investigación, aunque no se realizó una validación rigurosa al examinar las suposiciones del modelo y las incertidumbres en la identificación de modelos teóricos de CDF de sequía, tales descuidos conducen a representaciones sesgadas de la evaluación y características de la sequía. Esta investigación compara las CDF teóricas paramétricas y empíricas para una evaluación integral de los Índices de Sequía Estandarizados. Además, examina las ventajas, desventajas y limitaciones de ambas funciones de distribución en la evaluación de la sequía. Tres índices de sequía, el Índice de Precipitación Estandarizado (SPI), el Índice de Sequía de Caudal (SDI) y el Índice de Precipitación y Evapotranspiración Estandarizado (SPEI), cubren sequías meteorológicas e hidrológicas. La evaluación abarca diversas aplicaciones, cubriendo diferentes climas y regiones: Durham, Reino Unido (SPEI, 1868-2021); Konya, Turquía (SPI, 1964-2022); y Lüleburgaz, Turquía (SDI, 1957-2015). Los hallazgos revelan que las CDF teóricas y empíricas demostraron discrepancias notables, particularmente en las evaluaciones de sequía hidrológica a largo plazo, donde las subestimaciones alcanzaron hasta el 50%, lo que plantea riesgos de conclusiones erróneas que pueden afectar decisiones críticas relacionadas con la sequía y la formulación de políticas. El Error Cuadrático Medio (RMSE) para SPI3 entre la CDF empírica y la mejor ajustada fue de 0.087, y entre la empírica y Gamma fue de 0.152. Para SDI, osciló entre 0.09 y 0.143. El Error Absoluto Medio (MAE) para SPEI fue de aproximadamente 0.05 para todas las escalas de tiempo. Además, concluye que las CDF empíricas proporcionan evaluaciones de sequía más confiables y conservadoras y están libres de las limitaciones de las suposiciones del modelo. Ambos enfoques dieron aproximadamente la misma duración de sequía con diferentes intensidades en cuanto a las características de la sequía. Debido al complejo proceso de los eventos de sequía y las diferentes definiciones de los eventos de sequía, cada evento de sequía debe estudiarse por separado, considerando sus efectos en diferentes sectores.
Descripción
El monitoreo preciso de la sequía depende de seleccionar una función de distribución acumulativa (CDF) apropiada para modelar los datos originales, lo que resulta en los índices de sequía estandarizados. En numerosos estudios de investigación, aunque no se realizó una validación rigurosa al examinar las suposiciones del modelo y las incertidumbres en la identificación de modelos teóricos de CDF de sequía, tales descuidos conducen a representaciones sesgadas de la evaluación y características de la sequía. Esta investigación compara las CDF teóricas paramétricas y empíricas para una evaluación integral de los Índices de Sequía Estandarizados. Además, examina las ventajas, desventajas y limitaciones de ambas funciones de distribución en la evaluación de la sequía. Tres índices de sequía, el Índice de Precipitación Estandarizado (SPI), el Índice de Sequía de Caudal (SDI) y el Índice de Precipitación y Evapotranspiración Estandarizado (SPEI), cubren sequías meteorológicas e hidrológicas. La evaluación abarca diversas aplicaciones, cubriendo diferentes climas y regiones: Durham, Reino Unido (SPEI, 1868-2021); Konya, Turquía (SPI, 1964-2022); y Lüleburgaz, Turquía (SDI, 1957-2015). Los hallazgos revelan que las CDF teóricas y empíricas demostraron discrepancias notables, particularmente en las evaluaciones de sequía hidrológica a largo plazo, donde las subestimaciones alcanzaron hasta el 50%, lo que plantea riesgos de conclusiones erróneas que pueden afectar decisiones críticas relacionadas con la sequía y la formulación de políticas. El Error Cuadrático Medio (RMSE) para SPI3 entre la CDF empírica y la mejor ajustada fue de 0.087, y entre la empírica y Gamma fue de 0.152. Para SDI, osciló entre 0.09 y 0.143. El Error Absoluto Medio (MAE) para SPEI fue de aproximadamente 0.05 para todas las escalas de tiempo. Además, concluye que las CDF empíricas proporcionan evaluaciones de sequía más confiables y conservadoras y están libres de las limitaciones de las suposiciones del modelo. Ambos enfoques dieron aproximadamente la misma duración de sequía con diferentes intensidades en cuanto a las características de la sequía. Debido al complejo proceso de los eventos de sequía y las diferentes definiciones de los eventos de sequía, cada evento de sequía debe estudiarse por separado, considerando sus efectos en diferentes sectores.