Algunas referencias para la comparación de lluvias in-situ y TRMM

Fig. Comparación de series de lluvia. Estación Las Salinas (Arequipa, Perú), TRMM original (TRMMo), TRMM corregido con el modelo aditivo (TRMM A), TRMM corregido con el modelo multiplicativo (TRMM M). Source: Rau, 2009.

Realizar la comparación de dos series de lluvia obtenidas desde diferentes fuentes, tales como la in-situ y la TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission, NASA, JAXA), podría requerir un sustento físico de alto estándar para estar seguros si el satélite realizó la medición correcta desde su órbita en las mismas fechas que la medición in-situ. Se asume que ambas fuentes presentan errores y que la medición por satélite es más inexacta que la medición in-situ.

Las series se encuentran disponibles y la mejor forma de validarlas es simplemente haciendo una comparación directa con las herramientas estadísticas adecuadas. Año a año se vienen desarrollando trabajos de distinto calibre intentando validar o corregir los datos TRMM y de esta forma saber en qué regiones es posible emplear estos datos a la escala de espacio y tiempo requerido (mencionar que la mision TRMM llegó a su fin en Abril 2015, con lo cual ahora los trabajos estan concentrados en la transicion TRMM/GPM-IMERG).

A continuación unos enlaces (artículos, comunicaciones y herramientas):

 

1. Validación TRMM y lluvia 

En un inicio se establecieron los rangos "teóricos" para poder validar la información TRMM e in-situ. Esto es posible gracias a la teoría de errores relativos tales como: Error Medio, Error Medio Absoluto y la Raíz del Error Cuadrático Medio, entre otros. Trabajos realizados con datos TRMM v.6 (actualmente al año 2015, se usan los datos TRMM v.7).

Adeyewa and Nakamura, 2003 (aplicado a regiones de Africa).

Franchito et al., 2009 (aplicado al Brasil).

Lavado et al., 2009 (aplicado a los Andes amazónicos en Peru).

2. Corrección TRMM  

Posteriormente se realiza la corrección (previa validación) via criterios estadísticos de modelos aditivos y multiplicativos para el régimen mensual TRMM 3B43 v.6.

Rau and Condom, 2010 (Aplicado a las zonas de montaña de Perú)

Condom et al., 2011 (Validación y sustento de las formulaciones empleadas para la corrección)

Asi como el estudio de frecuencias y ondeletas para la corrección diaria del TRMM 3B42; y el empleo de funciones de densidad probabilística.

Heidinger et al., 2012.(Aplicado al Altiplano Peruano)

Tupac Yupanqui et al., 2015 (Aplicado a la cuenca alta del Rio Piura, Perú)

Software WATER para la corrección del TRMM por ondeletas

Mourre et al., 2013 (Aplicado a la cuenca del Santa, Perú)

También se analizan algoritmos de downscaling para solucionar el tema de la escala espacial y temporal, siendo posible la corrección hasta un nivel de régimen horario/diario a escalas más pequeñas que el TRMM 3B43/3B42 (0.25° x 0.25° ~ 27.8km x 27.8km) llegando incluso a una resolución de 1km x 1km, mediante el uso del NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) y el TRMM 2B31.

Immerzeel et al., 2009 (Aplicado en España y Portugal)

Jia et al., 2011 (Aplicado en China)

Tarnavski et al., 2012 (Aplicado en cuencas áridas de Tunez y Senegal)

3. La versatilidad del modelo multiplicativo

Los artículos referidos a la corrección de datos TRMM mensuales con los modelos aditivo y multiplicativo (Rau and Condom, 2010; Condom et al., 2011), son aplicables estrictamente a nivel de regionalización (varias grillas y estaciones en simultáneo) y no para un análisis "1 punto - 1 grilla". Es decir es aplicable a grandes extensiones de área. En teoría, si asumimos una estación in-situ como válida, sería en vano corregir la grilla TRMM correspondiente (ya que el objetivo de asemejar los datos de una sola grilla TRMM a los datos de una sola estación in-situ, podría resultar algo "forzado" sin una regionalización). 

Sin embargo, para quienes buscan algún sustento y validación de estas ecuaciones para el caso "punto-grilla" aquí les dejo un fichero online, donde el modelo multiplicativo mejora la pendiente de la recta entre los datos in-situ y TRMM para la época húmeda (el modelo aditivo solo sería aplicable con una regionalización). Las dos estaciones y grillas empleadas representan un caso real aplicado en Brasil. En conclusión, las ecuaciones también podrían aplicarse a extensiones pequeñas o a escala de cuenca "catchment-scale" muy común en el diseño de ingeniería hidrológica. Es posible incluso una inversión del vector F2, sin embargo queda pendiente su validación, asi como su extensión a datos diarios.

Estas ecuaciones también son consideradas como un aporte al downscaling estadístico. Su evaluacion con los nuevos productos GPM - IMERG, queda pendiente, sin embargo las ecuaciones descritas a lo largo de esta entrada, se considerarian como validas y podrían considerarse como métodos de downscaling estadistico.