Methodology for forecasting precipitation related to El Niño when historical meteorological data are incomplete

Authors

DOI:

https://doi.org/10.17533/udea.redin.20241250

Keywords:

ENSO phases, seasonal precipitation forecast, rainfall anomaly, precipitation patterns in Mexico, the influence of ENSO

Abstract

The interactions between the ocean and the atmosphere produce various climatic phenomena, such as the El Niño-Southern Oscillation (ENSO), that influence hydrological systems. This study serves as a basis for water resource management and planning in reservoirs and hydroelectric generation, in both the short and long term. A methodology is proposed to study the potential influence of extreme phases of ENSO on the amount of monthly and seasonal precipitation in areas where the weather stations do not have a complete historical data record. A case study is presented of the seasonal precipitation forecast for the largest water reservoir in Mexico. Data from 18 weather stations in the hydrological sub-region Grijalva-La Concordia, in the state of Chiapas, were examined, the highest on the river course of the rainwater catchment dam of the Grijalva Hydroelectric Complex, the most important complex of its kind in Mexico. From the results it is expected that climate change will bring more frequent El Niño phases. The proposed methodology has been validated, making it an effective tool to evaluate the effects of ENSO on precipitation. The methodology is applicable to other regions, particularly in developing countries where historical information is often incomplete.

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Author Biographies

María Felicia Jiménez-Lavie, Universidad Nacional Autónoma de México

PhD Student, Facultad de Ingeniería de la UNAM

 

Cecilia Martín-del-Campo, Universidad Nacional Autónoma de México

Research Engineer and Professor, Facultad de Ingeniería de la UNAM

 

José Luis Lezama-Campos, Universidad Nacional Autónoma de México

Research Engineer, Instituto de Geología de la UNAM

 

Edgar Gerardo Mendoza-Baldwin, Universidad Nacional Autónoma de México

Research Engineer, Instituto de Ingeniería de la UNAM

 

Rodolfo Silva-Casarín, Universidad Nacional Autónoma de México

Research Engineer, Instituto de Ingeniería de la UNAM

 

References

Iglesias Fernández I., Interacción Océano-atmosfera: Influencia de la SST y de la circulación termohalina. EPhysLab, Departamento de física aplicada, Universidade de Vigo, 2010.

Groch, D.; Cogliati, M.; Finessi, F., Influencia de ENOS en la hidrometeorología de la Cuenca Alta del Río Neuquén, Geograficando, 16 (1), e066, 2020. [Online]. En Memoria Académica, Available: http://www.memoria.fahce.unlp.edu.ar/art_revistas/pr.11866/pr.11866.pdf, Accessed on: Oct. 8, 2022.

Meteored, El cambio climático podría provocar "El Niño permanente", 2021. [Online]. Available: https://www.meteored.mx/noticias/ciencia/cambio-climatico-afectara-fenomeno-el-nino-ENOS-enos-ciencias-atmsofericas-oscilacion-del-sur.html. Accessed on: Oct. 16, 2022.

Díaz‐Esteban and Raga, G. B., Weather regimes associated with summer rainfall variability over southern Mexico, International Journal of Climatology, 38(1), 169-186, 2018. Available: https://doi.org/10.1002/ joc.5168

IPCC, Informe de síntesis Contribución de los Grupos de trabajo I, II y III al Cuarto Informe de Evaluación del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático [Equipo de redacción principal: Pachauri, R. K. y A. Reisinger (dirs. de la publicación)], IPCC, Ginebra, Suiza, 2007.

NOAA, La Niña FAQs. National Ocean Service, 2017. [Online]. Available: https://www.pmel.noaa.gov/elnino/lanina-faq. Accessed on: Oct. 24, 2022.

NOAA, Climate Variability: Oceanic Niño Index. National Ocean Service, 2009. [Online]. Available: https://www.climate.gov/news-features/understanding-climate/climate-variability-oceanic-ni%C3%B1o-index. Accessed on Oct. 20, 2022.

Instituto del Mar del Perú (IMARPE), Índice Niño Oceánico (ONI), S.F. [Online]. Available: http://www.imarpe.gob.pe/imarpe/index2.php?id_seccion=I0178090500000000000000. Accessed on Oct. 20, 2022.

NOAA, What are El Niño and La Niña?, National Ocean Service, 2021. [Online]. Available: https://oceanservice.noaa.gov/facts/ninonina.html. Accessed on: Oct. 27, 2022.

Seneviratne, S.I., N. Nicholls, D. Easterling, C.M. Goodess, S. Kanae, J. Kossin, Y. Luo, J. Marengo, K. McInnes, M. Rahimi, M. Reichstein, A. Sorteberg, C. Vera, and X. Zhang., Changes in climate extremes and their impacts on the natural physical environment, In: Managing the Risks of Extreme Events and Disasters to Advance Climate Change Adaptation [Field, C.B., V. Barros, T.F. Stocker, D. Qin, D.J. Dokken, K.L. Ebi, M.D. Mastrandrea, K.J. Mach, G.-K. Plattner, S.K. Allen, M. Tignor, and P.M. Midgley (eds.)], A Special Report of Working Groups I and II of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Cambridge University Press, Cambridge, UK, and New York, NY, USA, pp. 109-230, 2012.

Lopez, H., Lee, SK., Kim, D. et al. Projections of faster onset and slower decay of El Niño in the 21st century. Nat Commun 13, 1915, 2022. Available: https://doi.org/10.1038/s41467-022-29519-7

NOAA, How will climate change El Niño and La Niña?, National Ocean Service, 2020. [Online]. Available: https://research.noaa.gov/article/ArtMID/587/ArticleID/2685/mediaid/2040. Accessed on: Oct. 27, 2022.

NOAA, El Niño and La Niña: The El Niño Southern Oscillation (ENOS) is one of the most important climatic phenomena on Earth, National Ocean Service, 2015. [Online]. Available: https://www.noaa.gov/education/resource-collections/weather-atmosphere/el-nino. Accessed on: Oct. 27, 2022.

Méndez González, J., Ramírez Leyva, A., Cornejo Oviedo, E., Zárate Lupercio, A. y Cavazos Pérez, T., Teleconexiones de la Oscilación Decadal del Pacífico (PDO) a la precipitación y temperatura en México, Investigaciones geográficas, (73), 57-70, 2010.

Guevara-Polo D. and Mijares-Fajardo R, El Niño Oscilación del Sur (ENOS) y sus efectos sobre la precipitación en México. Entorno UDLAP, 15, 2021

Comisión Nacional del Agua (CONAGUA), Atlas del Agua en México 2015, 2015. Available: http://www.conagua.gob.mx.

Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático (INECC). La cuenca de los ríos Grijalva y Usumacinta, 2007. Available: http://www2.inecc.gob.mx/publicaciones2/libros/402/cuencas.html.

Secretaria de Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT). (2015). Atlas digital geográfico. http://gisviewer.semarnat.gob.mx/aplicaciones/Atlas2015/agua_rios.html. Accessed 31 October 2022.

Diario Oficial de la Federación (DOF), Acuerdo por el que se dan a conocer los estudios técnicos de aguas nacionales superficiales de las subregiones hidrológicas Alto Grijalva, Medio Grijalva y Bajo Grijalva de la Región Hidrológica No. 30 Grijalva-Usumacinta. Secretaria de Gobernación, 29/04/2010.

Instituto Mexicano de Tecnología del Agua (IMTA), Infraestructura Hidroeléctrica Actual. ISBN: 978-607-9368-93-7, 2017.

Comisión Nacional del Agua (CONAGUA), Programa de Medidas Preventivas y de Mitigación de la sequía en el Consejo de Cuenca de los Ríos Grijalva y Usumacinta, 2014.

Secretaria de Energía (SENER), Programa del desarrollo del Sistema Eléctrico Nacional (PRODESEN) 2018-2032, México, 2018.

Comisión Nacional del Agua (CONAGUA), Estadísticas del Agua en México, edición 2010. Available: http://www.conagua.gob.mx.

Instituto Nacional de Pesca y Acuacultura (INAPESCA), Capacidad de carga de la presa Belisario Domínguez (La Angostura). ISBN: 978-607-8274-26-0, 2021.

Comisión Nacional del Agua (CONAGUA), Información de estación de Estaciones Climatológicas, 2019. [Online]. Available: https://smn.conagua.gob.mx/es/climatologia/informacion-climatologica/informacion-estadistica-climatologica, Accessed on: Oct. 30, 2019.

Campos Aranda, D. F., Procesos del ciclo hidrológico. Facultada de Ingeniería. Universidad Autónoma de San Luis Potosí (UASLP), San Luis Potosí, S.L.P., México, 1998.

NOAA, El Niño / Southern Oscillation (ENOS): Cold & Warm Episodes by Season, National Ocean Service 2021. [Online]. Available: https://origin.cpc.ncep.noaa.gov/products/analysis_monitoring/ensostuff/ONI_v5.php. Accessed on: May. 15, 2021

NOAA, El Niño / FAQs. National Ocean Service, 2017. [Online]. Available: https://www.pmel.noaa.gov/elnino/faq. Accessed on: Oct. 18, 2022.

NOAA, What is La Niña?, National Ocean Service, 2017. [Online]. Available: https://www.pmel.noaa.gov/elnino/what-is-la-nina. Accessed on: Oct. 27, 2022.

Bedoya, M., Contreras, C., Ruiz., Capítulo 7: Alteraciones del régimen hidrológico y de la oferta hídrica por variabilidad y cambio climático. Estudio Nacional del Agua IDEAM, 2010.

Sanchez Forero,N, Computation of average rainfall over la guajira pennisule using the Thiessen Method. Revista Ciencia e Ingenieria Neogranadina, Volumen 26(1): 97-108, 2016.

Ponte Ramírez, Ricardo R. y Bosque Sendra, Joaquín, Comparación de Métodos de Cálculo Para la Obtención de la Variable Precipitación en un SIG. Estudios Geográficos, Vol 58 Num 226, 1997.

Agua y SIG, Polígonos de Thiessen en ArcGis, 2011. [Online]. Available: https://aguaysig.com/poligonos-de-thiessen-en-arcgis/. Accessed on: Dec. 18, 2022.

Lewis, C.D, Industrial and business forecasting methods. London: Butterworths, 1982.

Arruti, Aldana, Ruiz, Juan, Salio, Paola, & García Skabar, Yanina, Evaluación preliminar de un sistema de pronóstico de precipitación a muy corto plazo basado en la extrapolación de datos sintéticos de radar, Meteorologica, 44(2), 56-77, 2019. Available: http://www.scielo.org.ar/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1850-468X2019000200004&lng=es&tlng=es.

Mendoza-Ramírez, R.; Silva, R.; Domínguez-Mora, R.; Juan-Diego, E.; Carrizosa-Elizondo, E., Comparison of Two Convergence Criterion in the Optimization Process Using a Recursive Method in a Multi-Reservoir System. Water 2022, 14, 2952, 2022.

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Published

2024-12-09

How to Cite

Jiménez-Lavie, M. F., Martín-del-Campo, C., Lezama-Campos, J. L., Mendoza-Baldwin, E. G., & Silva-Casarín, R. (2024). Methodology for forecasting precipitation related to El Niño when historical meteorological data are incomplete. Revista Facultad De Ingeniería Universidad De Antioquia. https://doi.org/10.17533/udea.redin.20241250

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Research paper

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