PROYECTO

EL MODELO INTERPOLACIÓN DE LA TEMPERATURA DE ESPAÑA EN LA REGIÓN DE ARAGÓN EMPLEANDO LAS HERRAMIENTAS DE ARCGIS

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Certificado

PROYECTO DEL CURSO

Geoestadística aplicada al medio ambiente

REALIZADO POR

Diego Enrique Monasterio Gonzales

INTRODUCCIÓN 

Aragón se incluye dentro del ámbito del clima mediterráneo continentalizado, de inviernos fríos y veranos calurosos y secos. Sin embargo, los valores y caracteres propios de este tipo de clima se ven modificados por la topografía que modela el solar aragonés, imponiendo una variada gama de ambientes climáticos que nos llevan desde la aridez de las tierras centrales de la región en torno al eje del Ebro hasta las zonas de nieves permanentes de las cumbres más elevadas de los Pirineos, pasando por la amplia sucesión de matices intermedios que imponen la altitud, la orientación o la compartimentación del relieve.

En absoluto pues puede pensarse que Aragón constituye un espacio climático homogéneo. Por el contrario, característica fundamental del clima regional son la variedad y los contrastes, porque tan aragonés y representativa de nuestro territorio es la sequedad de las estepas que rodean Zaragoza como el intenso frío de los glaciares de los macizos de la Maladeta o el Aneto. (Dirección General de Cambio Climático y Educación Ambiental, 2007)

ANTECEDENTES 

Por factores del clima se entiende el conjunto de mecanismos e influencias que determinan las condiciones climáticas de un lugar. En el caso concreto de la comunidad aragonesa, el clima es consecuencia de la interacción de dos series de factores que actúan a distinta escala: la dinámica atmosférica propia de las latitudes medias y la influencia que sobre ella ejerce un dispositivo orográfico en forma de cubeta, con relieves vigorosos en los extremos y un amplio sector deprimido en su interior. Por su latitud, Aragón se encuentra en el límite meridional del dominio templado, en la zona de circulación de vientos del oeste, muy cerca, eso sí, de la zona de contacto con las altas presiones subtropicales. Este límite entre el cinturón templado y el tropical experimenta un movimiento pendular a lo largo del año, de tal modo que en invierno desciende hacia el sur, avanzando hacia el interior de la región, y en verano se desplaza nuevamente hacia el norte, alejándose de las latitudes aragonesas.

El sector central del Valle del Ebro y los somontanos oscense e ibérico disponen de una buena red, densa y bien repartida sobre el territorio. También podemos considerar que existe una buena malla de estaciones meteorológicas en el área pirenaica, aunque apenas hay registros por encima de los 1.500 mts. Más deficiente es la cobertura que ofrece la provincia de Teruel, en especial en zonas como las Sierras de Gúdar y Javalambre así como en las serranías de menor altitud de Montalbán y Sant Just, en el centro de la provincia.

Constantemente se registran olas de calor que superan récords de gestiones previas, donde algunas estaciones de la zona registran hasta 47,4 ºC (HERALDO, 2021)

Mapa N.° 1 Distribución espacial de los observatorios instrumentales disponibles en la Comunidad Autónoma de Aragón.

ÁREA DE ESTUDIO

Aragón es una de las 17 comunidades autonomas españolas, está formada por tres provincias (Huesca, Teruel y Zaragoza), que contienen 732 municipios y donde viven 1.204.000 habitantes sobre una superficie de 47.646 km2, que representa el 9,4 % del territorio español.

Se halla situado al nordeste de España, coincidiendo sus límites con las áreas más desarrollada del país: Cataluña (Barcelona), Valencia, Madrid y Pais Vasco y bien comunicada con el resto del país y con Francia por carretera, tren y avión. El Valle del río Ebro, que atraviesa la región, se ha manifestado estos últimos años como el eje de desarrollo más dinámico de España. (Navarro, 2022)

OBJETIVO GENERAL 

Determinar el modelo interpolación de la temperatura de España en la región de Aragón empleando las herramientas de arcgis.

OBJETIVOS ESPECIFICOS 

  • Examinar el comportamiento de los datos de temperatura máxima en la región de Aragón-España.
  • Emplear un método de interpolación para interpolar el conjunto de datos de temperatura de Aragón-España.
  • Escoger la mejor validación de interpolación con la obtención de un error cercano a cero.

PROCEDIMIENTO 

Examinar el comportamiento de los datos de temperatura máxima en la región de Aragón-España, para ello se utilizará las herramientas que proporciona arcgis para un análisis geoestadístico.

Figura N.° 1 Metodología

RESULTADOS 

Examinar el comportamiento de los datos de temperatura máxima en la región de Aragón-España.

Histograma de frecuencia 

En la herramienta de arcgis el histograma muestra que los resultados tienen una distribución leptocúrtica lo cual nos indica que es una curva positiva indicándonos que los valores de la media son muy altas dándonos un dato de distribución normal con un eje de simetría normal, dándonos una kurtusis 3.1884, una distribución estándar de 2.1658.

Figura N.° 2 Histograma

Normal QQPlot

La herramienta de arcgis, Normal QQPlot nos muestra una distribución normal de los datos de temperatura máxima de Aragón España.

Figura N.° 3 Normal QQPlot

Mapa de Voronoi

En el mapa de Voronoi se puede observar que tiene una tendencia de Norte a Sur debido a que la temperatura es baja en el norte, en el centro tiene temperaturas altas y en el sur bajan las temperaturas. 

Figura N.° 4 Mapa de Voronoi

 

Análisis de tendecia 

Figura N.° 5 Análisis de tendencia en el eje “y”

Tendencia en el eje “y” de Norte a Sur

Se observa que en el norte las temperaturas son bajas, en la parte del centro son altas y en el sur vuelven a ser bajas.

Figura N.° 6 Análisis de tendencia en el eje “x"

Tendencia en el eje “x” de Este a Oeste

En la tendencia se observa que desde el oeste se observa temperaturas bajas y desde el este son temperaturas altas.

Semivariograma

Esta herramienta de arcgis selecciona un punto para relacionarlo con otros puntos presentando un valor un autocorrelación espacial, modificando el angulo de inclinación de oeste a este.

Figura N.° 7 Semivariograma

 Covarianza 

Figura N.° 8 Covarianza

Emplear un método de interpolación para interpolar el conjunto de datos de temperatura de Aragón-España.

Para realizar una interpolación primeramente se utilizó la herramienta subset features de arcgis, la cual se tuvo que realizar 4 muestras aleatorias de entrenamiento y 4 muestras aleatorias de test, asignando un 80 % de los datos de temperatura máxima para las muestras aleatorias de entrenamiento y 20 % de muestras aleatorias para el test, las muestras son de 133 estaciones meteorológicas donde se da, 106 Muestras para entrenamiento y 27 muestras para test. 

Mapa N.° 2 Estaciones Meteorologicas

Muestras aleatorias 

Mapa N.° 3 Muestra aleatoria modelo 1  
Mapa N.° 4 Muestra aleatoria modelo 2
Mapa N.° 5 Muestra alatoria modelo 3 
Mapa N.° 6 Muestra aleaotira modelo 4

Posteriormente se utilizó la herramienta de kriging para realizar la interpolación donde esta herramienta s un procedimiento geoestadístico avanzado que genera una superficie estimada a partir de un conjunto de puntos dispersados con valores (ESRI, s.f.), realizando modificaciones hasta llegar a un error cercando a cero.

Mapa N.° 8 Mapa de interpolación modelo 2
Mapa N.° 9 Mapa de interpolación modelo 3 
Mapa N.° 10 Mapa de interpolación modelo 4

Escoger la mejor validación de interpolación con la obtención de un error cercano a cero.

Para la validación de los modelos se utilizó la herramienta kriging para hacer la interpolación la cual dio resultados cercanos a ceros. 

Comparación

Figura N.° 9 Comparación de los modelos

Selección del modelo 

Para la interpolación de la temperatura máxima de Aragón España se seleccionó el modelo 2 debido a que el error es más cercano a cero. 

ModeloError medio modelo Error medio validación 
10,038564620,052607
20,017917240,047072
30,056724280,222137
40,043563160,289374

 

Figura N.° 10 Configuraciones a la herramienta kriging
Mapa N.° 11 Modelo de temperatura Aragón-España

CONCLUSIONES

Las características del conjunto de datos de temperatura para la región de Aragón, España, se determinaron mediante un análisis exploratorio de los datos utilizando histogramas de frecuencia, gráficos QQ normales y análisis de tendencias, y se determinó que el conjunto de datos exhibió una tendencia leptocúrtica con un eje de simetría normal y una distribución normal.

En los modelos de interpolación se seleccionó el modelo 2 debido a que el error es más cercano a cero donde nos da el Error medio modelo 0,01791724 y Error medio validación 0,047072

RECOMENDACIONES 

Tomar en cuenta los datos exploratorios realizados en este estudio para que las autoridades competentes pueda tomar decisiones a la hora de asumir cualquier tipo de proyectos en la región, mismo que ayudaría a elegir lugares de acuerdo a la temperatura en la región de Aragón.

BIBLIOGRAFIA

Dirección General de Cambio Climático y Educación Ambiental. (2007). Atlas Climático de Aragón. Aragón.

ESRI. (s.f.). ESRI. Obtenido de https://pro.arcgis.com/es/pro-app/latest/tool-reference/3d-analyst/how-kriging-works.htm

HERALDO. (18 de Agosto de 2021). HERALDO. Obtenido de https://www.heraldo.es/noticias/aragon/2021/08/18/la-ola-de-calor-dejo-records-de-temperaturas-en-40-puntos-de-aragon-1513574.html

Navarro, F. J. (19 de diciembre de 2022). Aragón es así. Obtenido de http://www.aragonesasi.com/geo.php

REALIZADO POR

Diego Enrique Monasterio Gonzales

Bolivia

PROYECTO DEL CURSO

Geoestadística aplicada al medio ambiente

Alejandra Duque