Trabajo de campo - Mediciones de la precipitación
Transcripción
Trabajo de campo - Mediciones de la precipitación
APLICACIÓN DE PRUEBAS ESTADÍSTICAS NO PARAMÉTRICAS AL ESTUDIO DE LA PRECIPITACIÓN HORIZONTAL EN LAS SERRANÍAS DE LESSER – SAN LORENZO – SALTA Silvina Belmonte; Graciela Burgos y Luis Mármol 1 INTRODUCCIÓN La precipitación horizontal puede definirse básicamente, como un aporte extra de agua producido por la captación de nieblas debido a la vegetación. Este fenómeno es poco conocido y estudiado hasta el momento, pero la influencia de los bosques en el origen y la formación de las lluvias horizontales, es significativo especialmente en la época seca. El estudio de la precipitación horizontal en la selva montana que cubre la subcuenca del río San Lorenzo en las Serranías de Lesser, pretende aportar datos interesantes para la comprensión de este fenómeno en las Yungas de Salta y servir de base para investigaciones posteriores que integren la complejidad del ciclo hidrológico en el bosque. El análisis estadístico de los datos, resulta uno de los elementos más conflictivos a la hora del análisis, debido a la poca cantidad de muestras y al desconocimiento previo de algunos parámetros de la población. La “estadística no paramétrica” surge entonces como una herramienta eficaz para el tratamiento de los datos, ya que evita suposiciones inciertas y no requiere el conocimiento de la distribución de la estadística de muestreo. En este contexto, el presente trabajo pretende integrar valiosa información recogida a campo durante dos años de muestreo con el aporte indiscutible de las ciencias exactas y las pruebas estadísticas. Estudios posteriores sobre la precipitación horizontal deberán plantearse para confirmar y/o rechazar los resultados obtenidos hasta el presente. Como objetivos específicos se proponen: Evaluar si el aporte de agua a través de la precipitación horizontal en el sector de las Yungas de Salta estudiado, es estadísticamente significativo. Estudiar diferencias estacionales y altitudinales en el registro de las precipitaciones. Plantear posibles correlaciones entre las variables precipitación vertical - precipitación horizontal. MATERIALES Y MÉTODOS Trabajo de campo - Mediciones de la precipitación Materiales: 6 pluviómetros Tipo A – Fabricante: J. C. Leone, 2 pluviométros Totalizadores de PVC, 3 dispositivos “Atrapanieblas”, Probeta para boca 125 cm2, embudo, kerosene, parantes. Metodología de trabajo: Dado que el aporte de nieblas y neblinas y las características de la vegetación varían notablemente con la altura, para la instalación del instrumental se eligieron tres sitios de diferente altitud en las serranías de San Lorenzo: Villa San Lorenzo (1350msnm), Aguas de Salta (1528 msnm) y puesto Lacci (1832msnm). Para la medición de la precipitación horizontal se instalaron pares de pluviómetros con y sin atrapanieblas en cada sitio. La cantidad de agua interceptada por el captador de niebla (lluvia horizontal) se determina por la diferencia 1 Facultad de Ciencias Naturales - Universidad Nacional de Salta – E-mail: [email protected] entre el agua recogida en su pluviómetro y la medida del pluviómetro contiguo sin el dispositivo de captura. En el año 2002 se añadió a los pluviómetros del sitio 3, unos tubos de PVC en su parte inferior. La finalidad de los mismos es actuar como pluviómetros totalizadores, aumentando el volumen de captación y distanciando las mediciones, sin el riesgo de perder datos al rebalsarse los pluviómetros comunes. Las mediciones se realizaron diariamente en el sitio 1, semanalmente en el sitio 2 y 3 para el año 2001 y mensualmente en el sitio 3 durante el año 2003. Para evitar la evaporación entre mediciones, se colocó una capa de kerosene en los aparatos. En este trabajo se utilizan datos mensuales, mediante la integración y ajuste de las mediciones diarias y semanales. Para el sitio 1 no se evalúa la diferencia por precipitación horizontal, ya que en trabajos anteriores la diferencia entre los pluviómetros con y sin atrapanieblas en este lugar, resultó insignificante. Análisis estadístico En gabinete, una vez tabulados los registros de precipitación, se seleccionaron y aplicaron pruebas estadísticas no paramétricas para dar respuesta a los siguientes interrogantes: A- ¿La precipitación vertical varía con la altitud? En otras palabras: ¿la precipitación vertical es estadísticamente diferente en los tres sitios estudiados? B- ¿Es significativo el aporte de lluvia horizontal en los diferentes sitios altitudinales? Es decir: ¿Existen diferencias significativas entre los datos obtenidos en los pluviómetros con y sin atrapanieblas? Para los sitios donde esta diferencia sea significativa, es decir, se registre un aporte extra de agua debido a la lluvia horizontal: B1- ¿El aporte de lluvia horizontal es similar en el periodo de lluvia y la época de estiaje? B2- ¿Existe una correlación entre los valores de precipitación horizontal y vertical? ¿Cuál es el grado de asociación entre dichas variables? ¿Esta asociación es estadísticamente significativa para la población? RESULTADOS Y DISCUSIÓN Los registros pluviométricos se pueden consultar en Mármol, L.; Belmonte, S. y L.C.M. de Ferretti (2000); Belmonte, S. y L. Mármol (2002) y Belmonte, S. y G. Burgos (2003). Los datos muestrales, tipos de muestra y pruebas estadísticas no paramétricas seleccionadas a partir de Siegel (1991) para dar respuesta a cada interrogante fueron los siguientes: 1- Diferencia de precipitación vertical según altitud. Datos muestrales: Promedios mensuales de precipitación vertical en mm para los tres sitios de estudio. k muestras independientes. Prueba de Kruskal – Wallis. 2- Existencia de aporte por lluvia horizontal evidenciado por diferencia en la medición de agua entre los dos pluviómetros (con y sin atrapanieblas) para cada sitio. Datos muestrales: Precipitación mensual en mm registrada en pluviómetros con y sin atrapanieblas para sitios 2 y 3. Dos muestras relacionadas. Prueba de rangos señalados y pares igualados de Wilcoxon 3- Diferencia estacional (períodos lluvioso y seco) en el aporte de precipitación horizontal. Tipo de muestreo: 2 muestras independientes. Prueba U de Mann – Whitney (de una cola). Datos muestrales: 4- 3.1. En valores absolutos (mm): Diferencia (di) entre precipitación total y vertical (valores mensuales en mm de pp horizontal) 3.2. En valores relativos (%): Aporte extra de agua por precipitación horizontal (di), expresado como % de pp vertical. Correlación entre las variables precipitación total vs pp vertical. Datos muestrales: Precipitación mensual en mm registrada en pluviómetros con y sin atrapanieblas para sitios 2 y 3. Muestra bivariada. Coeficiente de correlación de rango de Spearman. Prueba de significación de rs. Decisiones estadísticas Prueba de Kruskal – Wallis: Como la probabilidad asociada con el valor observado de H = 0.19 es > 0.9 y = 0.05, no existen evidencias suficientes para rechazar la H0. Concluimos que la precipitación vertical no varia con la altitud considerando los dos años de muestreo en las Serranías de Lesser – San Lorenzo. Prueba de rangos señalados y pares igualados de Wilcoxon: De acuerdo a los resultados obtenidos para el sitio 2, Tc = 21. Según tabla G, Tt = 35 para un = 0.05 y N = 17, dado que Tc < Tt , se rechaza la Ho . Para el sitio 3, Tc = 2. Según tabla G, Tt = 62 para un = 0.01 y N = 23, dado que Tc < Tt, se rechaza la Ho. Concluimos que existen diferencias entre los pluviómetros con y sin atrapanieblas, tanto para el sitio 2 como para el sitio 3. Esto evidenciaría un aporte extra de agua por precipitación horizontal significativo en ambos sitios de muestreo. Prueba U de Mann – Whitney (de una cola): Cuando se compara el aporte de lluvia horizontal en mm para las épocas lluviosa y seca, Ucalculado > Ucrítico para un nivel de significación de 0.05, por lo que no existen evidencias suficientes para rechazar la H0 en ninguno de los sitios. Esto indicaría un aporte cuantitativo de lluvia horizontal similar para los períodos lluvioso y seco, según registros mensuales 2001 - 2002. Si se compara el aporte de precipitación horizontal expresado como porcentaje mensual de la lluvia vertical, se observa que existen evidencias para rechazar la H0 en el sitio 3 (U=24 < Uc), aún para un nivel de significación de 0.01. Esto evidencia que en otoño - invierno (época seca), el aporte de lluvia horizontal es porcentualmente más significativo que en primavera – verano (período lluvioso). Por el contrario, en el sitio 2 no se observaron diferencias significativas entre ambos períodos estacionales. Coeficiente de correlación de rango de Spearman: Permite evaluar si los valores de lluvia horizontal observados están asociados a la lluvia vertical caída (registrada por los pluviómetros comunes). El cálculo de rs indican una asociación mayor entre la precipitación horizontal y vertical para el sitio 3. Prueba de significación de rs: En nuestro caso el sitio 2 el valor observado rs de 0.475 tiene una probabilidad de ocurrencia conforme H0 entre p = 0.05 y p = 0.01 (prueba de una cola) esto permite concluir que en el nivel = 0.05 las variables precipitación horizontal y precipitación vertical están asociadas en la población que se sacó la muestra. En cambio el valor de rs = 0.913 del sitio 3 permite rechazar la H0 en un nivel de significación = 0.01, concluyendo que la precipitación horizontal y vertical están asociadas a nivel poblacional. CONCLUSIONES El efecto orográfico no presenta incidencia estadísticamente significativa sobre la precipitación vertical para los sitios de muestreos ubicados en distintas altitudes (1350, 1528 y 1832) en la Quebrada de San Lorenzo. Los registros de precipitación de los pluviómetros con y sin atrapanieblas permiten determinar un aporte extra de agua estadísticamente significativo atribuible a la precipitación horizontal en los sitios 2 y 3. Un análisis comparativo entre las épocas lluviosas y secas, permite corroborar para el sitio 3 un aporte porcentual significativamente mayor para el período de estiaje. Estos resultados confirman suposiciones realizadas en investigaciones anteriores sobre precipitación horizontal (Belmonte, S. y L. Mármol, 2002). El supuesto de un aporte cuantitativo mayor en la época lluviosa no resultó significativo en ninguno de los sitios para los años 2001 – 2002. Existe una correlación positiva entre la precipitación vertical y horizontal para los sitios 2 y 3, resultando mayor en este último caso (sitio de mayor altitud). Las pruebas de significación correspondientes al coeficiente de correlación para ambos sitios permite corroborar la asociación de las dos variables en la población. Los resultados obtenidos confirman la importancia de la precipitación horizontal en los bosques nublados de las Serranías de Lesser – San Lorenzo. Si bien, el análisis estadístico realizado en este trabajo constituye un interesante aporte al estudio de la precipitación horizontal en nuestra región, sería importante la continuación de esta investigación a campo y la aplicación de técnicas estadísticas más específicas que consideren series de tiempo. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Belmonte, S. y G. Burgos – 2003 – “Aplicación de pruebas estadísticas no paramétricas al estudio de la Precipitación Horizontal en las Serranías de Lesser – San Lorenzo – Salta”. Informe final. Curso de Postgrado Estadística No Paramétrica. Facultad de _Ciencias Exactas. Universidad Nacional de Salta. Inédito. Belmonte, S y L. Mármol – 2002 - “La Precipitación Horizontal en un sector de Yungas de las Serranías de Lesser – San Lorenzo (Salta – Argentina)”. III Reunión Regional de Selvas de Montaña - 8 al 11 de Agosto de 2002 – LIEY – Grupo Yavi – Museo de Ciencias Naturales de la U.N.Sa. - San Salvador de Jujuy - Argentina. Mármol, L.; Belmonte, S. y L.C.M. de Ferretti. 2000. “Investigación de lluvias horizontales en el ambiente montano forestal de San Lorenzo (Salta)”. Comunicación. VIII Reunión Argentina de Agrometeorología. Mendoza. Argentina. Siegel, S. 1991. Estadística no paramétrica aplicada a las ciencias de la conducta. Ed. Trillas.