Bias-corrected high-resolution precipitation datasets assessment over a tropical mountainous region in Colombia

Las mediciones de superficie se han empleado habitualmente para analizar la alta variabilidad espacial y temporal de la precipitación. Sin embargo, la cobertura de área incompleta y las deficiencias en la mayor parte de la topografía tropical y compleja significan limitaciones significativas de este...

Full description

Autores:
Tipo de recurso:
Fecha de publicación:
2024
Institución:
Universidad del Rosario
Repositorio:
Repositorio EdocUR - U. Rosario
Idioma:
eng
OAI Identifier:
oai:repository.urosario.edu.co:10336/42930
Acceso en línea:
https://doi.org/10.1016/j.jsames.2024.104898
https://repository.urosario.edu.co/handle/10336/42930
Palabra clave:
Métricas de rendimiento
Corrección de sesgo
Variabilidad climática
Conjuntos de datos cuadriculados
Performance metrics
Bias-correction
Climate variability
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Rights
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description Las mediciones de superficie se han empleado habitualmente para analizar la alta variabilidad espacial y temporal de la precipitación. Sin embargo, la cobertura de área incompleta y las deficiencias en la mayor parte de la topografía tropical y compleja significan limitaciones significativas de este tipo de medición. Los conjuntos de datos derivados de satélites, combinados con la integración de observaciones in situ con datos satelitales, son una alternativa para abordar estas limitaciones al ofrecer una cobertura más espacialmente homogénea y temporalmente más completa para áreas del mundo con datos escasos. Sin embargo, todavía es necesario aplicar una técnica de corrección de sesgo en los conjuntos de datos de precipitación antes de utilizarlos para la investigación debido a su considerable sesgo. Aquí, analizamos el desempeño de los conjuntos de datos CHIRPS, WorldClim y TerraClimate en comparación con los datos de 30 estaciones pluviómetros en el suroeste de Colombia, específicamente en la Cuenca Alta del Río Cauca-UCRB entre 1981 y 2018. Además, aplicamos el Quantile Mapeo de la corrección de todos los productos de precipitación cuadriculados y, posteriormente, la lluvia corregida se compara con los datos observados a escala mensual, estacional y anual. Nuestros resultados muestran que el conjunto de datos CHIRPS captura mejor la variabilidad estacional y mensual. CHIRPS presenta el mejor desempeño durante las temporadas menos lluviosas y en zonas de baja elevación (900-2000 m sobre el nivel del mar-m.s.n.m.), seguido de TerraClimate. Utilizando la metodología de corrección de sesgo, generamos una serie temporal de precipitación mensual nueva, corregida y más confiable para cada ubicación a partir de todos los productos de precipitación cuadriculados. Además, encontramos que la corrección del conjunto de datos CHIRPS presentó el mejor rendimiento en todas las escalas espaciotemporales en la UCRB. Por lo tanto, este estudio proporciona una base de datos de precipitación precisa para una región tropical topográfica compleja con disponibilidad de datos limitada.
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Sin embargo, todavía es necesario aplicar una técnica de corrección de sesgo en los conjuntos de datos de precipitación antes de utilizarlos para la investigación debido a su considerable sesgo. Aquí, analizamos el desempeño de los conjuntos de datos CHIRPS, WorldClim y TerraClimate en comparación con los datos de 30 estaciones pluviómetros en el suroeste de Colombia, específicamente en la Cuenca Alta del Río Cauca-UCRB entre 1981 y 2018. Además, aplicamos el Quantile Mapeo de la corrección de todos los productos de precipitación cuadriculados y, posteriormente, la lluvia corregida se compara con los datos observados a escala mensual, estacional y anual. Nuestros resultados muestran que el conjunto de datos CHIRPS captura mejor la variabilidad estacional y mensual. CHIRPS presenta el mejor desempeño durante las temporadas menos lluviosas y en zonas de baja elevación (900-2000 m sobre el nivel del mar-m.s.n.m.), seguido de TerraClimate. Utilizando la metodología de corrección de sesgo, generamos una serie temporal de precipitación mensual nueva, corregida y más confiable para cada ubicación a partir de todos los productos de precipitación cuadriculados. Además, encontramos que la corrección del conjunto de datos CHIRPS presentó el mejor rendimiento en todas las escalas espaciotemporales en la UCRB. Por lo tanto, este estudio proporciona una base de datos de precipitación precisa para una región tropical topográfica compleja con disponibilidad de datos limitada.Surface gauge measurements have been ommonly employed to analyze the precipitation’s high spatial and temporal variability. However, incomplete area coverage and deficiencies over most tropical and complex topography mean significant limitations of this measurement type. Satellite-derived datasets, combined with the integration of in-situ observations with satellite data, are an alternative to address these limitations by offering a more spatially homogeneous and temporally comprehensive coverage for scarce data areas of the globe. Nevertheless, applying a bias correction technique on the precipitation datasets is still necessary before they are used for research due to their considerable bias. Here, we analyze the performance of CHIRPS, WorldClim, and TerraClimate datasets compared to data from 30 rain gauge stations over the South-West of Colombia, specifically in the Upper Cauca River Basin-UCRB between 1981 and 2018. Additionally, we applied the Quantile Mapping correction to all gridded precipitation products, and subsequently, the corrected rainfall is compared to the observed data on the monthly, seasonal, and annual scale. Our results show that the CHIRPS dataset better captures the seasonal and monthly variability. CHIRPS presents the best performance during less rainy seasons and at low elevation zones (900–2000 m above sea level-m.a.s.l.), followed by TerraClimate. Utilizing the bias correction methodology, we generated a new, corrected, and more reliable monthly precipitation time series for each location from all gridded precipitation products. Additionally, we found that the correction of the CHIRPS dataset presented the best performance across all spatiotemporal scales in the UCRB. Therefore, this study provides an accurate precipitation database for a complex topographic tropical region with limited data availability.application/pdfhttps://doi.org/10.1016/j.jsames.2024.104898https://repository.urosario.edu.co/handle/10336/42930engJournal of South American Earth SciencesAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 InternationalAbierto (Texto Completo)http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/http://purl.org/coar/access_right/c_abf2Journal of South American Earth Sciencesinstname:Universidad del Rosarioreponame:Repositorio Institucional EdocURMétricas de rendimientoCorrección de sesgoVariabilidad climáticaConjuntos de datos cuadriculadosPerformance metricsBias-correctionClimate variabilityGridded datasetsBias-corrected high-resolution precipitation datasets assessment over a tropical mountainous region in ColombiaarticleArtículo de Investigaciónhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85http://purl.org/coar/resource_type/c_6501Romero-Hernández, Clara MarcelaAvila-Diaz, A.Quesada, BenjamínMedeiros, F.Cerón, W. L.Guzman-Escalante, J.Zuluaga, C. F.ORIGINALBiascorrected high resolution precipitation datasets assessment.pdfapplication/pdf21587161https://repository.urosario.edu.co/bitstreams/2cdc0179-b569-4e72-8525-9f62bc46e05b/downloadec33d10ab6a3fcbfc251219891079789MD51TEXTBiascorrected high resolution precipitation datasets assessment.pdf.txtBiascorrected high resolution precipitation datasets assessment.pdf.txtExtracted texttext/plain91252https://repository.urosario.edu.co/bitstreams/9a081694-be20-4f7c-bedd-2930be56d48c/download6a32da4738bf1f2da5d3775770c1b55eMD52THUMBNAILBiascorrected high resolution precipitation datasets assessment.pdf.jpgBiascorrected high resolution precipitation datasets assessment.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg4430https://repository.urosario.edu.co/bitstreams/15290bb9-22a7-49d5-9be9-1f026dbb2078/downloadd2109be88007a9fc18144fb55ca67416MD5310336/42930oai:repository.urosario.edu.co:10336/429302024-07-09 03:02:04.537http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalhttps://repository.urosario.edu.coRepositorio institucional EdocURedocur@urosario.edu.co