Variabilidad espacial y temporal de la ocurrencia de eventos extremos de precipitación en la región tropical húmeda del Caribe de Costa Rica, Centroamérica

Abstract

Este trabajo de tesis propone mejorar el conocimiento de la variabilidad espacio temporal de la precipitación y de sus eventos extremos y los mecanismos físicos responsables de dicha variabilidad en la Región Tropical Húmeda del Caribe (RTHC) de Costa Rica en Centroamérica. Adicionalmente, se analizaron los eventos extremos de precipitación asociados al banano y las proyecciones futuras de la precipitación mensual y de los eventos extremos. Para ello, se utilizaron series de precipitaciones diarias de 28 estaciones meteorológicas en periodos comunes (1985-2009 y 1997-2019) y un análisis de series largas entre 35 y 78 años, sometidas a un control de calidad y de consistencia. Se identificaron las principales características espacio-temporales de la precipitación, observándose en términos generales, los máximos valores sobre la cordillera y los mínimos en la costa. Se analizó la influencia de tres forzantes: el Niño Oscilación del Sur (ENSO), la Oscilación del Atlántico Norte (NAO) y el Dipolo del Océano Índico (IOD) en los patrones espacio-temporales de la lluvia. ENSO es el que más señal presenta en la RTHC, asociado a mayores (menores) precipitaciones en su fase El Niño (La Niña), brindando condiciones ideales para la producción de banano. Sin embargo, presenta alta probabilidad de déficit en algunos meses como septiembre, o excesos de lluvia en noviembre y diciembre, perjudicial para las plantaciones bananeras. Se analizaron proyecciones futuras de precipitación en dos horizontes de tiempo 2040-2069 (futuro cercano) y 2070-2099 (futuro lejano) utilizando modelos climáticos regionales (RCMs) de CORDEX-CORE para el escenario de emisiones RCP8.5, y para dos meses críticos en el cultivo de banano: septiembre y diciembre, resultando que aunque hay incertidumbre en las proyecciones futuras, septiembre (diciembre) posee en general, señales de aumento (reducción), siendo positivas para las plantaciones de banano.

This thesis proposes to improve the knowledge of the spatiotemporal variability of precipitation and its extreme events and the physical mechanisms responsible for this variability in the Humid Tropical Caribbean Region (HTCR) of Costa Rica in Central America. In addition, extreme precipitation events associated with bananas and future projections of monthly precipitation and extreme events were analyzed. For this purpose, daily precipitation series from 28 meteorological stations in common periods (1985-2009 and 1997-2019) and an analysis of long series between 35 and 78 years, subjected to quality and consistency control, were used. The main spatio-temporal characteristics of precipitation were identified, observing in general terms, the maximum values over the mountain range and the minimum values on the coast. The influence of three forcings were analyzed: the El Niño Southern Oscillation (ENSO), the North Atlantic Oscillation (NAO) and the Indian Ocean Dipole (IOD) on the spatio-temporal patterns of rainfall. ENSO is the one with the strongest signal in the RTHC, associated with higher (lower) rainfall in its El Niño (La Niña) providing ideal conditions for banana production. However, there is a high probability of deficit in some months, such as September, or excess rainfall in November and December, which is detrimental to banana plantations. Future precipitation projections for two time horizons 2040-2069 (near future) and 2070-2099 (far future) were analyzed using CORDEX-CORE regional climate models (RCMs) for the RCP8.5 emissions scenario, and for two critical months for banana cultivation: September and December, showing that although there is uncertainty in future projections, September (December) generally has signs of increase (reduction), being positive for banana plantations.