Predicción no lineal de los caudales medios mensuales del Río Nare, Antioquia-Colombia

Diverse non-linear methods are applied for medium to long-term hydrological forecasting in Colombia, involving the hydrological persistence and the influence of macro-climatic phenomena such as El Nino/Southern Oscillation (ENSO), the Quasi-Biennial Oscillation (QBO), the North Atlantic Oscillation...

Full description

Bibliographic Details
Main Authors: Poveda, Germán, Hoyos, Carlos D., Mejía, J. Freddy, Carvajal, Luis F., Mesa, Oscar J., Cuartas, Adriana, Barco, Janeth
Format: Article in Journal/Newspaper
Language:Spanish
Published: Universidad Nacional de Colombia 2001
Subjects:
Online Access:https://revistas.unal.edu.co/index.php/arh/article/view/92392
id ftuncolombiarev:oai:www.revistas.unal.edu.co:article/92392
record_format openpolar
institution Open Polar
collection Universidad Nacional de Colombia: Portal de Revistas UN
op_collection_id ftuncolombiarev
language Spanish
topic Caudales medios
Río Nare-Colombia
Predicción hidrológica
Métodos No lineales
spellingShingle Caudales medios
Río Nare-Colombia
Predicción hidrológica
Métodos No lineales
Poveda, Germán
Hoyos, Carlos D.
Mejía, J. Freddy
Carvajal, Luis F.
Mesa, Oscar J.
Cuartas, Adriana
Barco, Janeth
Predicción no lineal de los caudales medios mensuales del Río Nare, Antioquia-Colombia
topic_facet Caudales medios
Río Nare-Colombia
Predicción hidrológica
Métodos No lineales
description Diverse non-linear methods are applied for medium to long-term hydrological forecasting in Colombia, involving the hydrological persistence and the influence of macro-climatic phenomena such as El Nino/Southern Oscillation (ENSO), the Quasi-Biennial Oscillation (QBO), the North Atlantic Oscillation (NAO), etc. We applied such methods to forecast mean river discharges of the Nare River at the central Andes of Colombia, whose inflows are used in the largest regulation reservoir of the Colombian hydropower system. Non-linear methods include multiple linnear regression (MLR), Multivariate Adaptive Regression Splines (MARS), Neural Networks, Historical Analogues, Non-Parametric Joint Distributions, and the Wavelet Transform is used in the context of a new prediction method that we introduced based upon decomposition on spectral bands (PREBEW). The methods are calibrated and verified to estimate monthly prediction errors during «blind prediction» exercises. The most important timescales that explain Colombian hydroclimatology are identified, and the degree of importance of each independent variable is established, depending upon the month of the year being forecasted, and the sensitivity of predictions with respect of the initial month. Our results indicate important predictive skills when comparing the illustrated methods with more traditional linear and markovian predictive models. Se implementan diversos métodos no lineales para predicción hidrológica de mediano y largo plazo en Colombia, involucrando la persistencia hidrológica y la influencia de fenómenos macro-climáticos como el ENSO, la QBO, la NAO, etc. Los métodos se ilustran aplicados al caso de la predicción de los caudales medios mensuales del río Nare, en los Andes centrales de Colombia, que alimenta el embalse de regulación más grande del país para la generación de energía eléctrica. Se usan los métodos de regresión lineal múltiple (RLM), MARS (“Multivariate Adaptive Regression Splines”), Redes Neuronales, método de Análogos Históricos, métodos no ...
format Article in Journal/Newspaper
author Poveda, Germán
Hoyos, Carlos D.
Mejía, J. Freddy
Carvajal, Luis F.
Mesa, Oscar J.
Cuartas, Adriana
Barco, Janeth
author_facet Poveda, Germán
Hoyos, Carlos D.
Mejía, J. Freddy
Carvajal, Luis F.
Mesa, Oscar J.
Cuartas, Adriana
Barco, Janeth
author_sort Poveda, Germán
title Predicción no lineal de los caudales medios mensuales del Río Nare, Antioquia-Colombia
title_short Predicción no lineal de los caudales medios mensuales del Río Nare, Antioquia-Colombia
title_full Predicción no lineal de los caudales medios mensuales del Río Nare, Antioquia-Colombia
title_fullStr Predicción no lineal de los caudales medios mensuales del Río Nare, Antioquia-Colombia
title_full_unstemmed Predicción no lineal de los caudales medios mensuales del Río Nare, Antioquia-Colombia
title_sort predicción no lineal de los caudales medios mensuales del río nare, antioquia-colombia
publisher Universidad Nacional de Colombia
publishDate 2001
url https://revistas.unal.edu.co/index.php/arh/article/view/92392
genre North Atlantic
North Atlantic oscillation
genre_facet North Atlantic
North Atlantic oscillation
op_source Avances en Recursos Hidráulicos; Núm. 08 (2001); 65-76
Avances en Recursos Hidráulicos; No. 08 (2001); 65-76
0121-5701
op_relation https://revistas.unal.edu.co/index.php/arh/article/view/92392/77475
Carvajal, L. F., O. J. Mesa, J. E. Salazar, y G. Poveda, 1994. Aplicación del análisis espectral singular a series hidrológicas en Colombia. Memorias del XVI Congreso Latino-Americano de Hidráulica e Hidrología, IAHR, Santiago de Chile, Vol. 3,97-108. Foufoula-Georgiou, E., y P. Kumar. 1994. Wavelets in Geophysics. Academic Press, 372 p. Friedman, J. H., 1991. Multivariate Adaptive Regression Splines, Ann. Stat., 19, 1-142. Hoyos, C., 1999. Algunas aplicaciones de la transformada de Fourier y la descomposición en onditas a señales hidrológicas y sísmicas. Tesis Ingeniería Civil, Universidad Nacional de Colombia, Medellín. Hurrell, J.W., 1995. Decadal trends in the North Atlantic Oscillation and relationships to regional temperature and precipitation. Science, 269,676-679. Jones, P.D., Jhonsson, T., y D. Wheeler, 1997. Extensión to the North Atlantic Oscillation using early instrumental pressure observations from Gibraltar and South-West Iceland. Int. J. Climatol. 17,1433-1450. Karlin, S. y H. Taylor, 1975. A First Course in Stochastic Processes, Academic Press. Lall, U., y K. Bosworth, 1994. Multivariate Kemel Estimation of Functions of Space and Time Hydrologic Data, En: Time Series Analysis and Forecasting, ed. K. Hipel, Kluwer. Lall, U., 1995. Nonparametric Function Estimation: Recent Hydrologic Contributions, Reviews of Geophysics, Contributions in Hydrology, U.S. National Report to the IUGG 1991 -1994. Lorenz, E., 1969. Atmospheric predictability as revealed by naturally occurring analogues, Jour. Atmos. Sci, 26, 636-646. Mantua J., Steven R. Hare, Y. Zhang, J. M. Wallace, y R. C. Francis, 1997. A Pacific interdecadal climate oscillation with impacts on salmon production, BAMS, 78, 1069-1079. Marquardt, C., y B. Naujokat. 1997. An update of the equatorial QBO and its variability. 1st SPARC Gen. Assemb., Melbourne Australia, WMO/TD-No. 814, Vol. 1,87-90. Mesa, O. J., G. Poveda, L. F. Carvajal y J. E. Salazar, 1994a. Efecto del fenómeno de El Niño-Oscilación del Sur en la hidrología Colombiana, Memorias del XVI Congreso Latinoamericano de Hidráulica e Hidrología, Vol. 3, IAHR, Santiago de Chile, 373-384. Mesa, O. J., L. F. Carvajal, J. E. Salazar, y G. Poveda, 1994b. Predicción hidrológica usando redes neuronales, Memorias del XVI Congreso Latinoamericano de Hidráulica e Hidrología, IAHR, Santiago de Chile, Vol. 3,385-396. Parthasarathy, B., A.A. Munot, y D.R. Kothwale. 1995. Monthly and seasonal rainfall series for all-India homogeneous regions and meteorological subdivisions: 1871-1994, Contributions from Indian Institute of Tropical Meteorology, Pune-411 008, INDIA. Poveda, G., y O. J. Mesa. 1993. Metodologías de predicción de la hidrología Colombiana considerando el evento El Niño-Oscilación del Sur (ENOS), Revista Atmósfera, 17, Sociedad Colombiana de Meteorología, Bogotá. Poveda, G., y C. 1994. Penland, Predicción de caudales medios en Colombia usando Modelación Lineal Inversa, Memorias del XVI Congreso Latino-Americano de Hidráulica e Hidrología, IAHR, Santiago de Chile, Vol. 4,119-129. Poveda, G., y O. J. Mesa, 1997. Feedbacks between hydrological processes in tropical South America and large scale oceanic-atmospheric phenomena. J. Climate, 10, 2690-2702. Rajagopalan, B., y U. Lall, 1995. A kernel estimator for discrete distributions, J. of Nonparametric Statistics, January. Salazar, J. E., O. J. Mesa, G. Poveda y L. F. Carvajal, 1994a. Aplicación de un modelo continuo no lineal de series hidrológicas, Memorias del XVI Congreso Latino-Americano de Hidráulica Hidrología, IAHR, Santiago de Chile, Vol. 4, 169-180. Salazar, J. E., O. J. Mesa, G. Poveda y L. F. Carvajal, 1994b. Modelamiento del fenómeno ENOS en la hidrología Colombiana mediante procesos autoregresivos dependientes del régimen, Memorias del XVI Congreso Latinoamericano de Hidráulica e Hidrología, IAHR, Santiago de Chile, Vol. 4,181 -191. Simpson, P. K. 1990. Artificial Neural Systems, Foundations, Paradigms, Applications and Implementations, Pergamon Press, Oxford. Toth, Z„ 1989. Long-Range Forecasting Using an Analog Approach, J. Climate, 2, 594-607. Torrence, C., y G. P. Compo. A practical guide to wavelet analysis. Bull. Amer. Meteor. Soc., 79,61-78, 1998. Torrence, T. y P. J. 1999. Webster. Interdecadal changes in the ENSO-Monsoon System, J. Climate, 12,2679-2690. Trenberth, K. E„ 1976. Spatial versus noise in the Southern Oscillation, Mon. Wea. Rev., 112,323-332,. Van Den Dool, H. M., 1989. A new look at weather forecasting through analogues. Journal of American Meteorological Society., 117,2230-2247. Walker, G. T. Y E. W. Bliss, 1932. World weather V, Men. Roy. Meteor. Soc., 4, 53-84. Wolter, K. 1987. The Southern Oscillation in surface circulation and climate over the tropical Atlantic, Eastern Pacific, and Indian Oceans as captured by cluster analysis. J. Climate Appl. Meteor., 26,540-558.
https://revistas.unal.edu.co/index.php/arh/article/view/92392
_version_ 1766135666637275136
spelling ftuncolombiarev:oai:www.revistas.unal.edu.co:article/92392 2023-05-15T17:36:14+02:00 Predicción no lineal de los caudales medios mensuales del Río Nare, Antioquia-Colombia Poveda, Germán Hoyos, Carlos D. Mejía, J. Freddy Carvajal, Luis F. Mesa, Oscar J. Cuartas, Adriana Barco, Janeth 2001-01-01 application/pdf https://revistas.unal.edu.co/index.php/arh/article/view/92392 spa spa Universidad Nacional de Colombia https://revistas.unal.edu.co/index.php/arh/article/view/92392/77475 Carvajal, L. F., O. J. Mesa, J. E. Salazar, y G. Poveda, 1994. Aplicación del análisis espectral singular a series hidrológicas en Colombia. Memorias del XVI Congreso Latino-Americano de Hidráulica e Hidrología, IAHR, Santiago de Chile, Vol. 3,97-108. Foufoula-Georgiou, E., y P. Kumar. 1994. Wavelets in Geophysics. Academic Press, 372 p. Friedman, J. H., 1991. Multivariate Adaptive Regression Splines, Ann. Stat., 19, 1-142. Hoyos, C., 1999. Algunas aplicaciones de la transformada de Fourier y la descomposición en onditas a señales hidrológicas y sísmicas. Tesis Ingeniería Civil, Universidad Nacional de Colombia, Medellín. Hurrell, J.W., 1995. Decadal trends in the North Atlantic Oscillation and relationships to regional temperature and precipitation. Science, 269,676-679. Jones, P.D., Jhonsson, T., y D. Wheeler, 1997. Extensión to the North Atlantic Oscillation using early instrumental pressure observations from Gibraltar and South-West Iceland. Int. J. Climatol. 17,1433-1450. Karlin, S. y H. Taylor, 1975. A First Course in Stochastic Processes, Academic Press. Lall, U., y K. Bosworth, 1994. Multivariate Kemel Estimation of Functions of Space and Time Hydrologic Data, En: Time Series Analysis and Forecasting, ed. K. Hipel, Kluwer. Lall, U., 1995. Nonparametric Function Estimation: Recent Hydrologic Contributions, Reviews of Geophysics, Contributions in Hydrology, U.S. National Report to the IUGG 1991 -1994. Lorenz, E., 1969. Atmospheric predictability as revealed by naturally occurring analogues, Jour. Atmos. Sci, 26, 636-646. Mantua J., Steven R. Hare, Y. Zhang, J. M. Wallace, y R. C. Francis, 1997. A Pacific interdecadal climate oscillation with impacts on salmon production, BAMS, 78, 1069-1079. Marquardt, C., y B. Naujokat. 1997. An update of the equatorial QBO and its variability. 1st SPARC Gen. Assemb., Melbourne Australia, WMO/TD-No. 814, Vol. 1,87-90. Mesa, O. J., G. Poveda, L. F. Carvajal y J. E. Salazar, 1994a. Efecto del fenómeno de El Niño-Oscilación del Sur en la hidrología Colombiana, Memorias del XVI Congreso Latinoamericano de Hidráulica e Hidrología, Vol. 3, IAHR, Santiago de Chile, 373-384. Mesa, O. J., L. F. Carvajal, J. E. Salazar, y G. Poveda, 1994b. Predicción hidrológica usando redes neuronales, Memorias del XVI Congreso Latinoamericano de Hidráulica e Hidrología, IAHR, Santiago de Chile, Vol. 3,385-396. Parthasarathy, B., A.A. Munot, y D.R. Kothwale. 1995. Monthly and seasonal rainfall series for all-India homogeneous regions and meteorological subdivisions: 1871-1994, Contributions from Indian Institute of Tropical Meteorology, Pune-411 008, INDIA. Poveda, G., y O. J. Mesa. 1993. Metodologías de predicción de la hidrología Colombiana considerando el evento El Niño-Oscilación del Sur (ENOS), Revista Atmósfera, 17, Sociedad Colombiana de Meteorología, Bogotá. Poveda, G., y C. 1994. Penland, Predicción de caudales medios en Colombia usando Modelación Lineal Inversa, Memorias del XVI Congreso Latino-Americano de Hidráulica e Hidrología, IAHR, Santiago de Chile, Vol. 4,119-129. Poveda, G., y O. J. Mesa, 1997. Feedbacks between hydrological processes in tropical South America and large scale oceanic-atmospheric phenomena. J. Climate, 10, 2690-2702. Rajagopalan, B., y U. Lall, 1995. A kernel estimator for discrete distributions, J. of Nonparametric Statistics, January. Salazar, J. E., O. J. Mesa, G. Poveda y L. F. Carvajal, 1994a. Aplicación de un modelo continuo no lineal de series hidrológicas, Memorias del XVI Congreso Latino-Americano de Hidráulica Hidrología, IAHR, Santiago de Chile, Vol. 4, 169-180. Salazar, J. E., O. J. Mesa, G. Poveda y L. F. Carvajal, 1994b. Modelamiento del fenómeno ENOS en la hidrología Colombiana mediante procesos autoregresivos dependientes del régimen, Memorias del XVI Congreso Latinoamericano de Hidráulica e Hidrología, IAHR, Santiago de Chile, Vol. 4,181 -191. Simpson, P. K. 1990. Artificial Neural Systems, Foundations, Paradigms, Applications and Implementations, Pergamon Press, Oxford. Toth, Z„ 1989. Long-Range Forecasting Using an Analog Approach, J. Climate, 2, 594-607. Torrence, C., y G. P. Compo. A practical guide to wavelet analysis. Bull. Amer. Meteor. Soc., 79,61-78, 1998. Torrence, T. y P. J. 1999. Webster. Interdecadal changes in the ENSO-Monsoon System, J. Climate, 12,2679-2690. Trenberth, K. E„ 1976. Spatial versus noise in the Southern Oscillation, Mon. Wea. Rev., 112,323-332,. Van Den Dool, H. M., 1989. A new look at weather forecasting through analogues. Journal of American Meteorological Society., 117,2230-2247. Walker, G. T. Y E. W. Bliss, 1932. World weather V, Men. Roy. Meteor. Soc., 4, 53-84. Wolter, K. 1987. The Southern Oscillation in surface circulation and climate over the tropical Atlantic, Eastern Pacific, and Indian Oceans as captured by cluster analysis. J. Climate Appl. Meteor., 26,540-558. https://revistas.unal.edu.co/index.php/arh/article/view/92392 Avances en Recursos Hidráulicos; Núm. 08 (2001); 65-76 Avances en Recursos Hidráulicos; No. 08 (2001); 65-76 0121-5701 Caudales medios Río Nare-Colombia Predicción hidrológica Métodos No lineales info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion 2001 ftuncolombiarev 2022-12-14T08:43:37Z Diverse non-linear methods are applied for medium to long-term hydrological forecasting in Colombia, involving the hydrological persistence and the influence of macro-climatic phenomena such as El Nino/Southern Oscillation (ENSO), the Quasi-Biennial Oscillation (QBO), the North Atlantic Oscillation (NAO), etc. We applied such methods to forecast mean river discharges of the Nare River at the central Andes of Colombia, whose inflows are used in the largest regulation reservoir of the Colombian hydropower system. Non-linear methods include multiple linnear regression (MLR), Multivariate Adaptive Regression Splines (MARS), Neural Networks, Historical Analogues, Non-Parametric Joint Distributions, and the Wavelet Transform is used in the context of a new prediction method that we introduced based upon decomposition on spectral bands (PREBEW). The methods are calibrated and verified to estimate monthly prediction errors during «blind prediction» exercises. The most important timescales that explain Colombian hydroclimatology are identified, and the degree of importance of each independent variable is established, depending upon the month of the year being forecasted, and the sensitivity of predictions with respect of the initial month. Our results indicate important predictive skills when comparing the illustrated methods with more traditional linear and markovian predictive models. Se implementan diversos métodos no lineales para predicción hidrológica de mediano y largo plazo en Colombia, involucrando la persistencia hidrológica y la influencia de fenómenos macro-climáticos como el ENSO, la QBO, la NAO, etc. Los métodos se ilustran aplicados al caso de la predicción de los caudales medios mensuales del río Nare, en los Andes centrales de Colombia, que alimenta el embalse de regulación más grande del país para la generación de energía eléctrica. Se usan los métodos de regresión lineal múltiple (RLM), MARS (“Multivariate Adaptive Regression Splines”), Redes Neuronales, método de Análogos Históricos, métodos no ... Article in Journal/Newspaper North Atlantic North Atlantic oscillation Universidad Nacional de Colombia: Portal de Revistas UN