Actualización del estudio de la variación de la frecuencia de ocurrencia de efemérides de temperatura en España

Por César Rodríguez Ballesteros, Área de Climatología y Aplicaciones Operativas de AEMET

Este trabajo es la actualización del que presenté en el año 2016 en las XXXIV Jornadas Científicas de la Asociación Meteorológica Española (AME), analizando las efemérides de temperatura registradas en un conjunto de estaciones de Aemet entre los años 1966 y 2015, para determinar si estaba variando la frecuencia con que se registraban las efemérides de temperatura, distinguiendo entre efemérides ‘cálidas’ y ‘frías’. Finalizado 2020 he querido actualizar el estudio alargándolo hasta el año 2020 y estudiando también la variación de la frecuencia de días ‘muy cálidos’, entendiendo como tales aquellos con una temperatura por encima del percentil del 80 % y ‘muy fríos’ que serían aquellos con una temperatura por debajo del percentil del 20 %.

El trabajo original está disponible en este enlace del blog de AEMET

Objetivo del trabajo

El trabajo original, publicado en 2016, surgió a raíz de un informe de la OMM que concluía que 2015 había sido el año más cálido jamás registrado y 2011-2015, el quinquenio más cálido. 

Cinco años después, un comunicado de prensa de la OMM nos confirma que seguimos en la misma línea y que ‘El 2020 es uno de los tres años más cálidos registrados’. Reproduzco a continuación los dos primeros párrafos:

“Ginebra, 14 de enero de 2021 — El 2020 fue uno de los tres años más cálidos registrados y disputó al 2016 el primer puesto, según se desprende de una consolidación de los cinco principales conjuntos de datos internacionales realizada por la Organización Meteorológica Mundial (OMM). El fenómeno climático natural de La Niña, que produce un enfriamiento de las temperaturas, pudo contrarrestar el calor solo muy a finales de año.

Los cinco conjuntos de datos estudiados por la OMM coinciden en que la década de 2011 a 2020 fue la más cálida de la que se tiene registro, y se desarrolló en el contexto de una tendencia persistente, a largo plazo, al cambio climático. Los seis años más cálidos se han dado todos a partir de 2015, ocupando 2016, 2019 y 2020 los tres primeros lugares. La diferencia de la temperatura media mundial entre los tres años más cálidos —2016, 2019 y 2020— es insignificante. En 2020, la temperatura media mundial fue de aproximadamente 14,9 °C, es decir, 1,2 ± 0,1 °C superior a los niveles preindustriales (1850-1900).”

También en nuestro país se observa un panorama similar. Si en el estudio original 2015 había sido el año más cálido de la serie hasta ese momento, se ha visto superado en los últimos cinco años por 2017 y 2020, que con una temperatura media de 14,7 °C empatan en el primer puesto. En el gráfico de la figura 1 podemos ver además como en los diez últimos años se localizan los cuatro más cálidos de la serie, 2011, 2015, 2017 y 2020, mientras solo 2010 y 2013 han registrado temperaturas por debajo de la media del periodo 1981-2010.

Figura 1. Temperatura media anual promediada para el conjunto del país

Por meses, en los últimos cinco años, enero de 2016, junio y octubre de 2017 y febrero de 2020 han sido los más cálidos de sus respectivas series mensuales, como también lo ha sido el invierno 2019-2020. En el otro extremo, la fecha más cercana en que nos encontramos con el mes más frío de su correspondiente serie mensual es febrero de 2005.

A la vista de lo anterior, en este estudio vamos a analizar las temperaturas de los últimos 55 años para un conjunto de estaciones de AEMET, determinando las fechas en que se registran los valores extremos, o efemérides, de temperatura máxima y mínima diaria, así como de temperatura media mensual, media mensual de la temperatura máxima y media mensual de la temperatura mínima, con el fin de comprobar si como cabe intuir, las efemérides por temperaturas altas son más frecuentes estos últimos años y menos frecuentes las efemérides por temperaturas bajas.

Una novedad respecto al trabajo original es que se incluye también la variación de la frecuencia de días ‘muy cálidos’, entendiendo como tales aquellos con una temperatura por encima del percentil del 80 % y ‘muy fríos’ que serían aquellos con una temperatura por debajo del percentil del 20 %.

Selección de estaciones y periodo analizado

Para este estudio se han seleccionado sesenta y tres estaciones principales de la red de AEMET activas actualmente, más ciento seis estaciones termométricas pertenecientes a la red secundaria.

El periodo estudiado es 1966 – 2020, lo que da un total de cincuenta y cinco años. Las ciento sesenta y nueve estaciones elegidas  tienen al menos cuarenta y cinco de los cincuenta y cinco años y todas ellas tienen completo el año 2020.

En el mapa de la figura 2 se muestra la ubicación y el tipo de las estaciones seleccionadas

Figura 2. Ubicación y tipo de las estaciones utilizadas en el estudio

 Metodología

La metodología es muy sencilla. En primer lugar se determinan las efemérides de cada mes para el conjunto de las estaciones empleadas, entendiendo como tales los valores extremos mensuales en los cincuenta y cinco años considerados. Posteriormente los datos se agrupan por quinquenios y se contabiliza para cada uno de ellos el número de estaciones que registran efeméride en cada mes. En el caso de que una efeméride se repita en varios quinquenios, se contabilizará en todos ellos.

Para la determinación del número de días ‘muy cálidos’ y ‘muy fríos’ lo primero es calcular para cada día del año los percentiles del 20 % y del 80 % de temperatura máxima y mínima diaria. Para ello, para cada día del año se forma una serie compuesta por los datos del día en cuestión más los de los 15 días anteriores y posteriores de todos los años considerados (1966 a 2020) y sobre esta serie se obtienen los percentiles. El escoger los del 20 % y del 80 % es porque son los usados por Aemet en sus resúmenes climatológicos para considerar el mes como ‘muy frío’ o ‘muy cálido’ respectivamente.

Presentación de resultados

Seguidamente se muestran el número de efemérides registradas en los periodos indicados.

  • Temperatura máxima absoluta:

El cuadro 1 muestra el número de estaciones que registran sus correspondientes efemérides mensuales de temperatura máxima absoluta en los años considerados y el cuadro 2 muestra el  % correspondiente.

Al mirar los cuadros llama la atención que las sumas mensuales no coincidan con el número de estaciones analizadas, 169. Esto se debe a las estaciones en que la efeméride se repite en varios quinquenios, según lo indicado en el punto 4.

Analizando los datos destaca como en el quinquenio 2016-2020 se concentran el 17,2 % de todas las efemérides registradas desde 1966 por estas 169 estaciones. Por meses, es de resaltar como en febrero, junio y septiembre las efemérides se concentran en el quinquenio 2016-2020, destacando especialmente junio con el 41,0 % y septiembre con el 39,9 %.

Figura 3: % de estaciones que registran sus efemérides de temperatura máxima absoluta en los años considerados
  • Temperatura mínima diaria más alta:

También en este caso el quinquenio 2016-2020 concentra el mayor número de efemérides, concretamente el 16,3 % del total, siendo también el quinquenio con mayor número de efemérides para los meses de enero con el 31,9 %, febrero con el 31,1 %, junio con el 26,1 % y agosto con el 17,8 %.


Figura 4: % de estaciones que registran sus efemérides de temperatura mínima diaria más alta en los años considerados
  • Temperatura media mensual más alta

En este caso es el quinquenio 2011-2015 el que concentra el mayor número de efemérides, con el 21,5 % del total. Por meses, destacan especialmente abril (72,4 %), julio (42,0 %) y octubre (41,1 %). El quinquenio 2016-2020 ocupa el segundo lugar con el 18,5 % del total, siendo el quinquenio con mayor número de efemérides para los meses de enero (23,9 %) y mayo (42,7 %).

Figura 5: % de estaciones que registran sus efemérides de temperatura media mensual más alta en los años considerados
  • Media mensual de la temperatura máxima más alta

Al igual que en el caso anterior, es el quinquenio 2011-2015 el que concentra el mayor número de efemérides, con un 21,1 % del total, siendo abril el mes más destacado, con un 52,0 %, seguido de diciembre con el 51,1 %, mayo con el 35,8 % y julio con el 34,8 %. El quinquenio 2016-2020 con un 17,8 % del total ocupa la segunda posición, siendo el quinquenio con un mayor número de efemérides para los meses de enero con el 16,5 % del total, febrero con el 37,9 % y octubre con el 31,0 %.

Figura 6: % de estaciones que registran sus efemérides de media mensual de la temperatura máxima más alta en los años considerados
  • Media mensual de la temperatura mínima más alta

En este caso el quinquenio con mayor número de efemérides es el 2016-2020 con el 16,1 % del total, seguido muy de cerca por el quinquenio 2011-2015 con el 15,5 %. Por meses, 2016-2020 es el quinquenio con mayor número de efemérides para el mes de mayo con el 48,6 % del total, mientras que 2011-2015 es el de mayor número de efemérides para los meses de abril, con el 50,8 % del total, julio con el 30,6 % y octubre con el 26,9 %.

Figura 7: % de estaciones que registran sus efemérides de media mensual de la temperatura mínima más alta en los años considerados
  • Temperatura máxima diaria más baja

En este caso el mayor número de efemérides se concentra en los primeros años de la serie, destacando el quinquenio 1971-1975, con el 17,0 % del total. El quinquenio en que menos efemérides se registran es el 2016-2020, seguido del 2011-2015. Resulta llamativo que en el mes de diciembre ninguna de las 169 estaciones del estudio haya registrado su efeméride en los 10 últimos años.

Figura 8: % de estaciones que registran sus efemérides de temperatura máxima diaria más baja en los años considerados
  • Temperatura mínima absoluta

En este caso, el quinquenio 2016-2020 destaca por ser el que menos efemérides  ha registrado, tan solo un 2,5 % del total. También los meses de enero, febrero, julio, noviembre y diciembre registran su menor número de efemérides en el último quinquenio.

Figura 9: % de estaciones que registran sus efemérides de temperatura máxima diaria más baja en los años considerados
  • Temperatura media mensual más baja

En este caso el mayor número de efemérides corresponde al quinquenio 1971-1975 con un 25,9 % del total, mientras que el menor número lo encontramos en el quinquenio 2016-2020 con tal solo el 0,3 % del total, no habiéndose registrado ninguna los meses de enero, abril, mayo, agosto, septiembre, octubre, noviembre y diciembre. En los últimos 10 años no se ha registrado ninguna efeméride entre las 169 estaciones del estudio en los meses de enero, abril, mayo, agosto, septiembre, octubre, noviembre y diciembre.

Figura 10: % de estaciones que registran sus efemérides de temperatura media mensual más baja en los años considerados
  • Media mensual de la temperatura máxima más baja

También en este caso, el mayor porcentaje de estaciones lo encontramos en el quinquenio 1971-1975 con un 25,6 % del total, mientras que el menor porcentaje corresponde al quinquenio 2016-2020 con un 0,9 %. Resulta reseñable que en los meses de enero, abril, mayo, junio, agosto, septiembre y octubre ninguna de las 169 estaciones registre efeméride en los últimos cinco años y tan solo una en diciembre.

Figura 11: % de estaciones que registran sus efemérides de media mensual de la temperatura máxima más baja en los años considerados
  • Media mensual de la temperatura mínima más baja

Como en los dos casos anteriores, el mayor porcentaje lo encontramos en el quinquenio 1971-1975, con el 24,7 % del total y el menor en los quinquenios 2016-2020 y 1996-2000 con el 1.5 % en ambos casos. Por lo que respecta al quinquenio 2011-2015 es muy destacable el mes de febrero que concentra el 52,0 % del total, todas ellas registradas en el año 2012.

Figura 12: % de estaciones que registran sus efemérides de media mensual de la temperatura mínima más baja en los años considerados
  • Días con temperatura máxima muy cálida

Como la efeméride es el valor más alto o más bajo de la serie, nos queda la duda de si su distribución es representativa también de la distribución del número de días ‘muy cálidos’ y/o ‘muy fríos’. En los resúmenes mensuales de Aemet, se consideran ‘muy cálidos’ los meses cuya temperatura media está por encima del percentil del 80 % de su correspondiente serie mensual y ‘muy fríos’ los que quedan por debajo del percentil del 20 %. Aplicando este mismo criterio se van a considerar días ‘muy cálidos’ a los días con una  temperatura por encima del percentil del 80 % y ‘muy fríos’ a los que estén por debajo del percentil del 20 %, analizándose máximas y mínimas de manera independiente.

Para interpretar el cuadro anterior debe tenerse en cuenta que el porcentaje del número de días que en el cómputo de los 55 años analizados está por encima del percentil del 80 % (o por debajo del percentil del 20 %) será un valor cercano a 20. Teniendo esto en cuenta es de destacar que el quinquenio 2016-2020 es el que concentra el mayor número de días ‘muy cálidos’ con el 28,4 % de los días, alcanzándose el máximo mensual los meses de enero con el 27,2 %, julio con el 30,9 %, agosto con el 34,1 %, octubre con el 31,8 % y diciembre con el 29,7 %, estando también el resto de los meses por encima del 20 %. También es llamativo que los quinquenios por debajo del 20 % de días ‘muy cálidos’ sean los tres primeros, alcanzándose el mínimo en el quinquenio 1971-1975 con el 12,7 % de los días, lo que representa menos de la mitad de los días del quinquenio 2016-2020.

Figura 13: % de datos de temperatura máxima diaria ‘muy cálida’ en los años considerados
  • Días con temperatura mínima ‘muy cálida’

También en este caso es el quinquenio 2016-2020 el que registra un mayor número de días ‘muy cálidos’ con el 28,4 % del total de días, porcentaje idéntico al obtenido para las temperaturas máximas, siendo también el que concentra un mayor número de días ‘muy cálidos’ para los meses de julio y agosto, quedando el resto de meses claramente por encima del 20 %. Los quinquenios que quedan por debajo del 20 % de días, son los cuatro primeros, destacando el quinquenio 1971-1975 con tan solo el 11,9 % de los días, valor que queda muy debajo de la mitad del quinquenio 2016-2020.

Figura 14: % de datos de temperatura mínima diaria ‘muy cálida’ en los años considerados
  • Días con temperatura máxima ‘muy fría’

El quinquenio con el menor número de días ‘muy fríos’ es el quinquenio 2016-2020 con el 13,4 % del total, siendo también el de menor número de días ‘muy fríos’ para los meses de enero con el 14.5 %, mayo con el 9,7 %, julio con el 10,0 %, agosto con el 11,7 % y septiembre con el 11,6 %, quedando también el resto de meses por debajo del 20 %. El quinquenio con mayor número de días ‘muy fríos’ es el quinquenio 1971-1975.

Figura 15: % de datos de temperatura máxima diaria ‘muy fría’ en los años considerados
  • Días con temperatura mínima ‘muy fría’

También en este caso el menor porcentaje de días ‘muy fríos’ corresponde al último quinquenio con el 14,0 % del total, siendo también el de menor número de días ‘muy fríos’ para los meses de mayo con el 11,8 %, julio con el 9,1 %, agosto con el 11,8 % y diciembre con el 12,4 %, quedando también el resto de meses por debajo del 20 %. En el otro extremo, el quinquenio 1971-1975 con un 33,5 % del total es el que concentra un mayor número de días ‘muy fríos’.

Figura 16: % de datos de temperatura mínima diaria ‘muy fría’ en los años considerados

Conclusiones:

Los cuadros y gráficos presentados son muy elocuentes. Las efemérides correspondientes a valores altos de temperatura: temperatura máxima absoluta, temperatura mínima diaria más alta, temperatura media mensual más alta, media mensual de la temperatura máxima más alta y media mensual de la temperatura mínima más alta se concentran notablemente en los quinquenios 2016-2020 y 2011-2015. También son varios los meses que registran el máximo número de efemérides en los dos últimos quinquenios.

Si analizamos ahora las efemérides relativas a valores bajos de temperatura: temperatura máxima diaria más baja, temperatura mínima absoluta, temperatura media mensual más baja, media mensual de la temperatura máxima más baja y media mensual de la temperatura mínima más baja, vemos como el mayor número de efemérides lo encontramos en el quinquenio 1971-1975 que resulta ser el quinquenio más frío en este sentido, mientras que el quinquenio 2016-2020 es el que menor número de efemérides registra, siendo especialmente llamativo que en los meses de enero, abril, mayo, agosto, septiembre, octubre, noviembre y diciembre ninguna de las 169 estaciones del estudio haya registrado su efeméride de temperatura media mensual más baja.

También hemos podido comprobar como el quinquenio 2016-2020 es el que registra el mayor número de días ‘muy cálidos’ y el menor número de días ‘muy fríos’, seguido de cerca por el quinquenio 2011-2015, mientras que el quinquenio 1971-1975 es el que presenta un menor número de días ‘muy cálidos’ y un mayor número de días ‘muy fríos’.

A la vista de los datos resulta evidente que los últimos años concentran un mayor número de días ‘muy cálidos’ y consecuentemente un mayor número de efemérides por temperaturas altas y un menor número de días ‘muy fríos’ lo que se traduce en un menor número de días de efemérides por temperaturas bajas.

Acerca de aemetblog

La Agencia Estatal de Meteorología sucedió ya en 2008 a la entonces Dirección General del Instituto Nacional de Meteorología, con más de 150 años de historia. Actualmente está adscrita, según el artículo 4.4 del Real Decreto 864/2018, de 13 de julio, por el que se desarrolla la estructura orgánica básica del Ministerio para la Transición Ecológica, a ese departamento ministerial a través de la Secretaría de Estado de Medio Ambiente. El objeto de AEMET, según el artículo 1.3 del Real Decreto 186/2008, de 8 de febrero por el que se aprueba su Estatuto, es el desarrollo, implantación, y prestación de los servicios meteorológicos de competencia del Estado y el apoyo al ejercicio de otras políticas públicas y actividades privadas, contribuyendo a la seguridad de personas y bienes, y al bienestar y desarrollo sostenible de la sociedad española". Como Servicio Meteorológico Nacional y Autoridad Meteorológica del Estado, el objetivo básico de AEMET es contribuir a la protección de vidas y bienes a través de la adecuada predicción y vigilancia de fenómenos meteorológicos adversos y como soporte a las actividades sociales y económicas en España mediante la prestación de servicios meteorológicos de calidad. Se responsabiliza de la planificación, dirección, desarrollo y coordinación de actividades meteorológicas de cualquier naturaleza en el ámbito estatal, así como la representación de éste en organismos y ámbitos internacionales relacionados con la Meteorología.
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