Associació Catalana
de Meteorologia

TETHYS, revista de meteorologia - Núm. 1    

Tethys > núm. 1 > articles > article 3

Precipitacions extremes absolutes a Catalunya

Burgueño A.(1), Fernández Mills G.(2), Lana X.(2)
(1)
Departament d'Astronomia i Meteorologia, Facultat de Física,
Universitat de Barcelona, Av. Diagonal 645, E-08028 Barcelona

(2)
Departament de Física i Enginyeria Nuclear, Universitat Politècnica de Catalunya, ETSEIB, Av. Diagonal 647, E-08028 Barcelona

RESUM
Es presenten els extrems absoluts de precipitació observats per diferents duracions a 75 estacions a Catalunya i per a una mitjana de 44 anys d'observació. L'anàlisi s'aplica a les vuit zones de precipitació determinades al nostre país en un estudi precedent. Es comparen les quantitats extremes de precipitació amb les del Regne Unit i del món. Les zones mediterrània i pirinenca són les que assoleixen valors més alts de precipitació per les diferents duracions considerades, aproximant-se als determinats al Regne Unit, i mantenint-se ben per sota dels extrems a tot el món.


1. Introducció
L'observació de la precipitació amb utilitat estadística a Catalunya s'inicià a Barcelona el mes d'octubre de 1849 pel Dr. Presas, que reuní observacions mensuals de les pluges recollides a la terrassa de casa seva (Febrer, 1930). Més tard, l'any 1860, i seguint la iniciativa de la Junta General de Estadística, començà l'observació a la Universitat de Barcelona. L'any 1881, l'Observatorio Astronómico y Meteorológico de Madrid inicià la publicació de les observacions d'un reduït nombre d'estacions (González Quijano, 1946; Febrer, 1924). A partir de 1895 dues entitats catalanes participaren en el seguiment de les precipitacions, Granja Experimental de Barcelona i l'Organització Patxot, reunint un total de 50 estacions el 1899 i que constituiren l'anomenada Xarxa Pluviomètrica de Catalunya. L'activitat prosseguí amb irregularitats en la seva marxa fins la creació del Servei Meteorològic de Catalunya, que a partir de 1921 gestionà aquella xarxa. En aquell moment, el Servei, dirigit pel Dr. Fontserè, publicava anualment les quantitats mensuals de precipitació d'unes 350 estacions. Malauradament, aquesta valuosa activitat trobà el seu acabament al final de la Guerra Civil, l'any 1939. Des de llavors el seguiment de la pluviometria a Catalunya passà a mans de l'Instituto Nacional de Meteorologia (INM), reduint-se sensiblement el nombre d'estacions.

És d'esperar que el recentment creat Servei de Meteorologia de Catalunya sàpiga recuperar l'esperit de recerca del seu predecessor i dediqui l'atenció que es mereix al seguiment la pluviometria al nostre país. Serveixi com a mostra del seu afany l'Atles Climàtic de Catalunya: Termopluviometria (Clavero et al.,1996), recentment aparegut.

D'altra banda, als últims anys s'han publicat diferents estudis climatològics fent ús de les dades de precipitació reunides a Catalunya en aquest segle (Burgueño, 1991; Fernández Mills i Lana, 1991; Periago et al., 1991; Lana et al., 1995). En aquests treballs es fa patent la diversitat de les característiques orogràfiques d'una àrea de només 32.000 km2, entre les que destaquen:

  • la cadena dels Pirineus al Nord, arribant als 3100 m d'altitud sobre el nivell del mar, amb una extensió menys elevada que forma el Prepirineu,
  • la serralada Transversal, amb direcció nord-sud, que culmina al massís del Montseny (1700 m),
  • les cadenes Litoral i Prelitoral, que estableixen entre elles la Depressió Prelitoral i que aïllen la conca central de la influència marítima.

Aquest accidentat relleu, juntament amb la proximitat de la mar Mediterrània, expliquen en bona part la distribució espacial de la precipitació a Catalunya, i també la disparitat consecutiva d'un any per altre, que creix de nord cap a sud i amb la proximitat al mar.

Aquí es presenta un estudi dels valors extrems absoluts de la precipitació recollida per diferents duracions a 75 estacions, les quals es correspondrien a les d'una xarxa uniforme que tingués una separació de 21 km entre estacions veïnes. En el cas de la ciutat de Barcelona la disponibilitat de dades és major que per a la resta d'estacions, la qual cosa ha permès estendre l'anàlisi a duracions per sota de 24 h, fent ús d'enregistraments de pluviògrafs de sifó i Jardí.

2. Dades
Les quantitats de precipitació s'han estudiat a partir de dades subministrades per l'INM, corresponents a precipitació diària d'un conjunt de 75 estacions. El nombre d'anys d'observació a les estacions varia entre 21 (les Borges Blanques) i 64 (Tivissa), essent la mitjana de 44,1 i la desviació estàndard d'11,2 anys. La figura 1 mostra el seu emplaçament, i la taula I dóna el detall del nombre d'anys en operació.

Barcelona està representada en aquesta relació per l'estació de la Muntanya Pelada. Ara bé, el cas de Barcelona és privilegiat respecte al conjunt d'estacions, donat que les observacions en aquesta ciutat són ben llargues, pràcticament sense pèrdua de mesures des que s'iniciaren i, el que és més important, aquestes han estat obtingudes amb instruments que permeten resoldre duracions inferiors a les 24 h. Així hem disposat, a més, de les següents dades:

a) Sèrie de precipitacions mensuals, enregistrada per l'INM, a diferents estacions del pla de Barcelona, pels anys 1860-1987, havent-se exclòs els anys 1850-1859 (observacions del Dr. Presas) per no ser homogènies amb el conjunt de la sèrie.

b) Sèrie de precipitacions cada sis hores, enregistrada pel pluviògraf de sifó de l'INM, a diferents estacions de Barcelona, pels anys 1933-1987.

c) Sèrie d'intensitats quasi-instantànies de la pluja, enregistrada pel pluviògraf Jardí a l'Observatori Fabra, de 1928 a 1977.

Les quantitats de precipitació diària a Barcelona existents des de 1902, pertanyents també a l'INM, no s'han fet servir. Tot i això s'han calculat les quantitats de precipitació diària a partir de les dades de l'apartat b), a partir de 1933. D'altra banda, les observacions del pluviògraf Jardí s'han analitzat recentment per a la seva aplicació a les telecomunicacions amb microones (veure, per exemple, Vilar i Burgueño, 1990) i com a sèrie de dades d'interès climatològic (Vilar i Burgueño, 1995).

3. Anàlisi
Les quantitats de precipitació de les 75 estacions han estat estudiades a efectes de determinar els valors extrems absoluts de les sèries reunides per a duracions d'1, 2, 3, 4, 5, 7, 10, 15, 20, 30, 60, 90, 180, 270, 365 i 730 dies consecutius. El nostre interès s'ha dirigit cap a l'anàlisi de les precipitacions extremes per cada una de les vuit regions pluviomètriques establertes (figura 1), fent ús de les precipitacions mensuals mitjanes i de la teoria de la Màxima Informació Normalitzada (Periago et al., 1991). La divisió del conjunt d'estacions en aquestes zones es detalla a la taula II.

Per a la presentació gràfica dels resultats s'ha seguit el model aplicat per Rodda (1970) i per Sumner (1988), amb eixos d'escales logarítmiques tant per les duracions com per les quantitats de precipitació. Aquests autors estudiaren les quantitats extremes absolutes de precipitació observades a tot el món i al Regne Unit.

Les vuit regions esmentades (figures 2 a 9) mostren diferents quantitats extremes. Observem que del conjunt de regions la que mostra major quantia de les precipitacions extremes per a duracions curtes (d'1 a 5 dies) és la regió 3, que abarca la Catalunya mediterrània. Per a duracions llargues (de 6 a 24 mesos), la regió amb majors precipitacions extremes és la 5, que inclou el Pirineu Oriental.

La figura 10 mostra les quantitats de precipitació extremes absolutes a Catalunya, enregistrades al període d'estudi. Ara hi figuren punts pertanyents a les regions 3 i 5, i també els punts per a 30 i 60 dies de duració corresponents a la regió 6 (formada per la Molina i Estany Gento). Per a duracions d'1 a 5 dies les observacions són equiparables amb la recta d'ajust del Regne Unit. Per a duracions majors, les precipitacions extremes queden sensiblement per sota. Aquesta característica indica la possibilitat d'episodis de precipitació abundant, però sempre de duració limitada, no essent possibles situacions de pluja sostinguda i abundant. El cas singular de Barcelona es mostra a la mateixa figura. Com pot veure's, la major coincidència amb els valors del Regne Unit es presenta per a intervals de temps curts, iguals o inferiors a 60 minuts.

Les línies de regressió als extrems observats són de la forma:

M = a Db (1)

on D correspon a la duració en minuts, M a la precipitació extrema en mm, i a i b són els paràmetres que s'obtenen de la regressió lineal entre els logaritmes de les dues magnituds. La relació entre aquests paràmetres per a les diferents regions pluviomètriques, juntament amb el coeficient de bondat de l'ajust, es presenta a la taula III.

4. Conclusions
Aquesta ha estat una primera anàlisi dels extrems de precipitació enregistrats a Catalunya per a duracions que van des d'1 dia fins a 2 anys. Els característics episodis de forta precipitació s'han tractat d'una forma quantitativa senzilla. S'ha fet esment a la diferència climàtica dels extrems de precipitació entre Catalunya i el Regne Unit, resultant que les precipitacions extremes són comparables quan es consideren duracions d'entre 1 i 5 dies. Per a períodes més llargs, els valors catalans queden per sota dels del Regne Unit. Aquestes característiques guarden consistència amb les diferències a les pluviometries de les àrees mediterrània i atlàntica.

El cas particular de la ciutat de Barcelona, amb un període d'observacions més llarg i detallat, guarda similaritat amb els valors extrems del Regne Unit per a les duracions més curtes, entre 1 i 60 minuts. No obstant això, les diferències amb els valors del Regne Unit són més grans a mesura que augmenta la duració. Malauradament les quantitats de precipitació per a períodes més curts de 24 h són només disponibles per a un nombre molt petit d'estacions, de manera que les dades aplicables a tot Catalunya han hagut de ser les de base diària. En conseqüència, ha estat impossible estendre la línia d'ajust per a duracions inferiors a 24 h. De qualsevol manera, com s'ha provat, els valors catalans són ben per sota dels extrems mundials.


AGRAÏMENTS
Els autors agraeixen l'atenció rebuda del Sr. E. Terradelles, Cap de la Secció de Climatologia de l'INM a Barcelona en el moment d'estructurar-se aquesta recerca, per haver facilitat les dades observacionals.


REFERÈNCIES

Burgueño J. (1991): "Una mesura de la irregularitat de les precipitacions estacionals", Treballs de la Societat Catalana de Geografia, 30, 51-61.

Clavero P., Martín Vide J., Raso J.M. (1996): "Atles Climàtic de Catalunya: Termopluviometria", Departament de Medi Ambient, Institut Cartogràfic de Catalunya, Barcelona.

Febrer J. (1924): "Observacions pluviomètriques de la xarxa catalana, corresponents als anys 1911, 1912, 1913, 1918, 1919 i 1920", Servei Meteorològic de Catalunya, Notes d'Estudi, 27.

Febrer J. (1930): "Atlas pluviomètric de Catalunya", Memòries Patxot, Vol. I, Barcelona.

Fernández Mills G., Lana X. (1991): "Obtención de leyes empíricas de ajuste de precipitaciones anuales y estacionales para Catalunya", Rev. Geofísica, Vol. 47, 125-134.

González Quijano P. (1946): "Mapa pluviométrico de España", Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Madrid.

Lana X., Fernández Mills G., Burgueño A. (1995): "Daily precipitation maxima in Catalonia (North-East Spain): Expected values and their spatial distribution", Vol. 15, 341-354.

Periago M.C., Lana X., Serra C., Fernández Mills G. (1991): "Precipitation regionalization: an application using a meteorological network in Catalonia (NE Spain)", International J. Climatology, Vol. 11, 529-543.

Rodda J.C. (1970): "Rainfall excesses in the United Kingdom", Trans. Inst. Br. Geog., 49, 49-60.

Sumner G. (1988): "Precipitation: Process and Analysis", John Wiley & Sons, Chichester.

Vilar E., Burgueño A. (1990): "Analysis and modelling of time intervals between rain rate exceedances in the context of fade dynamics", IEEE Trans. on Comm., Vol. 39, 1306-1312.

Vilar E., Burgueño A. (1995): "Statistical properties of 49 years of rainfall rate events", Theor. Appl. Climatol., Vol. 50, 213-225

Tethys > núm. 1 > articles > article 3