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Extracción de Series Climáticas CR2MET v2.5 por Subcuenca

Script: CR2Met_bestday_extraccion_1959_2025_cr2met2_5_v4_web_DPL.Rmd Autores: Simón Caneo & David Poblete — Escuela de Ingeniería Civil, Universidad de Valparaíso Fuente de datos: CR2MET v2.5 — Centro de Ciencia del Clima y la Resiliencia (CR)² Salida compatible con: WEAP (Water Evaluation And Planning System)

¿Qué hace este script?

Descarga archivos NetCDF del repositorio público CR2MET v2.5 (resolución espacial 0.05°, ~5 km, paso de tiempo diario) y extrae series de tiempo de variables climáticas para cada subcuenca definida en un shapefile. Las series se exportan en formato compatible con WEAP y como CSV estándar.

FTP CR2MET (NetCDF mensual)
        ↓
  Descarga con caché local (nc_cache/)
        ↓
  Extracción por polígono — media areal PONDERADA POR ÁREA
        ↓
  Tabla larga → agregación diaria/mensual
        ↓
  CSV formato WEAP  +  CSV estándar

Variables procesadas

Variable Nombre CR2MET Directorio remoto Agregación diaria Agregación mensual
Precipitación pr pr/v2.5_best_day/ Suma Suma
Temperatura mínima tmin txn/v2.5_best_day/ Media Media
Temperatura máxima tmax txn/v2.5_best_day/ Media Media
Temperatura media (tmin + tmax) / 2 — Media Media
Evapotranspiración de referencia et0 et0/v2.5_best_day/ Suma Suma

tmin y tmax vienen en el mismo archivo NetCDF dentro del directorio txn/. La temperatura media se calcula como el promedio aritmético de tmin y tmax (no es la T media diaria "real" del modelo).

Detalles metodológicos importantes

Media areal ponderada por fracción de área (exact = TRUE)

A partir de esta versión, la extracción usa:

terra::extract(r, v, fun = mean, na.rm = TRUE, exact = TRUE, ID = FALSE)

exact = TRUE calcula la fracción exacta de cada celda raster cubierta por el polígono y pondera la media por esa fracción. Esto es importante porque:

  • Sin pesos, terra::extract aplica la regla "centroid-in": cada celda cuyo centroide cae dentro del polígono cuenta con peso 1, sin importar si el polígono cubre 5% o 95% de ella; las celdas cuyo centroide queda fuera se descartan aunque parte importante de la cuenca caiga sobre ellas.
  • En cuencas grandes y de poco gradiente orográfico el sesgo es pequeño.
  • En cuencas chicas (pocas celdas CR2MET) o con gradiente orográfico fuerte (cordillera), el sesgo es apreciable y no aleatorio: si el polígono está sesgado hacia altura, se incluyen/excluyen celdas frías o lluviosas que cambian la media. En precipitación mensual acumulada el sesgo se amplifica.

exact = TRUE corrige ambos problemas.

Fechas a partir del NetCDF

Las fechas diarias se leen directamente desde terra::time(r) cuando el NetCDF expone la dimensión temporal correctamente. Si no, se usa fallback parseando el nombre del archivo (*_YYYY_MM_005deg.nc, días consecutivos desde el día 1).

Caché local de descargas

Los NetCDF descargados se guardan en nc_cache/<variable>/ y se reutilizan en re-ejecuciones. Para forzar re-descarga, borrar la carpeta nc_cache/ o el archivo correspondiente.

Requisitos

Paquetes R

install.packages(c("tidyverse", "lubridate", "janitor",
                   "sf", "terra", "rvest", "stringr", "xml2"))

terra debe ser ≥ 1.7 para soporte completo de exact = TRUE.

Estructura de archivos

/
├── Cuenca/
│   └── <cuenca_nombre>/
│       └── <archivo_shp>          ← Shapefile de subcuencas
├── nc_cache/                      ← Se crea automáticamente (NetCDF descargados)
├── Results/                       ← Se crea automáticamente
└── CR2Met_bestday_extraccion_1959_2025_cr2met2_5_v4_web_DPL.Rmd

Conexión a internet

El script descarga los NetCDF directamente desde ftp.cr2.cl. Se requiere acceso sin proxy bloqueante a ese dominio.

Configuración

Todos los parámetros ajustables están en el Chunk 1:

cuenca_nombre    <- "Aculeo"                          # Nombre de la cuenca
archivo_shp      <- "Subcuencas_bandas_Aculeo.shp"
cuenca_shp       <- file.path(getwd(), "Cuenca", cuenca_nombre, archivo_shp)
nombre_subcuenca <- "layer"                           # Columna con nombre de cada subcuenca

years_to_keep    <- 1970:2025                         # Rango de años
months_to_keep   <- NULL                              # NULL = todos; ej. c(12,1,2) solo DJF

Para cambiar de cuenca basta con modificar esos cinco parámetros.

Estructura del shapefile

  • Una columna con el nombre de cada subcuenca (definida en nombre_subcuenca).
  • CRS definido. Si viene sin CRS, el script intenta inferirlo (EPSG:4326 si las coords parecen lon/lat, EPSG:32719/UTM 19S como fallback proyectado — ajustar manualmente si la cuenca está en otra zona).
  • El script aplica reparación automática de geometrías (st_make_valid, dissolve por subcuenca, cast a MULTIPOLYGON) y guarda una copia con sufijo _mejorado.shp en la misma carpeta.

Archivos de salida

Los resultados se guardan en Results/<cuenca_nombre>/:

<cuenca>_pp_diaria_cr2met2.5_<año_ini>_<año_fin>.csv      ← formato WEAP
<cuenca>_pp_mensual_cr2met2.5_<año_ini>_<año_fin>.csv     ← CSV estándar
<cuenca>_tn_diaria_...csv         /  _tn_mensual_...csv
<cuenca>_tx_diaria_...csv         /  _tx_mensual_...csv
<cuenca>_tav_diaria_...csv        /  _tav_mensual_...csv
<cuenca>_et0_diaria_...csv        /  _et0_mensual_...csv

Formato WEAP (archivos diarios)

#,1,2,...,N
$Columns = Date,SubC_1,SubC_2,...,SubC_N
01/01/1970,3.2,1.8,...
01/02/1970,0.0,0.0,...

Los archivos mensuales se exportan como CSV estándar.

Estructura del script (chunks)

Chunk Contenido
1 Librerías, directorio de trabajo y parámetros de la cuenca
2 URLs del FTP CR2MET y funciones para listar/filtrar archivos remotos
3 Lectura y reparación robusta del shapefile; dissolve por subcuenca; transformación a WGS84; export _mejorado.shp
4 fn_extract_from_nc() — extrae media areal ponderada por fracción de área (exact = TRUE) y construye fechas desde terra::time()
5 Loops de descarga (con caché local) y extracción para PR, temperatura y ET0
6 Agregaciones diarias y mensuales (formato largo → ancho)
7–8 Función de exportación custom (formato WEAP) y escritura de archivos de salida

Notas y limitaciones conocidas

  • La extracción se hace polígono por polígono dentro de un loop. Para cuencas con muchas subcuencas (>50) podría vectorizarse pasando todos los polígonos a terra::extract en una sola llamada.
  • setwd(dirname(rstudioapi::getActiveDocumentContext()$path)) requiere ejecución en RStudio. Para ejecuciones desde CLI / Rscript, fijar setwd() manualmente.
  • El script ejecuta rm(list = ls()) al inicio: limpia el workspace global.
  • El cálculo de área por subcuenca usa la zona UTM inferida desde el centroide del shapefile completo (válido para cuencas que no crucen zonas UTM).

Licencia

GNU General Public License v3.0

Copyright (c) 2026 Simón Caneo & David Poblete Escuela de Ingeniería Civil, Universidad de Valparaíso

Este programa es software libre: puedes redistribuirlo y/o modificarlo bajo los términos de la Licencia Pública General de GNU publicada por la Free Software Foundation, ya sea la versión 3 de la Licencia, o cualquier versión posterior.

Este programa se distribuye con la esperanza de que sea útil, pero sin ninguna garantía; sin siquiera la garantía implícita de comerciabilidad o idoneidad para un propósito particular.

Condición clave: cualquier trabajo derivado que se distribuya públicamente debe hacerse bajo esta misma licencia GPL v3.

Texto completo: https://www.gnu.org/licenses/gpl-3.0.html