Spatial Clustering of Extreme Annual Precipitation in Uruguay

Abstract The main objective of this work is to study the existence of spatial patterns maximum annual rainfall (through daily observations) within the territory of Uruguay and to show the application of two new statistical tools recently proposed. In the first stage, the distributions of maximum annual precipitation at each meteorological station will be studied. In the second stage, spatial clustering methods will be applied. To get the distribution of the maximum of each station, we have used a truncated Cramér-von Mises hypothesis test (the first statistical tool) and showed that it improves on the performance of the classic likelihood ratio test. It was found that in 18 study locations the distribution that best fits the data is of the Gumbel type, and for the other two, it is of the Fréchet type. Regarding the clustering methods, two methodologies were used, one of them was to perform clustering with the estimated parameters and the other was the PAM methodology using the F-madogram as distance, highlighting the homogeneity throughout the Uruguayan territory. Another novelty of this work (the second statistical tool) consists in including, as a complement to the clustering, the recently proposed independence test based on recurrence rates. Resumo O objetivo principal deste trabalho é estudar a existência de padrões espaciais de precipitação máxima anual (através de observações diárias) no território do Uruguai e mostrar a aplicação de duas novas ferramentas estatísticas recentemente propostas. Na primeira etapa, serão estudadas as distribuições da precipitação máxima anual em cada estação meteorológica. Na segunda etapa, serão aplicados os métodos de agrupamento espacial. Para obter a distribuição do máximo de cada estação, usamos um teste de hipótese truncado de Cramér-von Mises (a primeira ferramenta estatística) e mostramos que ele melhora o desempenho do teste de razão de verossimilhança clássico. Constatou-se que em 18 locais de estudo a distribuição que melhor se ajusta aos dados é do tipo Gumbel, e nos outros dois, é do tipo Fréchet. Com relação aos métodos de agrupamento, foram utilizadas duas metodologias, uma delas foi o perform agrupamento com os parâmetros estimados e a outra foi a metodologia PAM utilizando o F-madograma como distância, evidenciando a homogeneidade em todo o território uruguaio. Outra novidade deste trabalho (a segunda ferramenta estatística) consiste em incluir, como complemento ao agrupamento, o recentemente proposto te