XII Congresso Brasileiro de Meteorologia, Foz de Iguaçu-PR, 2002

Transcripción

1 COMPOSICIONES DE DISTINTAS VARIABLES ATMOSFÉRICAS PARA EVENTOS DE HELADAS GENERALIZADAS EN LA PAMPA HÚMEDA Gabriela V. Müller 1 Tercio Ambrizzi 2 Alexandre B Pezza 2 Mario N. Nuñez 1 1 Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera (CONICET/UBA) Universidad de Buenos Aires, Argentina muller@at.fcen.uba.ar 2 Departamento de Ciências Atmosféricas Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas Universidade de São Paulo, Brasil ABSTRACT El objetivo de este estudio es analizar las características generales de la circulación atmosférica asociada a heladas generalizadas, considerando aquellos años que tuvieron heladas por encima y por debajo de la media. Para los años de estos dos grupos, se realizaron composiciones de distintas variables meteorológicas en los períodos junio a agosto y mayor a septiembre. Los campos de anomalías de las distintas variables compuestas para los años con heladas encima de la media, fueron opuestos a aquellos obtenidos para las heladas por debajo de la media. También se encontraron diferencias entre los patrones de los inviernos de heladas encima de la media (debajo) respecto de los obtenidos para otro grupo de años fríos (cálidos). 1 - INTRODUCCIÓN Los procesos involucrados en el enfriamiento del aire en superficie están asociados a complejos mecanismos de interacción entre diferentes escalas. La combinación de factores tales como los relacionados a la circulación atmosférica, el balance radiativo, la humedad del suelo y las características topográficas, son un ejemplo de los múltiples procesos intervinientes que resultará en un marcado descenso de temperatura. Este complejo sistema que abarca desplazamientos de masas de aire en toda la troposfera, ejerce un gran impacto en el clima de Sudamérica con variados efectos. Estos van desde los económicos a los sociales, influyendo no solo en la producción agrícola sino también en los servicios en general como transportes, telecomunicaciones, suministros de energía, salud publica, entre muchos otros. De allí la importancia de entender los procesos asociados a descensos de temperatura, en particular aquellos que derivan en casos extremos y que pueden afectar grandes extensiones, como es el caso de las heladas. En la literatura podemos encontrar algunos trabajos sobre extremos de temperatura, Barrucant (21) estudió la variabilidad interanual de extremos diarios de temperatura en la Argentina, un análisis similar pero para olas de frío fue realizado por Rusticucci y Vargas (21) además de obtener las situaciones sinópticas asociada a tales sucesos (Rusticucci y Vargas, 199). En otros estudios se analizó la circulación atmosférica vinculada a descensos bruscos de temperatura (Escobar y Bischoff, 1999) y en particular a heladas (Müller et al., 22). En este ultimo trabajo, los autores realizaron una clasificación sinóptica-climática obteniendo los patrones asociados a la ocurrencia de heladas en la Pampa Húmeda. Esta región es de importancia relevante en Argentina por ser la principal zona de producción agrícola-ganadera del país. En un estudio previo, Müller et al. (2) tipificaron los eventos de heladas en aisladas, parciales y generalizadas. Las heladas generalizadas corresponden a los días en los que gran parte de la región de la Pampa Húmeda (mayor al %) tuvieron temperaturas menores o iguales a º. Conocer las características generales de la circulación atmosférica relacionada con aquellos inviernos en los que se produjeron heladas generalizadas, es el objetivo de este trabajo; para lo cual se tomaron los años con heladas por encima y por debajo de la media. 2 METODOLOGÍA Se consideraron las heladas generalizadas, definidas como aquellos días en que más del % de las estaciones meteorológicas de la región tuvieron temperatura mínima menor o igual a º, de acuerdo a la clasificación espacial de Müller et al. (2). En la Tabla I figura la cantidad de heladas generalizadas para cada uno de los años del período , considerando el total ocurridas durante el año que abarca de mayo a septiembre (MJJAS), y del invierno que comprende los meses de junio a agosto (JJA). En cada uno de estos dos períodos están resaltados los años en los que la cantidad de heladas fue mayor y también menor a la media en un desvió standard (Tabla I). Para los años obtenidos de acuerdo a este criterio, se realizaron composiciones de 1

2 distintas variables meteorológicas, utilizando los datos de reanálisis del NCEP ( Las variables consideradas son anomalías de presión a nivel del mar, anomalías de temperatura en superficie y de humedad en hpa; además de las anomalías de función corriente en superficie y altura (niveles 1 \ DQRPDOías de vector viento y de viento zonal en hpa y 2 hpa. Año MJJAS JJA Tabla I: Cantidad anual de heladas generalizadas ocurridas durante los períodos mayo a septiembre y junio a agosto. Con el objetivo de comparar la circulación atmosférica para los dos grupos de heladas generalizadas (por encima y debajo de la media) con otros años extremos, consideramos el estudio de Barrucand (21) sobre temperaturas mínimas diarias en Argentina. De acuerdo a este trabajo y en particular para la zona centro este del país, los años identificados como Fríos en la Tabla II tuvieron mas de un % de estaciones en las que se registro un mayor numero de días con temperaturas mínimas extremadamente frías respecto a lo estadísticamente esperado para el invierno. Por el contrario aquellos Cálidos (Tabla II), tuvieron un valor menor al 1% de estaciones en las que se registro un mayor numero de días con temperaturas mínimas extremadamente frías para el invierno. Dentro de cada uno de estos dos grupos, se consideraron solamente aquellos años que no tuvieron heladas generalizadas ni por encima ni por debajo de la normal, y que hemos llamado restantes. Se compusieron entonces, los años fríos restantes integrados por 191, 192, 19, 19, 19; y los años cálidos restantes compuestos por 192, 19, 19, 19,

3 Inviernos Fríos Inviernos Cálidos Tabla II: Años con inviernos extremos en el centro este de Argentina (Burrucand, 21). - RESULTADOS Y DISCUSIÓN El grupo de heladas por encima de la media esta integrado por los inviernos de los años 19, 19 y 19 (ver Tabla I). La composición de los mismos muestra un patrón bien definido en superficie, con una anomalía de alta presión al sudoeste de Sudamérica (Figura 1). Esto favorece la circulación hacia el extremo del continente, como lo indica la intensificación del flujo meridional al sudoeste de Argentina, propiciando la canalización de aire frío hacia todo el territorio (Figura 2). Por otra parte, en la composición de anomalías de humedad en hpa aparecen valores negativos para toda Argentina y en particular para la región de la Pampa Húmeda (Figura ). Todas estas condiciones favorecen la ocurrencia de heladas y están de acuerdo con las anomalías negativas de temperatura observadas en la Figura, que resultan de la composición de los inviernos con heladas por encima de la media. Figura 1 Figura 2 Figura Figura 19

4 Al comparar estos resultados con las composiciones de los años restantes fríos correspondientes a 191, 192, 19, 19 y 19 (Tabla II), se observan algunos cambios en los patrones descriptos. Por ejemplo en superficie no aparece la anomalía positiva de presión al sudoeste de Sudamérica de la Figura 1. Otra diferencia se presenta en el campo de humedad, sin anomalía en la región central de Argentina (Figura ), mientras que son negativas en las composiciones de los años de heladas en esa zona (Figura ). Con respecto a las composiciones de los campos de altura, las anomalías de función corriente muestran un patrón que es consistente con aquellas temperaturas frías anómalas observadas en superficie (Figura ). Una anomalía ciclónica bien definida en altura, se localiza en ºS ºW y otra negativa ubicada sobre la región continental al norte de ºS (Figura ). Esta configuración guarda gran similitud con aquella obtenida por Marengo et al. (21) en días previos a la ocurrencia de heladas en el sur de Brasil. Por otra parte, la composición de los años fríos restantes muestra una anomalía positiva de función corriente mucho más extendida que en el caso de la Figura, abarcando completamente el área continental al sur de ºS; en tanto la anomalía negativa al norte de esta latitud, esta ubicada hacia el este del continente (Figura ). En la figura se puede ver la composición de anomalías del vector viento para los años de heladas, notándose la intensificación del jet subtropical entre la anomalía ciclónica y la anticiclónica. Esto podría ser un indicador de que los sistemas que ingresan por el sur del continente no puedan penetrar muy al norte, siendo desviados en dirección al Atlántico. Algo similar ocurre para la composición de los restantes años fríos, con la diferencia que el máximo del jet se encuentra desplazado hacia el este del continente (figura no mostrada). Figura Figura Figura Figura Al extender el periodo de mayo a septiembre para el caso de heladas por encima de la media, se agrega el año 19 (ver Tabla I). En general se observa el mismo patrón de circulación respecto del período de invierno, con algunas ligeras diferencias, no en la configuración de los campos de anomalías, sino en la intensidad de las mismas. Los menores valores corresponden a los campos de MJJAS, dado que incluyen los meses de transición mayo y septiembre (figuras no mostradas). El grupo de heladas por debajo de la media esta integrado por los inviernos 19, 19, 192, 19 y coinciden con los del período MJJAS (ver Tabla I). Al componer las distintas variables para este grupo de años, se observa que los resultados son opuestos a los obtenidos para el grupo de años encima de la media. Como puede verse en la Figura 9, el dominio de una anomalía negativa de presión al sudoeste de América del Sur bloquea el flujo meridional hacia el continente, reforzado por una anomalía positiva muy intensa en el campo de función corriente en altura (Figura 1), que incluso puede observarse en niveles bajos (Figura 11). De esto se deduce la estructura barotropica dominante en toda el área. Esto explica el predominio de las altas temperaturas en Argentina 1

5 durante el invierno de todos esos años (Burrucard, 21), inclusive con ausencia de heladas generalizadas en la Pampa Húmeda durante 19 y 19 (ver Tabla I). Corroboran estas evidencias, las anomalías de temperatura con un dominio de valores positivos en toda la región de la Pampa Húmeda. Una configuración similar a esta se observa en el campo de humedad, con una importante anomalía positiva que cubre toda la zona de interés (Figura 12). Figura 9 Figura 1 Figura 11 Figura 12 Es interesante notar el debilitamiento del jet subtropical en la composición de los años por debajo de la media (Figura 1), respecto a la obtenida para el grupo por encima de la media (Figura 1). Figura 1 Figura 1 Al comparar los resultados producto de las composiciones de años por debajo de la media, con los obtenidos para los años cálidos restantes (Tabla II), encontramos algunas diferencias. Las anomalías de humedad en aquella región donde fueron positivas para la composición de heladas (Figura 12), son ahora negativas o nulas (figura no mostrada). Esto es coherente con las anomalías del vector viento, con un predominio del flujo norte para las composiciones de años de heladas; mientras que para los años restantes cálidos es del sur afectando el centro y noreste de Argentina (figuras no mostradas). En las anomalías de función corriente existen diferencias especialmente en superficie, donde para el grupo heladas la región de interés muestra valores nulos o levemente negativos (Figura 11), mientras que son positivos en los años restantes cálidos. 11

6 - CONCLUSIONES XII Congresso Brasileiro de Meteorologia, Foz de Iguaçu-PR, 22 En el análisis de la circulación atmosférica asociada a heladas generalizadas, se encontraron características interesantes y diferencias importantes en las composiciones de los inviernos por encima de la media, respecto a aquellos por debajo de la misma. Comparando los resultados de ambos grupos, se observo que las anomalías de todas las variables analizadas fueron opuestas. El campo de circulación para las composiciones de los años por debajo de la media, mostraron una estructura barotropica y un debilitamiento del jet subtropical. El predominio de las altas temperaturas registradas durantes los inviernos de esos años, se observo en los valores positivos de las anomalías de temperatura en superficie, así como también en el campo de humedad con anomalías positivas. Esto puede ser explicado por el flujo del norte en niveles bajos de la atmósfera, que domino el campo de anomalías de viento. En cambio, para las composiciones de los años por encima de la media, la dirección predominante fue desde el sur, con anomalías de humedad y temperatura negativas. Para determinar si los patrones de circulación encontrados corresponden a situaciones que favorecen (desfavorecen) a las heladas generalizadas, o bien son condiciones características de cualquier año frío (cálido), se compararon los resultados con los obtenidos para otro grupo de años fríos y cálidos. Los campos presentaron diferencias tanto entre las composiciones para los años con heladas por encima de la normal respecto a las obtenidas para los años fríos restantes, como para las composiciones para los años con heladas por debajo de la normal respecto a las obtenidas para los años cálidos restantes. Es necesario realizar un análisis mas exhaustivo sobre las causas físicas que estas diferencias están indicando y que favorecerían o no a condiciones de heladas en una amplia extensión de la Pampa Húmeda, lo cual será considerado en trabajos futuros. AGRADECIMIENTOS IAI (Inter-American Institute for Global Change Research) project CRN for the financial support of this research. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Barrucand M.G., 21. Variabilidad interanual de extremos diarios de temperatura en la República Argentina. Tesis de Licenciatura, Universidad de Buenos Aires, 12 pp. [Disponible en el Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos, Pabellón II, Piso 2, Ciudad Universitaria (12) Buenos Aires, Argentina]. Escobar G.C.J y Bischoff S.A., Meteorological situations associated with significant temperature descents in Buenos Aires: an application to the daily consumption of residential natural gas. Meteorological Applications, 2-2. Marengo J.A., Ambrizzi T., Kiladis G y Liebmann B., 21. Upper-air wave trains over the Pacific Ocean and wintertime cold surges in tropical-subtropical South America leading to Freezes in Southern and Southeastern Brazil. Theoretical and Applied Climatology. (submitted). Müller G.V., Nuñez M.N y Seluchi M.E., 2. Relationship between ENSO Cycles and Frosts Events within the Pampa Húmeda Region. International Journal of Climatology 2: Müller G.V., Compagnucci R.H., Nuñez M.N y Salles M.A., 22. Spatial analysis of Surface Circulation associated to ENSO-cycle during frosts in the wet Pampas. International Journal of Climatology. (submitted). Rusticucci M.M y Vargas W.M., 199. Synoptic situation relation to spells of extreme temperature over Argentina. Meteorológical Applications 2, Rusticucci, M.M y Vargas W.M., 21. Interannual variability of temperature spells over Argentina. Atmósfera 1, 2, -. 12