TEMPERATURAS EXTREMAS Y AMPLITUDES DIARIAS EN URUGUAY CONDICIONADAS SEGUN EL FENOMENO ENSO

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1 TEMPERATURAS EXTREMAS Y AMPLITUDES DIARIAS EN URUGUAY CONDICIONADAS SEGUN EL FENOMENO ENSO Mario Bidegain Facultad de Ciencias - Universidad de la República Uruguay Departamento de Meteorología Dirección Nacional de Meteorología - Uruguay mbidegain@hotmail.com Madeleine Renom Facultad de Ciencias - Universidad de la República Uruguay Departamento de Meteorología renom@heavy.fisica.edu.uy Resumo Pesquisa-se o grau de condicionamento das distribuiçôes estatísticas de temperaturas máximas e mínimas diarias, em funçâo do fenómeno El Niño/Southern Oscillation (ENSO). Foram analizadas as distribuiçôes de temperaturas para tres estaçôes meteorológicas: Paysandú, Mercedes e Estanzuela, no período , para o Suleste de Sulamérica (SESA). O maior condicionamento por fases das tres estaçôes estudadas, ocurre em Paysandú, a mais do norte. As distribuçôes condicionadas experimentais de temperaturas máximas durante a fase fría tem um (sesgo) para maiores valores, em quanto para as mínimas produz um sesgo para menores valores (desvíos negativos). Durante a fase cálida as temperaturas máximas tem um sesgo para menores valores (desvíos negativos) em quanto para as mínimas produz um sesgo para maiores valores (desvíos positivos). A melhor adherencia entre as distribuiçôes de temperaturas máximas é obtida com a distribuiçâo Normal ou Gaussiana em quanto para as mínimas é obtida com Gumbel. Os resultados aqui apresentados tem utilidade em previsâo climática sazonal e na avaliaçâo do risco (geadas, etc.) asociado a fase do ENSO. Introducción Muchas actividades humanas y productivas están afectadas o dependen de las condiciones térmicas diarias. Existen niveles térmicos (umbrales) por encima o por debajo de los cuales se producen daños o pérdidas importantes tanto económicos como sociales. Dentro de la línea de investigación sobre eventos extremos, en el Proyecto "Development of a Collaborative Research Network for the Study of Regional Climate Variability and Changes, their Prediction and Impact in the MERCOSUR Area, financiado por el Instituto Interamericano de Cambio Global (I.A.I.) en la Universidad de la República, se tomaron como variables a estudiar los extremos térmicos diarios, como pueden ser las heladas u olas de calor, de variada intensidad. Este trabajo intenta estudiar la evolución de las temperaturas extremas y de la amplitud térmica en los últimos 70 años, y cuantificar las probabilidades de ocurrencia de temperaturas mínimas y máximas diarias, menores a 0 C y mayores a 3 C respectivamente, para localidades del litoral oeste del Uruguay, asociadas a eventos cálidos y fríos del Fenómeno El Niño - Oscilación Sur (ENSO). Metodología y Material Se utilizaron valores diarios de temperaturas máximas y mínimas absolutas al abrigo en superficie de tres estaciones, que cuentan con largos registros, dentro de la región de clima húmedo templado del Uruguay. Las series temporales corresponden al período 1931 a 2000 en el caso de Mercedes y La Estanzuela y de 193 a 2000 en Paysandú. Todas las series han sido sometidas a controles de calidad para verificar su consistencia. Las estaciones meteorológicas utilizadas fueron: Estación N OMM Latitud ( S) Longitud ( W) Paysandú ,9 8 02,2 Mercedes ,0 8 04,1 La Estanzuela , Tabla 1. Número, latitud y longitud de las Estaciones Meteorológicas analizadas

2 Figura 1. Región de estudio y ubicación de las Estaciones Meteorológicas. La fuente de esta información es la Dirección Nacional de Meteorología del Uruguay (DINAMET) para las estaciones meteorológicas de Paysandú y Mercedes y el Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias (INIA) para la estación meteorológica de La Estanzuela. Fueron construidos los eventos ENSO de fase cálida (El Niño), de fase fría (La Niña) y neutrales según la definición de la Agencia Meteorológica Japonesa (JMA, 1996). De acuerdo a JMA los eventos Niño del período son los años: 1940,191,197, 1963, 196, 1969, 1972, 1976, 1982, 1986, 1987, 1991 y 1997 y para los eventos Niña los años: 1938, 1942, 1944, 1949, 194, 19, 196, 1964, 1967, 1970, 1971, 1973, 1974, 197, 1988 y Asimismo hemos definido como años neutrales: 1931, 1932, 1933, 1934, 193, 1936, 1946, 1947, 199, 1960, 1961, 1979, 1980, 1984, 1993, 1994 y 199. Se construyeron las distribuciones de frecuencia, basados en las probabilidades empíricas estimadas en intervalos de 1 grado, para las temperaturas máximas y mínimas absolutas diarias, agrupadas para todo el año y para cada una de las Estaciones Meteorológicas. Se realizó el mismo procedimiento para las series condicionadas según la fase: cálida, fría y neutral. Se estimaron las probabilidades acumuladas, por debajo del umbral de cero grado de temperatura mínima, y por encima de 3 grados de temperatura máxima, a partir de las distribuciones experimental y teórica (Normal y tipo I de Fisher-Tippet) ajustada a las distribuciones condicionadas para las fases del fenómeno ENSO. Resultados Del análisis de las series temporales de temperaturas máximas y mínimas, en Paysandú, se observa una tendencia positiva en las mínimas, lo que provoca sobre la amplitud térmica una evolución decreciente en los últimos años (ver figura 2) TEMPERATURAS ( C) TEMPERATURAS MAXIMAS Y MINIMAS MEDIAS PAYSANDU AÑOS

3 AMPLITUD TERMICA ( C) PAYSANDU - URUGUAY Amplitud ( C) Años Figura 2. Evolución temporal de las temperaturas extremas (arriba) y comportamiento de la amplitud térmica (abajo) en Paysandú. Se desprende del análisis de las distribuciones mínimas (ver figura 3), que presentan un sesgo hacia la izquierda, en el caso de las máximas se produce un ligero sesgo en el sentido inverso (hacia la derecha). El sesgo en las distribuciones es más importante en Paysandú y Mercedes que en La Estanzuela. A pesar de compartir el mismo clima a escala continental, la estación de La Estanzuela, por su cercanía al Río de la Plata, padece una influencia marítima mucho más acentuada que Paysandú y Mercedes. Este hecho provoca una normalizacion de la distribución de temperaturas máximas y mínimas, no permitiendo la ocurrencia de mínimas y máximas más extremas. Distribución de Temperatura máximas absolutas Paysandú Marca de Clase ( C) Total Niño Niña

4 Distribución de Temperaturas Mínimas absolutas Paysandú Marca de Clase ( C) Total Niños Niñas Neutro Figura 3. Distribuciones de temperaturas máximas y mínimas en Paysandú Las anomalías asociadas a la fase cálida del ENSO en temperatura máxima media muestra anomalías positivas durante el comienzo del invierno y en temperaturas mínimas medias anomalías positivas durante otoño y comienzos del invierno. Las anomalías asociadas a la fase fría del ENSO en temperatura máxima media muestra una anomalía negativa significativa durante el invierno y sobre la mínima media también muestra una señal negativa durante el mismo periodo y durante el verano tiene una señal positiva significativa (Bidegain, 2000) Estación Total F.Cálida (Niño) F.Fría (Niña) F.Neutra Paysandú Mercedes La Estanzuela Tabla 2. Estimadores del valor medio anual de temperatura máxima y fases del fenómeno ENSO. Estación Total F.Cálida (Niño) F.Fría (Niña) F.Neutra Paysandú Mercedes La Estanzuela Tabla 3. Estimadores del valor medio anual de temperatura mínima y fases del fenómeno ENSO. Distribución de Temperaturas Mínimas absolutas menores a 0 C Paysandú Niños Niñas Marca de Clase en C El sesgo del valor medio hacia menores valores durante la fase fría, nos está indicando (sabiendo que las desviaciones estándar no varían) una mayor probabilidad de temperaturas bajo cero (heladas meteorológicas), un menor período de tiempo libre de heladas y mayor probabilidad de heladas tardías para

5 la fase fría, en el litoral oeste de Uruguay (ver figura 4). Por el contrario en la fase cálida se registran menos heladas meteorológicas, un mayor período libre de heladas y es menor la probabilidad de heladas tempranas y tardías. Distribución de Temperaturas Máximas absolutas mayores a 3º Paysandú NIño Niña Marcas de clase en ºC Figura 4. Probabilidades de temperaturas bajo cero y mayores a 3 C en Paysandú, según fase del ENSO El sesgo del valor medio hacia mayores valores durante la fase fría, nos está indicando (sabiendo que las desviaciones estándar no varían) una mayor probabilidad de temperaturas extremas superiores a 3 C, un mayor riesgo de altas temperaturas para la fase fría, en el litoral oeste de Uruguay (ver figura 4). Por el contrario en la fase cálida se registran en proporción menos casos de temperaturas superiores a 3. Conclusiones Se destaca que la mayor separación entre fases, tanto para temperaturas máximas como para mínimas de las tres localidades estudiadas, ocurre en la estación de Paysandú y Mercedes, las más norteñas de las tres. La influencia del ENSO por lo tanto se expresa claramente en la región mas cálida y continental del Uruguay. La fase fría (Niña) exhibe un comportamiento característico de menores temperaturas mínimas que las normales y mayores temperaturas máximas, por lo tanto una mayor amplitud térmica diaria. La fase cálida (Niño), por el contrario, muestra mayores temperaturas mínimas y menores temperaturas máximas, por lo tanto se registra en promedio una menor amplitud térmica diaria. Las distribuciones condicionadas experimentales, para las temperaturas mínimas, durante la fase cálida, tienen un sesgo hacia mayores valores (desvíos positivos) mientras que para la fase fría producen un sesgo hacia menores valores (desvíos negativos). Las distribuciones condicionadas experimentales, para las temperaturas máximas, durante la fase cálida, tienen un sesgo hacia menores valores, mientras que para la fase fría se produce un sesgo hacia mayores valores. Estas características se observan en mayor o menor grado en las tres estaciones analizadas. Estos resultados son de gran utilidad con fines de predicción climática y de evaluación económica del riesgo de ocurrencia de temperaturas extremas, en función de la fase del ENSO, para esta región. Agradecimientos Se agradece el apoyo del Proyecto "Development of a Collaborative Research Network for the Study of Regional Climate Variability and Changes, their Prediction and Impact in the MERCOSUR Area, financiado por el Instituto Interamericano de Cambio Global (I.A.I.), por haber apoyado esta investigación y la presentación de estos resultados.

6 Referencias Bidegain M. y P. Krecl; 1998; Anomalías de la temperatura en superficie en el Sureste de Sudamérica (Uruguay) asociadas al Fenómeno ENSO. Anales del VIII Congreso Latinoamericano e Ibérico de Meteorología. Brasilia. Brasil. Bidegain M., Podestá G.; 2000; ENSO-related Climate Variability on Precipitation and Temperature in Southeastern Southamerica. Sixth International Conference on Southern Hemisphere Meteorology and Oceanography. Santiago. Chile. Bidegain M., M. Renom; 2001; Distribuciones de temperaturas mínimas diarias condicionadas según Fase del fenómeno ENSO en Uruguay. Anales del IX Congreso Latinoamericano e Ibérico de Meteorología. Buenos Aires. Argentina. Faragó T., R.W.Katz Extremes and design values in Climatology. WCAP-14. WMO/TD N Fisher, R.A., L.H.C. Tippet Limiting form of the largest or smallerst numbers of a sample. Proc.Cambridge Philos.Soc., 24, Gumbel E.J Les valeurs extrêmes des distributions statistiques. Annales de l'institut Henri Poincaré, Vol IV, fasc.2 pag 11. Gumbel E.J On the Frecuency Distribution of Extreme Values in Meteorological Data. Bull.Amer.Met.Soc. Vol.23 N 3 Pag Jenkinson, A.F. 194, The Frecuency distribution of the annual maximum (or minimum) values of meteorological elements. Quart.J.R.Met.Soc., Vol 81, Waylen P.R Statistical Analysis of Freezing Temperatures in Central and Southern Florida. J. Of Climatology, Vol.8, pag