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En esta tesis doctoral se estudiaron las interacciones entre las variables ligadas a los procesos de acople suelo-atmósfera, sus posibles vínculos con la duración de los periodos secos y sus potenciales cambios bajo un escenario intermedio de emisiones de gases de efecto invernadero sobre Sudamérica (SA). Para ello, se utilizaron datos provenientes de simulaciones numéricas realizadas con modelos climáticos regionales. Asimismo, se evaluó la capacidad de diferentes reanálisis para reproducir la climatología de las temperaturas máximas de verano y mínimas de invierno para el sudeste de SA (SESA). La incertidumbre inherente al uso de datos de reanálisis de temperatura máxima y mínima en SESA se estudia a través de la comparación de campos medios estacionales y de variabilidad de tres reanálisis con una base de datos observacional para el periodo 1961- 2000. El error del ensemble de reanálisis presenta magnitudes similares para ambas variables, pero la dispersión entre los reanálisis individuales es mayor en verano. Los errores en la temperatura están en parte vinculados con errores en la determinación de los flujos de calor sensible y latente así como de la radiación neta. Los errores en la distribución geográfica de las anomalías espaciales de temperatura tienen una magnitud similar para los reanálisis y para los modelos regionales analizados. También se estudian los cambios entre los periodos 1981-2000 y 1961-1980 en la variabilidad diaria, en la interanual y en los extremos (percentiles 75 y 25) de la temperatura máxima en verano y mínima en invierno. El patrón geográfico de los cambios entre los dos períodos de la variabilidad diaria de ambas variables es similar al patrón geográfico de los cambios en los extremos de éstas. Sobre la Argentina, en general, se encuentra una disminución en la frecuencia de días calurosos en verano y de noches frías en invierno consistente con una disminución en la variabilidad diaria. Los cambios entre los dos períodos sugieren un corrimiento hacia el sudoeste en la zona de máxima variabilidad interanual de la temperatura máxima para la climatología observacional posiblemente asociado con cambios en la variabilidad de la precipitación. En general, los reanálisis tienen dificultades para capturar los principales patrones geográficos de los cambios de la variabilidad diaria e interanual de las variables estudiadas entre los dos períodos. La respuesta de la precipitación, la temperatura y la evapotranspiración al cambio climático para el verano austral son analizadas para SA utilizando proyecciones de tres modelos regionales. Los feedbacks locales entre la superficie continental y la atmósfera pueden ayudar a los vínculos entre estas variables en algunas regiones de SA. Los cambios en la precipitación proyectados para el periodo 2071-2100 presentan una respuesta positiva en SESA. La variabilidad interanual de la evapotranspiración tiene una distribución geográfica similar a la de la variabilidad de la temperatura, con un máximo en SESA, sugiriendo que estas dos variables están interrelacionadas. En el clima actual, SESA es una zona de transición donde la evapotranspiración depende de la disponibilidad de agua en la superficie (régimen controlado por el contenido de humedad del suelo). Mientras que las proyecciones muestran que el régimen de la evapotranspiración continuará siendo controlado por la humedad del suelo, la magnitud de la correlación negativa entre la temperatura y la evapotranspiración disminuye (en valor absoluto) para el periodo 2071-2100 en áreas donde se incrementa la disponibilidad de agua en el suelo. La variabilidad interanual de la temperatura y la evapotranspiración tiende a disminuir en SESA. En cambio, en la Meseta Brasileña los modelos proyectan cambios opuestos a los de SESA. Además, el estudio de la circulación regional muestra que un flujo medio intensificado del norte en niveles bajos tiende a inhibir las condiciones de acople sobre SESA, i. e. contribuye a disminuir la sensibilidad de la temperatura y la evapotranspiración a variaciones en la precipitación, mientras que un flujo debilitado favorecerá el acople. De acuerdo a los modelos, esta intensificación del viento del norte está asociada a un aumento en la circulación ciclónica asociada a la baja del Chaco y un incremento del flujo proveniente del alta subtropical del Atlántico. Por último, utilizando una definición dependiente del modelo y del punto de retícula se determinan periodos secos sobre SA y se analiza su duración media, a escala anual, para simulaciones de clima presente y para un posible escenario de cambio climático. A su vez, estos resultados son comparados con los regímenes de aridez generados por el índice de Budyko y se muestra que la transición hacia un régimen más árido en la Meseta Brasileña estaría acompañada por un incremento en la duración de los periodos secos y una disminución en su frecuencia de ocurrencia. El aumento de las condiciones secas sobre la Meseta Brasileña favorecería al incremento de feedbacks locales entre el suelo y la atmósfera que pueden contribuir a la generación de periodos secos de mayor duración.

El análisis de las masas de aire fue ampliamente usado en los primeros estudios de fenómenos de tiempo en la década del ’30 y ’40. Ya en la década del ’50, con el desarrollo de los modelos numéricos y la información en niveles de la troposfera disminuyó la importancia del uso de las masas de aire como herramienta de pronóstico. En las dos últimas décadas el análisis de masas de aire tuvo un gran impulso principalmente desde el punto de vista del análisis sinóptico, ya que esta variable permite examinar relaciones entre procesos en superficie y características del campo de circulación en la atmósfera. El desarrollo de esta Tesis tiene como objetivo conocer la estructura espacial y temporal y los campos de circulación asociados a las masas de aire que afectan la República Argentina. Los datos utilizados, del Servicio Meteorológico Nacional, corresponden a observaciones de radiosondeo (1958-1997) (altura geopotencial, temperatura, humedad relativa, temperatura de rocío y viento) y de superficie (1959-1991) (temperatura máxima, mínima, viento, humedad relativa, tensión de vapor, presión atmosférica y precipitación) obtenidas en las estaciones aerológicas de la Argentina. También se utilizaron los reanálisis del ECMWF (1979-1993) en los niveles 1000 y 500 hPa. Se identifica la masa de aire a través de la temperatura adiabática equivalente (Өae) en 850 hPa. en cada estación aerológica. Los valores de Өae incluyen las características de la región fuente, de la trayectoria y de la transformación que sufrió la masa de aire a lo largo de su recorrido. A partir de esta premisa se analizaron características estadísticas de las masas de aire en cada estación aerológica. Los resultados mostraron que en invierno Resistencia es afectada en forma similar por tres masas de aire: las cálidas, las frías y las retrógradas, característica que no se observa en otro lugar del país. En verano en general la distribución de frecuencias es unimodal. El análisis de la estabilidad mostró mayor inestabilidad en verano respecto del invierno principalmente en el centro y norte del país. El análisis de la persistencia de las masas de aire frías y cálidas (identificadas a partir de los dos primeros y dos últimos deciles) permitió detectar situaciones que oscilan entre 9 y 14 días en invierno y 5 y 10 días en verano. También pudo encontrarse que la probabilidad de que una masa de aire cálida sea desalojada por una masa fría es mayor que la situación inversa. En su relación con parámetros de superficie se encontró que las masas frías y cálidas podían discriminar la temperatura, presión y parámetros de humedad en diferentes horas, el día de la ocurrencia del evento (primer día de ocurrencia de masa cálida o fría). La evolución temporal de las variables en superficie y en la troposfera, en los días previos y posteriores a la ocurrencia del evento frío permitió identificar: en superficie un máximo de presión que ocurre el día posterior al evento, un mínimo de temperatura que ocurre el día del evento (excepto la temperatura mínima que ocurre en general uno o dos días después) y una mayor probabilidad de precipitación previa a la ocurrencia del evento. En la troposfera se observó un máximo enfriamiento y estabilización de la masa de aire a partir del día del evento. Con referencia al evento cálido se pudo identificar: en superficie un mínimo de presión y un máximo de temperatura y una mayor probabilidad de precipitación posterior a la ocurrencia del evento. En la troposfera se observó el máximo calentamiento el día del evento y una disminución en la estabilidad de la masa de aire. Como paso final se analizó la variabilidad interanual de la frecuencia relativa de masas de aire frías y cálidas que permitió inferir anomalías importantes en el campo de circulación en algunos años del período analizado. Como conclusión general se puede destacar un calentamiento en verano, identificado a través de una tendencia positiva y significativa de temperatura en las estaciones y período analizado. La variabilidad interanual de la temperatura en superficie está correlacionada con la frecuencia relativa de las masas de aire extremas y en forma indirecta con patrones de circulación. Como corolario, esta Tesis permitió avanzar en el conocimiento de la Climatología Sinóptica de eventos identificados a partir de la ocurrencia de masas de aire extremas en diferentes estaciones de la Argentina.

Fil:Compagnucci, Rosa Hilda. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.