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Tesis > TEMA

Ciencias de la Atmósfera [ 93 tesis ]

Climatología y Cambio Climático [ 29 tesis ]

Compagnucci, Rosa Hilda. "Climatología sinóptica de las precipitaciones en Cuyo" (1988) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Barrera, Daniel Florencio. "Análisis climático-estadístico de las estructuras temporales y espaciales de la precipitación diaria en meso-escala : Aplicación al filtrado y corrección de errores de observación" (1988) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Minetti, Juan Leonidas. "Estudio de las singularidades climáticas en series de temperaturas del noroeste argentino" (1991) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Vera, Carolina Susana. "Un sistema de asimilación de datos para la región extratropical de Sudamérica" (1992) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
Con el fin de proporcionar una nueva herramienta que permitiera una mejora del pronóstico numérico en la región sur de Sudamérica y al mismo tiempo realizara un uso óptimo de la datos de datos (SADI) adecuado a las posibilidades computacionales existentes hasta el momento en los centros de pronóstico numérico operativos en la Argentina. El SADI conta de: un proceso de preanálisis, un esquema de análisis objetivo y un modelo de pronóstico. En la presente tesis se desarrollaron las primeras dos etapas del sistema y se acopló al mismo un modelo cuasigeostrófico de seis niveles adaptado a la región en el Departamento de Ciencias de la Atmósfera de la Universidad de Buenos Aires. El esquema de análisis objetivo se basa en el método de interpolación optimal (IO) y en forma tridimensional y multivariada proporciona campos analizados de geopotencial en los seis niveles del modelo de pronóstico a partir de observaciones de geopotencial, viento y espesor de geopotencial. Con el fin de verificar la calidad del análisis proporcionado por el esquema desarrollado, se diseñó un experimento numérico que realiza el análisis de geopotencial en dos niveles verticales a partir d conjuntos de datos simulados en la región con diferentes densidades y con datos de diferentes fuentes de medición. Estas experiencias permitieron visualizar principalmente el grado de deterioro que el análisis puede sufrir cuando la información observacional no es suficiente. Se realizó un estudio en particular sobre la forma de incluir a los datos de espesor de geopotencial en el análisis. Se observó que ésta debería depender de las caractarísticas particulares de cada esquema de análisis y en especial del procedimiento de selección de los datos. estas experiencias también mostraron que el valor óptimo de la longitud característica de la función de autocorrelación de los errores del geopotencial depende fuertemente de la separación media que existe entre las observaciones. Así mismo se obtuvo que variaciones del cociente entre los errores de observación y los de pronóstico (€^0) tienen un impacto considerable en las regiones donde la información es interpolada o bien extrapolada. Las verificaciones realizadas de los campos del SADI tanto cualitativas, a través de la comparaciones con otros análisis, como cuantitativas fueron satisfactorias. Se desarrolló una nueva metodología de verificación del análisis (SVA). La misma, sencillamente se basa en realizar el análisis sobre cada una de las posiciones de las observaciones pero sin incluirlas y luego comparar los valores analizados obtenidos con los observados. Esta metodología fue comparada con la desarrollada por Hollingsworth y Lonnberg (1989) (HL). Estas metodologías se aplicaron en una primera etapa a verificar los campos analizados por el sistema de asimilación de datos global (GDAS) del NMC. Los resultados de las mismas si bién fueron globalmente satisfactorios, mostraron diferentes resultados según las regiones. Se observó que en la regiones ralas en datos existe una sobreestimación del GDAS de los correspon- dientes errores teóricos de predicción mientras que lo opuesto se encontró en regiones densas en datos. Se sugiere que estos resultados pueden deberse a una falta de regionalización en la determinación de la tasa de crecimiento de los errores de pronóstico, o bien a una falta de variación regional de las funciones de autocorrelación del geopotencial. De la comparación de entre los resultados obtenidos con las dos metodologías de verificación surge que ambas tuvieron un comportamiento comparable aunque el SVA resultó más sensible a los cambios propuestos. Ambas metodologías finalmente fueron aplicadas para verificar el análisis del SADI. Se puso especial énfasis en la verificación de una nueva función de autocorrelación del geopotencial. Debido a las deficiencias de la función gaussiana se decidió modelar la función de autocorrelación con una serie de Fourier Bessel, lo que equivale a representarla con una estimación de su espectro de potencias. Ambas representaciones de la función de autocorrelación del geopotencial fueron verificadas en la región aplicando las dos metodologías previamente descriptas. Los resultados de ambas coinciden en señalar que los análisis realizados con la serie de Fourier Bessel permitieron una mayor consistencia entre las estadísticas observadas y las estimadas en el análisis. De la comparación entre ambas metodologías de verificación del análisis, surge que la metodología SVA sería la más apropiada para utilizar en la región.

Camilloni, Inés Angela. "Detección de la señal de la isla urbana de calor y de variaciones climáticas" (1995) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Castañeda, María Elizabeth. "La influencia de algunos aspectos de la circulación sobre Argentina, en la climatología de la precipitación" (1995) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
La magnitud del aumento registrado en las precipitaciones de gran parte del territorio argentino, con importantes repercusiones ecológicas, sociales y económicas, favorables y adversas, alientan, de alguna manera, a investigar sobre todo lo referente a los cambios operados sobre la precipitación en lo que va del siglo en nuestro país. Por ello es el objetivo de esta Tesis analizar las tendencias de la precipitación desde aproximadamente comienzos de siglo hasta la fecha en todo el país; identificar probables aspectos de la circulación atmosférica que podrían haber incidido en la precipitación de forma de producir las tendencias observadas; analizar uno de esos aspectos en particular, el jet o corriente en chorro subtropical, incluyendo la influencia de su desplazamiento en latitud y de su probable intensificación sobre las tendencias la precipitación observadas en Argentina. A partir de registros diarios y mensuales de precipitación recopilados de diferentes fuentes, que abarcan Argentina, Uruguay, Paraguay y sur de Brasil, se analizan las tendencias anuales de la precipitación en el cono sur de América del Sur al oeste de los Andes desde 1916 hasta el presente y desde 1926 las tendencias de cada bimestre del año. Se utilizó el método de regresión lineal para el cál- culo de la tendencia y tests de significancia para dar una base estadística a los resultados. En la mayor parte del territorio argentino se observan tendencias positivas de la precipitación en el período 1916-1991. La mayor parte de la tendencia positiva se manifiesta a partir de fines de la decada del '50. En el noroeste del Paraguay se presenta un comportamiento inverso al observado en la mayor parte del territorio argentino con un marcado aumento de las precipitaciones hasta aproximadamente 1960 y una posterior disminución hasta el presente. La variación de las tendencias del período 1956-1991 a lo largo del año puede describirse como un desplazamiento de un núcleo de tendencias positivas hacia el noreste desde el verano hasta el invierno, y un posterior retorno menos continuo al sudoeste desde el invierno al verano. El núcleo negativo del Paraguay parece presentar en líneas generales un movimiento similar. Las tendencias de la precipitación en el período 1926-1956 en muchos casos observan comportamientos simétricamente inversos a los del período siguiente. Con datos diarios de precipitación del período 1980-88 se compusieron campos de anomalías de precipitación en relación a la posición de viento máximo en 200 hPa, que puede asimilarse climaticamente al núcleo de la corriente en chorro o jet streak. Estas posiciones fueron obtenidas a partir de las componentes u y v del viento en 200 hPa de los análisis diarios realizados por el Centro Europeo para Pronóstico a Mediano Plazo (ECMFW). Se definieron 3 tipos de estructuras relativas a la posición del eje de viento máximo, en parte sugeridas por la bibliografía consultada, presentándose significativas respuestas de la precipitación a la presencia de la corriente en chorro en 200 hPa, acompañadas por la ocurrencia de fenómenos de distintas escalas presentes ante determinadas posiciones geográficas del jet. En un caso particular el agrupamiento de regiones en función de la distancia en latitud al eje de la posición del viento máximo en 200 hPa, consideró seis bandas zonales de 5° de latitud. La anomalía anual es máxima en la banda situada entre unos 800 y 1400 km al norte de la latitud del viento máximo y es mínima en la banda situada unos 300 y 800 km al sur de la misma. Esta estructura es similar para los casos de verano y otoño, y los bimestres más estivales, mientras que resulta menor el aporte en primavera e insignificante en invierno, y diferentes situaciones se presentan en el resto de los bimestres. También se elaboró la información considerando distintos rangos de intensidad de viento máximo, donde puede notarse una importante influencia de situaciones de corriente en chorro mas intensas. Con el fin de analizar la vinculación climática de la precipitación y la circulación atmosférica se computaron los gradientes de altura geopotencial media diaria de 200 hPa de los análisis del ECMWF. Se calcularon índices que representan en promedio el grado de baroclinicidad que se observa cuando se registra precipitación. En verano parece haber una gran dependencia entre la precipitación y la baroclinicidad al norte de 40°S, con la excepción del NE del país, mientras que en invierno los resultados indicarían que la precipitación se produce con baja baroclinicidad. Como una primera aproximación para aclarar las conexiones entre el campo de movimiento y la precipitación en la Argentina subtropical, se computó la estructura promedio del campo de viento horizontal en 300 hPa, de su campo de divergencia horizontal y del campo de velocidad vertical en ese nivel en relación a la posición del viento máximo en 200 hPa, para los casos anual, estacional y bimestral. Se utilizaron las componentes horizontales u y v del viento y la velocidad vertical en 200 hPa de los análisis diarios realizados por el Centro Europeo para Pronóstico a Mediano Plazo (ECMFW) . El campo de viento representa una corriente prácticamente del oeste en el eje del jet, una circulación anticiclónica al norte, con disminución de la velocidad zonal hacia el norte y una mayor componente sur al este del máximo que del norte al oeste del mismo, y una circulación ciclónica al sur del jet con un menor decrecimiento del viento hacia el sur, y con una equivalente asimetría en las componentes meridionales, siendo más pronunciada la del sur al oeste del máximo que la del norte al este del mismo. El campo de divergencias relativo a1 viento máximo en 200 hPa en rasgos generales presenta un núcleo de divergencia horizontal al noroeste del eje, un núcleo de convergencia inmediatamente al este y, convergencia en el cuadrante sudoeste y divergencia en el sudeste. El patrón de divergencias es similar a los descriptos por distintos investigadores, citados en la revisión bibliográfica realizada. Existe un acuerdo general entre la precipitación anómala respecto del eje del jet y los campos de divergencia horizontal promediados zonalmente. Los campos de velocidad vertical y de divergencia horizontal presentan en general buen acuerdo, con algunas excepciones. Se infiere que es posible explicar las tendencias de la precipitación en el período 1956-1991 como una consecuencia del desplazamiento hacia el sur de la posición del viento máximo en 200 hPa. Esta explicación es parcial, pues no incluye un estudio detallado de patrones sinópticos implicados. El desplazamiento hacia el Sur de la circulación subtropical en Sudamérica responde en teoría a una disminución del gradiente de temperatura Ecuador-Polo, que además ha sido documentado por observaciones. Del mismo modo, dada la metodologla utilizada, no ha podido relacionarse la posible intensificación del jet subtropical y las tendencias de la precipitación.

Penalba, Olga C.. "Algunas propiedades específicas del régimen pluvial en Buenos Aires" (1995) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Rusticucci, Matilde. "Variabilidad regional de las temperaturas de superficie en intervalos diarios y cuatridiurnos" (1995) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Nery, Jonas Teixeira. "Estudio climático de la precipitación del Brasil Meridional asociado con fenómeno extrarregionales" (1996) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
Fluctuaciones en escala estacional e interanual de la precipitación en Brasil Meridional correspondientes a los Estados de San Pablo, Paran , Santa Catarina y Río Grande del Sur fueron estudiadas, utilizando datos del DAEE y DNAEE. El período utilizado fue de 1948-1988 para el estudio estacional y en la escala interanual se utilizó el mayor período posible para cada Estado. San Pablo por ejemplo, fue estudiada teniendo en cuenta el período de 1940 a 1988. En la escala estacional se buscó tipificar la precipitación en cada provincia y entender la variabilidad de la misma en el período de verano (6 meses) e invierno (6 meses), utilizando distintos parámetros estadísticos. Se buscó filtrar los procesos determinísticos, como por ejemplo, la onda anual muy marcada en San Pablo y en la costa de Paran y Santa Catarina. A través del Análisis armónico se elegió el mejor filtro para obtener una serie donde otros procesos no conocidos estuviesen presentes. Se realizó el estudio de persistencia a través de la función de autocorrelación. En la escala internaba, se estudió la relación de la precipitación en San Pablo, Paran, Santa Catarina, Río Grande del Sur, Sur de Brasil y Brasil Meridional, con la Oscilación Sur (OS). Los resultados mostraron que virtualmente todas las fluctuaciones interanuales más significativas en la precipitación en la rea de estudio estuvieron asociadas con las fases extremas de la OS. La característica más importante en la manisfestación de la OS fue la persistencia de anomalías débiles y moderadas por varios meses. Aunque la señal de Oscilación Sur resultó estadísticamente significante, se verificó que una única fase de la OS, sea positiva o negativa, puede resultar tanto en precipitación sobre o abajo lo normal.

Abstract:
The interanual, seasonal fluctuations of precipitation in the Meridional Brazil (S. Paulo, Paran , Santa Catarina and Rio Grande do Sul) were analysed. The meteorological data were collected at 127 station by Departamento Nacional de Agua e Energia Electrica, DNAEE. These data, comprising the years 1948 to 1988, of the seasonal study and interanual scale is the long record posible of each State. São Paulo, for example were studied in the years 1940 to 1988. The seasonal scale were studied to classify the precipitation in each State and to understand the winter (six months) and summer (six months) variabilities. We have used different statistical methods, such as mean, correlation, standard deviation. Several filters were used to obtain the series without annual wave. Through Fourier transform we have chosen the best filter to get a series with other unknown process. In these new series, the persistence was studied with the autocorrelation function. The interanual fluctuations were studied through the relation of the precipitation in São Paulo, Paran , Santa Catarina, Rio Grande do Sul, South of Brazil and Meridional Brazil with South Oscilation (SO). Virtually all significant variations were associaed with extreme phases of the SO. It has also been verified that the most important caracteristic of the SO effect is the persistence of weak precipitation anomalies for several months. Although statisticaly significant the SO signal can be associated with either above or below normal precipitation.

Alessandro, Adelia Perla. "Contribuciones al estudio de la climatología sinóptica en la Argentina" (1998) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
El tema central de esta tesis es determinar en la Argentina, la influencia de una situación persistente en una escala mayor sobre el desarrollo de los sistemas migratorios, y la asociación de la misma con las variaciones de temperatura y precipitación. Para su estudio, se han utilizado datos y cartas sinópticas del Servicio Meteorológico Nacional y los valores diarios de 12 UTC de los análisis del Centro Europeo de Pronóstico de Mediano Plazo, de los años 1980-1988 en los niveles de 500 y 1000 hPA. Con estos datos se han obtenido los campos medios, base para el cómputo de las anomalías en casos particulares y para ver la influencia del continente sudamericano. La situación sinóptica en la escala regional se halla dominada por la posición y amplitud de las ondas largas en los oestes. A fin de cuantificar este aspecto se han seleccionado índices regionales de circulación meridional, zonal y de curvatura en 1000 y 500 hPA como también del espesor de 500/1000 hPA. La marcha anual del índice meridional entre 40 y 90°O en 40°S y el zonal entre 35 y 55°S en 60°O, coinciden en general con lo ya estudiado para el Hemisferio Sur, en cambio el índice de curvatura muestra una fuerte influencia térmica del continente sudamericano en 40°S. El espectro de ondas en el Hemisferio Sur, es suficientemente continuo como para no poder distinguir con claridad las ondas largas de las cortas como en el Hemisferio Norte, ocasionando considerable 'ruido' en los índices. Para caracterizar la posición de las ondas largas se han promediado los índices por períodos de 5, 10 y 30 días. En estos períodos se halló la asociación de estos últimos con el comportamiento de los sistemas sinópticos y con las variaciones de temperatura y precipitación. De este análisis surge en respuesta a anomalías del meridional, que una cuña de onda larga en el Pacífico o una vaguada en el Atlántico se asocia al desarrollo de una serie de anticiclones con trayectoria SO-NE y a anomalías negativas de temperatura y precipitación. Una vanguardia en el Pacífico o una cuña en el Atlántico se asocia a una serie de depresiones con trayectoria NO-SE, a una depresión del noroeste argentino profunda y anomalías positivas de las variables citadas anteriormente. Similarmente se obtienen claras relaciones entre estas últimas y las anomalías del índice zonal y de curvatura. Los campos de anomalías de temperatura y precipitación podrían ser transformados en campos pronosticados a medio y largo plazo, una vez establecidos los métodos de pronóstico hemisféricos de las ondas largas. Un comienzo ya está dado con los pronósticos de la Oscilación del Sur-el Niño, relacionados con los índices de circulación elegidos.

Salles, María Alejandra. "La circulación atmosférica de superficie en el sur de Sudamérica y su relación con las anomalías de temperatura y precipitación" (1998) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
El estudio de la circulación atmosférica diaria permite conectar su comportamiento con la temperie asociada a la misma y por este medio, obtener mayor conocimiento sobre las relaciones y causas de las anomalías climáticas observadas. El objetivo del presente trabajo es analizar la circulación atmosférica diaria sobre la región del sur de Sudamérica mediante el estudio de los campos de presión de superficie, así como también, deterrninar sus características y variaciones, a fin de relacionarlas con las anomalías de temperatura, precipitación y presión observadas en el área. Los resultados y conclusiones de este tipo de estudios constituyen una gran contribución al pronóstico climático de mediano plazo, proporcionando herramientas para el testeo de los resultados de los modelos climáticos al aportar información empírica sobre la relación entre la circulación y las fluctuaciones del clima. El período elegido para el estudio abarca los años comprendidos entre los años 1972 y 1983, durante el cual se presentaron los eventos ENSO 1972/73, 1976/77 y 1982/83, con diferentes características en cada uno de ellos. Durante este período también se registró un "salto" climático alrededor de 1977. Se analizan mediante Componentes Principales, los campos diarios de presión de superficie para el ciclo anual, a fin de obtener un catálogo de los tipos sinópticos que predominan en el área estudiada, determinando los patrones característicos y la frecuencia de los mismos. Estos resultados conforman la referencia climático-sinóptica que permite estudiar separadamente los 3 eventos ENSO, asociando las anomalías de presión, temperatura y precipitación encontradas con los cambios en la circulación. Por otra parte, se comparan los años de evento ENSO con aquellos intermedios considerados "normales", en los que no se detectaron anomalías en el Pacifico Ecuatorial, con el objetivo de constrastar sus caracteristicas. Para esto se utiliza el análisis de Componentes Principales y el Análisis Espectral, en cada uno de los años, veranos (diciembre, enero y febrero) e inviernos (junio, julio y agosto) del período correspondiente. Los resultados muestran que todos los meses del año presentan tipos sinópticos similares independientemente de la estación, observándose solo algunas diferencias intermensuales, que concuerdan con las características climáticas conocidas. Estos rasgos se observan además durante los años ENSO, así como también durante aquellos considerados "normales". La principal variabilidad de los campos de presión de superficie, podría ser adjudicada principalmente a cambios en la frecuencia de los principales tipos sinópticos, representada por la varianza explicada por cada modelo, más que a cambios de forma y ocurrencia de diferentes tipos. Se evidencia un cambio en la varianza explicada los tipos sinópticos entre las muestras anuales anteriores y posteriores a 1977, no observándose esta característica en las muestras correspondientes a los veranos y a los inviernos. El estudio de los años de ocurrencia de evento ENSO muestra que, en general, la presencia de este fenómeno tiene mayor impacto en el sur de Sudamérica durante los inviernos que durante los veranos. El área de estudio responde más sensiblemente al IOS que a la anomalía de TSM, observándose anomalías opuestas entre los sucesivos años, en especial para los inviernos de los dos años que conforman el ciclo ENSO. Esto podría utilizarse como una contribución al pronóstico estacional en los años de ocurrencia de ENSO. Los años "normales", no muestran características de anomalías opuestas ni particularidades que puedan aportar al pronóstico estacional.

Abstract:
Daily atmospheric circulation study allows to connect its behaviour to the associated weather and by this mean to obtain a major knowledge on causes and relationships of observed climatic anomalies. The main objective of the present work is analysing daily atmospheric circulation over the southern region of South America by means of studying surface pressure fields as well as determining its features and variations so as to relate them with observed temperature, rainfall and pressure anomalies over the area. Results and conclusions of this sort of studies are of great contribution to the medium range climatic forecast, proportioning tools for testing climatological model outcomes, as they give empirical information on the relationship between circulation and climate fluctuations. The chosen period of study takes those years between 1972 and 1983, in which 1972-73, 1976- 1977 and 1982-83 ENSO events were presented with different features in each of them. During this period a climatic "jump" was also registered near about 1977. Daily surface pressure fields for the annual cycle are analysed by Principal Components, so as to obtain a catalogue of synoptic types which predominate over the studied area, determining typical patterns and their fkequencies. These results form the climatic-synoptic reference which permits to study separately the three ENSO events, associating encountered pressure, temperature and rainfall anomalies with circulation changes. On the other hand, ENSO event years are compared to those intermediate years regarded as "normal": in which Pacific Equatorial anomalies were not detected, with the aim of contrasting their behaviours. For this, Principal Components and Spectral Analysis are utilized in each of the years, summers (December, January and February) and winters (June, July and August) for the corresponding period. Results show that all months year round present seasonally independent similar synoptic types, noting only intermonthly differences that agree with known climatic features. Moreover, these features are observed during ENSO years as well as in those considered to be "normal". The main surface pressure field variability could possible be due to frequency changes of the principal synoptic types, represented by the accounted for variance of each model, more than being due to form and occurrence changes of different types. For the synoptic types explained variance between anterior and posterior to 1977 annual samples, a change is evident, being this not such way for samples corresponding to summers and winters. The study of ENSO events occurrence years show that generally the presence of this phenomena has a great impact over southern South America during winters and summers. This region replies more sensitively to the SOI than to SST anomalies, observing apposite anomalies among successive years, specially for winters of the two-year ENSO cycle. This could be used as a contribution to seasonal forecasting during years of ENSO events. Normal years do not show either opposite anomalies or particularities that may contribute to the seasonal forecasting.

Coronel, Alejandra Silvia. "Climatología sinóptica de las masas de aire que afectan a la República Argentina" (2001) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
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.

Abstract:
The analysis of air masses was widely used in the early weather studies, in the 30´s and 40´s. Already in the 50´s, with the advent of numerical models and tropospheric observations the importance of air masses as a forecast tool decreased. During the last two decades the air mass analysis enjoyed a rebirth from the perspective of synoptic analysis, given that this variable allows the study of relations between surface processes and the characteristics of atmospheric circulation fields. This aim of this thesis is to understand the spatial and temporal structure and the circulation fields associated with the air masses that evolve over the Argentine Republic. The data used, from the Servicio Meteorológico Nacional, correspond to aerological observations (1958-1977), specifically geopotencial, temperature, relative humidity, dew point temperature and wind) as well as surface observations (1959-1991), specifically maximum and minimum temperature, wind, relative humidity, atmospheric pressure and precipitation, obtained at the Argentine aerological stations. ECMWF products (1979-1993) at 1000 and 500 hPa were used too. The air mass is identified using the equivalent adiabatic temperature at 850 hPa at each aerological station. The Өae values include the characteristics of the source region, of the trajectory and the modifications that the air mass endured along its displacement. Given this premise, the characteristic statistics for the air masses were analysed at each station. The results showed that the winter in Resistencia is equally influenced by three air masses: warm ones, cold ones and retrogressive ones. Such characteristics are not observed in other regions of Argentina. In summer the frequency distribution is mostly unimodal. The stability analysis yielded a greater instability in summer, with respect to winter, mainly in the center and north of the country. The air mass persistency analysis for both cold and warm air masses, allowed for the detection of events that can last between 9 and 14 days in winter and 5 to 10 days in summer. It was also possible to find that the probability that a cold one could displace a warm air mass is greater than the inverse process. Regarding the surface parameters, it was found that cold and warm air masses could discriminate the temperature, pressure and humidity parameters at different times, the day of the event occurrence (first day of the existence of the cold or warm air masses). The temporal evolution of the surface variables at the surface and in the troposphere, during the days before and after the occurrence of the cold event helped determine that: on the surface a pressure maximum that takes place on the following day, a temperature minimum that takes place on the day of the event (except when the minimum temperature that takes place two or three days later) and a greater precipitation probability before the event occurrence. A maximum cooling and air mass stabilisation is observed in the troposphere from the day of occurrence of the event. As for the warm event, it was possible to identify on the surface a pressure minimum and a temperature maximum and a greater precipitation probability subsequent to the event. A maximum warming was observed in the troposphere on the day of the event and a decrease in the air mass stability. Finally the interannual variability in the relative frequency of the cold and warm air masses was studied. Important anomalies in the circulation field were inferred for some of the years sampled. As a general conclusion it is possible to point out a warming during summer, identified in the positive, significant trend for the stations and period under study. The surface temperature interannual variability correlates well with the relative frequency of the extreme air mases and indirectly with circulation pattern. Finally, this thesis has made way in the understanding of Synoptic Climatology of events identified through the occurrence of extreme air masses in different Argentine stations.

Silvestri, Gabriel E.. "Relación entre la temperatura de la superficie del mar en el Océano Pacífico sur subtropical y la precipitación de primavera en el sudeste de Sudamérica durante los eventos ENSO" (2003) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
En este trabajo se analiza la relación entre la variabilidad interanual de la lluvia en el sudeste de Sudamérica (SESA), la región al este de los Andes entre 20ºS y 40ºS, y la variabilidad interanual de la temperatura de la superficie del mar (TSM) y la circulación atmosférica asociada durante la primavera austral. La relación entre la precipitación en SESA y la TSM es estudiada usando un análisis de Correlación Canónica. Los dos primeros modos muestran el bien conocido patrón caliente-húmedo/frío-seco entre la TSM del océano Pacífico ecuatorial y la precipitación sobre gran parte de SESA. Sin embargo, la TSM de las regiones ecuatoriales no modula la variabilidad de la lluvia entre años El Niño (EN) y entre años La Niña (LN). Esto indica que la respuesta de la lluvia en SESA a la TSM del Pacífico ecuatorial es no lineal, resultando independiente de ella en los extremos del registro. En contraste, entre eventos EN, la TSM en el océano Pacífico sur subtropical (PSS) modula la precipitación estacional sobre gran parte de SESA. Además, cuando se considera el período completo, la TSM del PSS está correlacionada con la precipitación en una magnitud similar a la correspondiente a la TSM del Pacífico ecuatorial. Consistente con esto, el campo de circulación presenta un aumento de la advección ciclónica (anticiclónica) sobre la parte subtropical de SESA cuando la TSM en el PSS es más fría (caliente). La TSM del Pacífico ecuatorial está correlacionada negativamente con la del PSS pero esta correlación es prácticamente cero cuando se consideran sólo los casos EN o sólo los casos neutros y es muy pequeña en los casos LN. Esto permite realizar un análisis de composición de casos de acuerdo a diferente TSM en las regiones del Pacifico ecuatorial pero con TSM casi constante en el PSS y también se puede hacer una composición de casos con diferente TSM en el PSS pero con TSM casi constante en el Pacífico ecuatorial. Los eventos EN asociados con condiciones más frías en el PSS exhiben un patrón de onda de Rossby bien definido en el este del Pacífico sur, patrón que se observa menos intenso y más al oeste en los casos EN con mayor TSM en el PSS. La variabilidad de la circulación del Hemisferio Sur (HS) entre eventos LN también muestra una influencia de las condiciones de la TSM del PSS. Los eventos LN con mayor TSM en el PSS tienen mejor definido un patrón de onda entre latitudes ecuatoriales y altas del HS. La posibilidad de que las características de la TSM en el PSS puedan ser consideradas como un índice para discriminar entre eventos EN y LN de diferentes características no implica que esta TSM sea la causa de esas diferencias. Si las anomalías de TSM del Pacífico subtropical son inducidas por teleconexiones atmosféricas asociadas con el ENSO o si resultan de procesos oceánicos independientes del ENSO son cuestiones que escapan a los objetivos de este trabajo.

Abstract:
In this study we analyze the relationship between the interannual variability of rainfall over southeastern South America (SESA), the region east of the Andes between 20°S and 40°S, and the interannual variability of sea surface temperature (SST) and its associated atmospheric circulation during the austral spring. Rainfall in SESA and SST interannual variability is explored using canonical correlation analysis. The first two modes show the well-known warm-wet/cold-dry pattern between SST in equatorial Pacific and rainfall over most of SESA. However, SST in the equatorial regions does not modulate rainfall variability among EN years or among LN years, indicating that the SESA rainfall response to equatorial Pacific SST is not linear over the observed SST range, having no dependence on the extremes of this range. In contrast, among EN events, SST in the subtropical south Pacific (SSP) modulates the seasonal rainfall over most of SSA. In addition, when the complete period is considered, SST of the SSP has a correlation with precipitation of magnitude similar to those corresponding to the SST in equatorial Pacific. Consistent with this, the circulation field has enhanced cyclonic (anticyclonic) advection over subtropical SESA when SST in the SSP is cold (warm). SSTs in equatorial Pacific and in the SSP are negatively correlated, but their correlation is practically zero when only EN cases or only neutral cases are considered, and very small in LN cases. This allows a stratification analysis composing cases according to different SSTs in equatorial Pacific with almost constant SST in the SSP and similarly according to different SST in the SSP with approximately constant SST in equatorial Pacific. EN events associated with cold conditions in the SSP shows a well-defined Rossby wave pattern in the southeastern Pacific, pattern that is less intense and most to the west in EN cases associated with warm conditions in the SSP. The Southern Hemisphere (SH) circulation variability among LN events also shows an influence of the conditions of the SST in the PSS. LN events with warmest SST in the SSP presents better-defined Rossby wave patterns extending between the equatorial central Pacific and the SH high latitudes than those occurring during the rest of LN events. The possibility of that the SST features in the SSP can be considerated as a index to discriminate atmospheric circulation changes among EN or LN events, it does not necessarily mean that they are the cause of the observed changes in the SH circulation response. If the SST anomalies in the subtropical Pacific are induced by atmospheric teleconnections associated with ENSO or result from ocean processes independent of ENSO are questions that escape to the scope of this thesis.

Barreira, Sandra C. B.. "Variabilidad espacial y temporal de la concentración del hielo marino antártico y su relación con la circulación atmosférica" (2008) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
Existen numerosos estudios en la literatura que sugieren algún tipo de conexión entre los campos de hielo marino de las regiones polares y el clima global pero, la naturaleza específica y los mecanismos a través de los cuales las variaciones en los campos de hielo marino están relacionadas con el clima global o de latitudes medias están todavía pobremente definidos. La presente tesis pretende completar los estudios realizados previamente por otros autores y mejorar los conocimientos existentes sobre conexiones entre el hielo marino en la Antártida y el clima global, a la vez que evaluar su significado enfocándose en la región antártica donde se producen las mayores variaciones del campo de hielo marino, tanto temporal como espacialmente, que es sobre los mares de Amundsen, Bellingshausen y Weddell. Específicamente, lo que se intentó realizar fue cuantificar la variabilidad tanto espacial como temporal del campo de hielo marino, identificar las relaciones que existen entre la variabilidad del hielo marino y el clima tanto polar, de latitudes medias como global, señalar la significancia de estas relaciones e identificar regiones geográficas que puedan mostrar las conexiones más fuertes, teniendo en cuenta que la identificación de las conexiones entre la región polar y el resto de las regiones terrestres es el primer paso para determinar los mecanismos responsables de las mismas. Para examinar las variaciones espaciales del hielo marino antártico, determinar cuando se da una cierta estructura de anomalía espacial e investigar su relación con el clima tanto polar como de Sudamérica, se analizaron los datos de concentración de hielo marino en modo-T y se confeccionaron mapas de composiciones de distintas variables atmosféricas. Para examinar las variaciones temporales, y encontrar las áreas donde las mismas resultan homogéneas así como ver la forma en que se relacionan con la variabilidad del clima global, se analizaron los datos de concentración de hielo marino en modo-S y se confeccionaron mapas de correlación entre distintas variables atmosféricas y las series patrón encontradas así como correlogramas cruzados entre dichas series y algunos índices atmosféricos.

Abstract:
There are numerous studies in the literature that suggest some kind of connection between sea ice fields of the polar regions and global climate but, the specific nature and the mechanisms through which the variations in sea ice fields are related to global or midlatitudes climate are still poorly defined. The present thesis tries to complete previous studies done by other authors and to improve the existing knowledge on connections between sea ice in the Antarctica and the global climate, simultaneously with the evaluation of its meaning focusing in the Antarctica region where the greater variations of sea ice field take place, temporary as well as spatially, that is on the Amundsen, Bellingshausen and Weddell Seas. Specifically, what was tried to be done was to quantify sea ice spatial and temporary variability, to identify the relations that exist between sea ice variability and polar, mid-latitudes and global climate, to indicate the significance of these relations and to identify the geographic regions which show the strongest connections, considering that the identification of the connections between the polar region and the rest of the terrestrial regions is the first step to determine the mechanisms that are responsible for them. In order to examine the space variations of Antarctic sea ice, to determine when a certain structure of space anomaly occurs and to investigate its relation with polar and South America climate, the sea ice concentration data were analyzed in T-mode and composite maps of different atmospheric variables were made. In order to examine the temporary variations, and to find the areas where the same ones turn out homogenous as well as to see the form they are related to the variability of the global climate, sea ice concentration data were analyzed in S-mode and correlation maps between different atmospheric variables and the found pattern series, as well as cross-correlograms between these series and some atmospheric indexes were made.

Barrucand, Mariana Graciela. "Extremos de temperaturas en Argentina: cambios observados en la variabilidad espacio-temporal y su relación con otras características del sistema climático" (2008) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
El presente trabajo de tesis estudia la variabilidad en la frecuencia de temperaturas extremas en la Argentina durante el período 1959-2003 Se analizan tres aspectos específicos: la homogeneidad espacial que tienen los extremos de temperatura en Argentina, la variabilidad temporal de los mismos y la relación con otras características del sistema climático. El análisis de homogeneidad espacial mostró algunas diferencias respecto al tipo de extremo analizado y permitió la selección de estaciones de referencia para estudios ulteriores. El análisis de variabilidad temporal mostró tendencias significativas negativas (positivas) en la frecuencia de noches frías (cálidas) entre los meses de octubre y marzo, siendo estos últimos los de mayores cambios. Esto indica una extensión de las condiciones cálidas desde los comienzos de la primavera hasta el comienzo del otoño. En los meses de época fría (abril a septiembre) se destaca un aumento en la frecuencia de noches cálidas, excepto en julio que presenta una tendencia negativa en el centro-este del país. En términos generales, se observa una disminución en la frecuencia de días cálidos en gran parte del año. Las excepciones están dadas para los meses de agosto y octubre. Los resultados encontrados son congruentes con una disminución en la amplitud térmica observada en todo el país durante todo el año, a excepción del mes de julio y en algunas estaciones del sur del país. Se encontró un aumento en el porcentaje de días con cielo cubierto, y mayor disponibilidad de humedad en el aire. El principal modo de variabilidad encontrado corresponde a una onda de 8 años en los índices de extremos de temperatura (especialmente en la frecuencia de noches frías), en la temperatura superficial del mar (TSM) y en el Modo Anular del Sur (SAM), que actuaría como modulador de la variabilidad de los extremos de temperatura y las TSM en dicha escala temporal. Este modo de variabilidad común aparece más fuertemente en primavera en las estaciones situadas al norte de los 40 ºS. La señal se debilita a principios de los 90, momento a partir de cual empieza a reflejarse más al sur. Esto plantea la hipótesis sobre un posible cambio en las relaciones del sistema climático en la década del 90.

Abstract:
This thesis is about the variability of temperature extreme frequencies in Argentina during 1959-2003. Three specific aspects are analysed: the spatial homogeneity of temperature extremes in Argentina, its temporal variability, and the relationship with other characteristics of the climatic system. The spatial homogeneity analysis showed some differences depending on the extreme variable analysed and it permitted to select some reference stations for other studies. The temporal variability analysis showed significant negative (positive) trends in the cold (warm) night series between October and March. These months were the most affected by these changes. These features indicate an extension of the warm conditions towards the early spring and the beginning of autumn. An increase of warm nights is noticeable during the cold season (April to September), except for July, which showed a negative trend in the centre-east of the country. In general terms, a decrease of warm days is observed all year round, except for August and October. The results are consistent with a decrease in the diurnal temperature range in the country all year round, except for July and some stations in the south of Argentina. An increase of the percentage of days with covered sky and humid conditions were also found. The principal variability mode found in this analysis was an 8 year signal in the temperature indices (specially in the cold night frequencies), the sea surface temperature (SST) and the Southern Annular Mode (SAM).This mode would act as a modulator of the temperature extreme frequencies and the TSM at that temporal scale. This common variability mode appears strongly during spring at those stations northward of 40ºS. The signal vanishes at the earlier 90’s, when it begins to be reflected to the south. It raises the hypothesis about a possible change in the climatic system relationships during the 90’s.

Renom Molina, Madeleine. "Temperaturas extremas en Uruguay. Análisis de la variabilidad temporal de baja frecuencia y su relación con la circulación de gran escala" (2009) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
El presente trabajo de tesis estudia la variabilidad de los eventos extremos de temperatura en Uruguay, el cual incluye desde la generación de la base de datos diaria de temperatura máxima y mínima hasta el estudio de la variabilidad decadal de estas variables. La variabilidad temporal y espacial, y su relación con patrones de la circulación de gran escala, así como la dependencia de estas relaciones con el período de estudio, son analizadas. El análisis de la variabilidad temporal mostró para el período 1950-2005 una tendencia negativa en la ocurrencia de los extremos fríos así como en los días cálidos a escala anual. A escala estacional se encuentra que el verano presenta una disminución en la ocurrencia de días cálidos así como de noches frías, e invierno una disminución significativa de los extremos fríos. Otoño se destaca por una tendencia al calentamiento nocturno. A partir del análisis de homogeneidad temporal, en el cual se detectaron los años 1945 y 1976 como saltos de origen climático, se investigaron los cambios en la homogeneidad espacial así como la relación de los índices de extremos con las anomalías de temperatura de superficie del mar y la circulación de gran escala en los períodos 1946- 1975 y 1976-2005. Los cambios en las teleconexiones entre la ocurrencia de eventos extremos en Uruguay y la circulación de gran escala muestran cambios en la relación con el fenómeno ENSO y el Modo Anular del Sur (SAM) antes y después de 1976.

Abstract:
This work investigates the variability of temperature extremes in Uruguay. We first develop a daily data-base of maximum and minimum temperature and then study its temporal and spatial variability from interannual to decadal time scales. We focus on the relationship with large scale circulation patterns as well the dependence of this relation with the time period. A significant negative trend in cold extremes and in warm days at annual scale for the period 1950-2005 was found. Seasonal analysis showed a negative trend in warm days and cold nights for summer while for winter a negative trend is found for clod days and nights. For autumn the most relevant result consists of a significant warming in night time temperature. The temporal homogeneity analysis shows steps in the time series in years 1945 and 1976, which we considered arising from variability. Based on these results we study changes in the spatial variability and in the relationship of the extreme events with sea surface temperature anomalies and large scale circulations patterns for the periods 1946- 1975 and 1976-2005. Results show changes in the teleconnections between the ENSO phenomenon and the Southern Annular Mode (SAM) with extreme events over Uruguay before and after the 1976 climatic shift.

Naumann, Gustavo. "Variabilidad intraestacional de alta y baja frecuencia de la temperatura máxima y mínima diaria en Sudamérica. Estudio de la predictabilidad mediante la entropía condicional" (2009) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
Los pronósticos del tiempo y climáticos mejoran con el aumento de la habilidad de los modelos tanto dinámicos como probabilísticos en identificar situaciones de alto y bajo riesgo. Por esta razón el conocimiento de los procesos que intervienen en la identificación de situaciones con alto riesgo conlleva a una valoración en la información meteorológica por parte del usuario. Es por esto que la comprensión del funcionamiento del clima y su variabilidad requieren de diagnósticos específicos sobre la precipitación, las temperaturas y la circulación asociada a la misma. Esto adquiere más importancia a medida que la aplicación a diversos sistemas se hace necesaria. Por esto, este trabajo de Tesis tiene como objetivo general contribuir al conocimiento de la estructura de la temperatura máxima y mínima a escala diaria con las series de registros más largos en Sudamérica, que abarcan el período instrumental. Este conocimiento está dirigido a elaborar una climatología de valores diarios que permiten diagnosticar de forma objetiva y a través de síntesis matemática los procesos más importantes en las series de temperatura máxima y mínima diaria. Por lo tanto, el objetivo principal de este trabajo es obtener un análisis de la variabilidad climática especialmente dentro de la escala intraestacional en series de temperaturas extremas diarias en Sudamérica, para elaborar un diagnóstico y pronóstico objetivo con inferencia directa sobre el impacto.

Abstract:
Weather and climate forecasts improved with the increased ability of both dynamic and probabilistic models to identify situations of high and low risk. For this reason the knowledge of the processes involved in identifying high risk situations leads to a valuation of meteorological information by the user. For this reason the understanding of climate variability requires specific diagnostics on precipitation, temperatures and circulation associated with it. This becomes more important as the application to various systems is necessary. Therefore, this thesis work aims to contribute to general knowledge of the structure of the maximum and minimum daily temperature with the longest record series in South America, covering the instrumental period. This knowledge is intended to develop a climatology of daily values that can diagnose objectively and through mathematical synthesis of the most important processes in the series of daily maximum and minimum temperature. The main objective of this work is to obtain an analysis of climate variability, especially within the intraseasonal scale on series of daily extreme temperatures in South America, to develop an objective diagnosis and prognosis with direct inference on the impact.

Yuchechen, Adrián Enrique. "La tropopausa térmica en el sur de sudamérica: climatología, variabilidad y relaciones con la troposfera media y la baja estratósfera" (2009-03-27) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
En este trabajo se analiza el comportamiento de la tropopausa térmica en la región sur de Sudamérica. La región de estudio está delimitada por ≈16ºS – 53ºS y ≈43ºO – ≈71ºO. La base de datos utilizada cubre el período 1973-2007 y consiste en datos de radiosondeo de Argentina, sur de Bolivia, sur de Brasil, Chile e Islas Malvinas. A las variables utilizadas se les aplica un método de selección que descarta valores potencialmente erróneos. En primer lugar se presentan los campos estacionales de valores medios y de variabilidad para distintos parámetros de las tropopausas simples y dobles. En este último caso se designa como tropopausa inferior (superior) a la ubicada más abajo (arriba). Los campos medios revelan que la tropopausa simple disminuye su altura con la latitud y que adopta una posición intermedia entre las tropopausas inferior y superior. Por otro lado, la tropopausa superior (inferior) se eleva (desciende) arqueándose hacia la estratósfera (troposfera) a medida que aumenta (disminuye) la latitud, una configuración que favorece el ingreso de aire estratosférico hacia la troposfera. En cuanto a la variabilidad, la tropopausa simple presenta un núcleo de máximos valores en el centro del dominio, ≈35ºS, que acompaña aproximadamente la migración del jet subtropical, mientras que la tropopausa inferior (superior) presenta los máximos valores en el límite boreal (austral) del dominio. Otro aspecto investigado es el acoplamiento de alturas entre las diferentes tropopausas y los niveles de 500 y 100 hPa a lo largo del año. Los distintos modos de acoplamiento se obtienen por medio del método de componentes principales. Los resultados obtenidos permiten asociar los tres primeros modos de acoplamiento con la propagación vertical de ondas planetarias, pasaje de frentes fríos y bloqueos, mostrando que la tropopausa térmica puede utilizarse como una variable alternativa de diagnóstico.

Abstract:
This research is concerned with the behaviour of the thermal tropopause in the southern tip of South America. The area of study is limited by ≈16ºS – 53ºS y ≈43ºW – ≈71ºW. The dataset spans the period 1973-2007 and consists of radiosonde data from Argentina, southern Bolivia, southern Brazil, Chile and the Falkland Islands. Variables of interest are applied a selection procedure in order to discard potentially erroneous values. At first mean values as well as variability are shown in seasonal fields for several parameters of single as well as double tropopauses. In the latter case two tropopauses coexist, namely the lower and the upper ones. As revealed by the mean field single tropopause height decreases polewards as it lies between its upper and lower counterparts. On the other hand, the upper (lower) tropopause rises (downs) arching upwards (downwards) as latitude increases (decreases) in such a configuration that enables the entrance of stratospheric air into the troposphere. As regards variability single tropopause reaches maximum values at the centre of the domain, ≈35ºS, these maximum values accompanying the subtropical jet migration, whereas upper (lower) tropopause variability reaches maximum values in the northernmost (southernmost) boundary of the domain. Another topic is the height coupling between distinct tropopauses and the levels of 500 and 100 hPa throughout the year. Different coupling modes are obtained by means of Principal Component Analysis. Results permit tying the first three coupling modes to vertical propagation of planetary waves, passage of cold fronts and blockings, hence proving that the thermal tropopause is an alternative diagnostic tool.

Tencer, Bárbara. "Variabilidad de los eventos extremos de temperatura observados y modelados en el sudeste de Sudamérica, y sus proyecciones ante un escenario de cambio climático" (2010) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
En este trabajo se estudia la variabilidad de los eventos extremos de temperatura observados y modelados en el Sudeste de Sudamérica, y sus proyecciones ante un escenario de cambio climático. Los eventos extremos del tiempo y del clima afectan severamente los ecosistemas y la sociedad. La existencia de un cambio climático que produzca una pequeña variación en los valores medios de temperatura puede ocasionar grandes cambios en las temperaturas extremas. El objetivo general que se desea alcanzar en este trabajo es el de encontrar una aproximación que permita estimar los valores extremos de temperatura que ocurrirán en los próximos años en el Sudeste de Sudamérica ante la presencia de un cambio climático, reduciendo la incertidumbre propia de este tipo de proyecciones. Para ello, se exploran distintas metodologías que permiten estudiar la intensidad y la frecuencia de los eventos extremos de temperatura observados y simulados en el pasado, como así también proyectados para el clima futuro. En particular, se aplica la Teoría de Valores Extremos para estudiar la variabilidad observada en los eventos extremos de temperatura durante el siglo XX en estaciones que pertenecen a distintas regiones climáticas de Argentina. Además, se estudian distintas metodologías de downscaling (estadístico y dinámico) que permiten evaluar el impacto del cambio climático en las distribuciones de los extremos de temperatura a escala regional.

Abstract:
In this study variability of observed and simulated temperature extreme events are analysed in Southeastern South America, as well as their projections in a climate change scenario. Climate and weather extreme events severely affect the ecosystems and society. The existence of a climate change that induces small variations in mean temperature values can produce big changes in temperature extremes. The general objective of this study is to found an appropriate estimation of the temperature extreme values that will happen in the near future in Southeastern South America under the assumption of a climate change, reducing the typical uncertainty of this kind of projections. Therefore, different methodologies are explored in order to study the intensity and frequency of observed and simulated temperature extreme events in the past, as well as their projections for the future. In particular, the Extreme Value Theory is applied to study the observed variability of temperature extreme events during the XX century in meteorological stations belonging to different climate regimes in Argentina. Different downscaling techniques (statistical and dynamical) that allow to evaluate the impact of a climate change in extreme value distributions on a regional scale are also analysed.

Saurral, Ramiro I.. "La hidrología superficial de la cuenca del Plata y su representación a través de simulaciones climáticas: identificación de errores y mecanismos físicos asociados" (2011) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
La cuenca del Plata es la quinta más grande del mundo y mediante su régimen hídrico provee de agua potable a cientos de millones de personas a través de cinco países en Sudamérica. Trabajos previos han mostrado la alta sensibilidad de la cuenca tanto a las condiciones climáticas medias como a su variabilidad, por lo que posibles cambios futuros en estas condiciones podrían determinar variaciones significativas en las condiciones de disponibilidad hídrica. En este trabajo de tesis se calibró el modelo hidrológico distribuido VIC sobre la región de la cuenca del Plata y se lo forzó con datos meteorológicos obtenidos de las simulaciones de algunos Modelos Climáticos Globales (MCG) contenidos en el conjunto de datos del WCRP/CMIP3 para el clima presente. Las simulaciones hidrológicas forzadas con las salidas de los MCG muestran grandes apartamientos respecto de los caudales observados. Estas diferencias se deben a los errores que los mismos tienen para representar varios aspectos del clima global y del de Sudamérica en particular. En términos generales, se encuentra que la gran mayoría de los MCG simula menos precipitación que la observada a nivel anual sobre el sudeste de la cuenca, en tanto que representan condiciones más cálidas. Estos errores determinan diferencias marcadas respecto de los caudales observados y esto implica una limitación para efectuar posibles inferencias del clima futuro de la cuenca. Por tal motivo, se utilizó el modelo climático CAM (la versión atmosférica del CCSM, desarrollado en NCAR) para analizar los mecanismos físicos y/o dinámicos que explican el patrón de subestimación de la precipitación sobre el sudeste de Sudamérica en los modelos. Se llevaron a cabo experimentos de sensibilidad a cambios en la orografía de Sudamérica, condiciones de borde, variaciones en la resolución horizontal y en el esquema convectivo. Los resultados muestran la máxima sensibilidad a la elección del esquema de convección. Esto sugiere que la magnitud de los errores en las simulaciones climáticas globales puede disminuirse al mejorar la representación de la convección, a la vez que el incremento en la resolución espacial representa un factor de mejora de segundo orden, por detrás de las parametrizaciones físicas.

Abstract:
The Plata basin is the fifth largest in the world and its rivers provide fresh water to hundreds of thousands of people across five different countries in South America. Previous works have shown the high sensitivity of the basin to both the mean climate conditions and to climate variability, and for this reason future changes in these conditions could lead to significant variations in water availability. In this thesis the VIC distributed hydrologic model was calibrated in the Plata basin region and it was afterwards forced with meteorological inputs obtained from Global Climate Models (GCM) simulations from the WCRP/CMIP3 for the present climate. These hydrologic simulations show large discrepancies with respect to the observed streamflows. These differences are explained by the large errors that GCM have in representing various aspects of the observed climate worldwide and in particular over South America. In general it is found that many of the GCM tend to represent less rainfall than observed annually over the southeastern part of the region, while simulated conditions also tend to be warmer than observed. All these errors determine differences when comparing the derived streamflows with those observed. For this reason, in this study the CAM climatic model (the atmospheric part of the CCSM GCM, developed at NCAR) was used to analyze the physical and/or dynamical mechanisms responsible for the pattern of underestimation of precipitation over southeastern South America in the GCM. Sensitivity experiments were performed to analyze the impact of changes in the topography of South America, the boundary conditions (changes in sea surface temperatures over the Pacific and Atlantic oceans), variations in the horizontal resolution and in the convective scheme on the simulated climate. Results show that the largest sensitivity appears when modifying the convective scheme, surpassing in fact the effect given by an increase in horizontal resolution. This suggests that the magnitude of the errors in GCM simulations can diminish when improving the representation of convection, while increasing the horizontal resolution is a second-order improvement factor, behind the physical parameterizations.

Berman, Ana Laura. "Análisis de la variabilidad climática en la Patagonia Argentina" (2011) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
En esta Tesis se analizan diversos aspectos de la variabilidad climática en la Patagonia Argentina. Se investiga la homogeneidad espacial de temperatura y precipitación y los mecanismos físicos capaces de modular su variabilidad. También se estudian las posibles conexiones entre la temperatura y precipitación de Patagonia con la de otras áreas del sur de Sudamérica. La temperatura registrada en diferentes áreas de Patagonia tiene importante covariabilidad en oscilaciones menores a 4 años pero se detectan claros desacoples en oscilaciones más largas. La estructura de circulación atmosférica que conduce a un aumento (disminución) de la temperatura en Patagonia es también capaz de producir enfriamiento (calentamiento) en áreas subtropicales de Sudamérica originando una estructura dipolar de temperatura con centros opuestos en Patagonia y sur de Brasil. La precipitación sobre áreas del sur de Patagonia está estrechamente conectada con el dipolo de precipitación característico de latitudes subtropicales en Sudamérica debido a que la estructura de circulación atmosférica que origina el dipolo subtropical también afecta la precipitación en el sur del continente. Los mecanismos físicos involucrados en las conexiones subpolar-subtropical de precipitación y temperatura podrían explicar la ocurrencia de condiciones hidroclimáticas opuestas en ambas regiones de Sudamérica detectadas durante los últimos 10 mil años.

Abstract:
This Thesis discusses different aspects of the climatic variability in the Patagonia Argentina. The spatial homogeneity of temperature and precipitation and the physical mechanisms able to modulate its variability are analyzed as well as the possible connections between temperature and precipitation of Patagonia with other areas of southern South America. The temperature in different areas of Patagonia has strong covariability in oscillations shorter than 4 years but important disconnections are clearly detected in longer oscillations. The structure of atmospheric circulation associated to an increment (diminution) of temperature in Patagonia is also able to produce cooling (heating) in subtropical areas of South America generating a dipolar structure of temperature with centers over Patagonia and southern Brazil. The precipitation over areas of southern Patagonia is closely connected with the typical dipole of precipitation of subtropical latitudes in South America due to the structure of atmospheric circulation that produce the subtropical dipole also affects the precipitation over the southernmost continent. The physical mechanisms involved in the subpolar-subtropical connections of precipitation and temperature could explain the occurrence of contrasting hydroclimatic conditions in both regions of South America detected during the last 10.000 years.

Blázquez, Josefina. "Proyecciones climáticas sobre Sudamérica utilizando modelos climáticos globales. Análisis de incertidumbres" (2011) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
En esta tesis se analizan proyecciones climáticas sobre Sudamérica y sus incertidumbres asociadas utilizando modelos climáticos globales. Es ampliamente conocido que en los últimos años se ha producido un aumento en la temperatura del aire de superficie que no tiene registros históricos comparables y que además, se ha demostrado que ese incremento es debido al aumento antropogénico de los gases de efecto invernadero. Dicho incremento en la temperatura media global, trajo como consecuencias cambios en algunos patrones de circulación de gran escala y por lo tanto en otras variables atmosféricas. Según el último informe del IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change), dicho aumento va a seguir en las próximas décadas. Es por eso que en esta tesis se estudian cómo serán las proyecciones futuras a partir de experimentos del modelo climático global JMA/MRI (de alta resolución). Previo al estudio de las proyecciones futuras, se realizó una evaluación del clima presente, utilizando datos de estaciones meteorológicas, para identificar regiones en donde el modelo reproduce de manera adecuada los principales patrones de circulación, y los valores medios y la variabilidad de la temperatura y la precipitación. Es ampliamente conocido que las proyecciones climáticas del clima futuro generan incertidumbres que provienen de diferentes fuentes. Su importancia relativa puede cambiar debido al tiempo de proyección y a la variable, así como también a la escala (global o regional) en la cual se analizan dichas incertidumbres. Por lo tanto, en esta tesis se estudiarán además, las incertidumbres de las proyecciones del conjunto de modelos WCRP-CMIP3 y WCRP-CMIP5 con el objetivo de poder identificar las regiones en donde las proyecciones son más robustas.

Abstract:
Climate projections over South America and their associated uncertainties using global climate models are analysed in this thesis. It is widely known that in recent years has been occurred an increment in the global air surface temperature that has no historical records. Besides it has been shown that this increment is due to increasing anthropogenic greenhouse gases. This increase in global average temperature, resulted in changes in some patterns of large-scale circulation and therefore in others atmosphere variables. According to the latest assessment report of IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change), this increase will continue in the coming decades. For this reason, this thesis studies how future projections will be, using experiments of the global climate model MRI/JMA (high-resolution), with emphasis in the southern part of South America. Prior to the study the future projections, there was a present climate assessment, using meteorological stations data, to identify areas where the model reproduces adequately the main patterns of atmospheric circulation, and the mean and variability of temperature and precipitation. It is widely known that climate projections generate uncertainties which come from different sources, and their relative importance may change due to time projection and the variable, as well as due to the scale (global or regional) in which these uncertainties are analysed. Therefore, this thesis examines the uncertainties of the projections of WCRPCMIP3 and WCRP-CMIP5 models in order to identify regions where the projections are more robust.

Cabré, María Fernanda. "Uso de un modelo climático regional para estimar el clima en Sudamérica subtropical para el futuro lejano. Estimación de incertidumbres del modelo" (2011) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
Se presenta un análisis de una simulación regional de cambio climático en el sur de Sudamérica para el escenario SRES A2. Con este objetivo, se han preparado dos simulaciones con el modelo regional MM5, una correspondiente al clima presente (1970-1989) y la otra correspondiente al clima futuro (2080-2099). El modelo regional ha sido forzado por el modelo atmosférico de circulación HadAM3H (Hadley Centre). Este trabajo se centra en la evaluación de la capacidad del modelo en representar el clima presente y la señal de cambio climático para el escenario de emisión SRES A2. La performance del modelo regional fue evaluada en términos de valores medios estacionales, evolución temporal del ciclo anual y variabilidad interanual. Las variables estudiadas son la precipitación, la temperatura y algunas variables de circulación en capas bajas. En líneas generales, el modelo MM5 es capaz de reproducir adecuadamente las principales características del clima observado en Sudamérica. La distribución espacial de la temperatura está bien reproducido, sin embargo pueden encontrarse algunos errores sistemáticos, tales como una sobreestimación en el centro y norte de Argentina y una subestimación en las regiones montañosas a lo largo de todo el año. La estructura general de la precipitación y su evolución estacional, también están bien capturadas por el modelo regional; aunque el mismo sobreestima la precipitación en la región andina (específicamente en el centro y sur de Chile) en todas las estaciones del año. La precipitación está subestimada en latitudes tropicales (con el esquema convectivo Grell), sin embargo este esquema convectivo mejora la magnitud simulada por el MM5 en la Cuenca del Plata. El ciclo anual de la precipitación está adecuadamente representado en todas las subregiones analizadas, sin embargo la representación del ciclo anual es mejor para las regiones de La Cuenca del Plata (LPB), Cuyo (CU) y Sureste Pampas (SEP). El ciclo anual de la temperatura también se encuentra bien representado. El análisis de los cambios simulados para el escenario SRES A2 proyectan un aumento de la precipitación en el centro de Argentina, Uruguay y sur de Brasil, particularmente en verano y otoño; mientras que se proyecta una disminución de la misma en todo el dominio para invierno y primavera. Los cambios en la distribución espacial de la temperatura corresponden a un incremento, cuya intensidad está relacionada con la época del año y con la variable seleccionada. Independientemente de la época del año, se proyecta un aumento en la variabilidad interanual de la precipitación para fines de siglo XXI SRES A2 comparada con la climatología de referencia. Mientras que al evaluar los cambios en la variabilidad interanual de la temperatura, se observa un comportamiento diferente. Concluyendo que en el sur de Sudamérica se proyecta una disminución (aumento) de la variabilidad interanual de la temperatura para los meses de verano e invierno (otoño y primavera). En este último caso, las regiones afectadas por dicha tendencia varían de otoño a primavera. En otoño los valores máximos se proyectan en el centro-sur de Chile y Patagonia argentina mientras que en primavera se proyectan en el centro oeste de la República Argentina. Finalmente, se presenta una evaluación muy sintética de la variabilidad interna del modelo regional en escala estacional de un ensamble de tres miembros correspondientes al año 1987. El análisis se ha presentado a través de un estudio de sensibilidad al número de miembros del ensamble, de la distribución espacial y evolución temporal de la variabilidad interna del ensamble. El objetivo de este estudio ha sido cuantificar la incerteza debida a los diferentes estados de inicialización. De los experimentos de sensibilidad al número de miembros, puede concluirse que la variabilidad interna de la precipitación es menor en invierno y primavera comparada con los meses de verano y otoño. Si bien este comportamiento es común en las cuatro marchas analizadas, se observa que al aumentar el número de miembros de un ensamble los valores de variabilidad se restringen a valores determinados, pudiendo mencionar un valor promedio de 5 mm/día para verano y otoño; mientras que magnitudes inferiores a 2.5 mm/día se aprecian en invierno y primavera. En lo que respecta a la temperatura, el rango de variabilidad interna se da entre 0.1 ºC y 1.2 ºC. A pesar de los pocos miembros que componen el ensamble, del estudio se concluye que un aumento de ellos mejoraría la estimación de las incertezas asociadas a la variabilidad interna. Otro punto importante, que ha sido investigado es la relación entre dos factores estudios separadamente. Con dicho propósito, se definieron dos nuevos índices. Uno de ellos relaciona la magnitud del cambio climático con la variabilidad interanual; mientras que el otro relaciona la magnitud del cambio climático con la variabilidad interna. A pesar de la breve discusión, la conclusión importante para remarcar es que ambos índices dependen de la variable seleccionada. En el caso de la precipitación, la señal de cambio climático proyectada para el escenario SRES A2 (2080-2099) no parece ser robusta comparada con la variabilidad interanual y con la variabilidad interna del modelo regional MM5. Sin embargo al examinar la señal de cambio proyectada para la temperatura, puede concluirse que la misma es significativa comparada tanto con la variabilidad interanual como con la variabilidad interna del modelo regional. En términos generales, teniendo presente la calidad de la simulación se puede concluir que el modelo regional es capaz de reproducir las características generales del clima en la región, el ciclo estacional, la variabilidad interanual e interna de las variables de superficie. Más allá de lo anteriormente expuesto, el presente estudio de cambio climático provee de valuable información acerca de la performance del modelo MM5 en simular la respuesta del clima a un dado periodo y escenario. Por lo tanto el modelo MM5 es una herramienta de mucha utilidad en la generación de escenarios regionales de cambio climático de alta resolución en el sur de Sudamérica, lo que constituye un interesante punto de partida para elaborar otras evaluaciones con diferentes índices, que no han sido examinados en el presente trabajo de tesis.

Abstract:
An analysis of the SRES A2 regional climate change simulation over southern South America is presented here. For this objective, two sets of multidecadal simulations of the present (1970-1989) and future (2080-2099) climate from the regional model MM5 have been performed. The regional model was nested within time-slice global atmospheric model experiments conducted by the HadAM3H model. This work focuses on the evaluation of the capability of the model in simulating the observed climate and the response of the climate to SRES A2 emission scenario. The regional model performance was evaluated in terms of seasonal means, the temporal evolution of the annual cycle and the interannual variability. Precipitation, surface air temperature and low-level circulation patterns have been investigated. Overall, the MM5 model is able to capture the main features of the observed mean surface climate over South America. The observed regional pattern of surface air temperature is well reproduced, although some systematic biases are found, such us an overestimation the centre-north region of Argentina and an underestimation over mountainous regions during all seasons. The broad spatial distribution of the precipitation and its seasonal evolution are well captured; however, the regional model overestimates the precipitation over the Andes region (centre and north of Chile) in all seasons. Precipitation amounts are underestimated at tropical latitudes (with Grell convective scheme), however this convective scheme improves the magnitudes simulated by MM5 model over La Plata Basin. The annual cycle of the precipitation is well captured over all the sub-regions evaluated, however in Plata Basin (LPB), Cuyo (CU) and Sureste Pampas (SEP) are the best reproduced. The annual cycle of temperature is well represented too. The analyses of the simulated changes for the SRES A2 emission scenario reflects an increase of precipitation over center of Argentina, Uruguay and south of Brazil, particularly in summer and autumn; whereas is projected a decrease over all the domain during winter and spring. The changes in the geographical distribution of the temperature correspond to an increase, whose intensity is related to the season and the selected region. Regardless of the season, is projected an increase of the interannual variability of the precipitation in the SRES A2 scenario compared to the current climate. While in the case of temperature the spatial distribution of the changes in standard desviation are quite different. We conclude that over southern South America is projected a decrease (increase) of the interannual variability of temperature for summer and winter (fall and spring). In the latter case, in autumn the maximum values are predicted to be over centre and south of Chile and Patagonia, while in spring are projected onto the west-central Argentina. Finally, we present a short evaluation of internal variability of the model at seasonal scale from an ensemble of three members for the year 1987. Each simulation is different for the others in their initialization. This analysis has been presented through a study of sensitivity to the number of the members of the ensemble, the spatial distribution and temporal evolution of the internal variability of the ensemble. The aim of this study has been to quantify the uncertainty due to different initial conditions. The evaluation of sensitivity experiments to the number of ensemble members, in terms of its annual cycle, suggests that the internal variability of the precipitation is smaller in winter and spring than summer and autumn. Although this behavior is common to the cycles analyzed, we can argue that increasing the number of ensemble members the magnitude of the variability is restricted to certain values. (It can found 5 mm/day in summer and fall, and lower magnitudes than 2.5 mm/day are found in winter and spring). In the case of temperature, the internal variability range is between 0.1 ºC an 1.2 ºC. Despite of the few members of the ensemble, the analysis suggests that an increased of them improves the estimation of uncertainties, due to internal variability. Another important point, which has been investigated is the relation between two metrics studied separately. For this purpose, two indices have been defined. One of them correspond to the magnitude of climate change in relation to interannual varabiality, and the other is the relation between the magnitud of climate change with internal variability. In spite of the brief discussion, the finally conclusion is that these metrics depend on the variable. In relation to precipitation, the magnitude of the climate change projected will not be robust compare to both of them. But in the case of temperature, the evaluation suggests that the warming is robust compare to both variabilities. Overall, taking into account the quality of the simulation, it can conclude that the regional model is capable in reproducing the main general patterns, the seasonal cycle, the interannual and internal variability of surface variables. Apart from that, the present climate change study gives valuable information about the performance of the MM5 model in simulating the response of the climate to a given period and scenario. So, the concluding remark suggests that MM5 model is a useful tool in the generation of regional climate change scenarios of high resolution over southern South America and is an interesting starting point to perform others evaluations with different metrics, that have not been inspected here.

Pessacg, Natalia Liz. "Impacto de las condiciones de suelo en el clima del sur de América del Sur en diferentes escalas temporales" (2012) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
En esta tesis se evalúa la respuesta del clima regional del sur de Sudamérica a dos forzantes locales asociados a las condiciones de superficie, los cambios de uso/cobertura de suelo y los cambios en las condiciones de la humedad de suelo. Por otro lado, se analiza cómo la respuesta del clima regional a distintos forzantes remotos es modulada por los cambios de uso/cobertura de suelo. En primer lugar, se analiza la capacidad de una serie de modelos climáticos regionales para representar los balances de radiación y los flujos de calor en América del Sur, ya que los cambios en las condiciones de superficie afectan fuertemente estos balances. En particular, se evalúa la capacidad del modelo regional MM5, utilizado como herramienta para el abordaje de esta tesis. En segundo lugar, se estudia la respuesta del clima regional del sur de Sudamérica para diferentes escenarios idealizados de cambios de uso/cobertura de suelo, asociados a los procesos de desertificación, reforestación y remplazo de la cobertura actual por tierras para la agricultura, procesos que se han dado en nuestra región en las últimas décadas y que continúan teniendo una tendencia positiva. Se encontró que los cambios en la cobertura de suelo influyen fuertemente sobre la temperatura y la precipitación mediante cambios en los balances de energía y agua en el sur de Sudamérica. En tercer lugar, se evalúa cómo los cambios en la cobertura de suelo modulan la respuesta del clima regional a la señal asociada a distintos forzantes remotos, ENSO y el aumento en la concentración de los gases de efecto invernadero. Finalmente, se analiza el efecto de los cambios de humedad de suelo en la variabilidad climática estacional del sur de Sudamérica. En particular, considerando que la humedad de suelo es una de las variables con mayor memoria del Sistema Climático, se evalúa la influencia de este forzante local en la predictabilidad climática en escala estacional.

Abstract:
In this thesis the regional climate response to two local forcings related with the surface conditions, land use/land cover changes and soil moisture conditions changes over southern South America is studied. In addition, the modulation of the regional climate response due to the interaction between changes in land use/land cover changes and different remote forcings is analyzed. First, the capability of a group of regional climate models to represent the radiation budgets at surface and the heat fluxes over South America is analyzed, since the changes in the surface conditions strongly affect the radiation budget. In particular, the capability of the regional climate model MM5, which is the tool used for addressing this thesis, is evaluated. Secondly, the southern South American climate response is studied for different idealized scenarios of land use/land cover changes, related with desertification, reforestation and replacement of actual cover by agricultural land, processes that southern South America suffered during the last decades and continue with a positive tendency. The results indicated that the land use/cover changes strongly influence the temperature and precipitation by means of changes in the energy and water budgets. Thirdly, it is evaluated how the land use/cover changes modulate the regional climate response to the signal related with remote forcings such as ENSO and the increase of the concentration of greenhouse gases. Finally, the effect of soil moisture changes in the seasonal climate variability over southern South America is evaluated. In particular, assuming that soil moisture is one of the variables with longest memory in the Climate System, it is analyzed the influence of this local forcing in the climate predictability in seasonal time scale.

Robledo, Federico Ariel. "Extremos diarios de precipitación en la Argentina: cambios observados en la segunda mitad del siglo XX y asociación con la temperatura superficial del océano tropical" (2012-03-09) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
Esta tesis presenta un estudio de la variabilidad espacio-temporal de la intensidad diaria de precipitación que excede el percentil 75 (DIER75). Este índice permitió evaluar la frecuencia y la intensidad de los extremos diarios de precipitación, explicando el 70% de los acumulados mensuales de lluvia. En el periodo 1962-2005, la región subtropical de Argentina muestra una disminución en el DIER75, en cambio en el centro del país, se registran incrementos en los primeros meses del año. Junio, es el único mes que presenta una señal significativa (disminución) con coherencia espacial, en el centro de Argentina. Asimismo, la región subtropical presenta variabilidades de mayor frecuencia (2 años) que las zonas del centro-este de Argentina (de 3 a 8 años), y hacia el oeste, se evidencian ciclos de variabilidad de entre 10 y 14 años. La tesis avanza en el conocimiento sobre la relación entre la anomalía de temperatura superficial del mar (TSM) de los océanos tropicales y subtropicales y la intensidad de precipitación diaria extrema en la Argentina, con el fin de encontrar las regiones fuentes en los océanos y describir los mecanismos dinámicos asociados a escala planetaria y regional. Se realizó un análisis de descomposición en valores singulares y se identificó que la influencia del Pacífico, ligada al ENOS y Niño Modoki, aquella del Índico, relacionado al IOD, y aquella del Atlántico, asociada al AMO y el TSA, se combinan en los tres primeros modos que resultan del análisis de SVD. Aunque la relación de cada una de las regiones oceánicas identificadas con el DIER75 no es la misma. En especial se encontró que la influencia de las regiones oceánicas tropicales sobre los extremos de precipitación diaria en Argentina, se asocia con diferentes trenes de ondas de Rossby que emanan del Pacífico central y oeste e Índico este en dirección a Sudamérica, que promueven la convergencia o divergencia de humedad en el Sudeste de Sudamérica. Se realizó un trabajo exploratorio con el fin de evaluar cómo la señal global de calentamiento de las TSM repercute en la covariabilidad observada entre las anomalías de TSM y del DIER75 en Argentina. Se encontró que este calentamiento debilita la influencia de la TSM en el Pacífico central asociadas al ENOS, mientras que la asociación se intensifica con los océanos el Indico y el Atlántico tropical.

Abstract:
This thesis presents a study of the spatiotemporal variability of extreme daily rainfall in Argentina using a monthly index of daily precipitation intensity based on the 75th percentile (DIER75). The index allowed the evaluation of frequency and intensity of extreme daily rainfall, which accounts for 70% of the monthly accumulated rainfall. In the period 1962-2005, the subtropical region of Argentina shows a decrease in DIER75, while there are increases in the Midwest during the summer months. On the other hand, June is the only month that shows a significant decrease with large spatial coherence in central Argentina. Also, the subtropical region exhibits higher frequency variability (2 years) than those observed over central-eastern Argentina (3 to 8 years), while to the west, cycles of variability are detected between 10 and 14 years. This thesis studied the relationship between the anomaly of sea surface temperature (SST) at the tropical and subtropical oceans and extreme daily rainfall in Argentina. We also explore the dynamical mechanisms associated with regional and global scale. An analysis of singular value decomposition (SVD) was made that shows that a combined influence of the Pacific (linked to ENSO, Niño Modoki) the Indian Ocean (related to the IOD), and the Atlantic (associated with the AMO and the TSA), influence the variability the three leading modes resulting from the SVD analysis. Although, the influence of each identified ocean region over the DIER75 activity is not the same. Moreover, it was found that the influence of tropical ocean regions on the extremes of daily precipitation in Argentina is associated with Rossby wave trains emanating from the central and western Pacific and Indian Oceans extending towards South America, promoting the convergence or divergence of moisture in southeastern South America. Exploratory work was carried out on how global warming signal as described by global SSTs affects the observed covariability between SST anomalies and DIER75 in Argentina. We found that global warming weakens the influence of SSTs in the central Pacific associated with ENSO. Conversely, the magnitude of the correlations with the tropical Indian and Atlantic intensify.

Tejedor, Moira Luz Clara. "Cambios en la propagación de la onda de marea en la Plataforma Continental y el Río de la Plata, asociados a cambios en el nivel medio del mar y los ciclos de la descarga continental" (2014-03-07) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
El conocimiento de la marea es de gran importancia para todas las regiones costeras del mundo, sobre todo aquellas que poseen grandes ciudades ubicadas sobre las costas. Aunque clásicamente la marea ha sido pensada como un fenómeno estable y determinístico, una serie de estudios recientes sugieren que las mismas podrían sufrir cambios significativos a lo largo del tiempo, como consecuencia de cambios morfológicos, de la ocurrencia de ciclos en el forzante atmosférico del océano o del aumento del nivel del mar debido al cambio climático. Las consecuencias ambientales, sociales y económicas que podrían provocar cambios en las mareas son amplias y variadas, e involucran las inundaciones, la generación de energía renovable, el transporte de sedimentos, la navegación, la morfología costera y de fondo, la ubicación de los frentes de marea y los hábitats inter-mareales y la circulación termohalina, entre otros aspectos. Los cambios de escala grande podrían tener impacto global, pero aún los cambios más regionales y locales deben ser comprendidos tanto como sea posible para incorporarlos en los esquemas de predicción de la marea y los modelos de marea que se utilizan con muchos fines prácticos. Por lo tanto, el estudio de dichos cambios ya sea a través del análisis de observaciones históricas como de modelado numérico es muy relevante. En consecuencia, el objetivo general de esta Tesis es estudiar y cuantificar potenciales cambios en la propagación de la marea en las aguas costeras argentinas que puedan resultar del cambio climático y la variabilidad climática, así como comprender los mecanismos intervinientes. La primera parte tiene como objetivo particular estudiar el impacto de un potencial aumento del nivel del mar que pudiera ocurrir como consecuencia del cambio climático en la propagación de la marea en la Plataforma Continental Argentina, contribuir a la comprensión de los mecanismos de los potenciales cambios e identificar las áreas más sensibles. En la segunda parte se postula que, en el caso particular del Río de la Plata, las constantes armónicas de marea podrían también cambiar con la descarga continental, que muestra significativas variaciones temporales asociadas a los ciclos de El Niño - Oscilación del Sur. Éste podría ser un efecto adicional y potencialmente mucho más significativo que el aumento del nivel del mar por efecto invernadero, al menos en el corto plazo. El segundo objetivo particular de esta Tesis fue, por lo tanto, estudiar el potencial impacto de los ciclos naturales de variabilidad inter-anual de la descarga continental en la propagación de la marea en el Río de la Plata, comprender los procesos físicos involucrados y determinar la porción del estuario que puede ser afectada por este fenómeno. El estudio, en general, es realizado mediante el análisis de las pocas observaciones históricas disponibles y simulaciones numéricas.

Abstract:
The knowledge of tides is very important for coastal regions, especially those with large cities located on their coasts. Although classically the tide has been thought as a stable and deterministic phenomenon, a number of recent studies suggest that they could undergo significant changes over time as a result of morphological changes, the occurrence of cycles in the atmospheric forcing of the ocean or the sea level rise due to climate change. The environmental, social and economic consequences of changes in the tides are wide and varied, and involve flooding, renewable energy generation, sediment transport, navigation, coastal and bottom morphology, location of tidal fronts and intertidal habitats, and the thermohaline circulation, among others. The large scale changes might have global impact, but even the more regional and local ones should be understood as much as possible to incorporate them into the tidal prediction schemes and tidal models used for many practical purposes. Therefore, the study of such changes either through the analysis of historical observations or numerical models is very relevant. Accordingly, the general aim of this Thesis is to study and quantify potential changes in the propagation of the tide in the Argentine coastal waters that may result from climate change and climate variability and to understand the mechanisms involved. The first part has the particular aim of studying the impact of a potential sea level rise that might occur as a consequence of climate change on the propagation of the tide in the Argentinean Continental Shelf, contributing to the understanding of the mechanisms of the potential changes, and identifying the most sensitive areas. In the second part it is postulated that, in the particular case of the Río de la Plata, tidal harmonic constants might also change with continental discharge, which shows significant temporal variations associated with El Niño - Southern Oscillation cycles. This could be an additional effect, potentially much more significant than the increase in sea level by greenhouse effect, at least in the short term. The second specific aim of this Thesis is, therefore, to study the potential impact of the natural cycles of inter-annual variability of the continental runoff in the propagation of the tide in the Río de la Plata, to understand the involved physical processes and to determine the portion of the estuary that may be affected by this phenomenon. The study, in general, is faced by analyzing the few available historical observations and by means of numerical simulations.

Gulizia, Carla Natalia. "Estudio de la variabilidad hidrológica de la Cuenca del Plata en respuesta a diferentes forzantes climáticos locales y regionales" (2014-03-28) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
La relación entre el cambio climático y los recursos de agua dulce es una de las principales preocupaciones de la comunidad científica y la sociedad en general. Sin embargo, el cambio climático es sólo uno de los diversos factores que ponen en riesgo los recursos hídricos. Los cambios en el uso de suelo, el manejo de agroquímicos y la instalación de represas, entre otros factores, también pueden alterar el sistema hidrológico. El presente trabajo se centra en Sudamérica, en particular en la cuenca del Plata, dado que esta región es sumamente relevante por ser una de las principales fuentes de agua dulce en el mundo y por tener una gran importancia socio-económica. Una mejor comprensión de la variabilidad hidrológica de la cuenca en el contexto de la variabilidad y el cambio climático es imprescindible para generar información que pueda ser relevante para hidrólogos y responsables de la gestión de los recursos hídricos. En consecuencia, el objetivo general en el que se enmarca la presente Tesis Doctoral consiste en avanzar en el conocimiento y caracterización estadística de la variabilidad hidrológica de los grandes ríos de la cuenca del Plata en respuesta a diferentes forzantes climáticos locales y regionales y realizar una evaluación de la habilidad de Modelos Climáticos Globales (MCGs) para representar dichos forzantes. Los MCGs analizados en cuanto a su habilidad para representar el clima presente (precipitación, transporte y convergencia de humedad) fueron los que conforman las bases denominadas WCRP/CMIP3 y CMIP5. En esta tarea se utilizaron los valores mensuales provistos por cada MCG para el clima presente (experimentos 20C3M para CMIP3 e historical para CMIP5) y se realizó un estudio comparativo del desempeño de ambas generaciones de MCGs. Asimismo, se elaboraron escenarios futuros de precipitación y transporte/convergencia de humedad a partir de los MCGs que mejor habilidad demostraron para representar el clima presente. En particular las simulaciones que se utilizaron correspondieron a los escenarios SRESA1B para CMIP3, y RCP4.5, para CMIP5. El principal objetivo de este último estudio fue el de analizar si la convergencia de humedad podría ser el principal mecanismo que permita explicar los escenarios futuros de precipitación. Por otra parte, se realizó una caracterización estadística de la precipitación y de los caudales de diferentes ríos que conforman la cuenca del Plata en términos de escalas espaciales y temporales. Más aún, se estudió exhaustivamente la variabilidad temporal de los caudales correspondientes a los puntos de cierre de 6 sub-cuencas definidas dentro de la Cuenca del Plata a través de un análisis espectral realizado en el marco MEM (en inglés, Maximum Entropy Method). Finalmente se propuso evaluar en qué medida la variabilidad de la precipitación permitía explicar la variabilidad de los caudales. Para este propósito se diseñaron dos modelos estadísticos de relación entre el caudal y la precipitación (RRM, rainfall-runoff model) a partir del planteo de balance de agua para escalas temporales donde el almacenaje de agua en el suelo es despreciable. A partir de la regresión lineal entre la información histórica de la precipitación caída en cada sub-cuenca y los caudales en los puntos de cierre correspondientes, se dedujeron los hidrogramas unitarios en cada caso para estudiar el retardo de los caudales y se compararon los espectros correspondientes a los caudales simulados y observados. Finalmente, la evapotranspiración se estimó a través de diversas parametrizaciones propuestas en la literatura, entre ellas una que considera el efecto de la vegetación con el objetivo de estimar las consecuencias de los cambios en el uso de suelo sobre los caudales. Palabras claves: Cuenca del Plata, Cambio Climático, Variabilidad Climática, Modelos Climáticos Globales, Modelo Estadístico, Precipitación, Transporte de Humedad, Caudales Superficiales

Abstract:
The link between climate change and freshwater resources is a major concern of the scientific community and the society as a whole. However, climate change is only one of several factors that threaten water resources. Land use changes, agrochemicals management and dams’ installation, among others, may also alter the hydrological system. The present study focuses in South America, particularly in La Plata basin, since this region is extremely important for being one of the main sources of freshwater in the world and because it has a great socio-economic importance. A better understanding of hydrological variability of the basin in the context of climate change and variability is essential to generate information that may be relevant to hydrologists and water resources managers. Consequently, the overall objective, in which this PhD thesis is framed, is to advance in the knowledge and statistical characterization of hydrological variability of the great rivers of the Plata Basin in response to different local and regional climate forcings and to evaluate the ability of Global Climate Models (GCMs) to represent these forcings. The GCMs which were assessed for their ability to represent the present climate (precipitation, moisture transport and convergence) were those which are part of the known multi-model datasets WCRP/CMIP3 and CMIP5. In this task monthly values provided by each GCM for present climate (experiments were 20C3M for CMIP3 and historical for CMIP5) were used to perform a comparative study of the ability of both generations of GCMs. Precipitation and moisture convergence/transport future scenarios were also developed from those GCMs that had shown the best representation of the present climate. The particular analyzed scenarios were SRESA1B for CMIP3 and RCP4.5 for CMIP5. The main objective of the latter study was to assess if the moisture convergence could be the main mechanism to explain the precipitation projections. On the other hand, a statistical characterization of precipitation and runoff data from different rivers within La Plata basin was assessed in terms of spatial and temporal scales. Moreover, runoff temporal variability corresponding to the closing points of 6 defined subbasins within La Plata Basin was studied extensively through spectral analysis based on the maximum entropy method (MEM). Finally, it was aimed to evaluate to what extent the precipitation variability helps to explain the runoff variability. For this purpose two runoff-rainfall statistical models were designed based on the water balance equation for temporal scales where the soil water storage can be considered negligible. In order to study the river discharges delay, unit hydrographs for each sub-basin were deduced from the linear regression between the areal mean of historical precipitation and the corresponding closing point’s runoff data. Spectral densities derived from observed and simulated runoff time series were compared. Finally, the evapotranspiration was estimated through various parameterizations proposed in the literature, including one that considers the effect of vegetation in order to assess the runoff response to land use changes. Key words: La Plata Basin, Climate Change, Climate Variability, Global Climate Models, Statistical Model, Precipitation, Moisture Transport, Surface Discharges

Narváez Apráez, Ana Lucía. "La precipitación en el humedal Laguna de la Cocha, Colombia, y su relación en la sustentabilidad de la región" (2014-12-19) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Zaninelli, Pablo Gabriel. "Climatología numérica del acople suelo-temperatura y de períodos secos en Sudamérica: retroacciones, incertidumbre y cambio climático" (2015-03-16) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
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.

Abstract:
In this PhD thesis the interactions among variables associated to land surface-atmosphere coupling processes, their possible links with dry spells length and their potential changes under an intermediate emissions scenario of GHG were studied in South America (SA). To do this, numerical simulations data generated with regional climate models were used. Moreover, it was evaluated the skills of reanalysis to reproduce the climatology of austral summer maximum temperature and winter minimum temperature in southeastern of SA (SESA). The inherent uncertainty due to use of data from reanalysis of maximum (TX) and minimum temperature (TN) in SESA is studied through the comparison of seasonal mean fields and the variability of the three reanalysis with an observational dataset for the period 1961-2000. The bias of ensemble of reanalysis presents similar magnitudes for both variables, but the dispersion among reanalysis datasets is greater in summer. The bias in temperature is, hence, in part linked to the error in determination of the sensible and latent heat flux as well as the net surface radiation. The errors in the geographical distribution of spatial anomalies of temperature have a similar magnitude for both reanalysis and regional climate models analyzed. The changes in daily and interannual variability and extremes of maximum temperature of summer and minimum temperature of winter between periods 1981-2000 and 1961-1980 are also studied. The geographical pattern of change of daily variability between both periods and for both variables is similar to geographical pattern of change of extremes. In Argentina, there is a decrease in the frequency of hot days in summer and cold nights in winter, consistently with a decrease in daily variability. The changes between both periods suggest a shift toward southwest in the zone of maximum interannual variability of maximum temperature according to the observational climatology, possibly linked with changes in precipitation variability. In general, the reanalysis analyzed have difficulties to reproduce the main geographical patterns of changes in daily and interannual variability of studied variables between both periods. The response to climate change of precipitation, temperature and evapotranspiration (ET) for austral summer is analyzed in SA using projections of three regional models. The local feedbacks between land surface and atmosphere can help to the links among these variables in some regions of SA. The projected changes of precipitation for 2071-2100 present a positive response in SESA. The interannual variability of ET has a geographical distribution similar to the variability of temperature, with a maximum in SESA, suggesting that these two variables are intercorrelated. In the present climate, SESA is a transition zone where ET depends on surface water availability (soil moisture-controlled regime). Although the projections show that ET regime will remain soil moisture-controlled, the magnitude of correlations between temperature and ET decrease (in absolute value) for 2071-2100 in areas where increase soil water availability. The interannual variability of temperature and ET tends to decrease in SESA. However, in the Brazilian Highlands the models project opposite changes to SESA. On the other hand, the study of regional circulation shows that a strengthening northerly mean wind in low levels tends to inhibit the coupled conditions in SESA, i. e. it promotes the reduction of sensibility of temperature and ET to variations of precipitation, whereas a weakening northerly mean wind favors coupling conditions. According to the models, this strengthening of the northerly wind is mainly produced by the increase in the cyclonic circulation associated to the Chaco Low and to an increment of the easterly flux from the Atlantic subtropical High. Finally, it is using a gridpoint- and model- dependent definition to determine dry spells in SA and to analyze its mean length, at annual scale, for simulations of present climate and under a possible climate change scenario. In turn, these results are compared with the aridity regimes calculated with the Budyko Index and it is shown that the transition projected toward a drier regime in the Brazilian Highlands could be accompanied by a lengthening of dry spells and a reduction of their frequency. The strengthening of dry conditions in the Brazilian Highlands could favor the increase of local feedbacks between land surface and atmosphere which contribute to lengthen dry spells.

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