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Tesis > TEMA

Ciencias de la Atmósfera [ 93 tesis ]

Procesos Regionales y de Gran Escala [ 23 tesis ]

Barros, Vicente Ricardo. "El espectro y los procesos no-lineales de la energía en el movimiento atmosférico de gran escala" (1973) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Garraffo, Zulema Delia. "La marea diaria en la tropósfera y estratósfera" (1986) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
En esta tesis se investiga la influencia de la capa límite planetaria en la marea atmosférica diaria. Se ha encontrado que hay evidencia observacional consistente de vientos troposféricos diarios de magnitud de cerca de 1 m/s, mientras que los cálculos de mareas dan valores de 10 a 20 cm/s. Esta discrepancia entre la teoría y las observaciones indica que, además de vapor de agua y ozono, hay otras fuentes troposféricas de movimientos diarios de escala continental. En esta tesis se analiza la posibilidad de excitación lineal y nolineal de ondas internas de gravedad por la capa límite planetaria. Un primer mecanismo estudiado es la excitación resonante de ondas internas de gravedad de escala planetaria por la fuerte variación diaria de la estabilidad estática en la capa límite atmosférica. Otra posible zona de generación resonante de ondas es la mesosfera, donde la marea es débilmente nolineal. Se desarrolla un modelo analítico con una tapa rígida sobre la capa límite, como una generalización de.un mecanismo de inestabilidad paramétrica ("inestabilidad trapecio") propuesto por Orlanski. La generalización se hace para ondas de escala global, en un plano f y en el plano β ecuatorial. Las ondas más inestables resultan ser ondas globales con períodos cerca de dos días y un día. Considerando la esfericidad planetaria, los peróodos de duplicación de las ondas inestables son más largos que para el caso sin rotación. Estos tiempos de duplicación son de algunos días, comparables a los tiempos de disipación. Se concluyó que, con una condición de tapa rígida, las inestabilidades son débiles pero probablemente observables. El efecto de la propagación vertical de estas resonancias se analizó usando un modelo numérico. Se construyó un modelo numérico para mareas dependiente del tiempo, a partir del modelo global espectral del Geophysical Fluid Dynamics Laboratory. Para simular la condición de radiación se introdujo una capa absorbente esponjosa en los niveles superiores del modelo, arriba de 60 km de altura. Se realizaron dos experimentos numéricos en un estado básico sin vientos medios zonales y gradientes latitudinales de temperatura. En un primer caso, se forzó el modelo con el calentamiento diario simplificado de Lindzen para vapor de agua y ozono; primero linealmente por 15 días de modelo, y después nolinealmente. En un segundo caso se incluyó en forma simplificada el calentamiento diario por la capa límite atmosférica. Comparando los dos casos lineales, se encontró que el calentamiento de la capa límite produce modificaciones a los campos tropicales de mareas del orden del 20% a todas las alturas. Esto indica que esta fuente produce una excitación significativa de modos de marea que se propagan verticalmente. En los experimentos nolineales se encontró que en la capa límite planetaria y en la mesosfera se producen algunas ondas internas de gravedad secundarias. Los períodos y números de onda coinciden con los resultados analíticos obtenidos para resonancias. Sin embargo, la amplitud de estas ondas.secundarias es extremadamente pequeña. Se concluyó que la excitación resonante de ondas de marea no es un proceso cuantitativamente importante. El segundo mecanismo estudiado en esta tesis es la generación directa de mareas por calentamiento en la capa limite atmosférica. Se realizó una estimación cuantitativa del calentamiento diario en la capa límite en base a datos realistas de rango diario de temperatura. Se expandió la amplitud diaria de temperatura en la superficie terrestre para verano e invierno en números de onda zonales. En un cálculo de marea en que se incluyó la componente del calentamiento en la capa límite que se propaga con el sol, además de los modelos simplificados de Lindzen para ozono y vapor de agua, se encontró que se obtienen vientos troposféricos diarios de magnitud 30 cm/s, en mejor acuerdo con las observaciones. Se encontró además que la contribución del calentamiento de la capa límite a las mareas tropicales en la estratósfera y mesosfera es del orden del 20% de la marea, indicando que esta fuente debe incluirse en modelos detallados de la marea diaria.

Berbery, Ernesto Hugo. "Estudio de los efectos de la orografía sobre la circulación atmosférica sinóptico-planetaria, en casos marcadamente barotrópicos y baroclínicos" (1987) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
En esta tesis se estudian las características más sobresalientes de la circulación general de la atmósfera en el hemisferio sur en la que hace a la dinámica de los efectos orográficos, particularizando en los fenómenos de naturaleza marcadamente barotrópica por un lado y marcadamente baroclínica por el otro. Para ello se desarrolla un modelo barotrópico con el esquema de Arakawa y Lamb, el cual tiene la capacidad de conservar la energía total y la enstrofía potencial del sistema y es estable aún en presencia de pendientes abruptas del terreno . El objeto de desarrallar este madelo es estudiar el efecto dinámico de la Cordillera de los Andes en dos fenómenos de estructura marcadamente barotrópica: las ondas estacianarias y los anticiclones de bloqueo. Se modifica también un madelo baroclínico en ecuaciones primitivas y coordenadas esféricas con la coordenada σ en la vertical: se ha extendido el recinto de integración a un hemisferio, incluyéndosele un filtro de Fourier para las altas latitudes, se le han modificado las condiciones de borde y se le ha incorporado la difusión horizontal y vertical. En este modelo, de 5 niveles en la vertical, se ha incorporado a la topografía como regiones de aire estanco y es empleado para la simulación de desarrollos ciclogenéticos. Las experiencias realizadas con estos modelos muestran que para lograr una correcta representación de los fenómenos es necesario emplear una orografía realzada (conocida como "envelope orography"). Las simulaciones de las ondas estacionarias indican que la orografía produce campos semejantes a los observados al sur de 45º S para invierno y al sur de 35º S para verano. Esta comparación es desde el punto de vista espectral. Regionalmente, los campos simulados coinciden cualitativamente con los observados entre 110/120º O y 10º E y al norte de 70º S para ambas estaciones, aunque la coincidencia es más pronunciada para el verano. De todos los continentes, América del Sur (con la cordillera de los Andes) es el más importante para definir la configuración de los campos simulados. La Antártida, entre 50 y 70º S también hace un aporte a las ondas. Las simulacianes de bloqueos muastran que el mecanismo de Kalnay-Rivas y Merkine (1981) mantiene su validez al ser extendido a un hemisferio con geometría esférica y con una topografía realiata. Este mecanismo, más que la iniciación del bloqueo, explicaría su intensificación y mantenimiento. La ciclogénesis a sotavento de los Andes resulta más profunda y más al norte que en el caso de ausencia de orografía. La orografía tendría el efecto de aumentar principalmente la acción ciclogenética del término de la advección de espesores en la ecuación del desarrollo, debido al bloqueo del flujo en las capas bajas.

Menéndez, Claudio Guillermo. "Sensibilidad de los ciclones extratropicales a los flujos superficiales sobre los hielos marinos" (1992) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
Con el fin de conocer mejor los mecanismos básicos que contribuyen al desarrollo de las tormentas extratropicales del hemisferio sur, se intenta determinar el rol del hielo marino y del océano como forzantes externos. El hielo reduce el intercambio de calor entre la superficie y la atmósfera, y además afecta el flujo superficial de cantidad de movimiento. Estudiar el impacto de la parametrización de estos procesos tiene un interés adicional dado que en la región subantártica, gran parte de los modelos numéricos, operativos y de investigación, no tienen un buen desempeño. Utilizando un modelo regional de alta resolución, en el que están incluidos todos los procesos físicos presentes en la atmósfera, se realizaron estudios numéricos de sensibilidad, modificando distintas condiciones que afectan los flujos superficiales. Para el estudio se seleccionaron dos tormentas que ocurrieron cerca de la Península Antártica a comienzos de setiembre de 1987. El primer ciclón se desarrolló rapidamente en el Pacífico Sur Oriental, al producirse la interacción de una perturbación en el jet subtropical con una onda en el jet polar. El segundo ciclón, un desarrollo sucesivo y corriente abajo del anterior, se formó sobre el Mar de Weddell. El modelo simuló exitosamente la formación de ambos ciclones, con todos los detalles que los caracterizan. No obstante, existe un déficit de energía cinética respecto al análisls y las bajas son menos profundas. Estas tormentas producen un gran transporte meridional de calor, característico de los sistemas baroclínicos, pero la débil cortante vertical del viento que presentan señala la presencia de una componente barotrópica. Las condiciones previas a ambos ciclones indicaban que el flujo era internamente inestable en las latitudes en que ocurrieron los desarrollos posteriores. Estas tormentas alcanzaron un rápido desarrollo sobre zonas en las que los flujos superficiales de calor sensible y latente eran muy pequeños. Los flujos de calor sobre el hielo marino dependen fundamentalmente del espesor con que se parametriza la capa de hielo. El flujo superficial de cantidad de movimiento depende, entre otros factores, de la rugosidad de la superficie. El modelo asume un espesor del hielo y una rugosidad (tanto del océano como de la banquisa) que resultan excesivos comparados con las observaciones, Los estudios de sensibilidad muestran que los forzantes de superficie juegan un rol secundario en el desarrollo de estos ciclones. Los flujos superficiales de calor producen un impacto negativo, ya que tienden a disminuir la baroclinicidad de los sistemas (calientan la zona con advección fría). AI permitir el libre intercambio de calor en la superficie de la banquisa, se obtiene principalmente una disminución del gradiente de presión en superficie cerca del centro de los sistemas y una leve disminución de la energía cinética en toda la tropósfera. Si bien los flujos de calor tienen poco impacto durante la etapa de rápida profundización de estos ciclones, el calentamiento que se produce en el borde de la banquisa contribuye a crear las condiciones de inestabilidad necesarias para que una posterior tormenta pueda desarrollarse en esa región. La reducción de la altura de la rugosidad conduce a una intensificación de las tormentas. Si bien en algunos experimentos la respuesta fue poco significativa, al reducir la rugosidad del hlelo y/o del océano, la presión a nivel del mar y la distribución vertical de la energía cinética estuvieron más cerca del análisis. En otros experimentos, al eliminarse los flujos superficiales de cantidad de movimiento, la atmósfera responde de inmediato con un considerable crecimiento de la energía cinética a través de toda la tropósfera en la zona del jet. Los resultados sugieren que las simulaciones de las tormentas subantárticas pueden ser mejoradas reduciendo la altura de la rugosidad sobre hielo marino y sobre el océano en zonas de fuertes vientos.

Solman, Silvina Alicia. "Ciclo energético de ondas planetarias en el Hemisferio Sur" (1993) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
Con el fin de analizar los procesos que se llevan a cabo durante el desarrollo de la inestabilidad barocllnica, se estudid la evolución no lineal de perturbaciones baroclinicas que se desarrollan en el seno de un flujo zonal baroclinicamente inestable. El ciclo energético asociado a las perturbaciones puso de manifiesto el desarrollo de un ciclo principal y ciclos secundarios. El ciclo principal estd caracterizado por la conversión de energía potencial a energía cinética, amortiguado por procesos barotrópicos, cuyo efecto se incrementa durante la etapa de decaimiento de la perturbación. Durante el desarrollo del sistema se produce el desdoblamiento de la zona baroclínica inicial en dos bandas baroclínicas, asociadas a dos jets, o corrientes en chorro, baroclínicos. La banda subtropical mantiene un gradiente térmico meridional intenso y, en consecuencia, una cortante vertical del flujo zonal intensa. La banda polar está asociada a la parte ocluida del sistema frontal y presenta una estructura barotrópica. El jet asociado, el jet Polar, es muy intenso y tiene asociada una cortante meridional importante. El transporte meridional de cantidad de movimiento que se establece durante el desarrollo de la inestabilidad baroclínica es hacia el Polo con un máximo en capas altas y un máximo secundario cercano a superficie, centrado en la latitud donde se ubica el corazón del jet inicial. Esta configuración induce una aceleración del flujo zonal hacia el Polo, por convergencia de flujo de cantidad de movimiento y una desaceleración hacia el Ecuador, por divergencia de flujo de cantidad de movimiento, que contribuye a la formación de estes en capas bajas. Durante el desarrollo de los ciclos secundarios las perturbaciones crecen barotrópicamente. Este comportamiento está asociado con el desarrollo de cortantes meridionales inestables en el flanco polar de los jets. Se evaluó la sensibilidad del desarrollo del sistema baroclínico a factores tales como la fricción superficial y la presencia de una componente barotrópica superpuesta al flujo zonal inicial. Los resultados obtenidos mostraron que durante la etapa de evolución no lineal del sistema baroclínico, la fricción superficial tiende a inhibir el desarrollo de la componente barotrópica, con lo cual, inhibe el desarrollo de la inestabilidad barotrópica durante los ciclos secundarios. Tanto la fricción superficial como la presencia de la componente barotrópica actúan como factores estabilizadores del desarrollo baroclínico.

Gonzalez, Marcela Hebe. "Factores que determinan el régimen de la precipitación en Argentina subtropical" (1997) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
Se estudió el contenido isotópico del agua de lluvia (tritio, deuterio y oxígeno 18) con el fin de deterrninar el posible origen del vapor que genera las lluvias en Argentina subtropical obteniendo como resultado la existencia de una gran proporción de vapor proveniente de zonas continentales y en particular de los trópicos. Existen evidencias de la influencia que existe entre el contenido de vapor de la atmósfera tropical y !as lluvias en Argentina subtropical y por ello se estudió el comportamiento de las variables precipitación en Argentina subtropical y de la convección que ingresa al hemisferio sur durante la primavera en la selva brasilera. Para realizar este estudio se utilizaron datos de radiación de onda larga (OLR) obtenidos a partir de las mediciones radiométricas de los satélites de órbita polar NOAA, en un reticulado de 2.5º de latitud x 2.5º de longitud sobre la región tropical de América, promediados en 5 días y reportes de lluvia acumulada cada 10 días en 32 estaciones de Argentina subtropical, para el periodo 1975-91. El ciclo anual de precipitación presenta un mínimo en invierno en toda la región pero resulta ser muy marcado en el noroeste y menos definido en el este. Los campos medios de precipitación fueron analizados utilizando el método de componentes principales. El primer autovector explica el 59% de la varianza y tiene poca variación a lo largo del año y el segundo, explicando el 19% de la varianza, representa la lluvia de verano con máxima variabilidad en el noroeste del país. La misma metodología ha sido utilizada para analizar el campo medio de OLR en los trópicos. El primer autovector explica el 42% de la varianza está asociado al campo medio mientras que el segundo explica el 29% de la varianza y representa el desplazamiento zonal de de la convergencia intertropical (CIT) durante el año. Se deterrninó aproximadamente una fecha climatológica para el fin de la sequia invernal en cada una de las estaciones, esto es de importante valor agronómico pues en general, al terminar el invierno, los suelos han gastado las reservas de agua acumulada y las lluvias resultan fundamentales para el progreso de los cultivos. Con el fin de estudiar la forma en que la entrada de la convección al hemisferio sur puede modificar el comienzo de la precipitación se han analizado distintas alternativas en el mes de septiembre. Se estudió la relación entre las anomalías de OLR y de precipitación en primavera. Se obtuvieron correlaciones negativas y altamente significativas en septiembre aún cuando los datos de OLR se desfazaron 10 y 20 días antes de los de Iluvias. Correlaciones positivas y altas se encontraron entre el área abarcada por la convección con valores de OLR inferiores a 220 w/m2 y la lluvia de septiembre en el centro y norte de Argentina, especialmente cuando los campos de OLR fueron adelantados 20 días respecto de los de precipitación. Esta variable también fue correlacionada con la anomalía de la fecha de onset de la convección promediada entre 0º y 15ºS y entre 45º y 75ºO y se obtuvieron buenos resultados. El análisis de los años en que un adelanto en el ingreso de la convección fue observado, mostró anomalías positivas de lluvia en el centro y este de Argentina y un adelanto en la fecha de fin de la sequía invernal mientras que en los años con un retraso en la fecha de ingreso de la convección, se observó el comportamiento opuesto.

Abstract:
The isotopic content in water precipitation (tritium, deuterium and oxygen- 18) was studied to determinate the possible origin of water vapor which generates rainfall in subtropical Argentina and the results showed that a great proportion of the water vapor comes from continental regions, specially from the tropics. There is some evidence about the influence of water vapor content over tropical South America on subtropical Argentina rainfall and so the behavior of 'rainfall in subtropical Argentina and the onset of Summer monsoon convection over South America in Spring were studied. Outgoing longwave radiation (OLR) measurements obtained from the scanning radiometer aboard the polar orbiting NOAA operational satellites, averaged on a 2.5º latitude-longitude array in the tropical region and averaged on five days, and rainfall measurements of 32 selected Argentine stations, accumulated during 10 days for the period 1975-91, were used to perform this study. The mean annual cycle of the rainfall has a minimum all over the region. It is very pronunciated in the northwester part and less defined in the east of the country. The mean rainfall has been analyzed using principal component analysis. The first eigenvector explains the 59% of the variance and it has little variability during the year and the second, explaining the 19% of the variance, represents the Summer rainfall with maximum variability in the northwest part of the country. The same methodology has been used to analyze the mean annual cycle of OLR in the tropics. The first eigenvector explains the 42% of the variance and is associated to the mean field and the second explains the 29% of the variance and represents the zonal displacement of the intertropical convection zone (ITCZ) during the year. An approach of a climatological date of the end of the Winter drought was determined in each one of the stations. It has a great agronomic value because generally at the end of Winter the soil is depleted of water and rainfall is essential for the seeding to grow. In order to study how the onset of Summer monsoon could influence the beginning of rainfall, some analysis have been done in September. The relation between OLR and rainfall anomalies in Spring, when the ITCZ enters the Southern Hemisphere, was studied. Negative and highly significative correlation was obtained in September, even though the OLR data were considered 10 and 20 days before the rainfall ones. High and positive correlation was found between the tropical area with OLR values less than 220 w/m2, as a measurement of the convective area, and the rainfall in September in central and northern regions of Argentina, specially when the OLR fields were advanced 20 days from the rainfall ones. This variable was also correlated with the onset monsoon date anomaly averaged in the area between 0º and 15ºS and between 45º and 75ºW and good results were obtained. A later analysis of the years when the convection was advanced from the climatological value, exhibited positive rainfall anomalies in the central and eastern regions of Argentina and an advanced date of the end of the Winter drought and years when the convection was delayed, showed the opposite behavior.

Ruiz, Nora Elma. "Análisis climático-sinóptico de la precipitación mediante campos meteorológicos provenientes del análisis numérico y su aplicación al pronóstico estadístico" (1997) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
El propósito primario de esta investigación es estudiar algunos aspectos básicos del comportamiento de la circulación en los niveles medios de la atmósfera y su climatología sinóptica con relación a la ocurrencia de precipitación diaria. Otro objetivo importante es desarrollar y aplicar métodos estadísticos para derivar ecuaciones empíricas con el fin de obtener pronósticos objetivos de probabilidad de precipitación. La información utilizada consiste en campos diarios de análisis objetivos de alturas geopotenciales de 500 mb elaborados en el Servicio Meteorológico Nacional que cubren el cono sur de Sudamérica, datos aerológicos de Ezeiza y de precipitación diaria de localidades argentinas. Se presentan resultados concernientes a variables dinámicas de 500 mb, tales como alturas geopotenciales, vorticidad geostrófica relativa y absoluta y sus advecciones, tendencia de vorticidad y componentes geostróficas del viento zonal y meridional, y su relación con la precipitación diaria en Buenos Aires. De los campos de correlación se detectan las posiciones preferenciales de las anomalías de cada variable que favorecen la ocurrencia de precipitación. Las anomalías más significativas, en términos estadísticos, se manifiestan en la componente meridional del viento y en la vorticidad relativa, no así en las advecciones. En particular, se analiza la distribución espacial y el desfasaje temporal de las anomalías de vorticidad relativa en 500 mb donde se muestra la localización y movimiento relativo de los centros anómalos ciclónicos y anticiclónicos que aumentan la probabilidad de precipitación en Buenos Aires. La asociación entre la precipitación y las características de escala sinóptica de la circulación en la troposfera media se investiga a través de los campos de vorticidad relativa en 500 mb, por lo que previamente se examinan los aspectos climatológicos básicos de esta variable por medio de sus momentos estadísticos y distribuciones de frecuencia. Se deriva una climatología sinóptica de la precipitación basada en la vorticidad, mediante la construcción de campos de correlación biserial entre este parámetro de altura y la precipitación local diaria. Las configuraciones o patrones de anomalías de vorticidad, que sugieren la posición relativa óptima de los máximos de vorticidad ciclónica y anticiclónica con relación a la ocurrencia de lluvia, representan los rasgos principales de una clasificación climático-sinóptica de las precipitaciones en distintas localidades del país. Del análisis empírico de estos datos meteorológicos se hallan relaciones climatológicas y de pronóstico entre la precipitación local y la circulación de gran escala de altura. Estos resultados contribuyen a la interpretación objetiva de los productos del análisis y la predicción numérica en términos de fenómenos de tiempo meteorológico en superficie por intermedio de la aplicación de métodos estadísticos de pronóstico. Bajo la formulación ‘’perfect prog’’ se derivan ecuaciones de regresión para la obtención de la probabilidad de precipitación diaria en distintos puntos del territorio argentino. Las técnicas estadísticas utilizadas son Análisis Discriminante Múltiple y Estimación de la Regresión de las Probabilidades de un Evento. Los resultados de la verificación indican que los porcentajes de acierto oscilan entre 60 por ciento y 70 por ciento y que, además, este esquema estadístico posee un mayor poder predictivo que la climatología. Por estas razones, es útil el desarrollo y la implementación de métodos estadísticos objetivos de diagnóstico y/o pronóstico de probabilidad de precipitación en el Servicio Meteorológico Nacional, que pueden resultar en una ayuda o guía en el momento de formular los pronósticos.

Abstract:
The primary purpose of this investigation is to study some basic aspects of the behaviour of the medium level atmospheric circulation and the synoptic climatology in relation to the occurrence of daily precipitation. Another important objective of this study is the development and application of statistical methods to derive empirical equations in order to obtain objective forecasts of probability of precipitation to be used in statistical weather forecasting. Data used consist of daily fields of 500 mb geopotential height objective analyses elaborated at the Servicio Meteorológico Nacional, covering the southern part of South America, aerological data at Ezeiza, and daily precipitation data from locations in Argentina. Results concerning the relationships between 500 mb dynamic variables, such as geopotential heights, absolute and relative geostrophic vorticity and their advections, vorticity tendency and zonal and meridional geostrophic wind components, and their link to daily precipitation at Buenos Aires are presented. Correlation fields reveal the preferential positions for the anomalies of each variable to appear in order to favour the occurrence of rainfall. Significant anomalies of the meridional wind component and significant relative vorticity anomalies are observed. Spatial distributions and temporal lag relations of 500 mb relative vorticity anomalies in relation to precipitation show the positions and relative movement of centres of anomalously cyclonic and anticyclonic vorticity which make the probability of precipitation in Buenos Aires to increase. Vorticity advections do not yield higher correlation. The association between precipitation and synoptic-scale features of the mid-troposphere circulation is also investigated through vorticity fields. To this end some climatological aspects of 500 mb geostrophic relative vorticity are examined by means of descriptive statistics and frequency distributions. A synoptic climatology of precipitation based on 500 mb relative vorticity is derived by the construction of biserial correlation fields between this variable and daily local precipitation. Vorticity anomaly patterns, which reveal the relative positions of anomalously cyclonic and anticyclonic centres in relation to rainfall occurrence, represent the main features of a synoptic-climatological classification of precipitation in different stations of Argentina. From the empirical analysis of these meteorological data climatological and forecasting relationships between the precipitation and the circulation pattern are obtained. These results may contribute for the objective interpretation of numerical analysis and prediction products in terms of weather phenomena at surface through the application of statistical forecasting methods. Regression equations to obtain probability of precipitation in 24 hours in different locations of Argentina are derived under the "perfect prog" formulation. Statistical techniques used are Multiple Discriminant Analysis and Regression Estimation of Event Probabilities. The percent correct predictions oscillate about 60 % and 70 %, and satisfactory results over climatology are obtained as well. Thus, the development and implementation of statistical weather forecasting methods of probability of precipitation may be useful when applied on an operational basis, and they may offer valuable guidance to the forecasters.

Carril, Andrea F.. "Estudios de sensibilidad climática en el hemisferio sur de acuerdo al modelo de circulación general LMDZ/CIMA" (1998) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
Este trabajo consiste, fundamentalmente, en la adaptación de un modelo de circulación general (el LMDZ/CIMA versión CIMA), para el estudio de la climatología del Hemisferio Sur. A fin de optimizar los campos medios simulados por el modelo sobre el Hemisferio Sur, se integraron tres experimentos. La experiencia "suave" difiere del "control" en el valor impuesto sobre el coeficiente de intercambio turbulento (Cd); mientras que la experiencia "zoom" es una sensibilidad a la distribución de los puntos del reticulado en la dirección meridional. De hecho, la experiencia de control indicó que la simulación de los campos medios básicos del Hemisferio Sur con el modelo en su versión original, no es del todo apropiada. Sin embargo, el ajuste del coeficiente Cd efectuado en el experimento "suave" mejoró la representación de la vaguada circumpolar, incrementando significativamente la intensidad de los ciclones marinos de latitudes medias, aunque poco modificó la estructura del jet invernal. La definición de una malla con zoom meridional, mejoró significativamente la representación de la presión a nivel del mar y del jet austral, dada la particular sensibilidad de las variables dinámicas a la resolución horizontal. Sin embargo, las falencias en la representación de las variables físicas (como la precipitación) parecen más dependientes de las parametrizaciones físicas, que de la resolución en sí misma. En un posterior esfuerzo por profundizar la validación del modelo en su versión con zoom, se observó que la energía cinética total es subestimada, principalmente debido a la inadecuada representación las perturbaciones transientes. La baja resolución del modelo es un factor determinante para la simulación de este campo. No obstante, el modelo reprodujo aceptablemente el flujo medio zonal de calor y de cantidad de movimiento por las perturbaciones transientes. En líneas generales se observó que la simulación de la baroclinicidad del flujo medio aproxima adecuadamente a la baroclinicidad del campo observado. No obstante, la energía cinética de las perturbaciones transientes es pobre, debido a la inadecuada representación del término de conversión baroclínica. Sin embargo, el modelo es capaz de reproducir el efecto de las perturbaciones sobre el flujo medio: las perturbaciones tienden a acelerar al flujo medio zonal al sur de 30º S. Asimismo, se validó la representación de la componente asimétrica del flujo medio, la cual presenta la estructura fuertemente barotrópica de las ondas observadas, aunque falla en modelar la propagación vertical de las mismas, debido a la baja resolución vertical del modelo (solo posee dos niveles estratosféricos). Con el fin de estudiar el alcance de los resultados obtenidos a través de la técnica de la inclusión del zoom meridional, se realizaron una serie de experimentos de sensibilidad a la resolución horizontal (baja, media y alta resolución). Los mismos fueron llevados a cabo con el modelo en su versión con zoom y sin zoom. De esta intercomparación surgió que: i) la introducción de un zoom en la región de los máximos gradientes de circulación no genera perturbaciones numéricas espúreas, sino que ii) favorece la representación de los campos simulados a punto tal que, un experimento con zoom en una resolución horizontal dada, produce campos comparables a los provenientes de una experiencia con malla regular pero con una resolución horizontal 50% mayor (sin incrementar los costos computacionales del experimento). Posteriormente, con el objeto de profundizar la validación del MCG LMDZ/CIMA, en cuanto a la representación de posibles estados climáticos futuros, se trabajó en la intercomparación de sus campos, con algunos campos medios provenientes de la integración de otros modelos. Se concluyó que el modelo LMDZ/CIMA es capaz de simular los procesos de interacción relevantes al estudio del cambio climático. Finalmente, se diseñó un experimento de sensibilidad forzado por un gradiente meridional anómalo en las temperaturas de la superficie del mar extratropical. Se observó que la circulación atmosférica responde al forzante anómalo impuesto en latitudes extratropicales, con el desplazamiento del jet polar hacia el norte. Particularmente se advierte que, el debilitamiento del transporte de cantidad de movimiento en latitudes extratropicales, sería el responsable del debilitamiento de la rama subpolar del jet y del fortalecimiento la rama subtropical. Cabe señalar que los resultados de este experimento de sensibilidad climática son coincidentes con estudios previos de remoción del hielo marino en los alrededores del continente antártico; aunque distintos a los resultados de otros autores que realizaron experimentos de calentamiento global. Estos resultados indicarían que los efectos derivados del incremento del vapor de agua en la atmósfera y de la intensificación del gradiente meridional de temperatura en altura, podrían ser de mayor relevancia al cambio climático, que la modificación del gradiente meridional de temperatura de superficie.

Abstract:
This thesis is mainly concerned with the adaptation of the LMDZ/CIMA General Circulation Model, in order to be able to study the Southern Hemisphere climatology. The first step of this work was to make the necessary adjustments to improve the representation of the mean fields. Three experiments were designed. The "smooth" experiment differs from the "control" one in the value imposed to the drag coefficient Cd; and the "zoom" experiment is an experiment with stretched grid scheme. In fact, the control experiment shows that the Southern Hemisphere simulation is not appropriate. Nevertheless, the tuning into the drag coefficient improved the subpolar throught representation. The "zoom" experiment improved the representation of the sea level pressure and the polar jet. Nevertheless, the physical variable misrepresentations appeares to be more related to the physical parameterizations than the resolution itself. The "zoom" experiment underestimates the representation of the transients disturbances, maybe because of the model coarse resolution. However, it reproduces acceptably the heat and angular momentum transients fluxes. In general, it is observed that the mean flow baroclinicity is well represented. However, the kinetic energy of the transient disturbances is underestimated, due to the inadequate representation of the baroclinic conversion term. Nevertheless, the model reproduces the effects of the eddies on the mean flow: the disturbances tend to accelerate the westerlies south of 30ºS. The zoom version model also represents the barotropic structure of the southern stationary waves, but not the vertical propagation of the waves due to its coarse vertical resolution. In order to determine the benefits of having applied the stretched grid scheme technique, horizontal resolution experiments were done (low, medium and high-resolution). These experiments were carried out with zoom and with regular grid. The results of this intercomparison showed that: i) the zoom introduction does not generate numerical disturbances, and ii) it is observed that the zoom experiments with a specified horizontal resolution compare well with those of regular grid and 50% greater resolution, without increasing the computational costs. In order to test the ability of LMDZ/CIMA GCM to reproduce different climate scenarios, an intercomparison with other model simulations were performed. It was found that the LMDZ/CIMA model is able to represent the interaction processes involved on the climate change. Finally, a sensitivity experiment forced by anomalous extratropical meridional gradient of sea surface temperature was designed. It was observed that the atmospheric circulation responds to the imposed anomalous temperatures, with a northern displacement of the polar jet. Particularly, it was conclude that the weakening of the transient momentum transport would induce the weakening of the subpolar jet and the intensification of the subtropical jet. It was found that the sensitivity experiment resembles to previous studies of Antarctic marine ice removal, whereas it differs than other experiments of global warming. This result could be explain by the fact that the increase of water-vapor and to the intensification of the temperature gradient at height levels, could be more relevant to the atmospheric circulation than the change in the meridional gradient of sea surface temperatures.

Vigliarolo, Paula K.. "Estudio de la variabilidad sinóptica extratropical del hemisferio Sur durante la primavera y el invierno. Su influencia en las variaciones de ozono." (2003) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
La variabilidad de escala sinóptica que se observa en la vecindad de Sudamérica durante el invierno y la primavera es analizada en detalle en esta tesis con el fin de mostrar el impacto que la misma produce en los cambios de ozono y de radiación ultravioleta, en particular en la vecindad de Ushuaia. El análisis de la distribución espacial de la variabilidad media de las perturbaciones sinópticas (storm-tracks) sobre el Hemisferio Sur mostró que presenta una gran correlación con la distribución correspondiente a la variabilidad de las perturbaciones de ozono de alta frecuencia (ozone-tracks). Los modos principales de variabilidad atmosférica de escala sinóptica sobre América del sur extratropical son identificados y caracterizados para seis inviernos (1983-88) y quince primaveras (1979-93). Dichos modos surgen luego de aplicar la técnica de funciones ortogonales empíricas extendidas y rotadas (REEOFs) a la perturbación temporal de alta frecuencia(que se obtiene luego de remover el campo medio climatológico y su variabilidad interanual) de la componente meridional del viento en 300 hPa. Los patrones asociados a los principales REEOFs muestran un tren de ondas desplazándose a lo largo de las latitudes del jet subpolar, sobre 50º-55º S en invierno y 55º-60º S en primavera. En ambas estaciones se observa que se trata de ondas baroclínicas con sus máximos en la alta tropósfera; aunque para los meses de primavera dichas ondas se hallan más extendidas en la vertical con amplitudes significativas hasta 30 hPa. La distribución de ozono asociada a los modos sinópticos más activos muestra que durante el invierno la correspondencia entre mínimos (máximos) de ozono y cuñas (vaguadas) es directa y por lo tanto indica una modulación dinámica del campo de ozono por las perturbaciones sinópticas. Durante la primavera, la distribución de temperatura y viento del estado medio propicia una mayor propagación en la vertical hacia la estratósfera de la energía emanante de la tropósfera. Además también en esta época, las variaciones de ozono son mayores en valor absoluto a las del invierno y adoptan una forma de "S" invertida y alargada en la dirección zonal. Se encontró que una perturbación negativa (positiva) de ozono, se asocia en su porción meridional, a la parte norte de un sistema anticiclónico (ciclónico), que típicamente ondula la tropopausa hacia arriba (abajo) y causa que la densidad del ozono en la baja estratósfera alcance un mínimo (máximo). En cambio, la porción más austral de la perturbación de ozono se asocia al extremo sudoeste del sistema ciclónico (anticiclónico) ubicado corriente abajo, que durante esta época está relacionado con la advección de aire estratosférico pobre (rico) en ozono y por lo tanto el contenido total de la columna disminuye (aumenta) en dicha región. Asimismo, también presentamos un análisis de las variaciones de radiación ultravioleta sobre la ciudad de Ushuaia para el período 1991-1998. En particular, la banda de 340 mostró una influencia netamente local en las primeras capas de la atmósfera de los sistemas de tiempo de escala submensual. En contraste, la banda de 305 que se asocia a la variabilidad sinóptica. Los patrones espaciales de correlación y regresión mostraron para la banda de 305 con respecto a los correspondientes a la banda de 340, una mayor extensión horizontal y mayores valores absolutos, con niveles de significancia máximos en la alta tropósfera y en la estratósfera media y baja, que se atribuye a la dependencia de dicha banda del contenido de ozono. En tal sentido, estos análisis confirmaron que la generación de perturbaciones de ozono por actividad de ondas sinópticas descripto previamente, producen cambios significativos en la UV sobre Ushuaia y su vecindad.

Antico, Pablo Luis. "Ocurrencia de casos extremos en la intensidad de la corriente en chorro subtropical media mensual sobre América del Sur durante el invierno" (2003) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
Durante el período 1978-1999 se identificó a la corriente en chorro subtropical media mensual sobre América del Sur (CST) a partir de los reanálisis del NCEP/NCAR. Durante los meses de julio, agosto y septiembre, cuando la CST alcanza su máxima intensidad y se presenta con más frecuencia, se define un conjunto de casos intensos y otro de casos débiles. Simultáneamente con la ocurrencia de una intensa CST, la convección tropical se fortalece en el este del Océano Pacífico frente a la costa de América Central. Esta región de ascenso de aire constituye la rama ascendente de una circulación tipo Hadley que es responsable de la intensificación de la CST sobre América del Sur. En el caso de una CST débil, la convección tropical es menos intensa frente a la costa de América Central, debilitando a su vez a la celda de Hadley y por consiguiente a la CST. La intensidad de la celda local de Hadley responde a la presencia de anomalías de la temperatura de la superficie del mar en el este del Océano Pacífico. Al ocurrir un calentamiento la convección tropical se intensifica y por consiguiente la celda de Hadley también se fortalece. En cambio, al enfriarse la superficie del mar se reduce la convección y por lo tanto la celda de Hadley también se debilita. Durante julio-septiembre de 1995 ocurre un caso intenso de CST que no puede explicarse mediante la intensificación de la celda de Hadley. Se detecta en cambio la acción de ondas de Rossby que se originan en el centro del Océano Pacífico Sur en latitudes extratropicales siguiendo una trayectoria en forma de arco que las desvía hacia el trópico cuando alcanzan América del Sur. Como consecuencia, se establece un patrón de anomalías en la circulación de los niveles altos que favorece la intensificación de la CST sobre el continente. En este estudio se encontró que los casos de CST intensa ocurren en coincidencia con la culminación de la fase caliente del fenómeno El Niño - Oscilación del Sur. Durante la ocurrencia de los casos intensos de la CST las anomalías de la precipitación respecto del promedio 1978-1998 resultan positivas en la región sudeste del continente, en particular en la región costera del extremo sur de Brasil y Uruguay. Distinta es la situación cuando ocurren casos de CST débil, ya que la precipitación en toda la región tiende a ser inferior o cercana al promedio. Al ocurrir los casos intensos de la CST prevalece el ascenso de aire a la latitud de la CST sobre el sudeste del continente debido a la mayor actividad ciclónica observada a esa misma latitud. Durante la ocurrencia de los casos débiles de la CST la mayor actividad ciclónica se observa unos 20° al sur de la posición media de la CST. con lo cual se establece en el promedio una celda local de Ferrel cuya rama ascendente coincide con la zona de mayor actividad ciclónica y la rama descendente se ubica justamente a la latitud de la CST. La persistencia de la subsidencia en esa zona explica la tendencia a observarse una anomalía negativa en la precipitación durante la ocurrencia de los casos débiles de la CST.

Müller, Gabriela Viviana. "Variabilidad interanual en la frecuencia de ocurrencia de heladas en la Pampa húmeda y su relación con la circulación atmosférica asociada" (2005) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
Las irrupciones de aire frío más intensas en el sur de Sudamérica están acompañadas por importantes cambios en la circulación atmosférica en toda la tropósfera, tanto a escala sinóptica como hemisférica; dichos cambios se manifiestan en alta y baja frecuencia como consecuencia de la variabilidad interanual e interestacional. En este trabajo se analiza el rol que ellas tienen en la modulación de los aspectos de gran escala vinculados a las incursiones de aire frío que provocan heladas en la Pampa Húmeda, con un enfoque principalmente espacial. Las características de la circulación atmosférica regional y global asociadas a las heladas se abordan desde una perspectiva tanto sinóptica como climática. El estudio está basado en la temperatura mínima de las estaciones meteorológicas situadas en el centro-este de Argentina de los años 1961-1990, para lo cual se identifican y clasifican las heladas en tres categorías: aisladas, parciales y generalizadas. Asimismo, se definen los períodos de máxima y mínima frecuencia de ocurrencia de las heladas en sus distintas categorías, examinando las diferencias en la circulación entre ambos casos extremos a nivel estacional y mensual, utilizando los reanálisis de NCEP/NCAR. En particular se estudia la generación y evolución de los eventos de heladas generalizadas (HG) durante el invierno y a partir de los resultados surgidos del análisis observacional se proponen los mecanismos físicos responsables, los que son validados mediante simulaciones numéricas empleando un modelo baroclínico de circulación global. Por otra parte, escogiendo los episodios más representativos espacialmente - heladas parciales y generalizadas-, se realiza una caracterización de las situaciones en superficie de acuerdo a la frecuencia de ocurrencia de los tipos sinópticos principales que las representan. Esta clasificación se realiza para la totalidad de los inviernos y para los años El Niño, La Niña y Neutro del mismo período, empleando las observaciones de presión en superficie de las estaciones meteorológicas del cono sur del continente y los océanos adyacentes. Gran parte de la variabilidad interanual de la circulación del hemisferio sur está relacionada con los cambios en la convección tropical asociada al ENOS, como así también una importante componente de la variabilidad intraestacional está vinculada a la convección tropical. Se comprueba que la variabilidad interanual en la frecuencia de ocurrencia de heladas está condicionada al menos en parte, por la ocurrencia de las fases cálida y fría del ENOS, con un mayor (menor) número de heladas durante La Niña (El Niño). En particular el estado básico de máxima frecuencia de ocurrencia de HG, representado por el promedio de los inviernos respectivos, muestra características coincidentes con los años La Niña, junto con una mayor actividad convectiva en el Pacífico tropical occidental. Mediante simulaciones numéricas se examina el rol de la convección tropical cuya respuesta es la propagación de ondas de Rossby extratropicales que constituyen un mecanismo importante en la generación de HG. La mayor o menor frecuencia de ocurrencia de las HG está condicionada por el flujo básico en el cual se propagan dichas ondas. Los inviernos de máxima frecuencia de ocurrencia de tales eventos están caracterizados por un estado básico que acentúa el rol del jet subtropical y polar como eficientes guías de ondas. Ellas se generan en lugares remotos que están determinados por el flujo básico y se propagan en trayectorias zonales a lo largo de ambos jets, los que alcanzan una gran extensión longitudinal hasta las proximidades del continente. Al acercarse al mismo, las fases de ambos trenes de onda coinciden en el momento previo a los eventos más conspicuos de HG, provocando una sostenida y marcada advección de aire polar sobre todo el cono sur, reforzada por una anomalía ciclónica extendida meridionalmente en el Atlántico Sur frente a la costa. La mayor persistencia del evento está en relación directa con la intensidad de la anomalía anticiclónica sobre Sudamérica y el carácter cuasi-estacionario que la misma alcanza. En cambio los eventos de menor persistencia muestran un patrón de propagación con un único tren de ondas que alcanza América del Sur. La anomalía anticiclónica que afecta el continente junto a la ciclónica corriente abajo, siguen una trayectoria en forma de arco conforme el sistema evoluciona hacia el noreste a sotavento de los Andes. En el estado básico representado por los inviernos de mínima frecuencia de ocurrencia de HG no aparece un definido jet polar, a lo que se suma el hecho que la propagación de las ondas de Rossby está inhibida en particular en la región preferencial de ingreso de los sistemas sinópticos al continente Sudamericano. Estas diferencias entre ambos estados básicos se traducen en una mayor o menor ocurrencia de HG y a su vez explican la generación de los eventos más frecuentes y persistentes.

Abstract:
The most intense cold surges in South America are accompanied by important changes in the synoptic and hemispheric scale atmospheric circulation throughout the entire troposphere. These changes are evidenced as high and low frequency variations as a consequence of the seasonal and interannual variability, whose role in modulating the large scale features associated to the cold surges over the Pampa Húmeda is studied mainly from a spatial distribution point of view. A synoptic as well as a climatic perspective are applied to the study of the regional and global scale atmospheric circulation features. The study is based on the minimum temperature from the weather stations on central-east Argentina during the period 1961-1990, from which the frost events are identified and classified in three categories: isolated, partial and generalized frosts. Also, the periods of maximum and minimum frequency of frosts of the three categories are defined, and the differences in the atmospheric circulation between the two extremes are examined on a monthly and seasonal time scale by using the NCEP/NCAR reanalysis. In particular, the study focuses on the development and evolution of generalized frosts (GF) during wintertime, and based on the results of the observational study, their physical mechanism is proposed and tested by means of numerical simulations with a baroclinic general circulation model. By choosing the most representative cases in terms of spatial distribution, i.e. partial and generalized frosts, the surface weather situations are characterized according to the frequency of occurrence of the main synoptic patterns that represent the frosts. The classification is made for the winters of the entire period as well as those of El Niño, La Niña and Neutral years based on the sea level atmospheric pressure from the weather stations over the southern cone of the continent and the adjacent oceans. A large portion of the interannual variability in the southern hemisphere atmospheric circulation is associated to changes in ENSO-related tropical convection, just as a significant component of the intraseasonal variability is associated to tropical convection. It is found that the interannual variability of frost frequency is in part conditioned by the ENSO phases, since there is a larger (smaller) number of frosts during La Niña (El Niño) events. In particular the basic state of maximum GF frequency, represented by the respective averaged winter, shows similar characteristics to La Niña years, as well as enhanced convective activity over the western tropical Pacific Ocean. The role of tropical convection is examined by means of the numerical simulations, whose response is the propagation of extratropical Rossby waves that become an important mechanism for generating GF. The basic state flow, through which the Rossby waves propagate, is the one that determines a larger or smaller number of frosts. Winters with maximum frost frequency are characterized by a basic state flow that highlights the role of the subtropical and polar jets as efficient wave guides. Rossby waves are generated remotely at locations determined by the basic state and they propagate through zonal trajectories along both jets, which show large longitudinal extensions that reach the proximities of the continent. When approaching the continent, the phases of both wave trains coincide immediately before the most conspicuous GF events, giving rise to sustained polar air advection all over the southern cone, reinforced by a cyclonic anomaly located off the coast over the South Atlantic Ocean, with a large meridional extension. The persistence of frost events is in direct relationship to the intensity of the anticyclonic anomaly over South America and its cuasi-stationary degree. Instead, the less persistent events display a Rossby wave propagation pattern with only one wave train reaching South America. The anticyclonic anomaly that affects the continent, together with the cyclonic anomaly located downstream, both move to the northeast leeward to the Andes mountains. The basic state corresponding to winters with minimum frost frequency does not show a well-defined polar jet, in addition to which there are regions that inhibit the Rossby wave propagation, in particular one is located in the preferred region where the synoptic systems enter the continent. The differences between the two basic states translate into larger or smaller frost frequencies and at the same time they explain the development of the most frequent and most persistent frost events.

Agosta Scarel, Eduardo Andrés. "Precipitación de verano en el Centro Oeste de Argentina y procesos atmosféricos/oceánicos de escala regional y global" (2006) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
Trabajos previos mostraron un cambio en el verano 1976/77 en la variabilidad de baja frecuencia de la precipitación de verano (oct-mar) en el en el Centro-Oeste de Argentina (COA). El cuasi-ciclo característico de 18 años, que produce períodos alterantes de secuencias de verano húmedo/seco de duración 9 años cada uno hasta mediados de los 1970s, se desplazó hacia menores frecuencias. El principal objetivo de la tesis es caracterizar la variabilidad de baja frecuencia de los procesos dinámicos de la circulación atmosférica que propician la ocurrencia de períodos de verano seco/húmedo en los veranos del COA. Previamente, el estudio de inhomogeneidad de las salidas de reanálisis I del NCEP/NCAR muestra que en la troposfera de verano de Sudamérica (SA) aparecen inhomogeneidades en 1979 por la incorporación de información satelital en 1979 que se restringen a áreas de escasez de datos (niveles superiores de troposfera en el Pacífico Sur). En el cono sur de SA las inhomogeneidades no influyen los niveles medios y bajos. Asimismo, en el verano 1976/77 surgen cambios significativos en el estado básico de la troposfera, consistentes con cambios y/o tendencias observadas en precipitación, temperatura, presión y caudales de ríos en Argentina y el resto del SA. El cambio en la circulación atmosférica consiste en un aumento de la presión en capas media y baja en latitudes medias de la región, asociado a menor frecuencia de ocurrencia de actividad ciclónica sobre Patagonia y Mar Argentino y a fortalecimiento del flanco occidental del anticiclón del Atlántico Sur sobre el continente, aumentando la frecuencia de ocurrencia de flujo de masa de componente N/NE en Argentina subtropical. La circulación atmosférica asociada a ocurrencia de verano seco/húmedo en el COA muestra características distintas entre el estado pre- y pos-1977. Estas características diferenciables se encuentran en la escala climática/interanual con soporte en la sinóptica/diaria, y los veranos extremos exacerban sus particularidades. El verano seco pre-1977 está asociado a mayor actividad ciclónica al sur de la Patagonia junto con una estructura de delantera de cuña en altura desde latitudes medias a subtropicales con dirección NO/SE que favorecen la advección de masas de aire seco hacia el COA por un flujo de masa del S/SO en capas bajas. El verano húmedo pre-1977 está asociado a mayor actividad anticiclónica sobre la Patagonia que favorece la advección de humedad hacia el COA por flujo de masa del E desde el Atlántico Sur al sur de 30ºS, junto con una estructura de vaguada en altura al oeste de los Andes, en latitudes subtropicales, favoreciendo el ascenso sobre el área. El verano seco pos-1977 está asociado a fortalecimiento del flanco SO del anticiclón del Pacífico Sur y debilitamiento del anticiclón del Atlántico Sur con flujo del O-SO y una estructura de delantera de cuña en altura. El verano húmedo pos-1977 está asociado fortalecimiento del AAS que favorece el flujo de componente N/NE con advección de humedad en capas bajas desde el Amazonas y Atlántico Sur subtropical/tropical, junto con una estructura vaguada subtropical en troposfera media al oeste de los Andes (situación asociada a verano extremo húmedo). A su vez, climáticamente después de 1976/77, aumenta la frecuencia de ocurrencia de flujo de componente N/NE sobre Argentina subtropical por fortalecimiento de AAS, lo cual se asocia a extremo húmedo, y disminuye la frecuencia de actividad ciclónica en latitudes medias sobre sur de la Patagonia, lo cual se asocia a verano extremo seco, que en conjunto favorecen el aumento de precipitación observado en el COA desde mediados de los 1970s. La transición climática de 1976/77 cambia las áreas de teleconexión atmosférica asociadas a la precipitación en el COA. Una cuasi-onda 4 hemisférica parece ser el puente “atmosférico” pre-1977 que conecta la variabilidad en baja frecuencia de la precipitación entre el COA y la Región de Precipitación de Verano de Sudáfrica existente hasta los 1970s y que luego se perdió. La desconexión entre ambas regiones es atribuible a cambios en la circulación atmosférica debido a la transición climática del 1976/77, que restringen la variabilidad interanual de la precipitación en el COA a procesos atmosféricos de escala regional sobre SA. Otro objetivo es establecer posibles causas o forzantes dinámicos del sistema acoplado atmósfera/océano como factores principales del cambio de 1976/77. En este sentido, no se encuentra relación directa entre la TSM del Pacífico tropical-ecuatorial y la precipitación en escala interanual ni multidecádica. La asociación es con la TSM en el sudoeste del Atlántico Sur y el sudeste del Pacífico Sur. La relación con la precipitación es debido a la circulación atmosférica de latitudes medias actúa como forzante sobre el océano por efecto de divergencia de Ekman. El campo de presión atmosférica en el sudoeste del Atlántico Sur con una oscilación cuasi-bidecádica de 18 años es responsable de la modulación, en esa frecuencia, de la precipitación en el COA y la TSM. El último objetivo es evaluar el impacto socio-económico del cambio en precipitación sobre el COA analizando la variabilidad interanual de la producción vitivinícola en la provincia de Mendoza (71% del total nacional). Se encuentra que los veranos húmedos (secos) a lo largo de una década tienen mayor posibilidad de presentar bajo (alto) rendimiento de vid. Si la relación intradecádica es válida para mayores escalas, la región COA está experimentando condiciones desfavorables para el rendimiento de la vid desde los 70s. Si las condiciones futuras fueran más secas, la producción de vid sería favorecida climáticamente. Con todo, no se cuenta con herramientas suficientes de pronóstico climático a largo plazo como para proveer de un escenario preciso de las condiciones futuras en el régimen de precipitación en el COA.

Abstract:
Previous studies showed a change in the summer 1976/77 in the low-frequency variability of the summer (Oct-to-Mar) in Central-West Argentina (CWA). The cuasi-18- year cycle produced alternating periods of wet/dry summers of 9 year of duration each until mid-1970s and shifted towards lower frequencies. The main objective of the thesis is to characterize the variability of low-frequency of the dynamic processes of the atmospheric circulation that favours the occurrence of periods of dry/et summers in CWA. Inhomogeneities in the NCEP/NCAR reanalysis I outcomes appear over the South America (SA) summer troposphere restricted to areas of sparse data (middle and upper levels in the South Pacific). In the southern cone of SA there no exist changes in 1979 caused by the assimilation of satellite information in low and middle levels. In the summer 1976/77, significant changes appear in the basic state of the troposphere that are consistent with changes and/or trends observed in precipitation, temperature, pressure and streamflows in Argentina and the rest of SA. The change in circulation consists in a raise of the pressure in low-to-middle layers in the midlatitudes, associated with lower frequency of cyclone activity over Patagonia and Mar Agentino and a strengthening of the western flank of the South Atlantic anticyclone over the continent, increasing the frequency of occurrence of mass flow from N/NE in subtropical Argentina. The atmospheric circulation associated with the occurrence of dry/wet summer shows different characteristics between the pre- and pos-1977 era. These are found at the climate/interanual scales supported by the synoptic/daily scales and extreme summers enhance their singularities. A pre-1977 dry summer is associated with cyclonic activity over southern Patagonia that favour advection of dry air masses to CWA by mass flow from the S/SW in lower layers, together with an upper leading ridge structure from middle to subtropical latitudes. A pre-1977 wet summer is associated with anticyclonic activity over Patagonia that propitiate advection of moisture to CWA by mass flow from the E/SE from the South Atlantic, south of 30ºS, together with a upper trough structure, to the west of the Andes at subtropical latitudes, that favours raising motion in the area. A pos-1977 dry summer is associated with strengthening of the south-western flank of the South Pacific anticyclone and a weakening of the South Altantic anticyclone with flow from the W/SW and an upper leading ridge structure. Besides, the frequency of cyclone activity diminish (situation linked to extreme dry summer). A pos-1977 wet summer is associated with a raise in the frequency of the north/northeastern flow with advection of moisture from the subtropical/tropical Atlantic and the Amazon, together with a subtropical upper trough west of the Andes (synoptic situation linked to extreme wet summer). The 1976/77 climate transition changes the origin of atmospheric processes related to the CWA precipitation. The pre-1977 hemispherical teleconnection dynamically support the teleconnection in precipitation between the CWA and the Summer Rainfall Region of South Africa until mid-1970, then it is lost. The latter disconnection between both regions is adjudicated to atmospheric circulation change, regionally restricted to SA, due to the 1976/77 climate transition. Another objective is to establish potential causes or dynamic forcings of the couple atmosphere/ocean system as main factors of change in 1976/77. In this sense, there no exists relationship between the SSTs in the tropical-equatorial Pacific and the CWA precipitation at interanual to mutlidecadal scales. The association is with SSTs in the southwestern South Atlantic and the southeastern South Pacific. They are linked to precipitation because the atmospheric circulation is the common forcing due to Ekman divergence effect. The atmospheric pressure field in the southwestern South Atlantic shows a cuasi-18-year cycle and is responsible of the modulation, at the same frequency, of CWA precipitacion and the SSTs. The summer (Oct-to-Mar) temperature series show a coherent and in phase behaviour among them that permit to estimate a regional index. The index reveals significant cuasi-cycles in diverse spectral bands. A relationship between temperature and precipitation could be possible at interdecadal scales between 1920 and 1950 owing to the variables are 4 year out-of-phase, showing similar amplitudes and frequencies. The solar-11-year cycle seems to be a possible forcing of the summer temperatures for the last decades. The last objective is to evaluate the social-economic impact of the CWA precipitation change analysing the interannual variability of the grape production in the Province of Mendoza (71% of national total). Wet (dry) summers alongside a decade have larger chance to produce low (high) grape production. If the intradecadal relationship is valid for higher scales, the CWA is undergoing climate conditions unfavourable for grape production since mid-1970s. If future conditions tend to be drier, the grape production will be climatically favoured. Anyway, long-term climate forecasts tools are far from being enough to provide precise scenarios of future conditions in the CWA summer precpitation regime.

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.

Collini, Estela Angela. "La influencia del estado del suelo en los procesos asociados a la precipitación en la región del monzón sudamericano" (2008) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
El tema principal de esta tesis es la investigación de los procesos de realimentación suelo-atmósfera, que tienen lugar dentro del sistema monzónico de Sudamérica. Este estudio utiliza simulaciones con un modelo regional para responder una serie de interrogantes: a) cual es el rol de las condiciones de superficie en el desarrollo del monzón?; b) cuales son las sinergias entre la humedad del suelo y la precipitación?; c) cómo son afectadas las circulaciones regionales como resultado de los efectos de superficie?. Con el modelo regional Eta (Mesinger 1997; Mesinger et al. 1988; Black, 1994), sobre un dominio de integración que cubre toda la América del Sur y parte de América Central, utilizando como campos iniciales y condiciones de contorno los reanálisis del Proyecto de Reanálisis NCAR-NCEP (Kalnay et. al., 1996), se realizaron distintos experimentos de sensibilidad a las condiciones iniciales de superficie. Los resultados de las simulaciones permiten concluir que, aunque las modificaciones en las condiciones de superficie, se imponen en el inicio de las integraciones del modelo, el efecto sobre todas las variables analizadas se observa en todo el periodo de integración. Las simulaciones se realizaron para distintos meses de octubre, con el fin de asegurarse que los resultados sean independientes de un año en particular. El mes de octubre se encuadra dentro de la primavera temprana, época durante la cual las condiciones de superficie sobre la región del monzón favorecen la interacción suelo-atmósfera. Los análisis efectuados a partir de los resultados de las corridas individuales indican que, la superficie y el forzante dinámico actúan en la región del monzón independientemente de las condiciones de gran escala (El Niño, La Niña y año neutro) probando que los resultados son robustos. Se comprobó que la precipitación media mensual del mes de octubre, resultante de las simulaciones realizadas con el modelo Eta, es similar a la climatológica obtenida a partir de observaciones satelitales y a los reanálisis globales. El campo ensemble de precipitación exhibe las principales características de las observaciones, tanto sobre el océano como el continente, y en particular de la precipitación monzónica. Asimismo, las simulaciones reproducen las principales características de los campos del flujo de humedad, incluidas la entrada del flujo del Océano Atlántico y el jet de capas bajas (LLJ) al este de los Andes. Se demostró que la representación del jet de capas bajas Sudamericano (SALLJ) lograda por el modelo Eta es de mayor resolución que la representada por los reanálisis globales. Se realizaron los estudios de sensibilidad del modelo a los cambios en la humedad del suelo y se calcularon las anomalías de variables representativas. La investigación se completó examinando el rol de las anomalías de la humedad del suelo, en las características estacionales y la variabilidad interanual de la componente atmosférica del ciclo hidrológico, sobre Sudamérica subtropical. Simulaciones con el modelo Eta para meses ilustrativos del ENOS 82-83, indican que la ubicación y fuerza del LLJ, así como la variabilidad del transporte de humedad durante el ENOS 82-83, reflejan la influencia de las condiciones de superficie. El LLJ se desplaza hacia lo alto como indican las anomalías positivas en superficie y negativas en niveles más altos (~700 hPa). Además, como consecuencia de los cambios en la estructura del LLJ y la reducción en la disponibilidad de humedad debido a la menor evaporación, se produce una reducción del transporte de humedad por el LLJ. En marzo del periodo estudiado, se observa la mayor anomalía, mientras que durante el verano austral, la combinación de las características del ENOS con las condiciones estacionales, parece imponerse sobre el efecto de la superficie.

Abstract:
The main theme of this dissertation is the research on the land–atmosphere feedback processes that take place in the South American monsoon system. This study employs regional model simulations to respond to the following questions: a) what is the role of the surface conditions in the development of the monsoon? b) Which are the synergies between the soil moisture and the precipitation, c) How are the regional circulations affected by the surface states? The simulations were performed with the regional mesoscale Eta model (Mesinger 1997; Mesinger et al. 1988; Black, 1994), using the NCEP/NCAR Reanalysis (Kalnay et al., 1996) as initial and boundary conditions over a domain covering South America and part of Central America. Sensitivity experiments of the model response to soil moisture changes were performed. The imposed soil moisture anomalies are introduced as initial conditions, but their effects persist for the entire length of the simulation, as noticed in all the analyzed variables. The month long simulations were carried out for different October months in order to ensure that the results are not dependent of a particular year. The choice of October corresponds with the early austral spring when surface conditions over the monsoon region are shown to favor the landatmosphere interactions. Analysis of the individual runs indicates that the surface and dynamical forcings act in the monsoon region independently of the large scale conditions (El Niño, La Niña and Neutral years), thus suggesting that the results are robust. The control simulations bear a consistent resemblance with satellite-based observations and global reanalysis-based climatologies. The ensemble precipitation field exhibits all the major features of the observations, both over ocean and land, and particularly the monsoon precipitation. Likewise, the simulations reproduce the main features of the moisture flux fields as represented by global reanalysis, including the inflow from the Atlantic Ocean and the Low-level Jet (LLJ) east of the Andes Mountains. However, the higher resolution of the model simulations represents the narrow South American Low Level Jet (SALLJ) better than the global. Sensitivity analysis to changes in the soil moisture initial conditions was performed, and the anomalies of the representative variables were calculated. The research is completed by examining the role of soil moisture anomalies on the seasonal characteristics and the interannual variability of the atmospheric component of the hydrological cycle over subtropical South America. Simulations with the Eta model for selected months of the ENSO 1982-83 indicate that, the location and strength of the LLJ, as well as the moisture transport variability during ENSO 82-83, reflect an influence of the surface conditions. The LLJ tends to shift upwards, as indicated by the positive anomalies near surface and negative anomalies at higher levels (~700 hPa). In addition, as a consequence of the changes in the LLJ structure and the reduced availability of moisture due to lower evaporation, the moisture transport by the LLJ is reduced as well. March is the month when the largest anomaly is observed, whereas during summer the ENSO effects combined with the seasonal conditions appear to overshadow the surface changes impact.

Frumento, Oscar Andrés. "La evolución estacional de los patrones de circulación atmosférica asociados a las fluctuaciones de la precipitación en el sudeste de sudamérica" (2009) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
El presente trabajo de tesis consistió en estudiar algunos patrones espaciales de circulación, sus relaciones con otras variables climáticas y su asociación con la precipitación en el sudeste de Sudamérica durante el período comprendido entre enero de 1981 y diciembre de 2006. Los patrones espaciales de circulación se determinaron luego de aplicar la metodología de Funciones Empíricas Ortogonales Combinadas a los campos de las anomalías del viento zonal y meridional en 850 hPa sobre un área del continente representativa de los principales factores que influyen en la variabilidad climática de la región como la zona de convergencia del Atlántico sur, el monzón sudamericano, la alta boliviana y el jet de capas bajas entre otros. Con el objetivo de retener exclusivamente aspectos de la variabilidad intra-interanual los datos fueron filtrados de las contribuciones de alta frecuencia de la componente sinóptica. Se utilizaron como bases de datos primarias al conjunto de reanálisis del NCEP/DOE-R2 para las variables atmosféricas y a una base elaborada por el NCEP Climate Prediction Center para la precipitación de Sudamérica. Los modos obtenidos reflejan varias características relacionadas con la circulación troposférica y su vinculación con la variabilidad del régimen de precipitación en la región sudamericana. Mientras que el primer modo retiene aspectos del ciclo anual, los restantes cinco contribuyen indistintamente en otras escalas temporales características de las fluctuaciones intraestacionales e interanuales. El modo 2 caracteriza las situaciones de ondas estacionarias que pueden favorecer los excesos o déficit hídricos en el sudeste de Sudamérica. Los modos 3 a 5 están relacionados con desplazamientos de los anticiclones del Pacífico y del Atlántico (tanto zonal como meridionalmente) que en algunos casos pueden favorecer las circulaciones de tipo jet de capas bajas. El último modo retenido está relacionado con algunos aspectos característicos de los eventos ENOS. La tendencias que se observan en ambas fases del modo 1 estarían indicando el crecimiento de la componente de invierno sobre la componente de verano asociada a las ZCAS, favoreciendo la incursión de una corriente del norte que llega más al sur y que es típico de la estación fría. Las tendencias de ambas fases del modo 5 son importantes y significativas e indican un crecimiento de la fase positiva y un decrecimiento de la fase negativa, ambas altamente influenciadas por un salto en la señal que ocurre a finales de la década del 90 que implica un desplazamiento de los anticiclones hacia el sur.

Abstract:
This thesis focuses on the study of some spatial circulation patterns, their relation to other climatic variables, and their association with precipitations in the south-east of South America during the period held between January 1981 and December 2006. The spatial circulation patterns were determined by applying Combined Empirical Orthogonal Function analysis to anomalous 850 hPa zonal and meridional wind fields over the continental region that is representative of the most influential factors of the climatic variability, such as the South America Convergence Zone, the South America Monsoon System, the Bolivian High and the Low Level Jet. Data were filtered from the synoptic component’s high frequency contributions so that only inter-intra-annual variability aspects were retained. The primary databases used were the NCEP/DOE-R2 reanalysis for the atmospheric variables and a database made by the NCEP Climate Prediction Center for precipitation in South America. The modes obtained contain some features related to tropospheric circulation and also show their connections with the variability of the precipitation regime on the South American region. While the first mode contains features of the annual cycle, the five remaining modes indistinctly contribute to other time scales which are typical of interseasonal and interannual fluctuations. Mode 2 characterises the occurrences of stationary waves which may favour hydric excesses or shortages in the South-East of South America. Modes 3 to 5 are related to the anticyclonic shifts in the Pacific and the Atlantic (zonally as well as meridionally), which under certain circumstances may favour low-level-jet circulations. The last mode retained is related to features typical of ENSO events. The tendencies seen in both phases of mode 1 would indicate the growth of the winter component over the SACZ summer component, thus favouring the incursion of a northern current spreading southwards, which is typical of cold seasons. The tendencies seen in both phases of mode 5 are important and significant, and they indicate an increase in the positive phase and a decrease in the negative phase; both phases were highly influenced by a jump in the signal which happened towards the end of the 90s and which implied a southward shift of the anticyclones.

Sorensson, Anna Amelia. "Análisis de retroalimentaciones suelo-atmósfera en América del Sur empleando un nuevo modelo climático regional" (2010) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
El objetivo principal de la presente tesis es contribuir al entendimiento de la interacción entre la humedad del suelo y la atmósfera durante las fases de desarrollo y madurez del monzón Sudamericano. Con este propósito, se desarrolló y analizó un conjunto de experimentos de regionalización dinámica utilizando el modelo atmosférico regional de Rossby Centre (RCA). Este objetivo principal lleva asociado un segundo objetivo relacionado con la herramienta empleada para los experimentos, el modelo regional RCA. RCA fue desarrollado por el Rossby Centre de Suecia con el propósito de estudiar el clima europeo y nórdico, y para su implementación sobre Sudamérica la versión RCA3-E fue desarrollada y evaluada. El tercer objetivo de esta tesis es cuantificar la importancia de las parametrizaciones del clima simulado de Sudamérica. La implementación del modelo regional sobre Sudamérica es uno de los resultados más importantes de esta tesis. Muchos de los errores de la versión original empleada sobre Europa fueron corregidas cambiando la base de datos de superficie y las parametrizaciones de convección, microfísica y cobertura de nubes. La presente tesis contribuye además al entendimiento de la interacción entre la humedad del suelo y la atmósfera durante el monzón Sudamericano. Un invierno seco o húmedo puede tener influencias sobre el desarrollo del monzón tanto en la Amazonia como en los subtrópicos como resultado de alteraciones en los vientos continentales, así como también en el reciclaje de evapotranspiración. El acoplamiento entre la humedad del suelo y la precipitación está conectado al acoplamiento entre la humedad del suelo y la evapotranspiración durante la fase madura del mozón. La Cuenca de la Plata, el Noreste de Brasil y parte de la región del SACZ fueron identificadas como regiones de fuerte acoplamiento entre humedad de suelo y precipitación. La sensibilidad del modelo a parametrizaciones de superficie es máxima durante la primavera.

Abstract:
The primary objective of the present thesis is to contribute to the understanding of the soil moisture atmosphere interaction during the development and mature phases of the South American monsoon system. A set of dynamical downscaling experiments over the continent are developed and analyzed for this purpose, using the Rossby Centre Atmospheric regional model (RCA). The primary objective leads directly to secondary objectives related to the tool employed for these experiments, the regional model RCA. RCA was developed at Rossby Centre in Sweden to study European and Nordic climate, and for the implementation of the model over South America the model version employed for the thesis work, RCA3-E, was developed and evaluated. A third objective is to quantify the importance of the land surface parameterizations for the simulated climate of South America. The development of the regional model is one of the most important results of this thesis. Many of the biases in the original version employed over Europe (RCA3) could be corrected by changing the surface database and the parameterizatios of convection, microphysics and cloud cover. This thesis also contributed to the understanding of the interactions between soil moisture and atmosphere during the South American monsoon. The influence of a dry winter on the SAMS can have implications for the development of the monsoon both in the Amazon region and in the subtropics through alternations in the continental winds and by direct evapotranspiration recycling. The coupling between soil moisture and precipitation is connected to the coupling between soil moisture and evapotranspiration during the mature SAMS. The La Plata Basin, North Eastern Brazil and parts of the SACZ region were identified as regions with strong soil moisture precipitation coupling. The sensitivity of the model to land surface parameterizations was found to have a maximum during spring.

González, Paula L. M.. "Dinámica asociada a la variabilidad intraestacional de la precipitación de verano en sudamérica" (2010) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
Esta tesis presenta un estudio sobre la variabilidad intraestacional observada en la precipitación y la convección durante el verano en la región de Sudamérica. Se encontró que la variabilidad intraestacional, caracterizada como aquella con períodos de entre 10 y 90 días es significativa en la región, con máximos de varianza explicada en el sector este del continente. El principal modo de actividad en estas escalas temporales es el llamado en la literatu- ra patrón SASS (South American See-Saw), y está caracterizado por una estructura dipolar entre las anomalías de convección en la región de la Zona de Convergencia del Atlántico Sur (SACZ) y el sector comprendido por el noreste de Argentina, Sur de Paraguay y Uruguay y el extremo sur de Brasil (SESA). En esta tesis se confirmó que la actividad intraestacional del SASS, que se identifica a partir de un análisis de funciones ortogonales empíricas de la radiación de onda larga filtrada, es máxima en dos bandas específicas: una asociada a períodos de entre 10 y 30 días, que es la que explica mayor porcentaje de la varianza, y otra con períodos de entre 30 y 90 días. Asimismo, los resultados de esta tesis muestran que el SASS es también el patrón dominante para esas dos bandas de variabilidad. El ́índice temporal obtenido en cada caso reveló ́que en la banda 10-30 días, el SASS presenta picos de actividad significativos cercanos a períodos de 15 días y 22 días, mientras que en la banda 30-90 días el SASS presenta actividad con períodos cercanos a 44, 57 y 35 días. Se recurrió al cálculo de mapas de regresión y de indicadores energéticos para profundizar el entendimiento de la dinámica de gran escala asociada a cada una de las bandas de actividad. Estos cálculos permitieron confirmar que la banda asociada a períodos de entre 30 y 90 días parece estar asociada con la actividad de la oscilación de Madden-Julian (MJO), a través de trenes de onda de Rossby que conectan el Continente Marítimo con Sudamérica. La banda de per ́odos entre 10 y 30 días en cambio, no parece estar dominada por un modo convectivo tropical. Se observó que los trenes de onda que se obtienen en los mapas de regresión para el SASS de tal banda parecen tener un origen más subtropical, y podrían estar excitados por cambios en las zonas de divergencia/convergencia en la vecindad de la corriente en chorro de latitudes medias. Se estudió la ocurrencia de eventos intensos de actividad del SASS, tanto positivos (asociados a convecci ́ n intensa en SESA e inhibida en la zona de la SACZ), como nega tivos (asociados a la situación opuesta). Los eventos positivos tienen una duración media de 6.9 días y los negativos de 6.6 días, y no parecen tener meses preferenciales para su ocurrencia durante la estación cálida. Los resultados también confirmaron una predominancia de la variabilidad con períodos más cortos, con un promedio de duración de 5.6 días tanto para los eventos positivos como para los negativos. El estudio de la relación entre la ocurrencia de eventos extremos de precipitación diaria y la actividad del patrón SASS mostró que existe una tendencia muy clara a una mayor ocurrencia de extremos de precipitación en las estaciones ubicadas en la región SESA (SACZ) durante la fase positiva (negativa) del SASS e incluso mayor durante los eventos positivos (negativos) de actividad intensa del SASS. Se evaluó también la habilidad de los modelos climáticos del conjunto WCRP CMIP3 para representar las principales características de la variabilidad intraestacional sobre Sudamérica. Se observó que la mayoría de los modelos logra representar la predominancia de esta variabilidad sobre el sector este del continente. Asimismo se encontró que todos los modelos presentaron un patrón dominante con estructura dipolar, con varianzas explicadas similares a la observada. La mayoría de los modelos sin embargo representan en forma deficiente la variabilidad temporal asociada con el SASS. Se realizaron simulaciones idealizadas para estudiar la influencia de la convección en el Pacífico ecuatorial oeste sobre la variabilidad intraestacional en Sudamérica utilizando un modelo global y considerando diferentes forzantes en la región tropical. Las mismas revelaron que la elección de un forzante localizado sobre la región ecuatorial del Continente Marítimo con amplitud variable en la escala intraestacional es fundamental para reproducir la predominancia de un modo tropical, con estructura de onda 1 y una celda de Walker asociada, frente a la actividad de otros modos libres excitados en la banda tropical. Asimismo, la presencia de un forzante con un efecto promedio localizado sobre la región ecuatorial del Continente Marítimo genera las condiciones en el estado básico que favorecen la aparición de trenes de ondas de Rossby con propagación meridional que conectan esa región tropical con Sudamérica. Se concluye que para lograr reproducir un modo tropical con propagación zonal y estructura de onda 1 con máxima amplitud en las inmediaciones de 120 E, que se asemeje a la MJO, es necesario incluir un forzante con propagación hacia el este y con amplitud modulada en función de la longitud.

Abstract:
This thesis presents a study on the intraseasonal variability observed in precipitation and convection during summer over South America. It was found that intraseasonal vari- ability, which is characterized by periods between, is significant within the region, with maximum explained variance in the Eastern sector. The leading mode of activity on these timescales is known as SASS pattern (South American Seesaw) and its main feature is a dipolar structure of convective anomalies be- tween the South Atlantic Convergence Zone (SACZ) and the sector encompassing North- eastern Argentina, Southern Paraguay, Uruguay and Southernmost Brazil (SESA). This thesis confirmed that the intraseasonal variability related to the SASS, which is isolated through an empirical orthogonal function analysis of filtered outgoing longwave radia- tion, shows two distinctive activity bands: the first ranges between 10 and 30 days, and explains the highest percent of variance, while the second ranges between 30 and 90 days. Furthermore, this study shows that the SASS is also the leading pattern in both of the pre- viously mentioned variability periods. The temporal index obtained for the 10 to 30 days band exhibits significant peaks of around 15 and 22 days, whereas the index for the 30 to 90 days band presents peaks at periods close to 44, 57 and 35 days. With the aim of further understanding the large-scale dynamical processes related to each activity band, regression maps and energy indicators were examined. The analysis allowed verifying that the 30 to 90 days band is associated with the activity of the Madden-Julian oscillations (MJO) through the activity of Rossby wave trains that connect the Maritime Continent with South America. In contrast, the 10 to 30 days period band does not seem to be re- lated with the activity of a tropical convective mode. Furthermore, the analysis showed that the wave trains observed in the analysis for thees shorter timescales seem to have a subtropical origin, and they could be excited by changes in the divergence/convergence regions within the mid-latitude jet stream. The occurrence of extreme events of SASS activity, both positive (associated with intense convection in SESA and inhibited in the SACZ) and negative (associated with the opposite situation), were also studied. Positive and negative events showed a mean length of 6.9 and 6.6 days, respectively, and they do not appear to occur preferentially in any months long the warm season. Results also confirmed the dominance of the activity with shorter periods, with a mean length of 5.6 days for both positive and negative events. A study of the relationship between the occurrence of extreme daily precipitation events and the activity of the SASS showed a clear trend towards a higher frequency of precipitation extremes at stations within SESA (SACZ) during the positive (negative) phase of the SASS, and even a greater frequency during the positive (negative) events of intense SASS activity. Climate models from the WCRP CMIP3 ensemble were analyzed to assess their abili- ty to reproduce the main features of the intraseasonal variability of convection over South America. Results showed that most models represent correctly the region of maximum activity, in the Eastern portion of the continent. Moreover, all models depicted a dipo- lar structure as their leading pattern, with explained variances similar to those observed. Nevertheless, most models were unable to reproduce accurately the temporal variability associated with SASS. A set of idealized numerical experiments were simulated using an baroclinic global model, to assess the relevance of different tropical forcings at generating teleconnection patterns linking tropical convection with South America. The results showed that a lo- calized forcing over the Equatorial region of the Maritime Continent with a time-varying amplitude is required for reproducing the dominance of a tropical mode, with wave num- ber 1 and an associated Walker cell, over the activity of other active free modes in the tropical band. Furthermore, a source with a mean localized effect positioned in the vici- nity of 120◦ E is able to generate certain basic state features that promote the activity of Rossby wave trains with meridional propagation, linking that region with South America. Consequently, the presence an Eastward propagating forcing, with longitude-modulated amplitude is necessary to reproduce a tropical mode with zonal propagation, wave number 1 and maximum amplitude around 120◦ E, resembling the life-cycle of the MJO.

Llano, María Paula. "Aspectos de la climatología y de los rendimientos de maíz y soja en zonas productoras mundiales. Coherencias regionales y análisis de extremos" (2011) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
Es conocido el impacto que tiene la variabilidad del clima sobre los saldos exportables de maíz y soja en los países productores y exportadores. Esta situación obliga a estudiar la variabilidad climática y de los rendimientos en los principales países productores y exportadores (Argentina, Brasil, Estados Unidos y China). Este estudio pretende tipificar los regímenes climáticos de cada región de los cuatro países tratando de lograr el mayor grado de homogeneidad y representatividad regional de los rendimientos y de las variables climáticas medidas por las estaciones. Posteriormente se ocupa de estudiar la variabilidad conjunta tomando como unidad de interés las campañas y las etapas de cultivo. Análisis de la variabilidad de las series en función de varios efectos (diferentes estaciones, diferentes etapas, condicionamientos del rendimiento) y análisis de correlación simple entre las variables climáticos y de los cultivos demuestran la necesidad de una representación de la serie de rendimientos mediante modelos de correlación múltiple coincidiendo con la mayoría de los antecedentes bibliográficos. Visto que el mayor impacto sobre los rendimientos de los cultivos en los países esta dado por los extremos en las variables climáticas y como un aporte al estudio de la climatología sinóptica se sintetiza la circulación asociada a los eventos secos y húmedos por regiones. Esto lleva a dilucidar cual es el grado de coherencia entre extremos climáticos y rendimientos entre países. Los resultados dan una estimación de los riesgos de extremos conjuntos entre países. Independientemente de las estimaciones de estos riesgos se estudian dos casos particulares de extremos intensos que afectaron a Argentina, Estados Unidos y Brasil, que impactaron notablemente en los rendimientos. El objetivo general de esta tesis es desarrollar un diagnóstico de condiciones climáticas en estos cuatro países mayores productores de maíz y soja, y analizar las relaciones con los rendimientos y estudiar situaciones climáticas de ocurrencia de extremos.

Abstract:
It is known the impact on the exportable balance of corn and soybean due to the climate variability. This compels to study the climate variability and the yields in the main producing and exporting countries (Argentina, Brazil, the United States of America and China). This study is intended to typify the climate regimes of each producing zone of the four countries trying to achieve the biggest level of homogeneity and regional representation of the climate variables measured by stations. The present study also analyses the joint variability taking as an unit of interest the campaigns and growing stages. The analysis of the variability of the series related to several effects (different stations, stages, and yield conditioning) and the one of the simple correlation between the climatic variables and the cultivation, show the necessity of a representation of the yields by the multiple correlation models. This representation coincides with most of bibliographic backgrounds. Considering that the biggest impact on the cultivation yields in the above mentioned countries occurs because of the extremes in the climatic variables, and as a contribution to the synoptic climatology work, here it is studied by regions the circulation associated to the dry and wet events. This explains what is the grade of coherence between the climatic extremes and the different yields among countries. The results of this work give an estimate of the risks of the extreme joints. Independently, two specific cases of intense extremes that affect Argentina, the United States of America and Brazil are studied, extremes that impacted remarkably on the yields. The main goal of the present thesis is the developing of a climatic conditions diagnosis in the mentioned four countries and the analysis of its relationship with the different yields. Another important aim of this thesis is the study of the occurrence of extreme climatic situations.

Godoy, Alejandro Aníbal. "Procesos dinámicos asociados a las bajas segregadas en el sur de Sudamérica" (2013-03-06) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
Las Bajas Segregadas (BS) son sistemas ciclónicos que se desarrollan en niveles altos de la troposfera que quedan segregados del lado ecuatorial del flujo de los Oestes y pueden persistir por varios días. Estos sistemas están asociados a fenómenos de tiempo significativo como lluvias y nevadas intensas, vientos fuertes entre otros fenómenos. En este trabajo de tesis se busca avanzar en el conocimiento de los procesos físicos que llevan a la segregación de sistemas de BS en latitudes subtropicales de Sudamérica, como también la influencia del flujo atmosférico en las diferentes escalas de tiempo que dan las condiciones propicias para el desarrollo de BS en nuestra región. Se encontró que las BS que se desarrollan al oeste de los Andes Centrales están asociadas a la precipitación de la región de Cuyo, en particular durante el otoño austral. A través de un estudio de caso, ocurrido en marzo 2007, se encontraron los mecanismos principales que promueven el proceso de segregación del ciclón del flujo de los Oestes. A través de composiciones se analizó si estos procesos se observan en general para los sistemas de BS del otoño. Los resultados mostraron que las BS se desarrollaron al oeste de los Andes Centrales por la dispersión de energía de un sistema de vaguada / cuña al oeste de la BS incipiente y las advecciones de energía cinética que trasladan la cuña hacia el sur del sistema promoviendo su aislamiento. Se encontró que las condiciones de la circulación en latitudes altas en la gran escala se caracterizaron por la presencia de un patrón de onda 3 estacionario y una corriente en chorro subtropical (polar) debilitada (intensificada). Se encontró además que las condiciones favorables al desarrollo de la BS se asociaron también con gran actividad de ondas de Rossby en escalas intraestacionales en el Pacífico sur posiblemente reforzada su actividad por la convección tropical en el Pacífico Oeste.

Abstract:
Cut-off lows (COLs) are cyclonic systems that develop from an upper level trough that it’s detached to the equatorial side of the westerly flow and persist for several days. These systems are associated with significant weather phenomena such as heavy rain or snow falls, intense winds and other phenomena. The goals of this thesis is to improve the understanding of the physical processes that lead to segregation of COLs systems in subtropical latitudes of South America, as well as the influence of the atmospheric flow in the different time scales that give the conditions for the development of COLs in our region. We found that COLs developed west of the Central Andes and are associated with the precipitation in Cuyo, particularly during the austral autumn. Through a case study, which occurred in March 2007, the main mechanisms that promote the segregation process of a cyclone from westerlies winds are found. Through composites fields were examined whether these processes are generally observed for all COLs systems during autumn. The results showed that the COLs developed west of the Central Andes by dispersion of energy from a trough / ridge system, located west of the incipient COL and advections of kinetic energy favored the ridge’s movement to the south promoting the COL isolation. It was found that the large-scale conditions at high latitudes are characterized by the presence of a quasistationary 3 - wave pattern and a weak (strong) subtropical (subpolar) jet stream. It was also found that the favorable conditions for BS development were associated with large activity of intraseasonal waves along the south Pacific, in turn favored by tropical convection activity.

Rivera, Juan Antonio. "Aspectos climatológicos de las sequías meteorológicas en el sur de Sudamérica. Análisis regional y proyecciones futuras" (2014) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
La sequía se percibe como uno de los desastres naturales más costosos y menos entendidos, dada la dificultad para definir su comienzo y fin, su lento desarrollo y las múltiples facetas que posee a nivel regional. A esto se suma la gran cantidad de índices existentes en la literatura que posibilitan su monitoreo, los cuales brindan numerosas definiciones que suelen confundir a los encargados de la planificación agrícola y de los recursos hídricos. El objetivo principal de esta investigación de tesis propone mejorar el conocimiento de la variabilidad espacio-temporal de las sequías meteorológicas en el sur de Sudamérica en base a la comparación de diversos índices de sequía en múltiples escalas de tiempo y la elaboración de una climatología para el período 1961-2008. A partir de una regionalización objetiva, se identificaron siete regiones homogéneas coherentes desde el punto de vista geográfico y climático, y se analizaron las diferentes variabilidades temporales del índice de sequía. Esta regionalización permitió identificar la posible influencia de los eventos El Niño/La Niña en las series de tiempo, con énfasis en la ocurrencia de sequías. Finalmente, se analizaron aplicaciones de interés para los sectores agrícola y de recursos hídricos y se evaluaron los cambios futuros en las características de las sequías en la región de estudio.

Abstract:
Drought is perceived as one of the costliest natural disasters and the least understood, given the difficulty in defining its beginning and end, its slow development and its multiple regional features. This is compounded by the large number of indices that enable their monitoring, which provide numerous definitions that often confuse agricultural and water resources planners. This research aims to improve the knowledge of the spatio-temporal variability of meteorological droughts in southern South America, based on the comparison of various drought indices at multiple time scales and the development of a climatology for the 1961-2008 period. From an objective regionalization, seven homogeneous regions were identified, which are geographical and climatically coherent, and the different temporal variabilities of the drought index were analyzed. This regionalization allowed identifying the possible influence of the El Niño/La Niña in the time series, with emphasis on drought occurrences. Finally, some applications relevant for the agricultural and water resources sectors were analyzed, and the future changes of drought characteristics were estimated for the study area.

Ruscica, Romina Carla. "Procesos de acople e interacción superficie-atmósfera en el sudeste de Sudamérica" (2015-03-12) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
Los procesos físicos intervinientes en la interacción de la superficie continental con la atmósfera son de vital interés en el campo de la climatología. El conocimiento de las zonas con fuerte influencia del suelo sobre la precipitación contribuye a mejorar la predictibilidad en distintas escalas temporales, principalmente la estacional. Pocos estudios se han realizado sobre Sudamérica hasta el momento y, sobre otras regiones principalmente se han realizado durante el período estival. Los conceptos de acople, retroalimentación y memoria son diferenciados para luego ser empleados en distintos análisis realizados sobre simulaciones obtenidas de modelos climáticos regionales. Gran parte del sudeste de Sudamérica (SESA) ha sido caracterizado como una zona de alta eficiencia de acople (EA) entre la humedad del suelo y la evapotranspiración durante un verano en un estudio previo con el modelo climático regional RCA3-E. En tal contexto, en esta Tesis se estudian procesos físicos entre distintas variables de superficie como la humedad del suelo, la evapotranspiración y la precipitación. Distintas subregiones dentro de SESA permiten identificar que donde la EA es alta, la evapotranspiración se encuentra regulada por la humedad del suelo independientemente de la intensidad media de la precipitación. La memoria, de la humedad del suelo es mayor y tiene un patrón espacial más robusto en la capa de suelo profunda que en la capa superficial. Donde la EA es elevada en general la memoria de la capa profunda de suelo es baja, sugiriendo que la atmósfera se ve mayormente influenciada en escala estacional por la dinámica más lenta de la superficie. El estudio de interacción superficie – atmósfera sobre Sudamérica se amplía utilizando una nueva versión del modelo (RCA4). Se encuentra que SESA es una zona de transición climática durante el verano, otoño y primavera en el período 1980-99. Allí, se definen períodos con condiciones anómalamente secas ó húmedas del suelo, en donde resulta interesante estudiar el acople. Mediante simulaciones controladas se encuentra que el acople resulta ser máximo en SESA, durante la estación estival y con condiciones secas de la superficie continental. Mientras que la EA es máxima en toda SESA, el acople de la humedad del suelo con la precipitación se produce solamente al este de la región. Los patrones espaciales de acople entre la humedad del suelo y distintas variables de la capa límite atmosférica revelan que la energía estática húmeda y su gradiente vertical son las variables que contribuyen al desarrollo de la precipitación, como resultado del flujo total en superficie que es afectado por la humedad del suelo solo en la región este de SESA. Otra métrica estadística de acople es implementada sobre simulaciones climatológicas de cuatro modelos climáticos regionales en el contexto de un proyecto de investigación. Los resultados sugieren, consistentemente con los resultados previos, que el acople también es máximo en SESA durante el verano, el otoño y la primavera. Palabras claves: interacción superficie – atmósfera, intensidad del acople, procesos físicos, sudeste de Sudamérica, humedad del suelo, evapotranspiración, precipitación, modelado climático regional.

Abstract:
Physical processes which are involved in the interaction of the land surface with the atmosphere are of vital interest in the field of climatology. The knowledge of the areas where the soil strongly influences on precipitation helps improving the predictability on different time scales, mainly on the seasonal one. Few studies have been conducted on South America so far, and other regions have been analyzed mostly during the summer period. Concepts of coupling, feedback and memory are carefully explained and later on they are applied over regional climate model simulations. A large portion of southeastern South America (SESA) has been characterized as a high-efficiency coupling zone (EA) between soil moisture and evapotranspiration during a summer in a previous study with the regional climate model RCA3-E. In this context, the Thesis addressed physical processes between different surface variables such as soil moisture, evapotranspiration and precipitation. Sub-regions within SESA permit to identify that EA is high where the evapotranspiration is regulated by soil moisture regardless of the mean intensity of precipitation. Memory of soil moisture is larger and has a more robust spatial pattern for the root-zone layer than the surface layer. EA is high, in general where the memory of the root-zone layer is low, suggesting that the atmosphere is largely influenced at the seasonal scale by the slower dynamic of the surface. The study of land surface – atmosphere interaction over South America is expanded using a new version of the model (RCA4). It is found that SESA is a climatic transition zone during the summer, fall and spring in 1980-99. There, different periods of wet or dry soil conditions are defined for studying the coupling. Through controlled simulations it is found that the coupling is the highest in SESA during the summer season and for dry conditions of the land surface. While EA is high throughout SESA, the coupling between soil moisture and precipitation only occurs in its eastern region. The spatial patterns of the coupling between soil moisture and other atmospheric boundary layer variables reveal that the moist static energy and its vertical gradient are the variables that contribute to the development of precipitation as a result of the total surface flow that is affected by the soil moisture only in the eastern region of SESA. Another statistic metric of coupling is implemented on longer simulations of four regional climate models in the context of a project. Consistently to previous results, these results suggest that the coupling is high at SESA during the summer, fall and spring. Keywords: land – atmosphere interactions, coupling strength, physical processes, southeastern South America, soil moisture, evapotranspiration, precipitation, regional climate modeling.

Saucedo, Marcos Adolfo. "Estudio de los efectos de diferentes fuentes de error sobre la calidad de los análisis generados por un sistema de asimilación por filtros de Kalman" (2016-03-04) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
El presente trabajo de tesis plantea la realización de experimentos idealizados de asimilación de datos basado en un Filtro de Kalman por ensambles (EnKF) sobre un dominio regional centrado en Sudamérica. En particular se emplea el algoritmo conocido como Local Ensemble Transform Kalman Filter (LETKF) acoplado al modelo numérico Weather Research and Forecasting (WRF). Los experimentos exploran la sensibilidad del sistema de asimilación frente a los errores de modelo y los errores presentes en las condiciones de borde lateral. Los resultados indican que las regiones tropicales son más sensibles a los errores de modelo, mientras que las latitudes medias están más directamente influenciadas por los errores en las condiciones de borde lateral. Para reducir los errores del análisis se evalúan diferentes metodologías que buscan representar de manera explícita los errores en el sistema de asimilación: la inflación multiplicativa adaptativa estimada, los ensambles físicos y la introducción de perturbaciones en las condiciones de borde lateral. El empleo de dichas técnicas permite reducir el del error del análisis y contribuye a mejorar la representación de su incertidumbre. Sin embargo, los mejores resultados se obtienen al combinar dichas técnicas de forma simultánea. Finalmente, se llevan adelante experimentos utilizando observaciones reales en los que se explora el impacto de la resolución del modelo en la calidad del análisis y de los pronósticos a corto plazo. En estos experimentos se encuentra que el aumento de la resolución del modelo numérico genera una mejora tanto de la calidad del análisis como del pronóstico resultante. Sin embargo, los resultados sugieren que un tratamiento adecuado de las diferentes fuentes de incertidumbre que afectan a un sistema de análisis - pronóstico regional, junto con la incorporación de una mayor cantidad de observaciones, podría producir un impacto mayor sobre la calidad del análisis.

Abstract:
The present work proposes the realization of idealized data assimilation experiments based on an Ensemble Kalman Filter (EnKF) in a regional domain centered in South America. In particular, the Local Ensemble Transform Kalman Filter (LETKF) coupled with the Weather Research and Forecasting (WRF) model is employed. These experiments explore the sensitivity of the assimilation system to the model and lateral boundary condition errors. Results indicate that tropical regions are more sensitive to model errors, whereas mid-latitudes are more affected by lateral boundary condition errors. In order to reduce analysis errors different methodologies that seek to represent explicitly errors present in the assimilation system are employed: the estimated adaptive multiplicative inflation, perturbed physic ensemble and perturbed lateral boundary conditions. The employment of these techniques provides a reduction of the analysis error and contributes to improve the representation of the uncertainty. Nevertheless, the best results are obtained when these techniques are employed simultaneously. Finally, data assimilation experiments using real observations exploring the impact of model’s horizontal resolution in both the analysis and short term forecast are carried on. In these experiments it is found that the increment in model resolution results in an improvement of both the analysis and the forecast. However, results suggest that an adequate treatment of the different error sources that affect a regional analysis - forecast system and the inclusion of a greater amount of observations in the assimilation process further enhance the improvement on the analysis quality.

Alvarez, Mariano Sebastián. "Estudio de las fuentes de variabilidad intraestacional en Sudamérica" (2016-03-14) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
Este trabajo de tesis tiene como objetivo general estudiar el ciclo estacional que la variabilidad intraestacional (IS) exhibe en Sudamérica y explorar sus posibles fuentes, poniendo especial énfasis en analizar su relación con aquella variabilidad observada en la circulación del hemisferio sur y, en particular, con la Oscilación de Madden y Julian (MJO). La variabilidad IS (10-90 días) de la precipitación es representada a través de un análisis de funciones ortogonales empíricas de la radiación de onda larga saliente filtrada en la banda IS en el este de Sudamérica. Se estudiaron los patrones dominantes en toda la banda IS, así como en la escala IS corta (10-30 días) y larga (30-90 días), y su variación a lo largo del año. Las series temporales de las Componentes Principales fueron utilizadas para estudiar la dinámica de gran escala de la variabilidad IS asociada a la evolución de los patrones a través de un estudio de regresiones lineales desfasadas. Posteriormente, se analizó la variabilidad estacional de la influencia de la MJO en Sudamérica. Para esto se utilizó el Real-Time Multivariate MJO index (RMM) de Wheeler y Hendon y el OLR-based MJO index (OMI) propuesto por Kiladis y coautores. Se estudiaron las variaciones de la dinámica de la circulación del hemisferio sur en las 8 fases de los índices de la MJO, así como también de las anomalías de temperatura de superficie en Sudamérica. Además, se realizaron composiciones probabilísticas para mostrar la probabilidad de que en cada trimestre y durante cada fase de la MJO, la precipitación en Sudamérica supere el tercil superior de ese trimestre Finalmente, se utilizaron los pronósticos retrospectivos en escala intraestacional del modelo Climate Forecast System en su versión 2 (CFSv2) del NCEP para detectar si los patrones principales de variabilidad en Sudamérica son representados por el modelo. Además, se realizó un análisis sobre la representación de la MJO en estas salidas de 123 días del CFSv2. Palabras clave: variabilidad intraestacional, precipitación, Sudamérica, oscilación de Madden-Julian, ciclo estacional, ondas de Rossby

Abstract:
This thesis aims to study the seasonal cycle that intraseasonal (IS) variability presents in South America and to explore its sources, particularly analyzing its relation to the variability observed in the circulation in the Sotthern Hemisphere and especially with the Madden-Julian oscillation (MJO). The IS variability (10-90 days) of rainfall is represented by means of an empirical orthogonal function analysis of the outgoing long wave radiation filtered in the IS band in eastern South America. The leading patterns of the IS band, as well as of the short (10-30 days) and long (30-90 days) IS timescales were studied, and their variation throughout the year. The time series of the principal components were used to study the large scale dynamics of the IS variability associated to the evolution of the patterns through linear lagged regressions studies. The seasonal variability of the influence of the MJO in South America was afterwards studied. The Real-Time Multivariate MJO (RMM) index of Wheeler and Hendon and the OLR-based MJO index (OMI) proposed by Kiladis and coauthors were used to characterize the evolution of the MJO. The variations in the dynamics of the circulation of the Southern Hemisphere during the 8 phases of the MJO indexes and for each trimester of the year was studied, as well as those variations in the surface air temperature anomalies in South America. Furthermore, probabilistic composites were computed to show the probability that during each trimester and each MJO phase, the rainfall in South America exceed the upper tercile. Finally, the reforecasts provided by the Climate Forecast System in its version 2 (CFSv2) of the NCEP were used to detect if the leading patterns of variability in South America are represented by the model. Also, an analysis of the representation of the MJO in this 123-days-length runs of the CFSv2 was done. Keywords: intraseasonal variability, precipitation, South America, Madden-Julian oscillation, seasonal cycle, Rossby wave trains

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