ARTÍCULOS ORIGINALES

Campos de circulación asociados a extremos de indice showalter en Argentina

Circulation fields associated to extreme showalter indexes in Argentina

 

Ana Laura Berman¹ , Susana Amalia Bischoff⁺

Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera (CIMA)/UBA/FCEN-CONICET, UMI3351-IFAECI/CNRS-CONICET-UBA. Int. Guiraldes 2160, Ciudad Universitaria, C1428EGA, Buenos Aires, Argentina.

E-mail: alberman@cima.fcen.uba.ar

 

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RESUMEN

Conocer las condiciones atmosféricas de una región es importante especialmente cuando ellas están asociadas a la ocurrencia de tormenta y otros fenómenos de tiempo severo que tienen impactos socioeconómicos. Una forma de identificar estas condiciones atmosféricas es mediante el cálculo de índices de inestabilidad. Por lo tanto, para conocer características de la información contenida en estos índices, el objetivo propuesto en este trabajo es investigar la variabilidad en la frecuencia de los valores extremos diarios del Indice Showalter en Argentina y su relación con los campos de circulación atmosférica regional. Para ello se utilizan datos de radiosondeo de las estaciones meteorológicas Resistencia, Santa Rosa y Comodoro Rivadavia durante el periodo 1973-2005 y se definen los valores extremos del índice como percentiles extremos.
El análisis en cada una de las estaciones meteorológicas muestra disminución de la frecuencia de los valores extremos asociados a casos inestables y aumento en la frecuencia de los valores extremos estables hacia fines del periodo analizado. Para los casos de índice extremo estable en las tres estaciones meteorológicas estudiadas, los campos medios de anomalías de circulación muestran un dipolo con un centro de circulación ciclónica sobre la costa este del continente y un centro anticiclónico ubicado al oeste sobre el Océano Pacifico. Esta circulación anómala advecta aire frío y poco húmedo de latitudes más altas estabilizando las capas mas bajas de la atmósfera dando lugar a condiciones de estabilidad. Para los casos de índice extremo inestable, los campos promedios de anomalía de circulación están asociados también a un dipolo pero presentando una circulación anticiclónica débil sobre la costa este del continente y el Océano Atlántico y un centro anómalo de circulación ciclónica sobre el sur del continente. Esta estructura produce advección de aire calido y húmedo desde el norte favorable para la convección siendo un factor importante en el desarrollo de inestabilidad en estas regiones. La comparación entre los campos promedio para casos estables e inestables muestra la estructura dipolar de circulación pero con signo invertido.

Palabras claves: Datos de radiosondeo; Indice Showalter; Circulación atmosférica.

ABSTRACT

The knowledge of atmospheric conditions in a region is important especially when they are associated with the occurrence of storms and other severe weather phenomena that have socio-economic impacts. A way to identify such atmospheric conditions is calculating indexes of instability. Therefore, in order to know characteristics of the information contained in these indexes, the aim of this study is to investigate the variability of the frequency of extreme daily Showalter Index values in Argentina and its relationships with the regional atmospheric circulation. The analysis is performed considering radiosonde data at the meteorological station Resistencia, Santa Rosa and Comodoro Rivadavia during the period 1973-2005 and defining the extreme values of the index as extreme percentiles.
The study in each meteorological station reveals that the frequency of extreme values associated with unstable cases have decreased during the last part of the analyzed period whereas the frequency of stable extreme values has increased. For the cases of extreme stable index in the three considered meteorological stations, the mean patterns of anomalous circulation show a dipolar structure with a cyclonic circulation center on the eastern coast of the continent and an anticyclonic center located to the west over the Pacific Ocean. Such anomalous circulation produces advection of cold and dry air from higher latitudes stabilizing the lower troposphere that result in stability. For extreme cases of unstable index, the anomalous circulation patterns also describe a dipolar structure but with a weak anticyclonic circulation on the eastern coast of the continent and the Atlantic Ocean and an anomalous cyclonic circulation center over the south of the continent. This circulation structure produces advection of warm and wet air from the north which is favorable for convection and the development of instability in the regions. The comparison between the mean patterns corresponding to stable and unstable cases shows a dipolar structure of circulation in both cases but with inverted sign.

Keywords: Radiosonde data; Showalter index; Atmospheric circulation.

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INTRODUCCION

Los índices de inestabilidad atmosférica obtenidos a partir de datos diarios de radiosondeo miden el potencial para el desarrollo de tiempo severo de distintos grados de intensidad y son considerados representativos del entorno de la estación meteorológica analizada en la escala sinóptica. Estos índices generalmente requieren de cálculos basados en diferentes parámetros termodinámicos (Showalter 1953; George 1960; Boyden 1963; Jefferson 1963 a y b, entre otros) y su utilización para evaluar la presencia de inestabilidad atmosférica ha sido un punto de partida en el pronóstico de convección por muchas décadas en diferentes regiones del mundo. En este sentido, Dalezios y Papamanolis (1991) compararon la aplicación de distintos índices de inestabilidad referidos a desarrollos convectivos en la península de Grecia. Por su parte, DeRubertis (2006) desarrolló un estudio climático considerando diversos índices de inestabilidad para diferentes regiones de Estados Unidos evaluando la importancia de la inhomogeneidad introducida en el comportamiento de los índices por cambios en los sensores de temperatura y humedad en los diferentes modelos de radiosondas. Los trabajos de Livingston et al. (1996), Sheridan et al. (1997), Huntrieser et al. (1997) y Burrows et al. (2005) son otros ejemplos de estudios considerando índices de inestabilidad para caracterizar las condiciones atmosféricas en diversas áreas del mundo. Para regiones de Argentina, Moyano et al. (1972) analizaron la representatividad de índices de inestabilidad en el pronóstico de tormentas con ocurrencia de fenómenos convectivos durante el período que se extiende entre septiembre 1969 y febrero 1970. El cálculo se realizó para los índices Showalter, Lifted y K de Whiting en las ciudades de Córdoba, Ezeiza y Resistencia con los valores diarios de radiosondeos. Se encontró un mejor comportamiento para el índice K de Whitting, dado que es el único de los índices que considera parámetros de humedad en el nivel de 700 mb, mientras que el índice Showalter presenta mejores valores significativos que el índice Lifted. Por su parte, Nicolini y Norte (1978) realizaron un análisis del índice K de Whiting relacionándolo con la ocurrencia de fenómenos convectivos en la zona norte de Mendoza durante el periodo octubre 1977 a marzo 1978 obteniendo que éste parece ser un buen índice de pronostico de actividad convectiva severa. Norte (1982) estudió los índices SWEAT, Total-Total y STOP en la zona norte de Mendoza concluyendo que: i) el índice SWEAT describe mejor la intensidad y el desarrollo de la actividad convectiva en el área salvo en casos excepcionales de ocurrencia de viento Zonda; ii) el índice Total-Total se comporta como un buen predictor de actividad convectiva; iii) el índice STOP no se comporta en forma favorable ya que solo tiene en cuenta datos de superficie. Catuogno (1982) analizó la distribución geográfica y estacional del Indice K en Argentina y su relación con la precipitación y ocurrencia de tormentas. La autora encontró que en el semestre más cálido del año (noviembre-abril), la marcha anual del índice para las estaciones meteorológicas del área subtropical es congruente con la mayor actividad convectiva observada. También detectó una marcada relación entre el índice y la actividad convectiva durante el verano en áreas cercanas a la Cordillera de los Andes sugiriendo que la influencia topográfica canaliza masas de aire cálido y húmedo. Rosso et al. (1987) analizaron diversos índices de inestabilidad y su rol como predictores de ocurrencia de precipitación en la estación meteorológica Ezeiza durante el período 1976-1978. Estos autores encontraron que los índices de Showalter, Lifted y el potencial de bulbo húmedo son los mejores predictores de eventos convectivos en la región. Por otra parte, Seluchi (1993) analizó condiciones de estabilidad para tres casos de máximos y tres casos de mínimos de presión observada en superficie en Resistencia, Ezeiza y Comodoro Rivadavia para cada mes del año en el periodo 1976-1982. Consideró los índices K de Whiting, Cross Total, Vertical Total y Total-Total encontrando un comportamiento similar de todos los índices en las tres estaciones meteorológicas. Simonelli (2000) consideró los índices de inestabilidad Fawbush y Miller, K de Whiting, Lifted, Showalter, SWEAT, Cross-Total y Vertical-Total como una herramienta de pronóstico para la convección profunda producida en Mendoza. Por medio de un análisis discriminante escalonado la autora obtuvo que el índice Fawbush y Miller es el mejor predictor para un período de 24 horas posteriores a la hora de la observación. Este índice es el mejor ya que contempla la importancia de la humedad en capas bajas en el desarrollo de la convección. No obstante, este índice presenta complicaciones para su cálculo lo que hace que no se utilice en las oficinas de pronóstico meteorológico. Araneo et al. (2011) utilizaron datos de temperatura y temperatura de punto de rocío de los niveles entre 850 hPa y 300 hPa en el semestre cálido octubre-marzo de los años 1987-88, 1989-90 y 1990-91 y del bimestre enero-febrero de 1995. Aplicaron análisis de componentes principales para caracterizar radiosondeos estivales del norte de Mendoza obteniendo 12 patrones que representan condiciones atmosféricas diferenciadas de ocurrencia de convección. Estos autores definieron un índice de estabilidad-inestabilidad en función de los perfiles de temperatura y temperatura de rocío dependiente de las características climatológicas de la región el cual mostró una efectividad del 72%. Por su parte, Bustos et al. (2012) evaluaron las condiciones pre-convectivas en la provincia de Mendoza con datos diarios de radiosondeo. Desarrollaron un modelo estadístico de predicción de tormentas a corto plazo mediante la aplicación del análisis discriminante multivariado que incluyó el método stepwise para la selección de variables (temperatura mínima, índice Showalter y temperatura de rocío en 850 hPa, entre otras). Los autores obtuvieron que el índice Showalter es el mejor predictor dado que confirma la importancia de la temperatura y humedad en capas bajas, como así también de las condiciones térmicas observadas en 500 hPa. Concluyen también que la temperatura mínima es un buen indicador de las condiciones pre-convectivas porque está asociada al tipo de masa de aire que predomina en la región y consideran la temperatura de rocío en 850 hPa como tercer predictor de tormentas en la región.

Los trabajos citados en el párrafo previo analizan la utilidad de diferentes índices de inestabilidad atmosférica como posibles herramientas de pronóstico meteorológico. No obstante, la caracterización de la circulación atmosférica regional asociada con condiciones extremas de estabilidad o inestabilidad definidas por estos índices es un tema aun pendiente de análisis. En consecuencia, el objetivo de este trabajo es estudiar los campos de circulación atmosférica asociados con casos extremos de estabilidad e inestabilidad indicados por el índice de Showalter en el norte, centro y sur de la Argentina. La elección del índice Showalter para focalizar la investigación se debe a que es el índice del cual se disponen las series más extensas y completas posibles. Este estudio es una nueva contribución al conocimiento de las condiciones representadas por índices de inestabilidad atmosférica en el sur de Sudamérica contribuyendo al desarrollo de posibles herramientas para la elaboración de pronósticos sinópticos.

El trabajo está organizado de la siguiente manera. En la próxima sección se describen los datos y la metodología usada, luego se presentan los resultados más relevantes y a continuación se resumen las conclusiones.

DATOS Y METODOLOGÍA

Para este estudio se utilizan los datos diarios del Índice Showalter (IS) en tres estaciones de radiosondeo que forman una transecta meridional a través de las distintas regiones climáticas de la Argentina continental (Figura 1): i) Resistencia (27°27'S; 59°03'O) en el noreste del país caracteriza a la región subtropical que está altamente afectada por el anticiclón semipermanente del Atlántico Sur el cual advecta aire cálido y húmedo desde la región tropical; ii) Santa Rosa (36°34'S'; 64⁰16'O) localizada en el centro del país en el límite entre la región subtropical y latitudes medias; iii) Comodoro Rivadavia (45°47'S; 67°30'O) ubicada en el este de Patagonia pertenece a latitudes medias y se encuentra bajo el efecto del flujo de los oestes (Prohaska, 1976).

Figura 1: Ubicación de las estaciones meteorológicas consideradas en el análisis.
Figure 1: Location of the meteorological stations considered in the analysis.

La definición del IS y la clasificación en estabilidad-inestabilidad en función de su magnitud se detalla en el Apéndice. El IS es calculado para la hora 12 Z en el periodo cálido Septiembre-Abril, dado que es la época de mayor convección y frecuencia de ocurrencia de tormenta severas (Saluzzi et al. 1979, entre otros) y es el período del año en que han sido mayormente focalizados los estudios sobre regiones de la Argentina citados en la sección anterior.

Los valores diarios del IS se obtuvieron de la base de datos de la Universidad de Wyoming (http://weather.uwyo.edu) abarcando el período 1973-2005. En este periodo, se tiene información disponible en todos los días del semestre analizado en las tres estaciones meteorológicas consideradas excepto en los años 1989 y 2002 en Resistencia, 1989 y 1990 en Santa Rosa y 1990, 2002 y 2003 en Comodoro Rivadavia. Esos años específicos en los que las series diarias del IS tienen importante cantidad de datos faltantes han sido excluidos del respectivo análisis. Por lo tanto, el estudio abarca un total de 5960 días en Resistencia, 5482 días en Santa Rosa y 5485 días en Comodoro Rivadavia. Complementariamente, considerando el número total de días disponibles en cada estación meteorológica se obtuvieron los casos extremos del IS definidos como los percentiles de la distribución (1%) donde los extremos máximos corresponden a los casos estables y los mínimos corresponden a los casos inestables resultando 99 situaciones diarias para cada grupo.

Para caracterizar los patrones de circulación atmosférica asociados con condiciones estables e inestables en el área de cada una de las estaciones meteorológicas consideradas, se obtuvieron los campos promedio de las anomalías de circulación respecto al período 1961-90 de cada grupo. Estos campos de circulación atmosférica fueron construidos considerando valores diarios de altura geopotencial de los niveles de 850 hPa y 500 hPa obtenidos de los reanálisis NCEP/NCAR (Kalnay et al., 1996).

RESULTADOS

Análisis de frecuencia de casos estables e inestables

La Tabla 1 muestra la cantidad de casos en que el IS resulta positivo, negativo y los correspondientes valores medios en cada estación meteorológica. Se observa que: i) En Resistencia el 75.0% de los casos (4455 casos de un total de 5960) corresponden a IS positivo mientras que en el 25.0% restante (1505 casos) es negativo; ii) En Santa Rosa el IS es positivo en el 86.5% de los casos (4739 casos de un total de 5482) y negativo en el 13.5% restante (743 casos); iii) En Comodoro Rivadavia los valores positivos del IS representan el 98.06% de los casos (5385 casos de un total de 5485) y los negativos el 1.94% (100 casos). Por otra parte, el valor promedio del IS en el semestre cálido sobre el total de los casos considerados es 4.78 en Resistencia, 6.25 en Santa Rosa y 7.91 en Comodoro Rivadavia. Esto indica, como era esperable, un progresivo aumento de estabilidad en la medida que la localidad se encuentra en mayores latitudes ya que advección de masas de aire cálido y húmedo de origen tropical-subtropical la pueden alcanzar menos frecuentemente.

Tabla 1.: Cantidad de casos en que el IS resulta positivo, negativo y los correspondientes valores medios en cada estación meteorológica.
Table 1: Quantity of cases in which the IS turns out to be positive, negative and the corresponding values media in each weather station.

La serie de valores medios del IS describe la variabilidad interanual del índice en cada estación meteorológica considerada (Figura 2.a). En Resistencia, algunos de los valores más bajos del IS coinciden con los años de ocurrencia de eventos El Niño (ejemplos: 1986, 1991 y 1997) considerando la clasificación de eventos El Niño, La Niña o condiciones neutras en el Pacífico ecuatorial dada por el Climatic Prediction Center (http://www.cpc.ncep.noaa.gov). Esta característica está de acuerdo con el incremento de la advección de aire cálido y húmedo hacia la región desde menores latitudes producido durante tales eventos. En efecto, Silvestri (2004) describió un aumento del flujo de humedad desde la selva amazónica hacia el sur debido a la intensificación de la corriente en chorro subtropical de capas bajas durante los eventos El Niño produciendo intensa precipitación en la región del norte de Argentina.

Figura 2.a: Valor medio del IS y recta de tendencia lineal en los meses analizados (ver el texto para más detalles).
Figure 2.a: Mean value of the IS and linear trend in the analyzed months (see the text for more details).

El comportamiento del IS en Resistencia y Santa Rosa es diferente al observado en Comodoro Rivadavia. Efectivamente, tanto en Resistencia como en Santa Rosa se detecta una tendencia lineal para todo el periodo con pendiente negativa significativa al nivel de 90% y 99%, respectivamente, definidos según T-Student. Por el contrario, en Comodoro Rivadavia se observa tendencia lineal con pendiente positiva al nivel del 99%. Estas características indican que en el norte y centro de la Argentina existe aumento de inestabilidad media en el periodo de análisis mientras que en la Patagonia se observa aumento de estabilidad media.

La frecuencia de ocurrencia de casos extremos estables e inestables del IS y las correspondientes rectas de tendencia lineal se muestran en la Figura 2.b. En Resistencia se observan los valores de mayor frecuencia de casos extremos estables en los años 1995, 1998, 2003 y 2005 y ausencia de casos estables durante 1975-1978 exceptuando un caso en el año 1977 (Figura 2.b.I). Los casos extremos inestables tienen frecuencias máximas durante los años 1974, 1975, 1976, 1996, 1997 y 2000. La recta de tendencia lineal muestra un aumento de la pendiente que resulta significativa al 99% según T-Student en los casos extremos estables mientras que en los casos extremos inestables se observa una pendiente negativa pero esta tendencia es no significativa. Se observa un cruce de las rectas de tendencia hacia fines de la década de 1980.

Figura 2.b: Frecuencia y rectas de tendencia lineal de ocurrencia de casos extremos estables (barras azules) e inestables(barras rojas).
Figure 2.b: Frequency and linear trends for the occurrence of stable (blue bars) and unstable (red bars) extreme cases.

En Santa Rosa se observan bajos valores de frecuencias de casos extremos estables e inestables antes de 1980 (Figura 2.b.II). Los casos extremos estables fueron mas frecuentes en 1998, 2001 y 2002 mientras que la mayor frecuencia de casos extremos inestables se produjo en 1980, 1992, 1996 y 1998. Se observa un aumento de la frecuencia de casos extremos inestables durante la década de 1990 y un posterior descenso. Las rectas de tendencia lineal muestran tendencia positiva significativa al 99% según T-Student para los casos extremos estables mientras que en los casos extremos inestables también se observa tendencia positiva pero la misma resulta no significativa. Se observa un cruce de las rectas hacia fines de la década de 1980.

En Comodoro Rivadavia se detecta un aumento de la frecuencia de casos extremos estables desde mediados de la década de 1980 con máximos valores en 1988, 1997 y 2001 (Figura 2.b.III). Por el contrario, la frecuencia de casos extremos inestables fue mayor durante las décadas de 1970 y 1980 con un máximo en 1979. El análisis de las rectas de tendencia lineal muestra aumento de la pendiente para los casos extremos estables pero esta tendencia es no significativa mientras que la recta de tendencia negativa para los casos extremos inestables es significativa al 99% según T-Student. Como en las otras dos estaciones, también se observa un cruce de las rectas de tendencia hacia fines de la década de 1980.

Las series de frecuencia de casos extremos estables-inestables sugiere que tanto en la región subtropical (Resistencia) como en Patagonia (Comodoro Rivadavia) los casos extremos estables han sido más frecuentes y los casos extremos inestables menos frecuentes desde comienzos de la década de 1980 comparado con lo ocurrido en los años previos. Esto es particularmente notorio en la frecuencia de casos extremos inestables en Comodoro Rivadavia (Figura 2.b.III). Esta característica podría estar conectada con el cambio en la estructura espacial del patrón de circulación atmosférica de gran escala conocido como Southern Annular Mode (SAM, Thompson y Wallace 2000). En efecto, Silvestri y Vera (2009) demostraron cambios significativos en las anomalías de circulación atmosférica asociadas con el SAM que a su vez afectaron la variabilidad de precipitación y temperatura en diversas regiones del Hemisferio Sur, especialmente en el entorno de Patagonia y en la región subtropical de Sudamérica al este de la Cordillera de los Andes.

Campos de circulación

Los campos medios de anomalías de circulación en los niveles de 500 hPa y 850 hPa para casos extremos del IS en la estación Resistencia se muestran en la Figura 3.a. Estos campos son los asociados a días de ocurrencia de valores extremos estables (extremos positivos del IS) e inestables (extremos negativos del IS) considerando los percentiles de la distribución (1%) resultando 99 situaciones diarias para cada grupo. Para los casos estables, en el nivel de 500 hPa (Figura 3.a.1) se observa un dipolo con un centro de anomalías de baja presión localizado en el Atlántico Sur y un centro de alta presión sobre el sudoeste del continente en 48ºS aproximadamente. Esta configuración corresponde al estado en que acaba de pasar el eje de vaguada y se encuentra entrando la parte delantera de una cuña, situación asociada a subsidencia y estabilidad. En niveles bajos (Figura 3.a.2), una gran anomalía positiva, característica de los anticiclones post frontales, se extiende sobre toda la región continental con un centro en el área subtropical y otro sobre Patagonia. Estas situaciones están asociadas a advección de aire seco y frío proveniente de las regiones subpolares. Bajo estas condiciones queda inhibido el frecuente flujo de aire cálido y húmedo de menores latitudes que afecta la región y que se asocia a la presencia del anticiclón semipermanente del Atlántico Sur. Un ejemplo de situación estable con valor extremo positivo de IS es el día 20 de Septiembre de 1995 (figuras 3.b.1 y 3.b.2). Para los casos inestables, el promedio de anomalías de altura geopotencial en 500 hPa (Figura 3.a.3) muestra una situación casi opuesta a la anterior con leve defasaje hacia el noreste. El gran centro de anomalía negativa ocupa toda la región centro y sur de Argentina, Chile y las áreas oceánicas vecinas generando la importante influencia de la parte delantera de vaguada sobre Resistencia con flujo del noroeste en la tropósfera media. En niveles más bajos (Figura 3.a.4) se presenta un centro de circulación ciclónico sobre el continente que favorece el flujo de aire cálido y húmedo desde menores latitudes generando condiciones de inestabilidad con características barotrópicas en toda la columna de aire. Un ejemplo de esta condición es el día 7 de Diciembre de 1974 (figuras 3.b.3 y 3.b.4).

Figura 3.a: Campos medios de anomalías de altura geopotencial en los niveles de 500 hPa y 850 hPa para casos estables (panel izquierdo) e inestables (panel derecho) en Resistencia. Contornos cada 10 mgp. Valores negativos en línea punteada. Línea continúa gruesa indica el contorno de 0. El punto de color indica la ubicación de la estación meteorológica.
Figure 3.a: 500-hPa and 850-hPa mean anomaly fields for stable (left panels) and unstable (right panels) cases in Resistencia. The contour interval is 10 mgp. Negative contours are dashed and the zero contour is indicated by the thick black line. The point in color indicates the location of the meteorological station.

 

Figura 3.b: Campos de altura geopotencial en 500 hPa y 850 hPa para días con valores de IS extremo positivo (estable) y negativo (inestable) en Resistencia.
Figure 3.b: 500-hPa and 850-hPa synoptic situations for days with positive (stable) and negative (unstable) extreme values of IS in Resistencia.

Las composiciones de casos estables e inestables para Santa Rosa se muestran en la Figura 4.a. En 500 hPa (Figura 4.a.1) las anomalías muestran un patrón dipolar con un centro ciclónico sobre el Océano Atlántico abarcando también las costas de Buenos Aires y Uruguay y un centro anticiclónico al sudoeste del continente sobre las costas de Chile y el Océano Pacifico Sur. Los signos de las anomalías son opuestos para casos estables (Figura 4.a.1) e inestables (Figura 4.a.3) e implican parte delantera de cuña y vaguada respectivamente. En el nivel de 850 hPa también los patrones son casi inversos (figuras 4.a.2 y 4.a.4). En los casos estables (inestables) la región continental está dominada por una circulación anticiclónica (ciclónica) asociada con un centro ciclónico (anticiclónico) desplazado sobre el Atlántico generando en conjunto flujo de aire desde latitudes mayores (menores). Estas condiciones de la tropósfera están asociadas a aire frío-seco del sur, descenso y estabilidad (aire cálido-húmedo de la región subtropical, ascenso e inestabilidad). Ejemplos de estas situaciones son el día 24 de Enero de 1980 (figuras 4.b.1 y 4.b.2) para caso estable y el día 27 de Febrero de 1977 para caso inestable (figuras 4.b.3 y 4.b.4).

Figura 4.a: Como Fig. 3.a pero para Santa Rosa.
Figure 4.a: As Fig. 3.a but for Santa Rosa.

Figura 4.b: Como Fig. 3.b pero para Santa Rosa.
Figure 4.b: As Fig. 3.b but for Santa Rosa.

En Comodoro Rivadavia (Figura 5.a), como era de esperarse las condiciones de estabilidad se encuentran dominadas por anomalías al flujo básico dadas por centros de altas y bajas presiones de latitudes medias-subpolares. En los casos estables tanto en 500 hPa (Figura 5.a.1) como en 850 hPa (Figura 5.a.2) existe un dipolo totalmente zonal en aproximadamente 50ºS observándose un centro de anomalías positivas sobre el sudoeste del continente y de anomalías negativas sobre el Océano Atlántico. Esta estructura de anomalías implica parte delantera de cuña en la tropósfera media y circulación anticiclónica debido al centro de alta presión generando subsidencia y advección de masa de aire frío que afecta Comodoro Rivadavia produciendo estabilidad. Un ejemplo de esta situación es el día 13 de Septiembre de 2000 (figuras 5.b.1 y 5.b.2). La estructura de circulación de los casos inestables es casi opuesta a la anterior con la diferencia que la anomalía sobre el Pacífico Sur está desplazada hacia menores latitudes localizándose alrededor de 40ºS y el centro sobre el Atlántico se halla desplazado hacia el sudoeste (figuras 5.a.3 y 5.a.4). Esta configuración genera un efecto similar a una situación de bloqueo con flujo de aire del sector este-noreste en niveles bajos y parte delantera de vaguada cuyo eje se localiza sobre el Pacífico al oeste del continente. Un ejemplo de esta estructura es el día 18 de Marzo de 1980 (figuras 5.b.3 y 5.b.4). La situación sinóptica con el eje de vaguada justo al oeste de los Andes es descripta por Garreaud et al. (2013) como la típica condición que produce tormentas y precipitación en el sector argentino de Patagonia.

Figura 5.a: Como Fig. 3.a pero para Comodoro Rivadavia.
Figure 5.a: As Fig. 3.a but for Comodoro Rivadavia.

 

Figura 5.b: Como Fig. 3.b pero para Comodoro Rivadavia.
Figure 5.b: As Fig. 3.b but for Comodoro Rivadavia.

CONCLUSIONES

En este trabajo se analizó información contenida en los índices de Inestabilidad Showalter obtenidos de los datos diarios de radiosondeos en tres estaciones meteorológicas de Argentina. El estudio se focalizó en la descripción de la frecuencia y los campos de circulación atmosférica asociados con casos extremos de estabilidad e inestabilidad atmosférica definidos por este índice durante el periodo cálido Septiembre-Abril, que es el que presenta mayor convección, usando los valores de la hora 12 Z en 1973-2005. Las estaciones meteorológicas consideradas fueron Resistencia, Santa Rosa y Comodoro Rivadavia que forman una transecta extendida desde el clima netamente subtropical al típico de latitudes medias.

Los resultados indican que el valor medio del índice tiene tendencia opuesta entre latitudes subtropicales y medias durante el periodo de análisis, dado que la pendiente de la recta de tendencia en Resistencia y Santa Rosa es negativa con un nivel de significancia del 90% y 99%, respectivamente, definidos según T-Student. Por el contrario, en Comodoro Rivadavia se observa tendencia lineal con pendiente positiva al nivel del 99%. Por otra parte, en la región subtropical y en Patagonia la ocurrencia de casos extremos estables ha sido más frecuente desde comienzos de la década de 1980 al tiempo que los casos extremos inestables han sido menos frecuentes respecto de los ocurridos en las décadas previas. Este cambio puede deberse a la diferente configuración espacial del patrón de circulación SAM en ambos periodos demostrado por otros autores.

Las características de la circulación atmosférica en condiciones extremas del índice para cada una de las estaciones meteorológicas muestran que las anomalías en el campo de 500 hPa describen una estructura dipolar caracterizada por un centro extendido aproximadamente al este y otro al oeste de la respectiva ubicación de la estación en estudio. Los signos opuestos entre los patrones para casos estables y casos inestables establecen, en la tropósfera media, condiciones de parte delantera de cuña y vaguada respectivamente que generan descenso con estabilidad en el primer caso y ascenso con inestabilidad en el segundo. En particular, el centro ciclónico (anticiclónico) localizado sobre el Océano Atlántico que forma parte del dipolo en los casos estables (inestables) se desplaza hacia mayores latitudes a medida que la estación meteorológica considerada se localiza más al sur. Este centro de anomalías de circulación se ubica en la región subtropical afectando la intensidad del anticiclón semipermanente del Atlántico Sur en el caso de Resistencia y se extiende sobre el sur del Atlántico Sur en el caso de Comodoro Rivadavia. En los niveles bajos de la tropósfera, las anomalías de circulación atmosférica implican advección de aire frío y seco de mayores latitudes (cálido y húmedo de menores latitudes) en los casos extremos estables (inestables).

Apéndice

IS = T₅₀₀ - T_p500

donde IS es el índice Showalter, T₅₀₀ es la temperatura (°C) en el nivel de 500 hPa, T_p500 es la temperatura (°C) que, en un diagrama adiabático, una burbuja de aire alcanza si es elevada por un proceso adiabático no saturado desde 850 hPa hasta el nivel de condensación y luego continua elevándose por un proceso adiabático saturado hasta 500 hPa.

Guía:

El IS estima la inestabilidad atmosférica asociada con la diferencia entre la temperatura real en el nivel de 500 hPa y la temperatura que una burbuja de aire alcanzaría en un ascenso adiabático saturado desde 850 hPa hasta 500 hPa.

Agradecimientos

Agradezco a la Dr. Susana Bischoff por haberme conducido en la realización del presente trabajo, sus comentarios, sugerencias y aportes que permitieron la realización del mismo por lo cual es co-autora a pesar de haber fallecido antes de finalizar la redacción de los resultados. También agradezco la posterior colaboración de la Dr. Rosa Compagnucci y el Dr. Gabriel Silvestri. El presente trabajo fue realizado con el aporte de los subsidios UBACYT Nº 20020100101049, AGENCIA-MINCYT PICT-2007-00438 y CONICET PIP 114-201001-00250.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Recibido: 26-10-2012 Aceptado: 19-4-2013