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Meteorologica

versión On-line ISSN 1850-468X

Meteorologica vol.30 no.1-2 Ciudad Autónoma de Buenos Aires ene./dic. 2005

 

ARTÍCULOS ORIGINALES

Precipitaciones convectivas y estratiformes en la Pampa Húmeda: una aproximación a su separación y aspectos climatológicos de ambas

Rubén H. Sarochar, Héctor H. Ciappesoni (1) y Nora E. Ruiz*

Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires
(1)Servicio Meteorológico Nacional

* E-mail address: nora@at.fcen.uba.ar

(Manuscrito recibido el 12 de diciembre de 2005, en su versión final el 4 de septiembre de 2006)

RESUMEN

Se estudiaron los registros de precipitación de diez estaciones ubicadas en la región de la Pampa Húmeda Argentina durante el período enero de 1995 a diciembre de 2001. Se llevó adelante la tarea de diferenciar en cada registro diario de precipitación las contribuciones con origen en nubosidad cumuliforme por un lado y estratiforme, por otro. La metodología empleada consistió en utilizar los informes horarios de tiempo presente relacionados con la convección para separar los días lluviosos convectivos de los estratiformes. La precipitación anual de la Pampa Húmeda, en promedio, proveniente de fenómenos de tipo convectivo tiene frecuencias menores que la correspondiente a fenómenos estratiformes (45% y 55%, respectivamente); lo inverso ocurre con la cantidad de precipitación donde aproximadamente el 75% es de origen convectivo y el restante 25%, estratiforme. Se observa que tanto la precipitación convectiva como su frecuencia de ocurrencia son superiores a las respectivas de origen estratiforme en los meses cálidos (noviembre a abril) con un máximo principal entre enero y abril, y otro secundario en octubre o noviembre dependiendo de la estación. La marcha anual de precipitación muestra una fuerte disminución en los meses invernales. La escasa precipitación en esta época es fundamentalmente de origen estratiforme. La onda anual quedaría en gran medida definida por la evolución de la marcha anual de la precipitación convectiva. En cuanto a la variabilidad, los desvíos mensuales aumentan en otoño y primavera y son mayores para la convección. Para la precipitación estratiforme la variabilidad es mucho menor en general.

Palabras clave: Precipitación convectiva; Precipitación estratiforme; Pampa húmeda.

Convective and stratiform precipitation in the Humid Pampas: a separation approach and climatological aspects

ABSTRACT

Precipitation data at ten stations located in the Argentine Humid Pampas region since January 1995 to December 2001 have been studied. For each daily rainfall observation, contributions to precipitation coming from convective cloudiness and non-showery or stratus clouds have been separated. Hourly present weather reports from SYNOP information related to convection were used to discriminate convective rainy days from stratiform ones. For annual precipitation in the humid pampas, on average, convective precipitation frequency is less than stratiform frequency (45% an 55%, respectively); the opposite happens with the precipitation amount: 75% has convective origin and the remaining 25%, non-showery one. Monthly convective precipitation and its corresponding occurrence frequency are higher than the respective stratiform ones during the warm season (November to April) with the main maximum between January and April, and the secondary one at October or November depending on the station. The precipitation annual march shows a strong decrease in the cold months. This little rainfall is mainly form stratiform source. The annual wave is in a great extent defined by the annual convective wave. According to precipitation variability, monthly standard deviations increase in autumn and spring, and they are higher for convection. Stratus-type rainfall variability is less.

Keywords: Convective precipitation; Stratiform precipitation; Humid pampas.

1. INTRODUCCIÓN

En el presente trabajo se ha analizado las precipitaciones mensuales diferenciando en ellas las correspondientes a procesos convectivos de los estratiformes, para un grupo de estaciones que pertenecen al Servicio Meteorológico Nacional de la República Argentina (SMN) y que se hallan ubicadas en la Región Pampeana. Esta región es considerada una zona altamente productiva en términos agrícola-ganaderos y abarca la provincia de Buenos Aires, este de La Pampa, sur de Córdoba y de Santa Fe, dentro del territorio argentino en el cono sur de América del Sur.

El objetivo principal de este análisis es el de desacoplar en lo posible el carácter convectivo que la precipitación presenta respecto del complemento puramente estratiforme de la misma en la región de estudio, haciendo la salvedad de que cuando se hable de lluvia convectiva o cumuliforme, el término no es estricto ya que se estará haciendo referencia a fenómenos relacionados fundamentalmente con la convección originados en tormentas de masas de aire o en mesociclones, pero que también pueden darse en sistemas frontales donde también habrá de existir además nubosidad de tipo estratiforme que aporte precipitación. Una total diferenciación escapa a los alcances de este trabajo debido, por un lado, al criterio de separación que se aplicó y, por otro, a que se utilizaron datos provenientes de la red de estaciones del SMN que se encuadra dentro de la escala sinóptica, hecho que imposibilita la detección y diferenciación de fenómenos de escala menor. En cambio cuando se hable de precipitación estratiforme podremos estar seguros de que de ella se trata, debido a que se obtiene por exclusión de todos los fenómenos asociados con la convección, si bien, en general la precipitación estratiforme puede provenir también de restos de células convectivas. El interés de esta separación radica en que los eventos de tipo convectivo, si bien pueden ser menos frecuentes, traen asociada una mayor cantidad de precipitación, por lo que es muy razonable afirmar que estos fenómenos son responsables de una mayor proporción de los excesos de precipitación que se registran. La convección está relacionada con actividad eléctrica, precipitación intensa y fuerte turbulencia, que a menudo ocasionan grandes daños a personas y propiedades. Como se demostrará más adelante, la precipitación de tipo convectivo prevalece sobre la de tipo estratiforme casi todo el año, salvo en los meses invernales que es cuando la circulación de los oestes predomina en la Pampa Húmeda haciéndose más frecuente la actividad frontal. En este período la nubosidad y precipitación de tipo estratiforme cobran mayor importancia relativa.

Respecto de la forma de diferenciar el tipo de precipitación, Barry y Chorley (1985) proponen que la misma puede clasificarse en tres grupos principales: convectiva; ciclónica o estratiforme y orográfica. La precipitación convectiva está asociada a nubosidad cumuliforme (cúmulus congestus y cumulonimbus). En relación con su grado de organización espacial, los sistemas pueden desarrollarse de las siguientes formas:

a) Celdas convectivas dispersas, originadas por fuerte calentamiento del terreno en verano (facilitadas por la liberación de inestabilidad convectiva). Aquí la precipitación puede incluir algún tipo de tormenta con granizo y las áreas afectadas suelen ser pequeñas.

b) Precipitación de lluvia, nieve o granizo en forma de chaparrones que se forman en aire frío e inestable, donde las celdas convectivas (y la precipitación que éstas originan) se alinean en forma más o menos paralela a la dirección del viento, afectando una amplia área pero durante un lapso de tiempo relativamente corto.

c) Precipitación proveniente de sistemas mesoconvectivos que presentan una organización temporal y espacial mucho más extendida.

d) Celdas de cumulonimbus en ciclones tropicales totalmente organizados y afectando áreas de miles de kilómetros cuadrados. Estas últimas no corresponden a lo que sucede en nuestras latitudes.

La precipitación de tipo estratiforme esencialmente proviene del mecanismo de ascenso de aire mediante convergencia horizontal en una zona de baja presión y sus características varían de acuerdo al estado de desarrollo de los sistemas sinópticos. En los sistemas extratropicales este mecanismo está reforzado por el ascenso de aire cálido y húmedo a lo largo de la superficie frontal. Estos sistemas dan precipitación ligera o moderada, generalmente continua y sobre áreas muy extensas.

Por último está la precipitación orográfica, que no es el caso de las estaciones de la Pampa Húmeda, excepción en casos muy específicos en la región de las sierras bonaerenses, cuestión que no se tendrá en cuenta en este trabajo.

Otro criterio para clasificar tipos de precipitación es propuesto por Bluestein (1993) según el cual los sistemas precipitantes se pueden ordenar de acuerdo a su fenomenología o de acuerdo a su física. Precisamente según Bluestein, si se considera la fenomenología, la precipitación puede dividirse en convectiva y estratiforme. De acuerdo a esto los fenómenos convectivos se caracterizan por flujos verticales turbulentos de cantidad de movimiento y calor. Las leyes dinámicas que gobiernan este tipo de movimientos puede o no ajustarse a la aproximación hidrostática, por ejemplo chaparrones y tormentas no son en absoluto hidrostáticos. Sin embargo, algunas bandas de precipitación en ciclones extratropicales y zonas frontales son hidrostáticas. Las regiones de precipitación convectiva son relativamente angostas y la precipitación misma suele ser intermitente e intensa.

Los sistemas estratiformes se caracterizan por relativamente suaves flujos verticales de calor y cantidad de movimiento, la precipitación de esta clase suele encontrarse del lado polar de los frentes cálidos y en amplias zonas de advección cálida. La dinámica de estos sistemas es siempre hidrostática, las áreas afectadas son siempre amplias y la precipitación tiende a ser más suave y estable que en los sistemas convectivos. Algunos sistemas como las líneas de inestabilidad son híbridos de las dos formas mencionadas, pues durante su tiempo de vida conviven en distintas zonas precipitaciones convectivas y estratiformes. En ocasiones, los sistemas de precipitación convectiva pueden transformarse en estratiformes durante su etapa de decaimiento. En otros casos sistemas de precipitación convectiva se desarrollan dentro deáreas donde la nubosidad y la precipitación son claramente estratiformes.

Según Bluestein, la diferenciación de los sistemas precipitantes a través de la física de los mismos implica seguir la evolución ambiental de parámetros como la distribución espacial del vapor de agua, la velocidad vertical, los perfiles de temperatura, la microfísica, la cortante vertical y la cortante horizontal del viento. En el trabajo que aquí se presenta, se encara el estudio desde el punto de vista de la fenomenología.

Como antecedente en Argentina existe el trabajo de Hoffmann et al. (1987) quienes analizaron las frecuencias de distintos fenómenos y distintos tipos de precipitación en el territorio argentino. En lo relacionado con la convección analizan y establecen frecuencias medias anuales de días con granizadas (período 1951-1980) y de días con tormentas eléctricas (período 1971-1980). En lo que atañe a la región de estudio y respecto de los días con granizadas, las mayores frecuencias las encuentran en la parte sur de la costa atlántica bonaerense, desde la ciudad de Mar del Plata hasta Bahía Blanca (continuando al sur por la costa patagónica). También resultan importantes las frecuencias de granizadas en el oeste de la provincia de Buenos Aires y sur de la provincia de Córdoba. Con respecto a las frecuencias de tormentas eléctricas, éstas tienen sus máximos anuales medios en el noroeste de la provincia de Buenos Aires, sur de Córdoba y sur de Santa Fe, siempre considerando sólo la región pampeana dentro de los totales del país.

En relación con las tormentas eléctricas Hordij et al. (1996) realizaron un estudio en el cual se determina la ocurrencia de tormentas convectivas estudiando los registros de actividad eléctrica atmosférica obtenidos de la red de estaciones del SMN. Este análisis se hizo para todo el territorio argentino, abarcando las décadas de 1971-1980 y 1981-1990. Los estudios correspondientes a las distintas estaciones del año se efectuaron asociando los meses de enero con verano, abril con otoño, julio con invierno y octubre con primavera. En lo referente a la región pampeana los autores encuentran un máximo anual de ocurrencia de tormentas convectivas en la zona de las sierras pampeanas.

Las situaciones que se presentan en el presente trabajo como convectivas fueron identificadas por los fenómenos asociados que aparecen en los informes de tiempo presente de la clave SYNOP y que se detallan más adelante. Otros autores han utilizado también criterios similares para separar los distintos tipos de precipitación. Dai (2000) utilizó informes de tiempo presente para estudiar la frecuencia de ocurrencia de las distintas categorías de precipitación a nivel global (entre ellas la convectiva y la estratiforme) así como también la frecuencia de ocurrencia de determinado tipo de evento precipitante. Obtuvo para las latitudes medias y altas del hemisferio norte que en los meses de invierno la precipitación de tipo estratiforme tiene una frecuencia de ocurrencia de entre un 50% y 90% de los casos según la región, mientras que las precipitaciones de tipo convectivo son muy poco frecuentes. Para los meses de verano la proporción de lluvias en forma de chaparrones y tormentas aumenta en forma notable (con gran variabilidad de acuerdo a la región del globo) alcanzando entre un 30% y 40% de los casos para las latitudes medias.

Es importante aclarar una vez más que los datos de superficie utilizados en el presente trabajo provienen de la red sinóptica de estaciones del SMN lo cual dificulta precisar para el caso de la convección el tipo de proceso que le dio origen, así probablemente sean mejor detectados los fenómenos convectivos asociados a la actividad frontal, mientras que los procesos de masas de aire queden de algún modo oscurecidos.

Es posible pensar que los excesos y déficit de la precipitación estén asociados además al tipo de fenómenos que se presentan. Particularmente es razonable esperar que un exceso de la precipitación total mensual respecto de una media determinada tenga una mayor conexión con procesos de convección, especialmente en los meses cálidos del año. Podría ocurrir entonces que la estructura de la atmósfera condicione de algún modo el tipo de fenómenos que producen lluvias (convectivos o estratiformes). En tal sentido Ruiz y Vargas (1998) y Ruiz (2004) han estudiado la relación entre vorticidad y ocurrencia o no de precipitación diaria, estableciendo una significativa correlación entre las anomalías de vorticidad relativa en el nivel de 500 hPa y la precipitación diaria en un lugar determinado, observándose posiciones preferenciales y variables de dichas anomalías en relación con la ubicación geográfica de la estación cuya precipitación se estudia. En particular se encontró que vaguadas en la tropósfera media con un centro ciclónico anómalo sobre la cordillera de los Andes entre los 35º y 40º de latitud sur inciden en la ocurrencia de precipitación en Buenos Aires (Ruiz y Vargas, 1998). En términos mensuales, también se hallarían zonas con correlación levemente significativa entre las alturas geopotenciales de 500 hPa y la precipitación mensual (Antico, 1999). Cabe aclarar que la relación posible entre excesos y déficit mensuales de precipitación y el tipo de lluvia no se establece en forma objetiva en el presente trabajo, quedando simplemente en el plano de una hipótesis. El estudio aquí planteado puede resultar un tanto limitado por el número de estaciones tomadas y por el número de años analizados; no obstante, la intención es analizar la componente convectiva y/o estratiforme de la precipitación cuantificándola en alguna medida a través de una estadística básica para, posteriormente, estudiar si pueden relacionarse estas componentes con estructuras de la circulación atmosférica de gran escala y de escala sinóptica (promedios mensuales).

2. DATOS UTILIZADOS Y METODOLOGÍA

Para este trabajo fueron seleccionadas diez estaciones ubicadas en la región de estudio que realizan observaciones durante las veinticuatro horas del día. Su ubicación se muestra en la Fig. 1 y las mismas son:

- Paraná (31º 47'S, 60º 29'W)
- Río Cuarto (33º 07'S, 64º 36'W)
- Laboulaye (34º 08'S, 63º 40'W)
- Junín (34º 57'S, 61º 14'W)
- Obs. Central Buenos Aires (34º 35'S, 58º 29'W)
- Bolívar (36º 15'S, 61º 06'W)
- Santa Rosa (36º 34'S, 64º 16' W)
- Tandil (37º 35'S, 59º 15'W)
- Mar del Plata (37º 56'S, 57º 35'W)
- Bahía Blanca (38º 44'S, 62º 10'W)



Figura 1. Región de estudio.

La información utilizada abarcó un período de siete años, desde enero de 1995 a diciembre de 2001 inclusive. En este período se cuenta con la información horaria digitalizada que otorga la Base de Datos que se organizó en el SMN (Centro de Procesamiento de Datos). Para establecer la categoría de día con precipitación convectiva se extrajo de la base de datos el listado de días para los cuales, en el informe de tiempo presente en forma horaria, se consignaban fenómenos normalmente asociados a la convección según la clave SYNOP para estaciones de superficie. Los grupos considerados fueron:

ww = 18: Turbonadas en la estación, o a la vista, durante la hora precedente o en el momento de la observación.
ww = 25: Chaparrón(es) de lluvia.
ww =26: Chaparrón(es) de nieve o de lluvia y nieve.
ww = 27: Chaparrón(es) de granizo o de pedrisco, granizo blando o de lluvia y granizo.
ww = 29: Tormenta (con precipitaciones o sin ellas).
ww = 80: Chaparrón(es) de lluvia débil(es).
ww = 81: Chaparrón(es) de lluvia moderado(s) o fuerte(s).
ww = 82: Chaparrón(es) de lluvia violento(s).
ww = 83: Chaparrón(es) de lluvia con nieve, débil.
ww = 84: Chaparrón(es) de lluvia con nieve moderado(s) o fuerte(s).
ww = 85: Chaparrón(es) de nieve débil(es).
ww = 86: Chaparrón(es) de nieve moderado(s) o fuerte(s).
ww = 87: Chaparrón(es) de granizo o de granizo blando, con lluvia o sin ella, o lluvia con nieve débil(es).
ww = 88: Chaparrón(es) de granizo o de granizo blando, con lluvia o sin ella, o lluvia con nieve moderado(s) o fuerte(s).
ww = 89: Chaparrón(es) de pedrisco, con lluvia o sin ella, o lluvia con nieve débil(es) sin truenos.
ww = 90: Chaparrón(es) de pedrisco, con lluvia o sin ella, o lluvia con nieve moderado(s) o fuerte(s) sin truenos.
ww = 91: Lluvia débil en el momento de la observación.*
ww = 92: Lluvia moderada o fuerte en el momento de la observación.*
ww = 93: Caída débil de nieve o de agua con nieve o granizo, granizo blando o pedrisco en el momento de la observación. *
ww = 94: Caída moderada o fuerte de nieve o de agua con nieve o granizo, granizo blando o pedrisco en el momento de la observación.*
ww = 95: Tormenta débil o moderada sin granizo, granizo blando o pedrisco, pero con lluvia y/o nieve en el momento de la observación.**
ww = 96: Tormenta débil o moderada con granizo, granizo blando o pedrisco, en el momento de la observación **
ww = 97: Tormenta fuerte sin granizo, granizo blando o pedrisco, pero con lluvia y/o nieve en el momento de la observación.**
ww = 98: Tormenta con tempestad de polvo o de arena en el momento de la observación.**
ww = 99: Tormenta fuerte, con granizo, granizo blando o pedrisco en el momento de la observación.**

A partir de estas consideraciones se analizaron los registros diarios de precipitación y se los comparó simultáneamente con los informes horarios de tiempo presente asociados a fenómenos convectivos según las claves antes detalladas (tomando todos estos datos dentro del horario que abarca un día pluviométrico, es decir de 12:00 UTC de un día a 12:00 UTC del día siguiente), de tal manera que cuando en un día determinado se tenían informes de tiempo presente de este tipo en al menos una hora y, además, existía un registro de precipitación, entonces ese día era definido como día con precipitación convectiva y a la cantidad de lluvia registrada se la tomaba como precipitación convectiva. Consecuentemente, se definió como día con precipitación estratiforme al resto de los días con precipitación que no consignaban fenómenos convectivos. Esta tarea se realizó para cada mes y para cada año que abarcó este estudio, y de esta manera se obtuvieron las series mensuales de precipitación total, convectiva y estratiforme. Con la información así discriminada se analizaron las series de precipitación total, convectiva y estratiforme.

Se debe tener en cuenta que para separar los grupos de precipitación convectiva y estratiforme haciendo uso de estas claves de tiempo presente se está utilizando información que proviene de observaciones humanas directas y no de mediciones instrumentales. Esto puede afectar de algún modo la objetividad del dato, ya que ciertas cuestiones tales como si los observadores utilizan las mismas instrucciones para sus reportes, si tienen o no el mismo entrenamiento u otros factores subjetivos, sin duda afectan los resultados; no obstante, este aspecto es imposible de ponderar.

También es importante recalcar que al discriminar de esta manera a la precipitación de origen cumuliforme se está aceptando cierto margen de error no mensurable debido al hecho de existe precipitación estratiforme en zonas aledañas a aquéllas donde se produce convección mientras ésta es aún vigorosa (Houze, 1997). Esto ocurre fundamentalmente en las denominadas tormentas de masa de aire o en el desarrollo de mesociclones. También el decaimiento de sistemas convectivos produce precipitación de tipo estratiforme que puede prolongarse por horas aportando una buena cuota del registro del día, una discriminación clara no hora a hora no es posible con esta metodología que utiliza la precipitación acumulada de 24 horas.

3. CARACTERÍSTICAS DE LA REGIÓN DE ESTUDIO

La región pampeana, ampliamente estudiada por Penalba y Vargas (1993, 1996), presenta una marcha anual de precipitaciones con máximos en primavera y otoño y mínimos en invierno. Se hace patente aquí la influencia del anticiclón del Atlántico Sur que provoca el ingreso de masas de aire cálido y húmedo, efecto que se hace más notable en los meses estivales y disminuye marcadamente en los meses invernales (Wölcken, 1954). Durante la temporada cálida resulta más frecuente la presencia de frentes cálidos y las denominadas tormentas de masa de aire que se caracterizan por fuertes precipitaciones de origen convectivo. También ocurren tormentas severas asociadas a líneas de inestabilidad (Lichtenstein y Schwarzkopf, 1970; Lichtenstein y Altinger 1970) y complejos convectivos de mesoescala (Velazco y Fritsch, 1987). En el período invernal el anticiclón se retira al norte de los 30º de latitud sur restringiéndose el ingreso de masas de aire húmedo por el noreste del país; se producen frecuentes irrupciones de masas de aire subpolar y polar a través de la Patagonia Argentina bajo la forma de frentes fríos (Schwerdtfeger, 1976) los que pueden provocar precipitaciones en extensas áreas de la Pampa Húmeda incluso por varios días, como ocurre en el caso de las sudestadas, pero que sin embargo a pesar de los fuertes vientos que caracterizan a estas situaciones, suelen resultar poco relevantes en cuanto a cantidad de precipitación registrada. Detrás de estas masas de aire frío se desplazan sistemas migratorios de alta presión, con dirección noreste que luego terminan uniéndose al anticiclón del Atlántico.

En cuanto al tipo de precipitaciones que ocurren en Argentina, Wölcken (1954) hace una clasificación basada en dos grupos fundamentales: lluvias frontales y lluvias no frontales. Entre las primeras quedan incluidas todas las precipitaciones que se originan en frentes fríos, fríos en altura, cálidos, líneas de inestabilidad y combinaciones de frentes fríos con ascenso orográfico. Se trataría de lluvias en áreas extensas producidas fundamentalmente por nubosidad estratiforme, aunque también puede registrarse convección. Estas producirían, según Wölcken, un 79% de la precipitación total. En el caso de las lluvias no frontales, estas serían provocadas básicamente por procesos de convección y darían el 21% restante de la precipitación total en Argentina. Según este autor "el milimetraje del verano, en cuanto a lluvias no frontales, es mayor que el del invierno en todos los lugares", esto indica que las lluvias debidas a procesos convectivos se dan principalmente en la época cálida del año. Sin embargo, cuando investiga el número de días en que se registra precipitación concluye que en el promedio anual nacional los procesos frontales prevalecen en un 70% de los casos y los no frontales en el 30% restante. No se hace en el mencionado trabajo una diferenciación más específica entre precipitación de origen cumuliforme y estratiforme.

4. ANÁLISIS DE LA PRECIPITACIÓN MENSUAL

Las estaciones estudiadas corresponden a lo que en su trabajo Prohaska (1952) ha definido como Zona "D" en la que queda incluida la Pampa Húmeda con las características antes mencionadas. Según la diferenciación que aquél hiciera, la región se subdivide en una zona más al oeste, donde existe una influencia de tipo continental en las precipitaciones que alcanzan máximos valores en la primera mitad del semestre cálido (noviembre a enero), y otra zona de influencia marítima donde los máximos de precipitación se darían en la segunda mitad de la temporada cálida, es decir en los meses de febrero a abril. De las estaciones utilizadas en este estudio: Paraná, Río Cuarto, Laboulaye y Santa Rosa quedarían según Prohaska, en la zona de influencia continental mientras que las estaciones de Buenos Aires, Bolívar, Junín, Bahía Blanca, Tandil y Mar del Plata quedarían dentro de la zona con influencia marítima.

Con las series mensuales de precipitación obtenidas para cada estación luego de la discriminación descripta en la sección anterior se confeccionaron las marchas anuales de la precipitación total, convectiva y estratiforme (expresadas en milímetros). Para construir los gráficos de precipitación mensual se efectuó una reducción a 30 días de los valores, es decir, se consideraron todos los meses de igual longitud temporal, para hacer posible las comparaciones en forma directa entre los valores absolutos de precipitaciones para cada estación, según recomendara Prohaska (1952).

4. 1. Precipitación en la Región Pampeana
La Fig. 2 muestra la marcha anual de los promedios mensuales para el período 1995-2001 de precipitación total, convectiva y estratiforme en la región promediados para todas las estaciones involucradas.



Figura 2. Región Pampeana: marcha anual de precipitaciones (1995-2001). Barras grises: precipitación total; blancas: convectiva; rayadas: estratiforme.

En cuanto a la precipitación mensual promediada temporal y arealmente se encuentra, como es de esperar en toda la región, una mayor cantidad de precipitación durante la temporada cálida respecto de la fría y la presencia de dos máximos anuales, uno principal en el mes de febrero y el segundo en noviembre. Durante los meses invernales es marcado el descenso en el nivel de las precipitaciones y del mismo modo sucede con las frecuencias de los eventos, como se verá más adelante. Sin embargo, cuando se efectúa la comparación entre los fenómenos convectivos y estratiformes (Fig. 2), se ve que los primeros son notablemente más importantes que los segundos en cuanto a precipitación acumulada, especialmente durante los meses cálidos, es decir de noviembre a marzo. Promediando toda la región y los siete años estudiados, se observa que la convección produce aproximadamente un 75% de la precipitación, obedeciendo el restante 25% a nubosidad estratiforme (ver Tabla I).

Tabla I. Promedios temporales y regionales de precipitación convectiva y estratiforme, expresados como porcentajes.

Se observa además en el promedio regional de los siete años que el mes más lluvioso es febrero en cuanto a precipitación total y convectiva. Con respecto a la ubicación temporal del máximo principal de precipitación total para el período aquí analizado aparece una diferencia respecto de lo hallado por Penalba y Vargas (1996), dado que para ellos dicho máximo principal se da en el mes de marzo. Esto ocurre tanto con la cantidad de precipitación como con la frecuencia porcentual mensual de ocurrencia de días con fenómenos convectivos y estratiformes respecto del total anual de días lluviosos (Fig. 3). La precipitación total y la convectiva van disminuyendo levemente entre marzo y abril, y luego en forma más importante hasta el invierno. Se evidencia el mayor peso de la precipitación convectiva en los meses de verano especialmente. Durante el mes de julio predomina la precipitación de origen estratiforme, pero su contribución al total anual es poco relevante. Se extrae de este gráfico la existencia de una marcada onda anual para la precipitación convectiva, con máximos en verano (febrero) y mínimos en invierno (julio). Respecto de la precipitación estratiforme, dicha onda no es tan visible, y su máximo se daría en abril, con un máximo secundario en octubre (aparente onda semi-anual).



Figura 3. Región Pampeana: marcha anual del porcentaje mensual de días con precipitación respecto del total anual de días lluviosos (1995- 2001). Barras grises: precipitación total; blancas: convectiva; rayadas: estratiforme.

Resulta interesante observar que la marcha anual de precipitación mensual presenta sus máximos y mínimos en los mismos meses que la precipitación convectiva, lo que sugiere que esta última determina la evolución de la primera en casi todo el año. La precipitación de origen estratiforme sólo evidencia mayor peso en los meses de abril y en menor medida en octubre, que es cuando se dan sus máximos principal y secundario respectivamente.

4. 2. Frecuencia de eventos
Para analizar la distribución anual de la cantidad de días con precipitación en el mes respecto del total de días lluviosos en el año se confeccionaron gráficos de frecuencias porcentuales mensuales de días con precipitación. En la Fig. 3 se halla representado el porcentaje de días con cualquier tipo precipitación además de la separación entre frecuencias de días convectivos y estratiformes para el período 1995-2001. Se efectuó también aquí una reducción a treinta días de todos los meses.

De este gráfico se desprende que los fenómenos convectivos son más frecuentes que los estratiformes en los meses cálidos, aproximadamente de noviembre a marzo (llegando a duplicar en enero la cantidad de días convectivos con respecto a los estratiformes). Se invierte esta situación en la época invernal con una frecuencia de ocurrencia de precipitación estratiforme mayor de abril a octubre. Es posible suponer que los sistemas frontales más frecuentes en esta época del año estarían asociados a este tipo de fenómenos.

Con respecto a la distribución anual de estas frecuencias porcentuales es posible observar que no existen contrastes tan notables entre los distintos meses del año como ocurre con la cantidad de precipitación. En promedio, octubre es el mes con mayor cantidad de días con precipitación (casi tanto convectiva como estratiforme). Se puede notar también en la Fig. 3 la presencia de una onda anual para la frecuencia de fenómenos convectivos con máximo en enero y mínimo en julio. No resulta tan evidente la existencia de dicha onda para la frecuencia de días con precipitación estratiforme, que presenta sus valores más altos de abril a octubre; el mínimo ocurre en enero. En junio y julio la precipitación es prácticamente estratiforme siendo mínimo el aporte de la convección. Del análisis año a año de cada estación (el cual no se muestra aquí) surge que muchas estaciones no presentan fenómenos de tipo convectivo en estos meses y en varios de los años estudiados. En un promedio regional y temporal resulta que los fenómenos cumuliformes ocurren en un 45% de los días en que se registra precipitación, mientras que el 55% responde a eventos puramente estratiformes, siempre de acuerdo al criterio de separación que aquí se aplicó (ver tabla II)

Tabla II. Promedios temporales y regionales de número de días con precipitación convectiva y estratiforme, expresados como porcentajes.

4. 3. Precipitación en las distintas sub-regiones
Debido a la gran extensión de territorio que ocupa la llanura pampeana se optó por agrupar las diez estaciones estudiadas en tres clusters o regiones según lo propusiera Scian (1999), dada la similitud en las respuestas que muestran las estaciones de cada grupo y que conforman las diferentes características climatológicas de cada región. Las agrupaciones son las siguientes:

- región norte: estaciones Paraná, Río Cuarto y Laboulaye.
- región este: estaciones Buenos Aires, Bolívar; Junín, Tandil y Mar del Plata.
- región sudoeste: estaciones Santa Rosa y Bahía Blanca.

La región norte (Fig. 4a) se destaca por los abundantes totales mensuales de precipitación de octubre a abril que obedecen a la convección. Los máximos de precipitación convectiva muestran un corrimiento a marzo (el principal) y a diciembre (el secundario) y es mucho mayor la diferencia entre fenómenos convectivos y estratiformes a favor de los primeros durante los meses que van de octubre hasta abril. Esta diferencia se amortigua mucho en la temporada fría (estación seca) y se revierte en junio y julio. En esta zona el porcentaje mensual de días precipitantes (Fig. 4b) en el mes ya sea convectivos o estratiformes no difiere demasiado de las frecuencias en las otras regiones (Figs. 4b y 5b); sin embargo, en la época cálida los totales convectivos son más abundantes lo que indica que el fenómeno convectivo, en general, es más intenso.



Figura 4a. Región norte: idem Fig . 2.



Figura 4b. Región norte: idem Fig. 3.



Figura 5a. Región este: idem Fig. 2.



Figura 5b. Región este: idem Fig. 3.

Las regiones este (Fig. 5a) y sudoeste (Fig. 6a) muestran cierta semejanza entre las marchas anuales de precipitación total, siendo más abundantes en la primera sobre todo por la mayor convección en los meses de verano. Ambas muestran un máximo principal en febrero y uno secundario en octubre. Pero cuando se analizan las componentes convectiva y estratiforme se puede ver que los fenómenos convectivos muestran para la zona este un máximo principal en enero/febrero y uno secundario en octubre/noviembre. La convección es fundamental a partir de octubre en esta región. La zona sudoeste presenta sus máximos principal y secundario para la convección en febrero/marzo y octubre/noviembre, respectivamente (muy de acuerdo con la marcha de precipitación total). En la región este la precipitación estratiforme tiene picos en las estaciones de transición, casi iguala a la convectiva en junio y sólo la supera en el mes de julio. En la región sudoeste las precipitaciones estratiformes se distribuyen uniformemente a lo largo del año y superan a las convectivas de junio a agosto. Las marchas de porcentajes mensuales de días con precipitación para la zona este (Fig. 5b) y sudoeste (Fig. 6b) también muestran ciertas semejanzas con lluvias convectivas más frecuentes durante la temporada cálida, es decir entre noviembre y marzo en ambas regiones, y una inversión en esta relación a favor de los procesos estratiformes entre abril y octubre. No obstante, son levemente más frecuentes los fenómenos convectivos en la zona este, rasgo que es más evidente de mayo a septiembre. Resumiendo en la Tabla I se muestran los promedios regionales y anuales (como porcentajes) para las precipitaciones convectivas y estratiformes y en la Tabla II sus respectivas frecuencias porcentuales de días con precipitación.



Figura 6a. Región sudoeste: idem Fig. 2.



Figura 6b.Región sudoeste: idem Fig. 3.

5. VARIABILIDAD INTERANUAL

Se analiza la variabilidad interanual de las precipitaciones convectivas y estratiformes a través de los desvíos estándar mensuales. Aquí se ha trabajado sin agrupar en sub-regiones, observando individualmente cada una de las estaciones. Para ambos tipos de precipitación se observa que la marcha anual de desvíos standard tiene (en todas las estaciones) un máximo principal ubicado a fin del verano o principios del otoño, y un máximo secundario al comienzo de la primavera.

En lo referente a la precipitación convectiva (Tabla III) se ve que para las tres estaciones de la región norte la máxima variabilidad se da entre marzo y abril, mientras que para el resto de las estaciones esto ocurre principalmente en febrero (en enero para Buenos Aires). El otro pico de variabilidad se observa entre octubre y noviembre sin que parezca influir aquí la región. Para la precipitación estratiforme (Tabla IV), la distribución anual de los máximos es más irregular. El mayor desvío se evidencia en abril en el 70% de las estaciones (Santa Rosa en diciembre) el máximo secundario ocurre mayormente en octubre, con los casos particulares de Paraná en julio y de Bahía Blanca, en junio.

Tabla III. Desvíos estándar de la precipitación convectiva (mm) para el período 1995- 2001


6. CONCLUSIONES

De la comparación entre totales mensuales de precipitación convectiva y estratiforme Pampeana Húmeda Argentina es posible concluir que los primeros son notablemente más importantes, especialmente durante los meses cálidos.

Durante los meses invernales los niveles de precipitación descienden marcadamente predominando la de tipo estratiforme durante julio e igualándose ambas en junio. Promediando toda la región y los siete años estudiados, se ve que la convección produce aproximadamente un 75% de la precipitación, y el restante 25% se debe a nubosidad estratiforme.

Se evidencia una marcada onda anual en la precipitación convectiva, con máximos en verano (febrero) y mínimos en invierno (julio). Dicha onda no es tan visible en la precipitación estratiforme, y su máximo se daría en abril, con un máximo secundario en octubre (aparente onda semi-anual). La marcha anual de precipitación mensual presenta sus máximos y mínimos en los mismos meses que la precipitación convectiva, lo que sugiere que esta última determina la evolución de la primera en casi todo el año.

La cantidad de días con precipitación en cada mes se distribuye en forma cuasi-pareja a lo largo de todo el año, entre 6% y 10% por mes con un pico de 11% en octubre, tomados estos valores respecto del total anual de días lluviosos. Sin embargo, el porcentaje de días convectivos tiene un mínimo en julio (menor de 1%) y un máximo en enero (7%), mientras que el porcentaje de días estratiformes, complementario del anterior, se mantiene durante todo el año, aunque con valores algo más altos de abril a octubre. Se concluye que los fenómenos convectivos son marcadamente más frecuentes en los meses cálidos, mientras que la frecuencia de ocurrencia de días con precipitación estratiforme es mayor de abril a octubre. En un promedio regional y temporal resulta que los fenómenos cumuliformes ocurren en un 45% de los días en que se registra precipitación, mientras que el 55% responde a eventos puramente estratiformes, siempre de acuerdo al criterio de separación que aquí se aplicó, como se ve, ocurre lo inverso ocurre que con la cantidad de precipitación.

De las marchas anuales de la precipitación convectiva, estratiforme y total en cada una de las sub-regiones y de las frecuencias porcentuales mensuales de ocurrencia de cada fenómeno respectivo se concluye que en general, en la región norte la precipitación es en un 85% de origen convectivo y 15% estratiforme, mientras que las frecuencias del tipo de precipitación son muy similares, cercanas al 50% en promedios generales, aunque existe una marcha anual en ambos tipos de precipitación, de fase invertida (Fig. 4b). Es notable ver que en los meses donde se producen los máximos de cantidad de lluvia convectiva el registro complementario de lluvia estratiforme es sensiblemente inferior al primero. Ocurre lo mismo con respecto al máximo convectivo secundario de primavera (Fig. 4a).

En la región este aproximadamente el 72% de la precipitación es convectiva y el 28% estratiforme, y las frecuencias de cada tipo son del 45% y 55%, respectivamente. Las estaciones de esta región muestran en su marcha anual de precipitaciones (Fig. 5a) un comportamiento bastante similar a la zona anterior, pero se observa un corrimiento del máximo principal hacia febrero. Para el máximo secundario esto ocurre en octubre. Los niveles de precipitación también son similares, pero son más marcadas las diferencias entre precipitación convectiva y estratiforme en la temporada cálida.

En la región sudoeste resulta un 67% de la precipitación de origen cumuliforme y el 33% estratiforme; para las frecuencias la relación es 38% y 62%, respectivamente. También se observa en las marchas de frecuencias porcentuales de días con precipitación (Fig. 6b) que a partir de abril y hasta octubre la ocurrencia de lluvia estratiforme es mayor que la cumuliforme, especialmente en los meses de junio y julio. Es más, estas estaciones evidencian la falta total de convección en estos meses en varios de los años que ha abarcado este estudio.

Con respecto a la variabilidad de cada tipo de precipitación resulta mayor para el caso convectivo mostrando todas las estaciones dos máximos de variabilidad en los meses de transición veranootoño y en plena primavera (octubre principalmente).

Las conclusiones aquí expuestas pueden estar condicionadas por el número de años estudiados. No obstante se ha establecido una aproximación climatológica básica de las precipitaciones de origen convectivo y estratiforme para la región de la Pampa Húmeda Argentina. Un tratamiento más amplio a escala regional implica buscar posibles relaciones con la circulación, lo que permitirá sin duda mejorar los resultados en cuanto a diagnóstico y predicción de precipitaciones intensas o bien de períodos de sequías.

Agradecimientos. Al Servicio Meteorológico Nacional por el aporte de los datos de precipitación y a la Universidad de Buenos Aires mediante el proyecto X070.

NOTAS

* Tormenta durante la hora precedente, pero no en el momento de la observación
** Tormenta durante el momento de la observación

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