PROCESOS TROPOSFÉRICOS DE VERANO EN BAJA FRECUENCIA RELACIONADOS A

TORNADOS Y TIEMPO SEVERO EN EL SUDESTE DE SUDAMÉRICA SUBTROPICAL

Eduardo Andrés Agosta 1,2

y María Luisa Altinger de Schwarzkopf 3

1Equipo Interdisciplinario para el estudio de Procesos Atmosféricos en el Cambio Global (PEPACG), Pontificia

Universidad Católica Argentina Ciencia y Tecnología (UCACyT), Buenos Aires, Argentina 2Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET),

eduardo.agosta@conicet.gov.ar 2Profesional Independiente, Buenos Aires, Argentina

marialuisaaltinger@gmail.com

Resumen

El empleo de la base de datos de Altinger permitió contabilizar la cantidad de días con fenómenos de

tiempo severo (CDFS), la cantidad de días con tornados (CDT) y la cantidad de tornados (CT) registrados por

temporada cálida (octubre a marzo) sobre la región subtropical del sudeste de Sudamérica (SESA).

La SSESA presenta por temporada una ocurrencia promedio de 16.5 días con fenómenos de tiempo

severo, 5 días de tornados y de tornados observados. Las temporadas más extremas positivas registran en general

hasta cerca de un 120% más de ocurrencia los valores medios. La ocurrencia de fenómenos de tiempo severo

presenta un cuasi ciclo bidecádico (ca. 18 años) significativo, similar al observado para la precipitación en el

Centro Oeste de Argentina (Agosta y Compagnucci 2012).

Un ambiente diario con contenido de humedad en capas bajas intenso (más de 10g/kg por día en 850hPa)

y la ocurrencia de un ambiente diario baroclínico intenso (con gradiente horizontal de temperatura media

superior a 12K/1000km en la capa 500-1000hPa) están asociados a condiciones ambientales de gran escala

favorables para la ocurrencia de fenómenos de tiempo severo y/ tornados sobre la región SSESA en una

temporada cálida. Las circulación troposférica anómala está asociada a una intensificación del transporte de

humedad por la corriente en chorro en capas bajas hacia el subtrópico con componentes de viento incrementadas

del norte y noroeste, y la existencia de actividad frontal (sinóptica y/ estacionaria) anómala zonalmente

extendida sobre latitudes medias y subtropicales.

Las variaciones año a año de estos procesos troposféricos podrían responder a propagación de ondas de

Rossby de baja frecuencia provenientes del Pacífico sur, posiblemente vinculadas al fenómeno

atmosférico/oceánico El Niño. Futuras investigaciones buscarán dilucidar estas hipótesis mediante el diagnóstico

de los forzantes remotos de baja frecuencia que pueden estar modulando la circulación troposférica de verano en

el hemisferio sur.

Palabras claves: tiempo severo, tornados, ondas de Rossby, variabilidad climática

LOW FREQUENCY SUMMER TROPOSPHERIC PROCESSES RELATED WITH TORNADOES

AND SEVERE WEATHER IN SUBTROPICAL SOUTHEASTERN SOUTH AMERICA.

Abstract

The use of Altinger’s dataset allowed us to count the number of days with severe weather phenomena

(CDFS), the number of days with tornadoes (CDT) and the number of tornado occurrence (CT) recorded in the

warm season (Oct-Mar) over subtropical southeastern South America (SESA).

The SESA shows per season an average occurrence of 16.5 days of severe weather phenomena, 5 days of

tornadoes, and 5 days of tornado occurrence. The most positive extreme seasons overall record about 120% over

the average. A significant quasi-18-yr. cycle is determined for the CDFS, similar to the one found for the

summer rainfall region in Central West Argentina (Agosta and Compagnucci 2012).

Daily environments with low-levels high moist contents (moisture over 10g/kg per day at 850hPa) and

strong baroclinicity (horizontal mean temperature gradient over 12K/1000km in the layer 500-1000hPa) are

linked to large scale conditions propitious for the occurrence of severe weather phenomena or tornadoes in

SESA during summer. The anomalous tropospheric circulation is associated with an intensified transport of

moisture by the low level meridional (north-northeast) wind anomalies towards the subtropics together with an

anomalous frontal (synoptic and/or stationary) activity zone longitudinally extended over middle and subtropical

latitudes.

Year-to-year variations of the tropospheric processes could respond to the propagation of low-frequency

Rossby waves from the south Pacific, possibly linked to the El Niño event. Further research will explore the

hypothesis by means of diagnostics of remote forcing that might be modulating the summer Southern

Hemisphere tropospheric circulation.

Keywords: severe weather, tornadoes, stationary Rossby waves, climate variability

1. Introducción

Tiempo severo es un concepto que intenta caracterizar la ocurrencia de fenómenos meteorológicos

violentos asociados a celdas simples o multicelulares que suelen organizarse en sistemas convectivos de

mesoescala (SCMs) y que dan lugar a granizo, ráfagas intensas, máximos locales de precipitación y

eventualmente a tornados. El estudio del tiempo severo presenta un doble desafío en cualquier región del globo.

Por un lado, la meso-escala temporal y espacial de estos fenómenos hace que gran parte de ellos escapen a la red

de estaciones meteorológicas convencionales (de escala sinóptica). Por el otro, como estos fenómenos ocasionan

cuantiosos daños materiales y numerosas víctimas e inciden, por sus efectos, en la climatología del lugar, su

estudio tiene un importante valor social y económico.

Así, en un contexto de cambio climático y de evaluación del potencial impacto regional del calentamiento

global es valioso comprender la variabilidad climática de la ocurrencia del tiempo severo en una región en

particular. La región subtropical del Sudeste de Sudamérica (SSESA, ver Fig. 1), al Este de los Andes entre 25º y

40ºS, que comprende Argentina subtropical, Uruguay y el sur de Paraguay y de Brasil pertenece a una de las

reconocidas zonas del globo por la intensidad y extensión de las tormentas convectivas (Zipser y otros 2006) que

en ella ocurren. Otras regiones importantes de convección severa son las grandes llanuras al Este de las

Rocallosas en los Estados Unidos y las próximas a los Himalayas occidentales en el sur de Asia.

Los estudios sobre la convección profunda en el Sudeste de Sudamérica destacan que la región presenta

magnitudes únicas. De hecho se reconoce que en promedio los SCMs presentan un tamaño 60% mayor que los

observados en Estados Unidos (Velasco and Fristch 1987) además, la convección es más profunda (Zipser y

otros 2006) y la extensión de la precipitaciones es mayor que en EEUU o África (Durkee y otros 2009). Según

Rasmussen y Houze (2011) las regiones de las Sierras de Córdoba y la Cuenca del Plata sur (incluidas en la

SSESA) es la región en Sudamérica en la que, entre setiembre y abril (período cálido) ocurren el mayor número

de tormentas locales y de sistemas de convección extendida. Estos autores hallan efectos orogénicos asociados a

las Sierras de Córdobas y a la pre-cordillera de los Andes sobre el Oeste de Argentina subtropical, en el inicio de

la convección local profunda por la convergencia de humedad y calor en niveles bajos. Estos mecanismos

orogénicos se ven favorecidos por inestabilidades inducidas por la escala sinóptica a través del paso hacia el Este

de vaguadas baroclínicas en la troposfera media como de superficies frontales en capas bajas, (Rasmussen and

Houze 2011, Borque et al. 2010, Sarochar y otros 2005). Los efectos topográficos junto con las condiciones

dinámicas y termodinámicas inestables del ambiente natural hacen de SSESA una región propicia para la

ocurrencia de tiempo severo (.

Con el objeto de cuantificar la ocurrencia de la convección severa, desde 1971 Altinger de Schwarzkopf y

colaboradores comenzaron el relevamiento de la intensidad de los daños en las zonas afectadas por tornados o

por tormentas severas en la región SSESA (Altinger de Schwarzkopf y Rosso 1982). Mediante una metodología

objetiva de observación a posteriori y con el análisis de crónicas publicadas por los medios elaboraron una base

de datos que permitió cuantificar conservadoramente la cantidad de días con fenómenos de tiempo severo

(CDFS), la cantidad de días con tornados (CDT) y la cantidad de tornados (CT) registrados en la región SSESA

durante la temporada estival (octubre a marzo) en el período que se extiende desde 1974 hasta el 2011.

Mediante el empleo de estas series temporales de CDFS, CDT y CT, el objetivo de esta investigación es

evaluar su variabilidad interanual y su relación con variables ambientales sobre la región SSESA.

Simultáneamente se trata de explorar las posibles relaciones en escala interanual de mecanismos remotos que

afecten las fluctuaciones de las condiciones dinámicas y termodinámicas que propician la ocurrencia de

fenómenos severos en la región SSESA.

Figura 1: Región subtropical del sudeste de Sudamérica (SSESA), entre 40°-25°S y 67.5°-50°E bajo

estudio (rectángulo). Sombreado: orografía de Sudamérica en alta resolución (1segundo), en metros.

2. Datos y Metodología

Desde 1971 Schwarzkopf, motivada por trabajos previos sobre las líneas de inestabilidad en la Argentina

(Lichtenstein y Schwarzkopf, 1970a y1970b), centró su interés en el aspecto mas severo de las tormentas

convectivas y organizó el proyecto “Estudio de los Tornados en la República Argentina” desde la Universidad de

Buenos Aires. La necesidad de conocer al fenómeno llevó a Schwarzkopf a recorrer, guiada por noticias

periodísticas, los lugares afectados por ráfagas intensas con el fin de obtener la clasificación del fenómeno. La

inspección de las zonas dañadas por acción de las tormentas es una metodología de observación indirecta. No se

observa el fenómeno. Se infieren sus características a través del análisis de los rastros dejados a nivel del suelo.

Para asegurar en lo posible el carácter objetivo de esta técnica de observación se relacionan aspectos

característicos de los rastros a incrementos discretos de las variables básicas mediante la aplicación de las escalas

Fujita-Pearson. Como complemento se realiza una búsqueda sistemática de noticias sobre daños generados por

tormentas en diarios de alcance nacional y provincial. El análisis de las crónicas se realiza con la aplicación de

los indicios propuestos por Evesson (1969). Con la inspección de los daños y con el análisis de las crónicas se

obtienen, para cada temporada, de octubre a marzo inclusive, la cantidad de días con fenómenos severo (CDFS),

la cantidad de días con tornados (CDT) y la cantidad de tornados (CT) sobre la región SSESA. La cantidad de

casos registrados, por el carácter local del fenómeno severo, no cubre el total de los casos ocurridos.

Para estudiar la co-variabilidad de estas series temporales con la existencia de condiciones ambientales

propicias para la convección profunda de escala mayor se estimaron la baroclinicidad de la tropósfera inferior y

la convergencia de humedad en capas bajas sobre el subtrópico del cono sur de Sudamérica. Para ello se

emplearon datos diarios del reanálisis provistos por el NCEP/NCAR (htpp://www.cdc.noaa.gov) sobre un

enrejado de 2.5° de latitud y longitud correspondientes al período 1979-2011. Los datos extraídos fueron:

• las alturas del geopotencial en 500, 925hPa y 1000 hPa,

• la humedad específica (HE, en g/kg) y

• el vector viento (m/s) en 850hPa.

Como medida de la intensidad de la baroclinicidad del ambiente se calculó para cada día, el gradiente

horizontal de espesores 500/1000hPa, del que se derivó el gradiente horizontal de la temperatura media de esa

capa. Se obtuvo la cantidad de días por temporada en que el gradiente horizontal de temperatura media de la

troposfera inferior superó los valores umbrales de baroclinicidad previamente elegidos que fueron 10ºK/1000km

(B10), 12ºK/1000km (B12) y 15ºK/1000km (B15).

De la misma manera se determinó la cantidad de días por temporada en que la humedad específica en la

capa de 850hPa superó los valores umbrales de 10 g/kg (HE10) y 12g/kg (HE12), como medida de intensa

convergencia de humedad en niveles bajos de la troposfera.

Además se analizó la relación entre la ocurrencia de fenómenos severos y los índices oceánicos del

fenómeno El Niño en las regiones Niño1+2, 3 y 4 calculados sobre la temporada cálida. Los índices se estimaron

como promedios reales a partir de la reconstrucción extendida de la temperatura superficial del mar (TSM)

provistos de la National Oceanic and Atmospheric Administration, versión 3, sobre un enrejado de 2° de latitud

por longitud (http://www.esrl.noaa.gov/psd/).

Para determinar la presencia de cuasi-ciclos se realizó la estimación de los espectros de frecuencias de

las series temporales bajo el método para series temporales discretas de Blackman y Tuckey con ventana de

Hamming (Otnes and Enochson 1978). Asimismo se estimaron los coeficientes de correlación del primer

momento de Pearson y la correlación parcial, testeados para significancias de α≤ 0.05 (Wilks 2006). Se

estimaron, además, los estadísticos descriptivos básicos. Como condición necesaria para evaluar su significancia,

se aplicó el test univariado t de Student de varianza desiguales a las anomalías de las variables atmosféricas

compuestas, por ser un test más robusto bajo condiciones de cambios significativos en las varianza muestrales

(Moser y otros 1992).

3. Resultados

3.1 Aspectos estadísticos y temporales de la ocurrencia de eventos severos por temporada

La Figura 2 muestra la marcha de las variables CDFS, CT y CDT. La serie CDFS presenta el mayor

número medio de casos con un promedio de 16,5 días de ocurrencia de tiempo severo por temporada, seguido

por CT y CDT con 5 días de promedio cada una. Considerando la dispersión relativa, los desvíos mas extremos

respecto de las medias en la serie CDFS son +113.2% (temporada 1997/98) y -63.8% (temporada 2010/11); en la

serie CDT son +124.4% (temporada 1976/77) y -83.2% (temporada 1999/00) y en la serie CT, +117%

(temporada 1976/77) y -85.2% (temporada 1999/00). Las variables CT y CDT presentan la mayor dispersión

relativa reflejando la naturaleza rara de la ocurrencia de los tornados. En la Tabla 1 se detallan los estadísticos

básicos de cada una de las variables. Clasificando las temporadas en extremos según el rango intercuartil, se

hallaron casos extremos coincidentes entre las tres variables.

Figura 2: Marcha interanual de la cantidad de días con fenómenos de tiempo severo (CDFS, en azul), cantidad

de días con tornados (CDT, en verde) y cantidad de tornados (CT, en rojo) por temporada cálida (1 de octubre-

31 de marzo) desde 1974 hasta 2011.

Variable N Media Min. Max. 1er C. 3er C. Des. Est. Skew. Kurt.

CDFS 37 16.5 6.0 35 11.3 20.2 6.7 0.88 0.34

CT 37 5.4 0 11 3.5 6.4 2.7 0.54 -0.06

CDT 37 4.6 0 10 10.3 5.6 2.3 0.67 0.34

Tabla 1: Estadísticos básicos descriptivos para las variables CDFS (cantidad de días con fenómenos de

tiempo severo), CT (cantidad de tornados) y CDT (cantidad de días con tornados) por temporada estival.

Número de datos (N), media, mínimo (Min.) máximo (Max.), valor de primer cuartil (1er C.), valor del tercer

cuartil (3er C.), desvío estándar (Des. Est.), medida de apuntalamiento o skewness (Skew.) y kurtosis (Kurt.).

El grupo de temporadas con desvío positivo intenso son 1976/77, 1978/79, 1980/81, 1997/98 y 2009/10

(grupo G+), con un desvío general promedio de +50% respecto de sus medias. Las temporadas con desvío

negativo intenso son 1974/75, 1975/76, 1999/00, 2004/05 y 2008/09 (grupo G-), con un desvío general promedio

de -43% de sus medias. En la sección 3.2 se examinan diferencias en la composición de variables atmosféricas

entre estos dos grupos. La co-variabilidad entre las variables de las series CT y CDT es alta; el coeficiente de

correlación es de 0.92 significativo al 99% de confianza. La correlación entre cada una de estas dos variables y

CDFS son moderadas; de 0.53 y 0.58 respectivamente, significativas al 95% de confianza.

La Figura 3 muestra los gráficos de energía espectral para las variables de fenómenos severos CDFS

(Fig.3a) y de tornados CT y CDT (Fig. 3b y c). En general la energía espectral se concentra en las menores

frecuencias, con picos en los 2-3, 5-6 años aproximadamente. Para CDFS hay además, un pico de energía

espectral en torno a los 18 años significativo a más del 90% de confianza. Agosta y Compagnucci (2008)

hallaron el cuasi-ciclo bidecádico presente también en la precipitación estival (octubre a marzo) de la región

Centro Oeste Argentina. La presencia del cuasi-ciclo bidecádico es relevante puesto que podría estar asociado a

la propagación de una onda cuasi-estacionaria de Rossby desde el Índico o el Pacífico Sur, modulando en la muy

baja frecuencia la circulación de verano y el ingreso de humedad sobre la región subtropical de Argentina

(Agosta y Compagnucci 2012).

Figura 3: Espectro de frecuencias para las variables CDFS, CDT y CT. Continuo nulo (Nul) y límites de

confianza para el 90% (L sup) y el 10% (L inf) estimado mediante método de Blackman y Tuckey con ventana de

Hamming.

Figura 4: Correlación corrida para N=11 entre CDFS y B12 (a), CDFS y HE10 (b) y entre B12 y HE10

(c). En rojo, limite de significancia para 90% de confianza, y en verde, ídem pero para 95% de confianza.

3.2 Condiciones ambientales sinópticas de tiempo severo

El desarrollo de tormentas convectivas asociadas al tiempo severo es un proceso perteneciente a la física

de mesoescala. En ella el gradiente vertical de temperatura, la cortante vertical del viento, la orografía y la

energía potencial disponible (CAPE) son esenciales para evaluar el comportamiento de los sistemas convectivos

profundos pero requieren además un ambiente propicio de escala mayor para que estos desplieguen tiempo

severo. Entre algunos de esos ingredientes de la escala sinóptica la convergencia de humedad en capas bajas

junto con la baroclinicidad provee circulaciones verticales en las capas bajas y medias de la tropósfera que

favorecen la organización de los sistemas convectivos en una escala más extendida.

La intensidad del ambiente baroclínico se cuantificó con las variables B10, B12 y B15 y la convergencia

de humedad en capas bajas con las variables HE10 y HE12 mencionadas arriba. La covariabilidad entre estas

variables ambientales y la cantidad de días con fenómenos severo (CDFS), la cantidad de días con tornados

(CDT) y la cantidad de tornados (CT) se examinaron mediante correlación sobre 32 temporadas (período

1979/80-2010/11).

La Tabla 2 muestra que, en general tanto CDFS, CDT como CT presentan correlaciones moderadas

(superiores a 0.40 aunque menores a 0.70). La cantidad de días con fenómenos severos (CDFS) es la variable

que mejor correlación presenta con las variables ambientales; los umbrales de gradiente horizontal de

temperatura de 12ºK/1000Km y de humedad en capas bajas de 10g/kg son los que muestran la mas alta

correlación con valores de 0.60 y 0.68 respectivamente, significativas a más del 95% de confianza. Debe tenerse

en cuenta que tanto la intensidad de la baroclinicidad del ambiente como el valor de la convergencia de

humedad en capas bajas están correlacionadas entre sí, con coeficientes de correlación que oscilan en torno a

0.63. El cálculo de correlaciones parciales muestra que la convergencia de humedad es la que mejor cuantifica

la relación con las variables de tiempo severo.

Variables B10 B12 B15 HE10 HE12

CDFS 0.56 0.60 0.55 0.68 0.66

CT 0.47 0.33 0.41 0.56 0.59

CDT 0.54 0.51 0.44 0.64 0.65

Tabla 2: Coeficientes de Correlación entre las variables CDFS, CT, CDT y B10, B12, B15, HE10 y HE15 (ver

definición en el texto). N=32, los valores obtenidos son todos significativos para α≤0.05.

Cuando se analiza la estacionariedad de estas relaciones, mediante correlación corrida para N=11, se

encuentra que a partir de la década de 1990, las correlaciones entre las tres variables de tiempo severo y las

ambientales aumentan sensiblemente y se estabilizan, llegando a ser moderadas (superiores a 0.80) en ciertos

períodos. Por ejemplo, puede apreciarse que las relaciones entre CDFS, B12 y HE10 muestran en general una

alta estacionariedad especialmente entre las décadas 1990 y 2000, siendo los períodos decádicos que inician

entre 1980 y 1987 los de menor estacionariedad entre éstas variables (Fig. 4). La naturaleza de estos cambios de

estacionariedad es desconocida. Podrían atribuirse a efectos provenientes desde la mesoescala que afectan tanto

el gradiente horizontal de temperatura (B12) y los fenómenos de tiempo severo (CDFS), o que los datos de

reanálisis que son derivados, como ser la humedad específica, representan pobremente las variaciones

observadas durante ciertos períodos (Figs. 4a y 4c), por ello las correlaciones obtenidas con esta última variable

(HE) son las de menor estacionariedad en los primeros años de 1980.

Cuando se analiza la estacionariedad de estas relaciones, mediante correlación corrida para N=11, se

encuentra que a partir de la década del 1990, las correlaciones entre las tres variables de tiempo severo y las

ambientales aumentan sensiblemente, llegando a ser moderadas (superiores a 0.80) en ciertos períodos. Por

ejemplo, puede apreciarse en la Figura. 4 que las relaciones entre CDFS, B12 y HE10 muestran en general una

alta estacionariedad especialmente en las décadas 1990 y 2000. En cambio los períodos decádicos que se inician

entre 1980 y 1987 presentan la menor estacionariedad entre éstas variables.

El origen de estos cambios de estacionariedad es desconocido. Podrían atribuirse a efectos provenientes

de la mesoescala que afectan tanto al gradiente horizontal de temperatura (B12) y los fenómenos de tiempo

severo (CDFS) o, que los datos de reanálisis que son derivados, como ser la humedad específica, representan

pobremente las variaciones observadas durante ciertos períodos (Figs. 4a y 4c).

Como se mencionó arriba el grupo G+, contiene las temporadas 1976/77, 1978/79, 1980/81, 1997/98 y

2009/10 que presentan un desvío positivo intenso de +50% respecto de sus medias y el grupo G- contiene las

temporadas 1974/75, 1975/76, 1999/00, 2004/05 y 2008/09 con desvío negativo intenso de -43% de sus medias.

La Figura 5a muestra la diferencia en la cantidad de días con gradientes superiores a 12ºK/1000Km (B12) entre

las temporadas del grupo G+ y las del grupo G- y la Figura 5b la diferencia en la cantidad de días con un

aumento de la humedad específica en 850hPa superior a 10g/kg por día (HE10) entre los mismos grupos. Las

temporadas G+ presentan en promedio entre 6 y 18 días mas, con gradientes superiores a 12ºK/1000Km que las

temporadas G-. Las temporadas G+ presentan en promedio entre 10 y algo mas de 30 días más, con aumentos

del gradiente de humedad en 850hPa superior a 10 g/Kg por día (HE10) que las temporadas G-. Estas anomalías

son significativas en áreas más restringidas que en el caso de l gradiente horizontal de temperatura.

Figura 5: Diferencia de composición entre temporadas extremas positivas (G+) y negativas (G-) comunes a las

variables CDFS, CDT y CT en el período 1979/80-2010/11. A) Diferencia de composición de cantidad de días

donde el gradiente horizontal de temperatura de la capa 500-1000 hPa, como medida de baroclinicidad (B)

supera los 12k/1000km (B12). B) Idem a) pero para cantidad de días en que la humedad específica (HE) supera

los 10g/kg por día en 850 hPa.

La Figura 6 muestra las anomalías estivales para la diferencia de composición de humedad específica y

del vector viento en 850hPa (Fig. 6a) y de la altura geopotencial en 850hPa (Fig. 6b) y en 500 hPa (Fig. 6c) entre

los Grupos G+ y G-. Las anomalías del vector viento y de humedad muestran una significativo aumento del flujo

anómalo de aire y del transporte de humedad durante las temporadas G+ respecto de las G-, evidenciando una

incrementada corriente en chorro en capas bajas desde latitudes tropicales hacia el subtrópico con vientos

anómalos de componente norte y noroeste sobre la región SSESA (Fig. 6a) consistente con la ocurrencia diaria

de extremos de humedad (Fig. 5b). Por otra parte las anomalías de circulación en la troposfera media y baja

muestran valores significativos de circulación ciclónica sobre latitudes medias y subtropicales del SSESA

indicando una profundización de la baja del Chaco y un fortalecimiento del anticiclón del Atlántico Sur. La

estructura barotrópica equivalente de anomalías refleja una zona frontal anómala extendida zonalmente sobre

SSESA en concordancia con la intensificación de la baroclinicidad diaria de la región (Fig. 5a).

Estos resultados muestran que aquellas temporadas de verano donde sea mayor la ocurrencia de días con

intenso transporte de humedad en capas bajas por la corriente en chorro hacia los subtrópicos y estén seguidos

por días con actividad frontal en latitudes subtropicales y medias, tengan un sensible aumento concomitante de

fenómenos convectivos severos.

Figura 6: Diferencia de composición como en Fig. 5 pero para a) humedad específica (HE, en g/kg) y

vector viento (V, en m/s) en 850 hPa compuestos para la temporada cálida. b) Altura geopotencial en 850hPa y

c) en 500hPa compuesta para la temporada estival. Sombreados, significancia según t de Student con varianzas

desiguales, para el 90% (gris claro) y el 95% (gris oscuro) de confianza. Los vectores de viento dibujados son

los significativos para el umbral superior al 90% de confianza.

La Figura 7 muestra la diferencia de alturas geopotenciales de 300hPa entre las temporadas G+ y las

temporadas G-. Estas variaciones estacionales en los flujos de escala sinóptica están asociadas, a su vez, a

variaciones de baja frecuencia de la circulación troposférica. Las anomalías reflejan una estructura espacial

similar a la estructura espacial de la propagación de ondas de Rossby desde el Pacífico Sur occidental hacia

Sudamérica. Las anomalías compuestas de TSM muestran valores positivos máximos sobre la región ecuatorial

del Pacífico central, entre 180°E y 270°E (figuras no mostradas). Más aún, la correlación entre los índices ¿?

CDFS, CDT y CF y el fenómeno oceánico/atmosférico El Niño arrojan los valores más altos para la región

Niño3 con 0.57, 0.35 y 0.37, respectivamente, sobre el período 1974/75-2010/11, significativos a más del 95%.

Por lo cual, estas anomalías de circulación podrían tratarse de modulaciones en baja frecuencia de la circulación

troposférica en el Hemisferio Sur asociadas al fenómeno El Niño.

Figura 7: Diferencia de composición G+ menos G- en el período (1979/80-2010/11) para la altura

geopotencial de la temporada cálida (octubre-marzo) en 300hPa. Sombreado: significancia según t de Student

con varianzas desiguales, para el 90%( gris claro) y el 95% (gris oscuro) de confianza.

CONCLUSIONES

El empleo de la base de datos de Altinger permitió contabilizar la cantidad de días con fenómenos de

tiempo severo (CDFS), la cantidad de días con tornados (CDT) y la cantidad de tornados (CT) registrados por

temporada cálida (octubre a marzo) sobre la región subtropical del sudeste de Sudamérica (SESA). Estos valores

totales anuales son conservadores, es decir, efectivamente pueden haber ocurrido un mayor número de eventos

que los registrados con el método.

La SSESA presenta por temporada una ocurrencia promedio de 16.5 días con fenómenos de tiempo

severo, 5 días de tornados y de tornados observados. Las temporadas más extremas positivas registran en general

hasta cerca de un 120% más de ocurrencia los valores medios. La ocurrencia de fenómenos de tiempo severo

presenta un cuasi ciclo bidecádico (ca. 18 años) significativo, similar al observado para la precipitación en el

Centro Oeste de Argentina (Agosta y Compagnucci 2012).

Se encuentra que, en general, un ambiente diario con contenido de humedad en capas bajas intenso (más

de 10g/kg por día en 850hPa) y de baroclinicidad intensa (con gradiente horizontal de temperatura media

superior a 12K/1000km en la capa 500-1000hPa) son condiciones ambientales de gran escala favorables para la

ocurrencia de fenómenos de tiempo severo y/ tornados sobre la región SSESA en una temporada cálida. Las

circulación troposférica anómala de verano asociada a la mayor ocurrencia de fenómenos de tiempo severo y/o

de tornados puede expresarse como una intensificación del transporte de humedad por la corriente en chorro en

capas bajas hacia el subtrópico, es decir con componentes anómalamente incrementadas del norte y noroeste, y

la existencia de actividad anómala frontal (sinóptica y estacionaria) zonalmente extendida sobre latitudes medias

y subtropicales en la región de estudio.

Las variaciones año a año de estos provesos troposféricos de baja frecuencia podrían responder a

propagación de ondas de Rossby de baja frecuencia (cuasi-estacionarias) desde del Pacífico sur que modularían

la circulación media del verano. Estas variaciones anómalas a su vez podrían atribuirse a influencias remotas

relacionadas con el fenómeno atmosférico/oceánico El Niño. Estas hipótesis requieren de ulteriores

investigaciones de diagnóstico de los forzantes remotos de baja frecuencia que podrían estar modulando la

circulación troposférica del verano del Hemisferio Sur.

Agradecimientos

A los proyectos del CONICET PIP 112-2009-0100439, 5006 (2008-2010) y 4-201001-00250 (2011-

2013); y de la ANCyT PICT 2007-00438 and 2007-01888 (ICES/IDAC). Gratitud expresa a la Orden del

Carmen por toda la ayuda brindada.

Referencias

Agosta E.A. and R.H. Compagnucci, 2008: The 1976/77 Austral Summer Climate Transition Effects on

the Atmospheric Circulation and Climate in southern South America. Journal of Climate, vol. 21, 4365-4383.

DOI: 10.1175/2008JCLI2137.1

Agosta E.A. and R.H. Compagnucci, 2012: Central West Argentina summer precipitation variability and

atmospheric teleconnectios. Journal of Climate, 5, 1657-1677. DOI: 10.1175/JCLI-D-11-00206.1

Altinger de Schwarzkopf, M. L., and L. C. Russo, 1982: Severe storms and tornadoes in Argentina.

Preprints, 12th Conf. on Severe Local Storms, San Antonio, TX, Amer. Meteor. Soc., 59–62.

Borque, P., P. Salio, M. Nicolini, and Y. G. Skabar, 2010: Environment associated with deep moist

convection under SALLJ conditions: A case study. Wea. Forecasting, 25, 970–984.

Compagnucci, R.H., E.A. Agosta and M.W. Vargas 2002: Climatic Change and Quasi-Oscillations in

Central-West Argentina Summer Precipitation. Main Features and Coherent Behaviour with Southern African

Region. Climate Dynamics, v.18, p.421 - 435. ISSN/ISBN: 09307575.

Durkee, J. D., T. L. Mote, and J. M. Shepherd, 2009: The contribution of mesoscale convective complexes

into rainfall across subtropical South America. J. Climate, 22, 4590–4605.

Lichtenstein, E.R. y Schwarzkopf, M.L., 1970a. Aspectos estadísticos de las líneas de inestabilidad en la

Argentina. Meteorologica, 1, Nº 1, 3-12.

Lichtenstein, E.R. y Altinger, M. L., 1970a. Condiciones meteorológicas asociadas a ocurrencia de líneas

de inestabilidad. Meteorologica, 1, Nº 2, 79-89.

Moser, B.K., G.R. Stevens 1992: Homogeneity of variance in the two-sample means test, Am. Stat., 46,

19-21.

Otnes, R.K. and L.D. Enochson 1978: Applied Timeseries Analysis: Basic Techniques. Ed. Wiley,

449pág.

Rasmussen, K.L. and R. A. Houze Jr., 2011: Orogenic Convection in subtropical South America as seen

by the TRMM Satellite. Mon. Wea. Rev. 139, 2399-2420.

Salio, P., M. Nicolini, and E. J. Zipser, 2007: Mesoscale convective systems over southeastern South

America and their relationship with the South American low-level jet. Mon. Wea. Rev., 135, 1290–1309.

Sarochar, R.H., H. H. Ciappesoni, N.E. Ruiz, 2005: Precipitaciones convectivas y estratiformes en la

Pampa Húmeda: una aproximación a su separación y aspectos climatológicos de ambas. Meteorologica vol.30

no.1-2, 77-88.

Velasco, I., and J. M. Fritsch, 1987: Mesoscale convective complexes in the Americas. J. Geophys. Res.,

92, 9591–9613.

Wilks, D.S. 2006: Statistical Methods in Atmospheric Analysis. Second Edition. International Geophisyc

Series. ELSEVIER press. 629p.

Zipser, E. J., D. J. Cecil, C. Liu, S. W. Nesbitt, and D. P. Yorty, 2006: Where are the most intense

thunderstorms on earth? Bull. Amer. Meteor. Soc., 87, 1057–1071.