Caracterización de la circulación atmosférica y la temperatura superficial del mar asociadas a extremos de caudal de ríos andinos y su variabilidad en baja frecuencia

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El objetivo principal del presente trabajo se centra en determinar los mecanismos asociados a la variabilidad de los caudales de los ríos andinos en relación con la circulación atmosférica y la Temperatura Superficial del Mar (TSM) como forzante del sistema climático. Para la circulación atmosférica...

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Detalles Bibliográficos
Autor principal:	Araneo, Diego C.
Otros Autores:	Compagnucci, Rosa H.
Formato:	Tesis doctoral publishedVersion
Lenguaje:	Español
Publicado:	Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales 2006
Acceso en línea:	https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n4078_Araneo http://repositoriouba.sisbi.uba.ar/gsdl/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=aextesis&d=tesis_n4078_Araneo_oai
Aporte de:	Repositorio Digital de la Universidad de Buenos Aires (UBA) de Universidad de Buenos Aires

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El río Atuel acumula casi el total de su derrame anual de Noviembre a Marzo, como producto del deshielo estival de la nieve precipitada en altas cumbres durante el invierno previo. Por su parte, el caudal del Chubut presenta un máximo invernal debido a precipitación líquida y otro primaveral debido a la precipitación y el derretimiento de nieve. La relación entre los caudales y la TSM es significativa en amplias regiones del Pacífico central del Hemisferio Sur (HS). Sin embargo, mientras la variabilidad del Atuel parece estar íntimamente ligada a los patrones observados del ciclo El Niño / Southern Oscillation (ENSO), con fuertes señales en el Pacífico ecuatorial-tropical y el Océano Indico; el Chubut parece estar menos vinculado con el ENSO, mostrando señales restringidas sólo al área del Pacífico central subtropical del HS. A partir de la relación entre los caudales de los ríos cordilleranos y las anomalías estandarizadas de TSM en la región Niño3+4, se pueden diferenciar cuatro subregiones: 1) Cuyo Norte, donde la relación entre Niño3+4 y los caudales alcanza a alrededor de 14 meses de antelación al período de máximo caudal, 2) Cuyo Sur, donde esta antelación se produce con alrededor de 8 meses, 3) Patagonia Norte, donde la relación entre caudales y Niño3+4 ocurre en forma simultánea y 4) Patagonia Sur, con características similares a Cuyo Norte. Para las regiones 1, 2 y 4 los campos de correlaciones entre TSM y caudales muestran patrones típicos de eventos El Niño / La Niña, evidenciando la relación entre estas anomalías del Pacífico y la precipitación en Cordillera. Altos caudales en la región del río Atuel estarían asociados al frecuente pasaje de bajas presiones que transitan por el Pacífico en dirección al Este, las cuales inducen una convergencia de humedad desde bajas latitudes y una advección de la misma hacia la región cordillerana. Al legar a las costas de Chile central estos sistemas producirían ascenso con intensas nevadas en las cumbres y un descenso con alta presión relativa a sotavento de la Cordillera. En estas condiciones, sobre la zona del litoral argentino y sur de Brasil se produciría una posterior ciclogénesis y un aumento de la baroclinicidad vinculada a un frente asociado, con una consecuente convergencia de humedad desde Brasil, ascenso y altas temperaturas prefrontales. En los casos de alto caudal en la región del río Chubut, los sistemas de baja presión llegarían desde el Pacífico alcanzando latitudes superiores y pasarían la Cordillera sin discontinuidad arrastrando humedad desde regiones subtropicales hacia mayores latitudes. Estos sistemas están acompañados por una marcada reducción de los Oestes asociada al frecuente pasaje de altas presiones sobre el Pacífico sud-oriental. Estas altas presiones han sido asociadas por varios autores a las anomalías de TSM en el Pacífico ecuatorial y a la variabilidad decadal del tipo ENSO, y forman parte de un tren de ondas que se observa sobre el Pacífico Sur proveniente del Océano Indico. Este tren de ondas se observa al correlacionar la altura geopotencial con los caudales del río Atuel aunque no con los caudales del río Chubut. Configuraciones inversas de circulación y TSM estarían asociadas a condiciones de bajo caudal en las regiones estudiadas. Finalmente, los casos de exceso de caudal en la cordillera cuyana y déficit en la patagónica, presentan un patrón de anomalías de circulación similar al observado para casos de exceso de caudal en Cuyo, pero con anomalías de alta presión sobre el Pacífico Sur al Sudoeste de Sudamérica retiradas más hacia la Patagonia; las cuales, por un lado se interponen en la normal trayectoria de las bajas presiones que circulan por el océano en esas latitudes —desviándolas hacia latitudes subtropicales donde alcanzan las costas de Chile central y provocan precipitaciones en Cuyo—; y por otro, contribuyen a inhibir la precipitación en la Cordillera Patagónica. Las condiciones inversas (i.e. bajas presiones sobre el Sur patagónico provenientes del Pacífico Sur con alta baroclinicidad, e intensificación del anticiclón semipermanente del Pacífico) explicarían las situaciones inversas.
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spelling	I28-R145-tesis_n4078_Araneo_oai2023-04-26 Compagnucci, Rosa H. Araneo, Diego C. 2006 El objetivo principal del presente trabajo se centra en determinar los mecanismos asociados a la variabilidad de los caudales de los ríos andinos en relación con la circulación atmosférica y la Temperatura Superficial del Mar (TSM) como forzante del sistema climático. Para la circulación atmosférica el estudio se extiende desde la escala sinóptica a la climática. A lo largo de la Cordillera de los Andes se identifican dos zonas en las cuales el comportamiento de los caudales de los ríos muestra similar variabilidad temporal. Estas regiones están representadas por los ríos Chubut (para el área entre el río Neuquén y el río Senguer) y Atuel (para el área entre el río Jachal y el río Colorado). Es de destacar la baja correlación existente entre los caudales de los ríos de una y otra región, lo cual expresa la independencia estadística entre las mismas. Las condiciones topográficas y climáticas dan regímenes hídricos diferenciables. El río Atuel acumula casi el total de su derrame anual de Noviembre a Marzo, como producto del deshielo estival de la nieve precipitada en altas cumbres durante el invierno previo. Por su parte, el caudal del Chubut presenta un máximo invernal debido a precipitación líquida y otro primaveral debido a la precipitación y el derretimiento de nieve. La relación entre los caudales y la TSM es significativa en amplias regiones del Pacífico central del Hemisferio Sur (HS). Sin embargo, mientras la variabilidad del Atuel parece estar íntimamente ligada a los patrones observados del ciclo El Niño / Southern Oscillation (ENSO), con fuertes señales en el Pacífico ecuatorial-tropical y el Océano Indico; el Chubut parece estar menos vinculado con el ENSO, mostrando señales restringidas sólo al área del Pacífico central subtropical del HS. A partir de la relación entre los caudales de los ríos cordilleranos y las anomalías estandarizadas de TSM en la región Niño3+4, se pueden diferenciar cuatro subregiones: 1) Cuyo Norte, donde la relación entre Niño3+4 y los caudales alcanza a alrededor de 14 meses de antelación al período de máximo caudal, 2) Cuyo Sur, donde esta antelación se produce con alrededor de 8 meses, 3) Patagonia Norte, donde la relación entre caudales y Niño3+4 ocurre en forma simultánea y 4) Patagonia Sur, con características similares a Cuyo Norte. Para las regiones 1, 2 y 4 los campos de correlaciones entre TSM y caudales muestran patrones típicos de eventos El Niño / La Niña, evidenciando la relación entre estas anomalías del Pacífico y la precipitación en Cordillera. Altos caudales en la región del río Atuel estarían asociados al frecuente pasaje de bajas presiones que transitan por el Pacífico en dirección al Este, las cuales inducen una convergencia de humedad desde bajas latitudes y una advección de la misma hacia la región cordillerana. Al legar a las costas de Chile central estos sistemas producirían ascenso con intensas nevadas en las cumbres y un descenso con alta presión relativa a sotavento de la Cordillera. En estas condiciones, sobre la zona del litoral argentino y sur de Brasil se produciría una posterior ciclogénesis y un aumento de la baroclinicidad vinculada a un frente asociado, con una consecuente convergencia de humedad desde Brasil, ascenso y altas temperaturas prefrontales. En los casos de alto caudal en la región del río Chubut, los sistemas de baja presión llegarían desde el Pacífico alcanzando latitudes superiores y pasarían la Cordillera sin discontinuidad arrastrando humedad desde regiones subtropicales hacia mayores latitudes. Estos sistemas están acompañados por una marcada reducción de los Oestes asociada al frecuente pasaje de altas presiones sobre el Pacífico sud-oriental. Estas altas presiones han sido asociadas por varios autores a las anomalías de TSM en el Pacífico ecuatorial y a la variabilidad decadal del tipo ENSO, y forman parte de un tren de ondas que se observa sobre el Pacífico Sur proveniente del Océano Indico. Este tren de ondas se observa al correlacionar la altura geopotencial con los caudales del río Atuel aunque no con los caudales del río Chubut. Configuraciones inversas de circulación y TSM estarían asociadas a condiciones de bajo caudal en las regiones estudiadas. Finalmente, los casos de exceso de caudal en la cordillera cuyana y déficit en la patagónica, presentan un patrón de anomalías de circulación similar al observado para casos de exceso de caudal en Cuyo, pero con anomalías de alta presión sobre el Pacífico Sur al Sudoeste de Sudamérica retiradas más hacia la Patagonia; las cuales, por un lado se interponen en la normal trayectoria de las bajas presiones que circulan por el océano en esas latitudes —desviándolas hacia latitudes subtropicales donde alcanzan las costas de Chile central y provocan precipitaciones en Cuyo—; y por otro, contribuyen a inhibir la precipitación en la Cordillera Patagónica. Las condiciones inversas (i.e. bajas presiones sobre el Sur patagónico provenientes del Pacífico Sur con alta baroclinicidad, e intensificación del anticiclón semipermanente del Pacífico) explicarían las situaciones inversas. The main of this work is to determine the mechanisms associated to the variability of the Andean rivers flows, in connection with the atmospheric circulation and the Sea Surface Temperature (SST) like a system forcing. For the atmospheric circulation the study extends from the synoptic scale to the climatic one. Two zones are identified alongside the Argentinean Andes where river streamflows show similar time variability behavior. The zones are represented by the Chubut river (between the Neuquén and the Senguer) and the Atuel river (between the Jachal and the Colorado). It is noticeable the low correlation between the streamflows from one another, which means statistical independence between them. The different topography and climates give different hydrological regimes. The Atuel water-volume from November to March is a product of summer melting of high- Andean snows accumulated in the previous winter. In turn, the Chubut water-volume shows a maximum in winter due to winter precipitation, and a secondary peak in spring due to precipitation and snow melting. The relationship between streamflows and SST is significant in large areas of the Southern Hemisphere (SH) central Pacific. However, the Atuel variability seems to be highly linked to El niño / Southern Oscillation (ENSO) patterns with strong signal in the tropical-equatorial Pacific and the Indian Ocean, whereas the Chubut seems to be less associated with the ENSO, showing signal restricted to the SH central subtropical Pacific. From the relationship between the studied flows and the standardized TSM anomalies Niño3+4 region, the following four subregions can be determined: 1) Northern Cuyo, where the relationship between Niño3+4 and the flows reaches to around 14 months of advance to the period of maximum flow, 2) Southern Cuyo, where this advance takes place around 8 months earlier, 3) Northern Patagonia, where the relationship between the flows and Niño3+4 occurs simultaneously and 4) Southern Patagonia, with similar characteristics to Northern Cuyo. For the regions 1, 2 and 4 the correlations fields between TSM and flows show the typical patterns of El Niño / La Niña events, showing the relationship between these Pacific anomalies and the Andean Mountains precipitation. High streamflows in the Atuel zone are associated with frequent passage of low-pressure systems moving eastward over the Pacific, which induce moisture convergence from lower latitudes and its advection toward the Andean region. The lows reaching the central Chilean coast would produce upward air motion with intense snowstorms in the high mountains and downward air motion with relative high pressures leeward the Andes. Hence, over northeastern Argentina and southern Brazil, a later cyclogenesis and an increase of the baroclinicity linked to a frontal zone would be produced, with consequent moisture convergence from Brazil, upward air motion and high pre-frontal temperatures. In cases of high streamflows in the Chubut zone, the low-pressure systems from the Pacific would reach the Chilean coast at higher latitudes, crossing over the natural further low Andes with no discontinuity and transporting moisture from subtropical latitudes. The subtropical low systems are linked to a remarkable reduction of the westerlies owing to higher frequency of highs at the southeast Pacific. Some researchers associate these highs with equatorial SST anomalies and the decadal ENSO-like variability and they may take part of a wave-train from the Indian Ocean extended over the southern Pacific. The wave-train can be observed by the correlation between the Atuel streamflows and the geopotential height, but not for the Chubut streamflows. Inverse circulation and SST features would be associated to low streamflows in the studied regions. Finally, the cases of high flows in Cuyo and low flows in Patagonia, present a pattern of anomalous circulation similar to the one observed for cases of high flows in Cuyo, but with high-pressure anomalies on the South Pacific at the Southwest of South America moved over the Patagonia. Those high-pressure anomalies interfere the normal track of the low-pressures systems —which usually circulate through the ocean at these latitudes—, which change their trajectory going toward subtropical latitudes where they reach the central Chile costs and generate precipitations in Cuyo. Additionally, those high-pressure anomalies contribute to inhibit the precipitations in the Patagonia. The inverse conditions (low-pressures systems coming from the South Pacific, with high baroclinicity on Southern Patagonia, and the enhance of the Pacific semi-permanent anticyclone), would explain the inverse cases. Fil: Araneo, Diego C.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. application/pdf https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n4078_Araneo spa Universidad de Buenos Aires. 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Caracterización de la circulación atmosférica y la temperatura superficial del mar asociadas a extremos de caudal de ríos andinos y su variabilidad en baja frecuencia

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