Diego C. Araneo Mariano Morales Alejandro Casteller Ricardo Villalba

1. Extremos de precipitación en el altiplano y el sur patagónico: circulación asociada y relación con el ENSO Diego C. Araneo Mariano Morales Alejandro Casteller Ricardo Villalba Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales CONICET / CCT-Mendoza, Mendoza, Argentina

2. OBJETIVOS GENERALES Identificar los principales patrones de circulación asociados a: PARTE A los extremos de precipitación sobre el sur del Altiplano boliviano, y... PARTE B ... la ocurrencia de gran actividad de avalanchas de nieve en la región de Lago del Desierto; ... ... y su posible relación con las fases cálida y fría del ENSO.

3. DATOS GENERALES Variables meteorológicas tomadas del Reanálisis 1 de NCEP (altura geopotencial, viento, función corriente, potencial de velocidad, tasa de precipitación y agua precipitable). Temperatura superficial del mar (TSM) del ERSST (NOAA). Variables locales indicadoras de los extremos estudiados. METODOLOGÍAS GENERALES Basadas en el cálculo de campos compuestos de anomalías y de diferencias, para años extremos (determinados a partir de criterios particulares para cada caso).

4. PARTE A: Extremos de precipitación en le Altiplano Las variaciones de precipitación en el Altiplano boliviano tienen impactos humanos y ambientales directos, a menudo asociados con sequías e inundaciones. Los registros meteorológicos instrumentales en los trópicos son a menudo cortos, fragmentarios y heterogéneos.

5. El crecimiento radial del Polylepis tarapacana está fuertemente influenciado por la disponibilidad de humedad, por lo que representa a un excelente proxy para las precipitaciones anuales. En el sur del Altiplano la reconstrucción dendrocronológica captura el 54% de la variación obtenida a partir de datos instrumentales. El análisis espectral de la reconstrucción revela importantes picos en escala interanual, decadal e interdecadal, en acuerdo con los principales modos de oscilación presentados en registros instrumentales y los índices PDO y “Niño-3.4”

6. Estudios previos han concluido que el contenido de humedad en la capa límite del Altiplano es el factor clave que determina la aparición de convección generalizada. La variabilidad de la humedad está a su vez asociada con variaciones de los patrones de circulación en los niveles medio y superior de la troposfera (500-200 hPa), que alternadamente actúan para favorecer el transporte de aire húmedo o seco desde tierras bajas al oeste o al este de la región. Tomado de “Falvey y Garreaud (2005): Moisture variability over the South American Altiplano during the South American Low Level Jet Experiment (SALLJEX) observing season. Journal Of Geophysical Research, Vol. 110, D22105, doi:10.1029/2005JD006152.”

7. Datos mensuales de precipitación acumulada de las estaciones: Uyuni, Colcha, Salinas García Mendoza, Charaña, Pumire, Guallatire y Kota Kotani; pertenecientes al Servicio Meteorológico de Bolivia, a fin de determinar un índice areal de precipitación. Reconstrucción dendrocronológica de precipitación a partir de los puntos de muestreo Caquellas y Uturunco. La correlación entre el índice de regional de precipitación obtenido a partir de las estaciones meteorológicas y la reconstrucción dendrocronológica, en el período considerado (1948-2003), arrojó un valor de 0.705, por lo que se considera que la reconstrucción captura 50% de la variabilidad observada en el período. En todos los casos, el período considerado comprende los años 1948 a 2003.

8. METODOLOGÍA A partir de la reconstrucción y del índice de precipitación se determinaron los años extremos húmedos y secos utilizando como valores críticos los percentiles 15 y 85 de la distribución. Se compusieron los campos de anomalías correspondientes a las variables meteorológicas y a las TSM (con respecto a los períodos 1968-1996 y 1971-2000 respectivamente) para el período diciembre-marzo de ambos conjuntos de años extremos.

9. La prueba de t-Student de diferencia de medias fue calculada para testear la significancia de las anomalías en todos los casos. Complementariamente se estudiaron las fuentes de ondas de Rossby estacionarias y su propagación horizontal: Plumb, R. A., 1985: On the three-dimensional propagation of stationary waves. J. Atmos. Sci., 42, 217–229. Rasmusson, E. M., and K. Mo, 1993: Linkages between 200-mb tropical and extratropical circulation anomalies during the 1986–1989 ENSO cycle. J. Climate, 6, 595–616.

10. Húmedo Seco Función corriente C A A C C

11. Húmedo Seco Altura geopotencial

12. Húmedo Seco Div Div Potencial de velocidad

13. Húmedo Seco C A A C C Fuentes y propagación de Ondas de Rossby

14. Húmedo Seco Temperatura superficial del mar

15. CONCLUSIONES Altos valores de precipitación están asociados a una reducción anómala de los oestes en niveles altos, debido a un dipolo formado por un centro anómalo de circulación anticiclónica frente a la costa SE de Brasil y otro de circulación ciclónica sobre Perú. Un segundo centro ciclónico se ubica al Sur de la Patagonia, el cual, para bajos valores de precipitación, se traslada hacia el Norte ubicándose sobre el centro de Argentina, desplazando el centro anticiclónico anterior e incrementando la circulación del oeste sobre la región en estudio. La causa del desplazamiento meridional de estos sistemas, podría tener su origen en el corrimiento zonal de un centro de divergencia anómala sobre el Pacífico tropical, que en el caso de altos (bajos) valores de precipitación se ubica en el flanco occidental (oriental) del mismo. Esta divergencia produce ondas de Rossby que posteriormente se propagan meridionalmente, ayudando a mantener los sistemas mencionados en las posiciones descriptas. La relación entre esta divergencia y el calentamiento-enfriamiento de la superficie del mar en el Pacífico ecuatorial, podría explicar la vinculación entre la variabilidad de las precipitaciones en el Altiplano y el ENOS, sobre todo en el caso de años secos, para los cuales la señal El Niño resultaría más evidente, tanto respecto de la TSM como de la circulación de altura. Patrones esencialmente iguales se obtienen utilizando tanto datos de observaciones instrumentales como de reconstrucción dendrocronológica. Esto valida la utilidad de la reconstrucción dendrocronológica como indicador para la determinación de años extremos húmedos y secos en la región y su circulación asociada.

16. PARTE B: Avalanchas en Lago del Desierto Las avalanchas de nieve causan reiteradamente daños cuantiosos en infraestructura y pérdida a vidas humanas en ambientes montañosos de todo el mundo. En áreas donde las avalanchas están mayormente indocumentadas, como en los Andes, los métodos dendrocronológicos constituyen una herramienta valiosa para reconstruir los patrones espacio-temporales de las mismas. En Lago Desierto (Patagonia Sur), una extendida actividad de avalanchas fue encontrada para varios años mediante estas técnicas.

17. Técnicas dendrocronológicas * Cicatrices * Cambios en la excentricidad del tallo * Reacciones de la madera * Cambios abruptos de crecimiento * Muestreo: 95 árboles Nothofagus pumilio (108 muestras), sobre 9 pistas

18. Pistas de avalanchas

19. Índice de eventos Los campos de anomalías correspondientes a estas variables climáticas fueron compuestos para los años 1971, 1995 y 1998, sobre la estación de mayor precipitación en la región (i.e. Julio-Octubre) de acuerdo a los datos obtenidos de la estación Lago Argentino del SMN, ubicada a 145 km de la zona de estudio. Se calcularon campos de diferencia entre años con gran actividad de avalanchas o demás años con "Índice Oceánico del Niño" negativo.

20. Altura Geopotencial y Viento 250 hPa 850 hPa

21. Función Corriente y Componente rotacional • = 0.2582  = 0.8458

22. D C D C Potencial de Velocidad y Componente divergente • = 0.2582  = 0.8458

23. Agua precipitable Tasa de precipitación

24. Baroclinicidad media del flujo básico Solman S.A. and Menéndez, C.G., 2002. ENSO–related variability of the Southern Hemisphere winter storm track over the eastern Pacific-Atlantic sector. Journal of the Atmospheric Sciences, 59: 2128-2140. Demás Niñas 1950 1954 1955 1956 1962 1964 1970 1973 1974 1975 1985 1988 1999 Avalanchas 1971 1995 1998

25. 1950 1954 1955 1956 1962 1964 1970 1973 1974 1975 1985 1988 1999 1971 1995 1998 __ Diferencias entre años con gran actividad de avalanchas y demás “Niñas” Altura Geopotencial

26. 1950 1954 1955 1956 1962 1964 1970 1973 1974 1975 1985 1988 1999 1971 1995 1998 __ Diferencias entre años con gran actividad de avalanchas y demás “Niñas” Función corriente

27. D C 1950 1954 1955 1956 1962 1964 1970 1973 1974 1975 1985 1988 1999 D 1971 1995 1998 C __ Diferencias entre años con gran actividad de avalanchas y demás “Niñas” Potencial de velocidad

28. Temperatura superficial del mar Diferencias entre años con gran actividad de avalanchas y demás “Niñas”

29. CONCLUSIONES Los patrones de circulación atmosférica relacionada con años de gran actividad de avalanchas, muestran las características principales observadas durante La Niña. Se observa un aumento en la actividad de los oestes sobre el Pacífico Sur y el Sur de Sudamérica, que sugiere un aumento de las precipitaciones y de la intensidad del viento en la zona estudiada, lo cual favorecería los episodios de avalanchas (concordante con otros estudios que relacionan la fase fría del ENSO con un aumento de la inestabilidad baroclínica en la banda que se extiende en todo el Pacífico Sur sobre 50º S y señalaría la ocurrencia de La Niña como un forzante natural para el aumento las avalanchas sobre la zona). Sin embargo, los resultados obtenidos a partir de los campos de diferencias, sugieren que los episodios La Niña asociados al incremento de avalanchas en la región, con respecto a otros eventos La Niña, tienden a caracterizarse por un desplazamiento hacia el oeste de los centros de anomalías de TSM y potencial de velocidad (y consecuentemente de la componente divergente del viento) en capas altas y bajas de la troposfera sobre el Pacífico ecuatorial, concordante con un corrimiento hacia el oeste de las zonas de ascenso y descenso de aire, sumado al incremento de los oestes sobre la latitud de la región en estudio.