Registro:
| Documento: | Tesis Doctoral |
| Disciplina: | meteorologia |
| Título: | Climatología numérica del acople suelo-temperatura y de períodos secos en Sudamérica : retroacciones, incertidumbre y cambio climático |
| Título alternativo: | Numerical climatology of land surface-temperature coupling and of dry spells in South America: feedbacks, uncertainty and climate change |
| Autor: | Zaninelli, Pablo Gabriel |
| Editor: | Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales |
| Filiación: | Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos
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| Publicación en la Web: | 2017-03-30 |
| Fecha de defensa: | 2015-03-16 |
| Fecha en portada: | 2014-12 |
| Grado Obtenido: | Doctorado |
| Título Obtenido: | Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos |
| Director: | Carril, Andrea F.; Menéndez, Claudio G. |
| Jurado: | Renom, Madeleine; Domínguez Alonso, Marta; Bettolli, María L. |
| Idioma: | Español |
| Tema: | ciencias de la atmósfera/climatología y cambio climático
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| Formato: | PDF |
| Handle: |
http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n5687_Zaninelli |
| PDF: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n5687_Zaninelli.pdf |
| Registro: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/tesis/document/tesis_n5687_Zaninelli |
| Ubicación: | Dep.ATM 005687 |
| Derechos de Acceso: | Esta obra puede ser leída, grabada y utilizada con fines de estudio, investigación y docencia. Es necesario el reconocimiento de autoría mediante la cita correspondiente. Zaninelli, Pablo Gabriel. (2014). Climatología numérica del acople suelo-temperatura y de períodos secos en Sudamérica : retroacciones, incertidumbre y cambio climático. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n5687_Zaninelli |
Resumen:
En esta tesis doctoral se estudiaron las interacciones entre las variables ligadas a losprocesos de acople suelo-atmósfera, sus posibles vínculos con la duración de losperiodos secos y sus potenciales cambios bajo un escenario intermedio de emisiones degases de efecto invernadero sobre Sudamérica (SA). Para ello, se utilizaron datosprovenientes de simulaciones numéricas realizadas con modelos climáticos regionales. Asimismo, se evaluó la capacidad de diferentes reanálisis para reproducir la climatologíade las temperaturas máximas de verano y mínimas de invierno para el sudeste de SA (SESA). La incertidumbre inherente al uso de datos de reanálisis de temperatura máxima y mínimaen SESA se estudia a través de la comparación de campos medios estacionales y devariabilidad de tres reanálisis con una base de datos observacional para el periodo 1961- 2000. El error del ensemble de reanálisis presenta magnitudes similares para ambasvariables, pero la dispersión entre los reanálisis individuales es mayor en verano. Loserrores en la temperatura están en parte vinculados con errores en la determinación delos flujos de calor sensible y latente así como de la radiación neta. Los errores en ladistribución geográfica de las anomalías espaciales de temperatura tienen una magnitudsimilar para los reanálisis y para los modelos regionales analizados. También se estudian los cambios entre los periodos 1981-2000 y 1961-1980 en lavariabilidad diaria, en la interanual y en los extremos (percentiles 75 y 25) de latemperatura máxima en verano y mínima en invierno. El patrón geográfico de los cambiosentre los dos períodos de la variabilidad diaria de ambas variables es similar al patróngeográfico de los cambios en los extremos de éstas. Sobre la Argentina, en general, seencuentra una disminución en la frecuencia de días calurosos en verano y de noches fríasen invierno consistente con una disminución en la variabilidad diaria. Los cambios entrelos dos períodos sugieren un corrimiento hacia el sudoeste en la zona de máximavariabilidad interanual de la temperatura máxima para la climatología observacionalposiblemente asociado con cambios en la variabilidad de la precipitación. En general, losreanálisis tienen dificultades para capturar los principales patrones geográficos de loscambios de la variabilidad diaria e interanual de las variables estudiadas entre los dosperíodos. La respuesta de la precipitación, la temperatura y la evapotranspiración al cambioclimático para el verano austral son analizadas para SA utilizando proyecciones de tresmodelos regionales. Los feedbacks locales entre la superficie continental y la atmósferapueden ayudar a los vínculos entre estas variables en algunas regiones de SA. Loscambios en la precipitación proyectados para el periodo 2071-2100 presentan unarespuesta positiva en SESA. La variabilidad interanual de la evapotranspiración tiene unadistribución geográfica similar a la de la variabilidad de la temperatura, con un máximo en SESA, sugiriendo que estas dos variables están interrelacionadas. En el clima actual, SESA es una zona de transición donde la evapotranspiración depende de la disponibilidadde agua en la superficie (régimen controlado por el contenido de humedad del suelo). Mientras que las proyecciones muestran que el régimen de la evapotranspiracióncontinuará siendo controlado por la humedad del suelo, la magnitud de la correlaciónnegativa entre la temperatura y la evapotranspiración disminuye (en valor absoluto) parael periodo 2071-2100 en áreas donde se incrementa la disponibilidad de agua en el suelo. La variabilidad interanual de la temperatura y la evapotranspiración tiende a disminuir en SESA. En cambio, en la Meseta Brasileña los modelos proyectan cambios opuestos a los de SESA. Además, el estudio de la circulación regional muestra que un flujo mediointensificado del norte en niveles bajos tiende a inhibir las condiciones de acople sobre SESA, i. e. contribuye a disminuir la sensibilidad de la temperatura y la evapotranspiracióna variaciones en la precipitación, mientras que un flujo debilitado favorecerá el acople. Deacuerdo a los modelos, esta intensificación del viento del norte está asociada a unaumento en la circulación ciclónica asociada a la baja del Chaco y un incremento del flujoproveniente del alta subtropical del Atlántico. Por último, utilizando una definición dependiente del modelo y del punto de retícula sedeterminan periodos secos sobre SA y se analiza su duración media, a escala anual, parasimulaciones de clima presente y para un posible escenario de cambio climático. A suvez, estos resultados son comparados con los regímenes de aridez generados por elíndice de Budyko y se muestra que la transición hacia un régimen más árido en la Meseta Brasileña estaría acompañada por un incremento en la duración de los periodos secos yuna disminución en su frecuencia de ocurrencia. El aumento de las condiciones secassobre la Meseta Brasileña favorecería al incremento de feedbacks locales entre el suelo yla atmósfera que pueden contribuir a la generación de periodos secos de mayor duración.
Abstract:
In this PhD thesis the interactions among variables associated to land surface-atmospherecoupling processes, their possible links with dry spells length and their potential changesunder an intermediate emissions scenario of GHG were studied in South America (SA). Todo this, numerical simulations data generated with regional climate models were used. Moreover, it was evaluated the skills of reanalysis to reproduce the climatology of australsummer maximum temperature and winter minimum temperature in southeastern of SA (SESA). The inherent uncertainty due to use of data from reanalysis of maximum (TX) andminimum temperature (TN) in SESA is studied through the comparison of seasonal meanfields and the variability of the three reanalysis with an observational dataset for the period 1961-2000. The bias of ensemble of reanalysis presents similar magnitudes for bothvariables, but the dispersion among reanalysis datasets is greater in summer. The bias intemperature is, hence, in part linked to the error in determination of the sensible and latentheat flux as well as the net surface radiation. The errors in the geographical distribution ofspatial anomalies of temperature have a similar magnitude for both reanalysis and regionalclimate models analyzed. The changes in daily and interannual variability and extremes of maximum temperature ofsummer and minimum temperature of winter between periods 1981-2000 and 1961-1980are also studied. The geographical pattern of change of daily variability between bothperiods and for both variables is similar to geographical pattern of change of extremes. In Argentina, there is a decrease in the frequency of hot days in summer and cold nights inwinter, consistently with a decrease in daily variability. The changes between both periodssuggest a shift toward southwest in the zone of maximum interannual variability ofmaximum temperature according to the observational climatology, possibly linked withchanges in precipitation variability. In general, the reanalysis analyzed have difficulties toreproduce the main geographical patterns of changes in daily and interannual variability ofstudied variables between both periods. The response to climate change of precipitation, temperature and evapotranspiration (ET)for austral summer is analyzed in SA using projections of three regional models. The localfeedbacks between land surface and atmosphere can help to the links among thesevariables in some regions of SA. The projected changes of precipitation for 2071-2100present a positive response in SESA. The interannual variability of ET has a geographicaldistribution similar to the variability of temperature, with a maximum in SESA, suggestingthat these two variables are intercorrelated. In the present climate, SESA is a transitionzone where ET depends on surface water availability (soil moisture-controlled regime). Although the projections show that ET regime will remain soil moisture-controlled, themagnitude of correlations between temperature and ET decrease (in absolute value) for 2071-2100 in areas where increase soil water availability. The interannual variability oftemperature and ET tends to decrease in SESA. However, in the Brazilian Highlands themodels project opposite changes to SESA. On the other hand, the study of regionalcirculation shows that a strengthening northerly mean wind in low levels tends to inhibit thecoupled conditions in SESA, i. e. it promotes the reduction of sensibility of temperatureand ET to variations of precipitation, whereas a weakening northerly mean wind favorscoupling conditions. According to the models, this strengthening of the northerly wind ismainly produced by the increase in the cyclonic circulation associated to the Chaco Lowand to an increment of the easterly flux from the Atlantic subtropical High. Finally, it is using a gridpoint- and model- dependent definition to determine dry spells in SA and to analyze its mean length, at annual scale, for simulations of present climate andunder a possible climate change scenario. In turn, these results are compared with thearidity regimes calculated with the Budyko Index and it is shown that the transitionprojected toward a drier regime in the Brazilian Highlands could be accompanied by alengthening of dry spells and a reduction of their frequency. The strengthening of dryconditions in the Brazilian Highlands could favor the increase of local feedbacks betweenland surface and atmosphere which contribute to lengthen dry spells.
Citación:
---------- APA ----------
Zaninelli, Pablo Gabriel. (2014). Climatología numérica del acople suelo-temperatura y de períodos secos en Sudamérica : retroacciones, incertidumbre y cambio climático. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n5687_Zaninelli
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Zaninelli, Pablo Gabriel. "Climatología numérica del acople suelo-temperatura y de períodos secos en Sudamérica : retroacciones, incertidumbre y cambio climático". Tesis Doctoral, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2014.https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n5687_Zaninelli
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