Trends and Spatial Patterns of Drought Affected Area in Southern South America

Based on 56 rainfall stations, which cover the period 1961–2008, we analyzed the presence of trends in the drought-affected area over southern South America (SSA) at different time scales. In order to define drought conditions, we used the standardized precipitation index, which was calculated on time scales of 1, 3, 6, 9 and 12 months. The trends were estimated following both a linear and a non-linear approach. The non-linear approach was based on the residual of the empirical mode decomposition, a recently proposed methodology, which is robust in presence of non-stationary data. This assessment indicates the existence of reversals in the trends of the drought affected, area around the 1990s, from decreasing trends during the first period to increasing trends during the recent period. This is indicative of the existence of a low-frequency variability that modulates regional precipitation patterns at different temporal scales, and warns about possible future consequences in the social and economic sectors if trends towards an increase in the drought affected area continue.Fil: Rivera, Juan Antonio. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales. Provincia de Mendoza. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales. Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales; ArgentinaFil: Penalba, Olga Clorinda. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

The CLARIS LPB database: constructing a long-term daily hydro-meteorological dataset for La Plata Basin, Southern South America

CLARIS LPB database was built within the framework of the CLARIS LPB project “A Europe-South America Network for climate Change Assessment and Impact Studies in La Plata Basin” of the European Community's Seventh Framework Programme (FP7). The main variables available in the database are rainfall, temperature, radiation, heliophany and streamflow, constituting a high-quality daily hydro-meteorological dataset for scientific purpose available at http://wp32.at.fcen.uba.ar/. The objective of this article is to describe CLARIS LPB database construction, quality control and spatial and temporal characteristics. Due to the interactions with more than 60 institutions, the network of stations expanded from 107 stations in the FP6 CLARIS to more than 9000 stations in the FP7 CLARIS LPB. More than 800 maximum and minimum temperatures series, more than 8000 rainfall series, 68 radiation series, 29 heliophany series, and 58 streamflow series are available in the database webpage. The number of stations also varied greatly as a function of time, and decadal variations were evident in both rainfall and temperature stations with at least 20% of data missing. According to the characteristics analysed, this dataset provides spatially consistent climatic time series which enable a variety of empirical climate studies. It was already used as input for hydrological models, for the validation and analysis of present-day regional and global climate model outputs, for improvement in the analysis of recent past climate variability in La Plata Basin, for analysing palaeohydrological reconstructions of the past climate variability, among others. Finally, the spatially highly dense daily database of rainfall and maximum and minimum temperatures allowed the generation of gridded products.Fil: Penalba, Olga Clorinda. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Rivera, Juan Antonio. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Pántano, Vanesa Cristina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Climate Change Impacts on Atmospheric Circulation and Daily Precipitation in the Argentine Pampas Region

Pollution & threats to the environmen

Future changes in drought characteristics over southern South America projected by a CMIP5 multi-model ensemble

The impact of climate change on drought main characteristics was assessed over Southern South America. This was done through the precipitation outputs from a multi-model ensemble of 15 climate models of the Coupled Model Intercomparison Project Phase 5 (CMIP5). The Standardized Precipitation Index was used as a drought indicator, given its temporal flexibility and simplicity. Changes in drought characteristics were identified by the difference for early (2011-2040) and late (2071-2100) 21st century values with respect to the 1979-2008 baseline. In order to evaluate the multi-model outputs, model biases were identified through a comparison with the drought characteristics from the Global Precipitation Climatology Centre database for the baseline period. Future climate projections under moderate and high-emission scenarios showed that the occurrence of short-term and long-term droughts will be more frequent in the 21st century, with shorter durations and greater severities over much of the study area. These changes in drought characteristics are independent on the scenario considered, since no significant differences were observed on drought changes. The future changes scenario might be even more dramatic, taking into account that in most of the region the multi-model ensemble tends to produce less number of droughts, with higher duration and lower severity. Therefore, drought contingency plans should take these results into account in order to alleviate future water shortages that can have significant economic losses in the agricultural and water resources sectors of Southern South America.Fil: Penalba, Olga Clorinda. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Rivera, Juan Antonio. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Chapter Climate Change Impacts on Atmospheric Circulation and Daily Precipitation in the Argentine Pampas Region

Pollution & threats to the environmen

Precipitation response to El Niño/La Niña events in Southern South America - Emphasis in regional drought occurrences

The ENSO phenomenon is one of the key factors that influence the interannual variability of precipitation over Southern South America. The aim of this study is to identify the regional response of precipitation to El Niño/La Niña events, with emphasis in drought conditions. The standardized precipitation index (SPI) was used to characterize precipitation variabilities through the 1961-2008 period for time scales of 3 (SPI3) and 12 (SPI12) months. A regionalization based on rotated principal component analysis allowed to identify seven coherent regions for each of the time scales considered. In order to identify the regional influence of El Niño and La Niña events on the SPI time series, we calculated the mean SPI values for the El Niño and La Niña years and assessed its significance through bootstrap analysis. We found coherent and significant SPI responses to ENSO phases in most of the seven regions considered, mainly for the SPI12 time series. The precipitation response to La Niña events is characterized with regional deficits, identified with negative values of the SPI during the end of La Niña year and the year after. During El Niño events the precipitation response is reversed and more intense/consistent than in the case of La Niña events. This signal has some regional differences regarding its magnitude and timing, and the quantification of these features, together with the assessment of the SST composites during drought conditions provided critical baseline information for the agricultural and water resources sectors.Fil: Penalba, Olga Clorinda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos; Argentina. Instituto Franco-Argentino sobre Estudios del Clima y sus Impactos; ArgentinaFil: Rivera, Juan Antonio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales. Provincia de Mendoza. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales. Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales; Argentina. Instituto Franco-Argentino sobre Estudios del Clima y sus Impactos; Argentin

Reducing techno-anxiety in high school teachers by improving their ICT problem-solving skills

Teachers need to continuously update their information and communication technologies (ICT) knowledge, but they are usually not trained to deal with the problems arising from their use. In fact, studies in the literature report techno-anxiety (i.e. unpleasant physiological activation and discomfort due to present or future use of ICT) in teachers. Thus, the goal of this action research is to study if teachers’ techno-anxiety can be reduced by increasing their ability to solve technological problems. An inter-subject experiment has been carried out with 46 teachers. High school teachers were chosen because they are digital immigrants, while at the moment of this research their students are digital natives (born around year 2000). Since we could not find any specific training for teachers to increase their resolution skills of technological problems, in order to apply the treatment for our study, we have designed and deployed an online course about ICT problem-solving skills based on the 70/20/10 model for learning and development. Results show the success of the course when it comes to increasing the ICT problem-solving skills and to reducing techno-anxiety.Preprin

Soil water fluxes projections from global climate models of CMIP5 in South America and its regional impact

Las distintas variables involucradas en la interacción suelo-atmósfera fueron analizadas en Sudamérica a partir de siete Modelos Climáticos Globales (MCG) del CMIP5. Dos períodos diferentes fueron utilizados: 1970-2005 como período climático de referencia para el experimento historical y 2065-2100 para las proyecciones bajo el escenario futuro (Representative Concentration Pathways) RCP 8.5. Se evaluó la sensibilidad climática de la humedad de suelo y el escurrimiento a la precipitación y evapotranspiración con foco en la región de secano de Argentina. El análisis reveló cuáles son las variables más sensibles para cada MCG. Finalmente, los cambios futuros en los flujos de agua basados en los escenarios futuros de cambio climático fueron analizados en Sudamérica para las variables más sensibles. A pesar de que se proyectan aumentos tanto en la precipitación como en la evapotranspiración, algunos modelos muestran que los flujos de agua en el suelo responden a los incrementos en la precipitación. En base a los resultados de este estudio, no se recomienda el cálculo del ensamble para la humedad de suelo y el escurrimiento, sino que se sugiere el estudio por separado y sólo para aquellas variables sensibles al cambio climático.The several variables involved in soil-atmosphere interaction were analyzed in South America from seven Global Climate Models (GCM) of CMIP5. Two different periods were used: 1970–2005 as climate reference for historical experiment and 2065–2100 for projections under the Representative Concentration Pathways scenario RCP 8.5. We assessed the climate sensitivity of soil moisture and runoff to precipitation and evapotranspiration focused on the rainfed agriculture region of Argentina. The analysis revealed which are the more sensible variables for each GCM. Finally, future changes in water fluxes based on future scenarios of climate change were analyzed in South America for the more sensible variables. Even though both precipitation and evapotranspiration are projected to increase, some models showed that soil water fluxes respond to increases in precipitation. Based on the results of this study, the ensemble of soil moisture and runoff is not recommended but we better suggest to study separately only for those variable sensible to climate change.Fil: Penalba, Olga Clorinda. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria; ArgentinaFil: Pántano, Vanesa Cristina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria; Argentin

Distribución de probabilidades de los caudales mensuales en las regiones de Cuyo y Patagonia (Argentina). Aplicación al monitoreo de sequías hidrológicas

El índice de caudal estandarizado (ICE) se desarrolló siguiendo los lineamientos teóricos del índice de precipitación estandarizado (IPE) para el monitoreo y la comparación de patrones espaciales y temporales de las condiciones hidrológicas considerando como variable de entrada los caudales mensuales. Un paso fundamental para su cálculo consiste en seleccionar la distribución de probabilidades que mejor ajuste las frecuencias de caudales observados. En ese sentido, en este trabajo se comparan 6 distribuciones de probabilidades (gamma, lognormal II, Pearson III, Weibull, logística y loglogística) ampliamente utilizadas para la representación de variables hidrológicas, a fin de determinar la más adecuada en las cuencas hidrográficas de Cuyo y Patagonia (Argentina). Para evaluar la bondad del ajuste se consideró el estadístico de Anderson-Darling (AD), el cual brinda la rigurosidad estadística necesaria para el análisis de eventos extremos. Se brindan recomendaciones considerando los ajustes evaluados mediante el estadístico AD y el análisis de la normalidad de las series de ICE, considerando que ninguna de las distribuciones seleccionadas resultó adecuada en todas las cuencas y meses del año. Estos resultados destacan el uso de la distribución lognormal II para la representación de los caudales mensuales en la región de Cuyo y el análisis de sequías hidrológicas en base a esta distribución. En el caso de la región de Patagonia, se destaca la distribución loglogística como la más adecuada para el ajuste a los caudales mensuales. No obstante, se observó que las series de ICE estimadas a partir de esta distribución poseen sesgos en su valor medio, desvío estándar y porcentaje de meses bajo condiciones de sequía. Estos factores pueden afectar su calidad para el monitoreo de sequías hidrológicas en Patagonia. Por lo tanto, se recomienda el uso de la distribución lognormal II para la representación de los caudales mensuales sobre el área de estudio y su aplicación al monitoreo de sequías hidrológicas.Fil: Rivera, Juan Antonio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales. Provincia de Mendoza. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales. Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales; Argentina. Universidad "Juan Agustín Maza"; ArgentinaFil: Penalba, Olga Clorinda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos; Argentin

Estructura del régimen de precipitación de la ciudad de Buenos Aires

Los objetivos fundamentales hacia los que apunta este trabajo son: sintetizar el régimen anual y el estacional de la lluvia en Buenos Aires y relacionarlos en otras investigaciones futuras, con los correspondientes regímenes de otras variables (presión, humedad). Se supone que tanto la lluvia mensual como la anual de Buenos Aires (34° 35'S, 58° 29'W) están representadas por la serie de precipitación mensual del Observatorio Central en cuanto á algunas propiedades de interés climático. Mediante las características del espectro de Fourier se discriminan los posibles grupos o tipos de marchas anuales. Se analiza la eficacia de distintos filtros de la onda anual. Los resultados muestran que las series de lluvias mensuales de cada año se pueden agrupar por medio del armónico que explica la mayor varianza. No obstante, al aumentar las discriminaciones incluyendo el segundo armónico en orden de importancia respecto a la varianza explicada, se manifiestan signos de sobreclasificación. Se encuentra que las diferentes componentes de los grupos no están asociadas a características de la lluvia anual, tales como ocurrencia de años máximos o mínimos. Esto implicaría que el tipo de lluvia en el año, no puede ser identificado con los espectros de Fourier aplicados a la serie de lluvias mensuales o que la variabilidad de esta estructura hace que la probabilidad de repetición de una marcha anual (filtrada la onda anual) sea baja.The main objectives toward which this paper is directed are: to define a synthesis of the annual and seasonal regimes of rainfall in Buenos Aires and to relate it a posteriori with the corresponding in other variables (pressure, humidity). It is assumed that mensual and annual rainfalls in Buenos Aires (34° 35' S, 589 29'W) are represented by a series of the Central Observatory in matter of some structures of climatologic interest. Possible groups or types of annual variation discriminated by means of their Fourier spectrum characteristics in a 123 years period were investigated. Furthermore, the influence and efficiency of distinct filters of the annual cycle were analyzed. The results show that monthly series of each year may be grouped by means of the harmonic which explains the greatest variance. Notwithstanding, when increasing discriminations, by including the second harmonic in order of importance with respect to the explained variance, signs of overclassification are perceived. The different structures implied by the groups are not associated by particular characteristics of the annual rainfall, such as ocurrence of maximum and minumum years. This would imply that the type of year according to its annual total cannot be discriminated with Fourier spectra or that the variability of this structure determines that the probability of the repetition of an annual variation, filtered the annual cycle, is low.Asociación Argentina de Geofísicos y Geodesta