Influencia de la Cordillera de los Andes sobre las perturbaciones baroclínicas invernales

Abstract

La cordillera de los Andes produce importantes modificaciones en la estructura y evolución de las ondas baroclínicas que afectan el sur de Sudamérica que hasta el momento no han sido totalmente explicados. En consecuencia, este trabajo de Tesis reproduce mediante simulaciones numéricas tal evolución de las ondas baroclínicas y se identifica cuáles son las características morfológicas de los Andes que las dominan. Para alcanzar este objetivo general se realizaron simulaciones con un modelo numérico tridimensional en ecuaciones primitivas, hidrostático y seco basado en el sistema anelástico Boussinesq, con geometría esférica y la altura (z) como coordenada vertical. A este modelo se le incluyó una representación realista de los Andes, que retuvo todas las características salientes de los mismos: altura, pendientes y cambio en la orientación. Las condiciones iniciales fueron determinadas de forma de simular las perturbaciones sinópticas que alcanzan latitudes subtropicales de Sudamérica durante el invierno y que crecen embebidas en la Corriente en Chorro subtropical. Las simulaciones muestran que al atravesar los Andes una perturbación ciclón durante el invierno: i) sufre un debilitamiento en niveles bajos mientras se desplaza sobre la orografía alrededor de los 40ºS, ii) luego comienza a reorganizarse a sotavento, en una latitud más al norte respecto de la inicial a barlovento, iii) en niveles altos, el tren de ondas sigue una trayectoria casi zonal mientras se desplaza desde el este, iv) Este diferente comportamiento entre los niveles bajos y altos, produce un desacople de 180° entre la fase de la perturbación en niveles altos y aquella en niveles bajos, debilitando en consecuencia los procesos que favorecen el desarrollo baroclínico, y vi) alrededor de 1000 km hacia el este de los Andes, la perturbación reestablece su estructura baroclínica y el ciclón en niveles bajos se intensifica. Los estudios de sensibilidad muestran que con Andes de altura reducida a la mitad de la observada, la perturbación tiene una velocidad de fase mayor, no se desplaza hacia el Norte y es menos intensa. Por lo tanto se concluye que la altura de los Andes es el factor determinante en la extensión de la vaguada hacia el NO y en la disminución de la velocidad de fase de las ondas. Asimismo, cuando se duplica la extensión lateral, las advecciones de temperatura exhiben una menor extensión meridional. Los resultados de las simulaciones tanto para el invierno como para el verano muestran que la interacción de las ondas baroclínicas y los Andes, producen la intensificación del flujo del norte en niveles bajos al este de los Andes hacia el sur de su posición climatológica sin necesidad de incluir fuentes de calor diabático ni procesos húmedos.The Andes cordillera produces strong modifications in the structure and evolution of the baroclinic waves moving along the southern portion of South America, that have not been explained so far. Therefore, performing numerical simulations this work reproduce such modifications and identify the morphologic features of the Andes have strongest influence. A primitive equation model, hydrostatic, dry and based on the Boussinesq system was used. It includes spherical geometry and the vertical height (z) as vertical coordinate. A realistic representation of the Andes was included that includes the most relevant features of this orography like its steep slopes, its height and its geographical orientation. Initial conditions are based on the features of the observed mean flow in the vicinity of South America that during winter, they are associated with the Subtropical Jet. Simulations show that a cyclonic perturbation evolving across the Andes during winter: i) weakens at low levels while it moves over the orography along the 40°S; ii) it reorganizes on the lee side at a latitude equatorward from the initial one upwind; iii) at upper levels, the perturbation follows a more zonal trajectory while it moves eastward, iv) the different behavior between upper and lower levels, results in a 180° out-of-phase in the vertical structure of the perturbation, reducing the associated baroclinicity; v) once the low-level perturbation is located at around 1000 km eastward from the Andes, intesifies due to and increased baroclinicity. Sensitivy experiments show that in cases with Andes with a half of the observed, the perturbation exhibits a larger phase speed, a more zonal propagation, and lower rates of intensification. It can be then concluded that the Andes height is responsible of the northwestern extension of the trough on the lee and its reduced phase speed. Moreover, experiments with lateral extension of the Andes doubled, show temperature advections less extended meridionally. Finally, simulations not only for winter but also for summer show that the interaction between baroclinic waves and the Andes produce a intensification of the northerly low-level flow on the lee, southward from its climatological maximum, in absence of diabatic heating and moisture processes.Fil:Campetella, Claudia M.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina