RESUMEN Se analizan los campos espaciales de la varianza del espectro de radiación de onda larga saliente (OLR, por su sigla en inglés) durante los meses del verano austral 1979-2016 en el sur de Brasil, para diferentes escalas de tiempo: sinóptica, submensual e intraestacional. Los campos de variabilidad difieren tanto en intensidad como en ubicación y resaltan los ciclos de convección dominantes en el área de estudio. La amplitud de la variabilidad submensual es mayor que la de las otras escalas en la región sudeste de Brasil, mientras que la escala sinóptica prevalece en la región sur. Las escalas mencionadas anteriormente muestran mayores amplitudes sobre el Océano Pacífico occidental donde la Oscilación Madden-Julian juega un papel importante, a lo largo de la Zona de Convergencia del Pacífico Sur y sobre las áreas de trayectoria de tormentas sobre el Océano Pacífico sur. También se analiza la influencia de la interacción espectral de OLR asociada con la ocurrencia de dos eventos de lluvia intensa en el sudeste de Brasil en los veranos de 2011 y 2014, cuando la Zona de Convergencia del Atlántico Sur (SACZ) estuvo activa en ambos eventos. Los resultados obtenidos sugieren que la interacción entre escalas espectrales de OLR tiene lugar de forma tal que fortalece la SACZ, ya que los patrones espaciales de la escala temporal de dos a ocho días (sinóptica), la escala temporal de 10 a 30 días (submensual) y la escala temporal de 30 a 60 días (intraestacional), se superponen en la región de estudio.

ABSTRACT Spatial fields of outgoing long wave radiation (OLR) spectrum variance of the 1979-2016 austral summer months in southern Brazil are analyzed on different timescales: synoptic, sub-monthly, and intra-seasonal. Variability fields differ both in intensity and location and highlight dominant convection cycles in the study area. The results show that the amplitude of sub-monthly variability is greater than that of the other scales in the southeastern region of Brazil, while the synoptic scale prevails in the southern region. The above-mentioned scales show greater amplitudes over the western Pacific Ocean where the Madden-Julian Oscillation plays an important role, along the South Pacific Convergence Zone, and over the storm track areas over the South Pacific Ocean. The influence of spectral OLR scale interaction is also analyzed, associated to the occurrence of two intense rainfall events over the southeastern Brazil in the austral summers of 2011 and 2014 when the South Atlantic Convergence Zone (SACZ) was active in both events. The results obtained suggest that spectral OLR scale interaction takes place in such way that it strengthens the SACZ, since the spatial pattern footprints of the two to eight-day timescale (synoptic), 10 to 30-day timescale (sub-monthly) and 30 to 60-day timescale (intra-seasonal) overlap in the study region.

The simulations with the HadCM3 model were among the first available to analyze future projections. This is reflected in the literature, which mainly describes the variables temperature and precipitation for South America. The aim of this paper is to investigate the changes in the atmospheric circulation over southeastern South America associated to extreme cold events in the most critical future emission scenario A2 for the period 2081-2100, with respect to the climatological reference period 1961-1990. To do that the HadCM3 model is used as well as the NCEP/NCAR reanalysis. Were identified the five most extreme events of daily mean negative temperature in 850 hPa from May to September over three areas: Wet Pampa (area 1), Uruguay and southern Brazil (area 2), eastern Paraguay, northern Argentina and southern Brazil (area 3). The obtained circulation patterns are analyzed in both, the reanalysis and the HadCM3 simulations of the present and future climate. In the present climate, with the exception of the area 3 that borders the tropics, the model simulates a more extended northward incursion of the 0oC isotherm than the reanalysis. It also shows more intense negative temperature anomalies, which have more latitudinal extension. Despite the fact that the configurations of the pressure fields are similar to that of the reanalysis, except for the area 3, a further inland penetration of the continental anticyclone is appreciated, with an intensification of the anomalies over the respective areas. The model also tends to simulate a more intense 850 hPa southerly wind component, capturing the high level deep trough over the continent and displaying a properly configured subtropical jet, which is typical of these extreme events. In the future scenario, the model does not project extreme cold events of below 0oC temperatures for area 3. The model also restricts the incursion of the 0oC isotherm to more southerly latitudes in the other two areas with respect to the simulation of the present climate. These facts are consistent with the mean temperature increase projected by the model for South America.

Las simulaciones del modelo HadCM3 fueron de las primeras disponibles para el análisis de proyecciones futuras, reflejándose en la literatura que describe principalmente variables de temperatura y precipitación para Sudamérica. El objetivo de ese trabajo es investigar los cambios en la circulación atmosférica en el sudeste de Sudamérica asociada a eventos extremos fríos, en el escenario de emisiones futuras más crítico denominado A2, para el periodo 2081-2100 respecto a un periodo climatológico de referencia 1961-1990, considerando el modelo HadCM3 y los datos del reanálisis NCEP/NCAR. A partir de la temperatura media diaria en 850 hPa, se identifican los eventos de temperatura negativa para los meses de mayo a septiembre, componiéndose los cinco eventos más extremos para tres áreas que incluyen la Pampa Húmeda (área 1), Uruguay y sur de Brasil (área 2), la parte oriental de Paraguay, norte de Argentina y sur de Brasil (área 3). Los patrones de circulación son analizados tanto para el reanálisis como para las simulaciones en el clima presente y futuro. Los resultados muestran para el clima presente que el modelo simula la incursión de las isotermas de 0oC más al norte respecto del reanálisis, a excepción del área 3 que limita con los trópicos, con anomalías negativas de temperatura más intensas y más extensas en términos latitudinales. A pesar que las configuraciones de los campos de presión sean similares al reanálisis, se aprecia una mayor penetración del anticiclón continental, a excepción del área 3, con una intensificación de las anomalías en las respectivas áreas. El modelo también tiende a simular una componente de viento del sur más intensa en 850 hPa y captura la profunda vaguada sobre el continente en niveles altos con el jet subtropical bien configurado, típico de estos eventos extremos. En el escenario futuro, el modelo no proyecta eventos extremos de temperatura por debajo de 0oC para el área 3, restringiendo la incursión de la isoterma de 0o C a latitudes más al sur en las otras dos áreas respecto a la simulación en el clima presente, en concordancia con el aumento de temperatura media que el modelo proyecta para Sudamérica.

A frequência de sistemas frontais sobre o sul da América do Sul identificada na reanálise do NCEP/NCAR é comparada com as simulações dos modelos GFDL e Hadley e projetadas no clima futuro. As análises para identificar casos de sistemas frontais foram feitas em três regiões que cobrem áreas do Brasil, Uruguai, Paraguai e Argentina. Esta análise foi realizada com o fim de investigar as características de eventos extremos no clima presente e em projeções do clima futuro. Para o clima presente observou-se que os modelos analisados simularam bem as características sinóticas dos sistemas frontais. No entanto, quando se compara a frequência de ocorrência das frentes entre a reanálise e as simulações, observa-se que os modelos GFDL e Hadley superestimam seu número e apenas o GFDL consegue reproduzir a variabilidade mensal. O modelo Hadley superestima ainda mais em relação ao NCEP e GFDL no clima presente. A tendência positiva no número de frentes observada na área 3 (65ºW-60ºW, 33ºS-38ºS) nos resultados da reanálise não é simulada pelos modelos. Quando os casos mais intensos são selecionados, o modelo GFDL é o que superestima mais o número de sistemas frontais. Os dois modelos indicam aumento na frequência de sistemas frontais no futuro nas três áreas, porém em menor proporção na área 3.

The frequency of frontal systems reaching the south of South America is compared with reanalysis NCEP/NCAR and results of GFDL and Hadley models for the future climate. Three regions were analyzed to identify the frontal systems, in areas of Brazil, Uruguay, Paraguay and Argentina. The following criteria were used: increase of sea surface pressure, reduction of the temperature and change of the meridional wind at 850hPa, in two consecutive days. Selected cases with temperature drop above five degrees, considered the most intense, were also analyzed. For the present climate it was observed that the models simulated well the synoptic characteristics of frontal systems. However, when comparing the frequency of frontal occurrence between reanalysis data and models simulations, the GFDL and Hadley models overestimated their numbers. The Hadley model overestimates further more than the NCEP and GFDL in present climate. The positive trend observed in area 3 (65ºW-60ºW, 33ºS-38ºS) from NCEP reanalysis is not simulated by the models. When the most intense systems are selected, the GFDL model shows higher overestimation in number of frontal systems. Both models indicate an increase of frontal systems frequency in future in the three areas, although less in area 3.

Neste trabalho estudou-se a influência dos padrões de onda extratropicais, que favorecem o desenvolvimento de eventos extremos frios no sudeste Sul-Americano, e em particular na região conhecida como Pampa Úmida. O aquecimento anômalo observado na região do oceano Pacífico tropical ocidental a nordeste da Austrália, durante os invernos de máxima freqüência de ocorrência de Geadas Generalizadas (GG) no centro-leste da Argentina, (região conhecida como Pampa Úmida - PU), atua como disparador de ondas de Rossby, as quais se propagam até o continente, favorecendo assim a ocorrência daqueles eventos. O padrão de propagação obtido nas simulações numéricas com um modelo baroclínico global, mostra o predomínio de um número de onda 3. Adicionalmente, foram analisadas as correlações do vento meridional em altos e baixos níveis observados para os eventos de GG, selecionados dentro dos invernos de máxima freqüência de ocorrência desses eventos. O vento meridional global em 250hPa apresenta regiões com correlação estatisticamente significativa com o vento meridional médio na PU. A configuração obtida no caso do vento meridional global em 250hPa, correlacionado com o vento meridional na PU, pode estar associada ao padrão de propagação das ondas simuladas numericamente a partir da forçante tropical. Igualmente importantes e significativos são os valores de correlação do vento sul nos baixos níveis, em particular para toda região da PU. O padrão de ondas simulado está bem representado pelas significativas correlações entre o vento meridional hemisférico em altos níveis e a temperatura no dia de evento de GG.

The influence of extratropical waves on the development of extreme cold events over southeast South America, particularly on the Argentinean Wet Pampa region is studied in this work. An anomalous heating observed over the occidental tropical Pacific Ocean, northeast of Australia, during Austral winters of maximum frequency of Generalized Frost (GF) occurrence over the center-east of Argentina, known as Wet Pampa (WP), acts as a Rossby wave source which generate waves that propagate towards the South American continent favoring the frost events. The wave propagation pattern obtained from simulations using a Global Baroclinic Model shows wavenumber 3 dominance. Additional, upper and lower levels meridional wind correlations during the GF events selected were analyzed. The 250hPa global meridional wind shows a significant correlation (0.9) with the meridional wind at the WP region. The wave propagation pattern observed in this case agrees with that simulated by the model when a heating source is located at the Pacific tropical ocean. Also, significant correlation values were found for the low level southern winds at the WP region. The wave pattern simulated shows a good correlation between the hemispheric meridional wind at higher levels and the air temperature in the day of GF events.