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Ver el documento (formato PDF)   Ruscica, Romina Carla.  "Procesos de acople e interacción superficie-atmósfera en el sudeste de Sudamérica"  (2015-03-12)
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
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Resumen:
Los procesos físicos intervinientes en la interacción de la superficie continental con la atmósfera son de vital interés en el campo de la climatología. El conocimiento de las zonas con fuerte influencia del suelo sobre la precipitación contribuye a mejorar la predictibilidad en distintas escalas temporales, principalmente la estacional. Pocos estudios se han realizado sobre Sudamérica hasta el momento y, sobre otras regiones principalmente se han realizado durante el período estival. Los conceptos de acople, retroalimentación y memoria son diferenciados para luego ser empleados en distintos análisis realizados sobre simulaciones obtenidas de modelos climáticos regionales. Gran parte del sudeste de Sudamérica (SESA) ha sido caracterizado como una zona de alta eficiencia de acople (EA) entre la humedad del suelo y la evapotranspiración durante un verano en un estudio previo con el modelo climático regional RCA3-E. En tal contexto, en esta Tesis se estudian procesos físicos entre distintas variables de superficie como la humedad del suelo, la evapotranspiración y la precipitación. Distintas subregiones dentro de SESA permiten identificar que donde la EA es alta, la evapotranspiración se encuentra regulada por la humedad del suelo independientemente de la intensidad media de la precipitación. La memoria, de la humedad del suelo es mayor y tiene un patrón espacial más robusto en la capa de suelo profunda que en la capa superficial. Donde la EA es elevada en general la memoria de la capa profunda de suelo es baja, sugiriendo que la atmósfera se ve mayormente influenciada en escala estacional por la dinámica más lenta de la superficie. El estudio de interacción superficie – atmósfera sobre Sudamérica se amplía utilizando una nueva versión del modelo (RCA4). Se encuentra que SESA es una zona de transición climática durante el verano, otoño y primavera en el período 1980-99. Allí, se definen períodos con condiciones anómalamente secas ó húmedas del suelo, en donde resulta interesante estudiar el acople. Mediante simulaciones controladas se encuentra que el acople resulta ser máximo en SESA, durante la estación estival y con condiciones secas de la superficie continental. Mientras que la EA es máxima en toda SESA, el acople de la humedad del suelo con la precipitación se produce solamente al este de la región. Los patrones espaciales de acople entre la humedad del suelo y distintas variables de la capa límite atmosférica revelan que la energía estática húmeda y su gradiente vertical son las variables que contribuyen al desarrollo de la precipitación, como resultado del flujo total en superficie que es afectado por la humedad del suelo solo en la región este de SESA. Otra métrica estadística de acople es implementada sobre simulaciones climatológicas de cuatro modelos climáticos regionales en el contexto de un proyecto de investigación. Los resultados sugieren, consistentemente con los resultados previos, que el acople también es máximo en SESA durante el verano, el otoño y la primavera. Palabras claves: interacción superficie – atmósfera, intensidad del acople, procesos físicos, sudeste de Sudamérica, humedad del suelo, evapotranspiración, precipitación, modelado climático regional.

Abstract:
Physical processes which are involved in the interaction of the land surface with the atmosphere are of vital interest in the field of climatology. The knowledge of the areas where the soil strongly influences on precipitation helps improving the predictability on different time scales, mainly on the seasonal one. Few studies have been conducted on South America so far, and other regions have been analyzed mostly during the summer period. Concepts of coupling, feedback and memory are carefully explained and later on they are applied over regional climate model simulations. A large portion of southeastern South America (SESA) has been characterized as a high-efficiency coupling zone (EA) between soil moisture and evapotranspiration during a summer in a previous study with the regional climate model RCA3-E. In this context, the Thesis addressed physical processes between different surface variables such as soil moisture, evapotranspiration and precipitation. Sub-regions within SESA permit to identify that EA is high where the evapotranspiration is regulated by soil moisture regardless of the mean intensity of precipitation. Memory of soil moisture is larger and has a more robust spatial pattern for the root-zone layer than the surface layer. EA is high, in general where the memory of the root-zone layer is low, suggesting that the atmosphere is largely influenced at the seasonal scale by the slower dynamic of the surface. The study of land surface – atmosphere interaction over South America is expanded using a new version of the model (RCA4). It is found that SESA is a climatic transition zone during the summer, fall and spring in 1980-99. There, different periods of wet or dry soil conditions are defined for studying the coupling. Through controlled simulations it is found that the coupling is the highest in SESA during the summer season and for dry conditions of the land surface. While EA is high throughout SESA, the coupling between soil moisture and precipitation only occurs in its eastern region. The spatial patterns of the coupling between soil moisture and other atmospheric boundary layer variables reveal that the moist static energy and its vertical gradient are the variables that contribute to the development of precipitation as a result of the total surface flow that is affected by the soil moisture only in the eastern region of SESA. Another statistic metric of coupling is implemented on longer simulations of four regional climate models in the context of a project. Consistently to previous results, these results suggest that the coupling is high at SESA during the summer, fall and spring. Keywords: land – atmosphere interactions, coupling strength, physical processes, southeastern South America, soil moisture, evapotranspiration, precipitation, regional climate modeling.

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Registro:
Título : Procesos de acople e interacción superficie-atmósfera en el sudeste de Sudamérica     =    Processes of land surface-atmosphere coupling and interactions in southeastern south America
Autor : Ruscica, Romina Carla
Director : Menéndez, Claudio G.
Director Asistente : Sorensson, Anna A.
Consejero : Menéndez, Claudio G.
Jurados : Collini, Estela A.  ; Pessacg, Natalia L.  ; Doyle, Moira E.
Año : 2015-03-12
Editor : Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
Filiación : Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera (CIMA)
Instituto Franco-Argentino sobre Estudios de Clima y sus Impactos (UMI-IFAECI)
Grado obtenido : Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos
Ubicación : Preservación - http://digital.bl.fcen.uba.ar/gsdl-282/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=tesis&d=Tesis_5661_Ruscica
Idioma : Español
Area Temática : Ciencias de la Atmósfera / Procesos Regionales y de Gran Escala
Palabras claves : INTERACCION SUPERFICIE-ATMOSFERA; INTENSIDAD DEL ACOPLE; PROCESOS FISICOS; SUDESTE DE SUDAMERICA; HUMEDAD DEL SUELO; EVAPOTRANSPIRACION; MODELADO CLIMATICO REGIONAL; LAND-ATMOSPHERE INTERACTIONS; COUPLING STRENGTH; PHYSICAL PROCESSES; SOUTHEASTERN SOUTH AMERICA; SOIL MOISTURE; EVAPOTRANSPIRATION; PRECIPITATION; REGIONAL CLIMATE MODELING
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