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ANÁLISIS DEL CICLO DE VIDA DA LA BAIXA DO CHACO
PARTE I: IDENTIFICACIÓN Y CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES
Marcelo E. Seluchi1 y René D. Garreaud
2
1 Centro Nacional de Monitoramento e Alertas de Desastres Naturais (CEMADEN),
Cachoeira Paulista, SP, Brasil. 2Departamento de Geofísica, Universidad de Chile, Santiago, Chile
Resumen
La Baja del Chaco (BCH) es un sistema característico del Monzón Sudamericano aún poco conocido. Este
trabajo investiga la existencia de un “ciclo de vida” de la BCH, así como la influencia que este sistema ejerce
sobre la variabilidad de la circulación, especialmente en la baja tropósfera. El estudio se centra en los meses
de verano y utiliza los análisis del modelo Eta/CPTEC (2000-2004). La metodología se basa en la elección
de tres máximos y mínimos relativos de presión para cada mes del período estudiado en el punto 22°S, 60°O,
a partir de los cuales se realizó una composición de los casos “bajos” y “altos”.
El ciclo de vida de la BCH está relacionado al pasaje de una perturbación de tipo frontal y de escala sinóptica
o mayor, que afecta especialmente a la baja troposfera. La variabilidad de la BCH se asocia a fuertes
anomalías de la temperatura, viento y humedad en la mayor parte de la región tropical y subtropical de
América del Sur. Existe también una clara relación entre la BCH y otros sistemas típicos de la circulación
monzónica.
Palabras clave: Baja del Chaco, ciclo de vida, Monzón Sudamericano
ANALISYS OF THE CHACO LOW LIFE-CYCLE PART I: IDENTIFICATION AND MAIN
CHARACTERISTICS
Abstract
The Chaco Low is an important but not very known component of the South American Monsoon System. In
this work we describe several aspects of the Chaco Low, including its lifecycle, as well as its role on the
continental-scale circulation. The study focuses on the summer months using the ETA-CPTEC reanalysis
(2000-2004). A composite of high and low CHL states was performed using three cases of maximum and
minimum surface pressure at 22S-60W.
The CHL lifecycle is related with the passage of a frontal-like disturbance of synoptic scale (or larger)
affecting the lower troposphere, and occurs in concert with strong anomalies of temperature, wind and
moisture over tropical/subtropical South America. There is also a clear connection between the CHL and
other typical monsoonal systems.
1. Introducción
Los mapas medios de verano (Figura 1) muestran la presencia de una amplia zona de baja presión alongada
meridionalmente, que presenta dos centros relativos. La Baja del Noroeste Argentino, situada
aproximadamente sobre los 30ºS inmediatamente al este de la Cordillera de los Andes, ha sido identificada
desde hace décadas por Schwerdtfeger (1954) y analizada por varios autores, entre los que destacan
Lichtenstein (1980), Seluchi y otros (2003) y Ferreira (2008). La otra depresión relativa se sitúa
aproximadamente entre 15-25ºS 60-65 ºO en la llanura conocida como “Región del Chaco", entre Bolivia y
Paraguay, por lo que se suele denominar “Baja del Chaco” (BCH).
La BCH ha sido poco analizada en la literatura, probablemente debido a la escasa cobertura de datos que
durante décadas caracterizó a las latitudes subtropicales de América del Sur, y a la dificultad que los análisis
o reanálisis globales normalmente presentan para detectarla e identificarla. Como trabajo pionero se puede
citar nuevamente a Schwerdtfeger (1954) que en su figura 8, correspondiente al campo medio de presión del
verano para los años 1939-1938, identificó un centro de baja presión situada entre el norte de Argentina y el
sur de Paraguay y Bolivia. Sin embargo, este autor no denominó ni analizó tal depresión. Sólo recientemente,
Seluchi y Saulo (2010) investigaron algunas características de la BCH y analizaron los procesos físicos que
la originan a través del estudio de dos casos particulares. Estos autores mostraron que, en los casos
analizados, la variabilidad de la BCH responde a los cambios en el espesor 250/1000 hPa, que modulan la
intensidad tanto de la BCH y como de la Alta de Bolivia. Sin embargo, varios aspectos de la BCH son aún
desconocido, como su rol en la circulación de la baja troposfera y su importancia en el ámbito de los
monzones sudamericanos. En particular, su carácter quasi-permanente, abre un interrogante sobre la
existencia de un ciclo de vida y sus eventuales implicaciones dinámicas y termodinámicas.
El objetivo de este trabajo es avanzar en el conocimiento del ciclo de vida de la BCH e identificar los
patrones de circulación asociados a los periodos activos e inactivos de este sistema. A partir de los campos
resultantes se pretende analizar el papel de la BCH en la circulación atmosférica, especialmente en la
troposfera inferior, así como su relación con otros sistemas meteorológicos característicos del período
lluvioso.
2. Datos y Metodología
El trabajo considera los meses de verano (diciembre-febrero), durante los cuales la BCH se encuentra activa.
Los datos utilizados fueron los re-análisis del modelo regional Eta/CPTEC, que están disponibles dentro del
período 2000-2004. Estos reanálisis, resultantes del experimento descrito en el Aravéquia y otros (2008),
Herdies y otros (2008) y Andreoli y otros (2008), poseen varias ventajas respecto de los reanálisis
tradicionales como el uso de la coordenada eta y una mejor resolución horizontal, vertical y temporal (40 km,
38 niveles y 3 horas, respectivamente. Para el presente estudio fue elegido el horario 00 (TMG) por ser el
más próximo al momento de mayor intensidad de la BCH.
Con el fin de obtener los campos medios de las diferentes variables durante los períodos "activos" e
"inactivos" de la BCH, se han seleccionado tres máximos y tres mínimos de presión en el punto 22ºS, 60ºO,
cercanos al centro climatológico de la BCH, para cada mes del período analizado. La figura 2 ejemplifica la
elección de los casos para un mes particular. De este modo se obtuvieron 45 días en los cuales la BCH
presentaba intensidad máxima y mínima, denominados respectivamente como días A0 y B0. A continuación,
se realizó una composición de casos, en donde se denominó días B-1 y B1 (A-1 y A1) a los días
inmediatamente anteriores y posteriores a los B0 (A0).
3. Resultados
3.1 Identificación del ciclo de vida
La Figura 3 muestra los campos medios de presión y su anomalía con respecto a los años 2000-2004 para los
días B-1, B0 y B1 (arriba) y A-1, A0 y A1 (abajo). A partir de esta figura puede identificarse claramente un
ciclo de vida, donde la máxima intensidad de la BCH, en los días B0, está relacionada con el pasaje de una
perturbación ciclónica. En contrapartida, durante los días A0, donde la BCH está ausente, se puede detectar
el pasaje de una perturbación anticiclónica. En consecuencia, se puede concluir que el ciclo de vida de la
BCH está asociado al desplazamiento de una perturbación migratoria de escala sinóptica o mayor. En
particular, existe cierta anti-simetría entre los campos de los casos “bajos” y “altos” ya que, por ejemplo, los
campos correspondientes a los días B1 y A-1 resultan relativamente semejantes, hecho que refuerza el
concepto de “ciclo de vida”.
Una inspección más detallada de la figura 3 muestra que durante el día B-1 tanto el campo de presión como
su anomalía exhiben la presencia de la BNOA, levemente al sur de su posición climatológica y ligeramente
más intensa (Ferreira, 2008). Ese hecho, por un lado, confirma la vinculación del ciclo de vida de la BCH
con la actividad transiente, ya que la BNOA está ligada a ella, y , por otro, muestra una relación entre ambas
bajas, por lo menos desde el punto de vista de la variabilidad temporal. En este sentido, el desarrollo de la
BNOA constituye un paso previo, con un desfasaje promedio de un día, a la intensificación de la BCH.
Durante el día B-1 ambas bajas están presentes, aunque la mayor intensidad relativa de la BNOA enmascara
parcialmente la presencia de la BCH. En contraposición, durante el día B0 la anomalía negativa de presión se
centra sobre la BCH, enmascarando a la BNOA.
En la composición de casos “altos” (A0) la BCH está ausente y es remplazada por una cuña de características
post-frontales, mientras que en la región del Pantanal se establece una débil vaguada invertida asociado a la
perturbación frontal. Desde el punto de vista de las anomalías, existe una simetría casi perfecta entre los días
A0 y B0.
La Figura 4 presenta los campos medios de líneas de corriente y anomalías de altura geopotencial en 250hPa
para los casos “bajos” y “altos” respectivamente, a partir de la cual surgen nuevamente evidencias de la
presencia de una onda de escala sinóptica, especialmente en latitudes medias. La perturbación se manifiesta
fundamentalmente a través de las alteraciones en la curvatura e intensidad del jet subtropical y de la
presencia de ondas extratropicales. La distancia entre los centros anómalos positivos y negativos sugiere
que la perturbación está asociada a un número de onda 5-6, vinculada espacialmente a la escala sinóptica o
mayor que la sinóptica. En particular, en el compuesto B0 el Alta de Bolivia se encuentra cerca de su
posición normal y el jet subtropical presenta una fuerte curvatura anticiclónica en la región ocupada por la
BCH. Por otro lado, la circulación muestra una fuerte difluencia en la región normalmente afectada por la
Zona de Convergencia del Atlántico Sur (ZCAS) (Carvalho y Jones, 2009) y una vaguada relativa sobre el
este de Brasil. En la composición “altos” el Anticiclón de Bolivia esta desplazado hacia el este, extendiendo
una fuerte cuña sobre la región este de Brasil, que genera una ligera confluencia del flujo alrededor de los
10-20°S. Otra diferencia importante respecto del compuesto B0 es la presencia, en promedio, de un vórtice
ciclónico en los niveles altos sobre la costa nordeste de Brasil (Kausky y Gan, 1982) sugiriendo un
comportamiento diferencial en el régimen de precipitaciones.
3.2 Características de los períodos con BCH intensificada e inhibida.
Para analizar el papel del BCH en el contexto de los monzones en el sur de América e investigar de qué
forma las variaciones en su intensidad impactan en las características dinámicas y termodinámicas de la
región, a continuación se presentan diversos campos meteorológicos de interés para los compuestos “bajos”
y “altos”.
La Figura 5 muestra las anomalías de temperatura potencial equivalente (TPE) y de viento en el nivel de
925hPa. En el compuesto “bajo” (Figura 5a) resulta clara la presencia de una perturbación frontal con
orientación NO-SE que se extiende desde el NO de Argentina, al sur de 25°S, hasta el Océano Atlántico. Ese
frente separa dos masas de aire con características diferentes, ya que la TPE presenta un contraste de de más
de 10°C entre la región ocupada por la BCH y la Patagonia, con un gradiente horizontal máximo en torno de
25-35°S. Es importante notar que en los días B0 las anomalías de TPE pueden alcanzar los +10°C en el
ámbito de la BCH, lo que resulta coherente con el carácter térmico de esta baja. Por otro lado, existe una
fuente convergencia de masa asociada a la región frontal sobre el continente al este de los Andes. Una
característica destacada es el aumento del viento norte desde latitudes ecuatoriales que presenta una máxima
intensidad inmediatamente al este de la BCH. En este sentido, a intensificación de la BCH parece tener un
papel muy importante no sólo en la influencia sobre la circulación atmosférica en la baja tropósfera sino, en
particular, en el desarrollo de la corriente en chorro de capas bajas (Salio y otros, 2002 y referencias citadas).
En contraste, en los casos “altos” la atmósfera es notablemente más fría en comparación con los valores
climatológicos (hasta 10°C) y con los casos B0 (hasta 20°C) y la región del Chaco es afectada por vientos
con curvatura anticiclónica y fuertes anomalías del sur. En este caso el frente frio, localizado
aproximadamente sobre la costa del Estado de Paraná (Brasil), se destaca fundamentalmente por la
intensidad de la masa de aire frio post-frontal, en contraste con la Figura 5a donde la masa caliente resulta
comparativamente más anómala.
La Figura 6 permite hacer un diagnóstico del campo de precipitación y del transporte de humedad en el nivel
de 925hPa. En primer lugar, puede concluirse que el frente frio identificado en la Figura 5a está asociado, en
promedio, a la ocurrencia de precipitaciones, lo que podría tener valor operativo. La fuerte convergencia del
transporte de humedad y la presencia de una perturbación ciclónica en los niveles altos (visible en la Fig.4)
serian las causas principales de las anomalías positivas de lluvia. En el sur del Amazonas, donde se observa
divergencia anómala en la circulación y en el transporte de humedad, las anomalías de precipitación resultan
negativas. Un aspecto relevante son las anomalías positivas de precipitación sobre la región norte de Brasil
que se extienden sobre el Océano Atlántico, asociadas a una fuerte difluencia en los vientos en los niveles
altos (Fig. 4a), que sugiere una posible relación entre la intensificación de la BCH y la presencia de la
ZCAS. Esa afirmación es coherente con los resultados de Paegle y Mo (1997) que encontraron una relación
de tipo dipolar entre la región que ocupa la ZCAS y la Cuenca del Plata.
En los casos “altos” (Figura 6b), a pesar de las anomalías negativas de TPE observadas (Fig 5b), no se
identifican anomalías negativas de precipitación en el ámbito de la BCH ni en el NO de Argentina. Ese
hecho puede estar parcialmente relacionado al bajo índice pluviométrico de la región. En contraposición, las
anomalías positivas de precipitación son bien evidentes en las proximidades del frente frio. Otro detalle
destacable son las anomalías negativas de lluvia que se extienden desde el norte de Brasil hacia el Océano
Atlántico, sugiriendo que en esos casos la ZCAS se encuentra inhibida. Tal característica confirma
nuevamente la relación entre la BCH y la ZCAS, así como la presencia de una perturbación de escala
regional/continental.
Desde el punto de vista de la estructura vertical, la Figura 7 ilustra el perfil de las anomalías de
temperatura potencial (sombreado) y geopotencial en 20°S, que muestran señales opuestas evidenciando el
carácter térmico de la BCH. Surge también a partir de esta figura la importancia del espesor 500/1000 hPa
como elemento clave para explicar la variabilidad de la BCH. Sin embargo, no se puede establecer, en
promedio, una clara relación entre este sistema y el Anticiclón Boliviano. Una posible razón para eso es que
ambos sistemas no son habitualmente concéntricos. En general, las anomalías más importantes se encuentran
en los niveles más bajos y se amortiguan con la altura. Otro punto relevante es que las mayores anomalías
parecen estar geográficamente limitadas por la Cordillera de los Antes y la Meseta Central de Brasil.
Como complemento a los resultados anteriores, la figura 8 muestra la combinación de anomalías de humedad
específica (sombreado) y velocidad del viento meridional (contornos) para los casos "bajos" y "altos". La
Figura 8a muestra que la intensificación de la BCH se produce simultáneamente con la presencia de la
Corriente en Chorro de Capas Bajas (LLJ en inglés), ya que el compuesto de la componente meridional del
viento cumple practicamente, en promedio, el criterio 1 de Bonner (1968). Este resultado es consistente con
los resultados de Saulo y otros (2004), que identificaron al balance geostrófico como el principal mecanismo
de intensificación de los LLJs. La relación entre el BCH y los LLJs tiene importantes implicaciones prácticas
para el pronóstico del tiempo, ya que estos últimos tienen un fuerte impacto en el tiempo y el clima de la
región sudeste de América del Sur (Salio 2002, Marengo y otros 2004). En particular, el máximo de viento
norte está asociado a anomalías positivas de humedad específica, probablemente como resultado de la
advección de humedad desde el Amazonas, que también contribuye con las anomalías positivas de TPE. En
los niveles altos es posible identificar la circulación vinculada al Alta de Bolivia, que muestra cambios en su
posición e intensidad para los compuestos A0 y B0. En los casos "altos", los vientos del norte en la
troposfera media y baja son reemplazados por vientos del sur, confinados entre los Andes y la meseta central
de Brasil. En estos casos el máximo de viento se sitúa cerca del nivel de 900 hPa, más bajo que en los casos
B0.
4. Conclusiones
Este trabajo identifica por primera vez en la literatura del ciclo de vida de la BCH, relacionado al pasaje de
perturbaciones frontales provenientes de latitudes medias, de escala sinóptica o continental. Tal perturbación
afecta toda la tropósfera, pero se manifiesta con mayor intensidad en los niveles bajos y sobre las latitudes
tropicales y subtropicales.
Durante el ciclo de vida, la formación de la BNOA aparece como una etapa previa (con antecedencia de un
día), al desarrollo de la BCH. Las variaciones de intensidad de la BCH están asociadas a fuertes anomalías
de temperatura, viento (especialmente su componente meridional) y humedad en buena parte de la región
tropical de América del Sur. La precipitación sufre también alteraciones importantes en parte del continente,
pero esta variabilidad no se manifiesta claramente en la región que ocupa la BCH. Los campos medios
analizados permiten identificar vínculos entre la BCH, la ZCAS y los vórtices ciclónicos del nordeste
brasileño, lo que resulta coherente con el pasaje de una onda de escala continental.
Durante la intensificación de la BCH se verifica un fuerte incremento del viento del norte inmediatamente al
este de la baja. En particular, el desarrollo de la BCH está asociado, en promedio, a la presencia de la
Corriente en Chorro de Capas Bajas, con las consiguientes implicancias para el desarrollo de la actividad
convectiva, así como para el pronóstico operativo sobre el este de Sudamérica.
Si bien en este trabajo se muestra que el ciclo de vida de la BCH responde al pasaje de una perturbación de
tipo frontal, compatible espacialmente con la escala sinóptica, no se puede afirmar que la variabilidad
temporal de esta baja responda a esa escala. Tal especulación deriva tanto de la experiencia diaria como de
estudios previos (Cavalcanti y Kousky, 2009), que muestran que durante el monzón sudamericano la
frecuencia de incursiones de sistemas frontales sobre latitudes subtropicales es relativamente baja (menos de
un caso/mes) y que ello resulta de la combinación de trenes de onda de escala mayor a la sinóptica y de gran
amplitud (Garreaud y Wallace, 1998).
Agradecimientos: Este trabajo fue financiado parcialmente por el Consejo de Desarrollo Científico y
Tecnológico a través del Proyecto Prosul (CNPQ/490225/2008-0)
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Figura 1: Campo medio de presión sobre el nivel medio del mar (hPa) obtenido a partir de los reanálisis del
modelo Eta/CPTEC para el período 2000-2004. La Baja del Noroeste Argentino y la Baja del Chaco están
identificadas por los símbolos “BNOA” y”BCH”, respectivamente.
Figura 2: Serie de presión reducida al nivel del mar (hPa) en el punto 20ºS, 60ºO, extraída de los
reanálisis del modelo Eta/CPTEC para el mes de marzo de 2000. Las flechas ejemplifican los máximos y
mínimos báricos relativos elegidos, utilizados en ese mes para la composición de casos A0 y B0,
respectivamente.
Figura 3: Campos m de predios presión reducida al nivel del mar (hPa, líneas) y sus anomalías respecto del
período 2000-2004 (hPa, colores) para los compuestos B-1 (arriba izquierda), B0 (arriba, centro), B1
(arriba derecha) A-1 (abajo izquierda), A0 (abajo centro) y A1 (abajo derecha).
Figura 4: Campos medios de líneas de corriente y anomalías de altura geopotencial (hPa, colores) en el
nivel de 250 hPa para los compuestos B0 (izquierda) y A0 (derecha)
Figura 5: Campos promediados de viento (m/s) y de anomalías de temperatura potencial equivalente (K,
colores) en el nivel de 925 hPa para los compuestos B0 (izquierda) y A0 (derecha)
Figura 6: Campos medios de anomalías de precipitación (mm, colores) y de transporte de humidad (m/s) en
el nivel de 925 hPa para los compuestos B0 (izquierda) y A0 (derecha)
Figura 7: Corte vertical medio en 20ºS de anomalías de altura geopotencial (mgp, contornos) y de
temperatura potencial (K, colores) para los compuestos B0 (izquierda) y A0 (derecha).
Figura 8: Ídem Figura 7 para las anomalías de humedad específica (g/kg, colores) y componente meridional
del viento (m/s, contornos).