Revisión teórica
La cordillera de los Andes, una de las mayores del mundo, bloquea y desvía la circulación cercana a superficie, asociada a los vientos alisios, hacia latitudes más altas produciendo una corriente de capas bajas conocida con el nombre de Jet Sudamericano de Capas Bajas (SALLJ -South American Low Level Jet).
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El SALLJ tiene una fuerte influencia en el desarrollo de convección profunda sobre la región de SESA (SouthEastern South America /SudEste SudAmericano). La desaceleración del borde delantero del flujo produce una fuerte convergencia del campo horizontal de viento, permitiendo que la humedad de capas bajas ascienda hacia la atmósfera libre. Si esto ocurre en un ambiente inestable en escala sinóptica, pueden desarrollarse grandes MCSs.
El SALLJ también esta involucrado cuando nubes cúmulus poco profundas alineadas con la cortante de viento de capas bajas se organizan formando calles de nubes. Estas calles de nubes pueden estar presentes en los tres posibles tipos de SALLJ que se describen a continuación.
Resumen general
Hay dos tipos diferentes de SALLJ en SESA (Sudeste Sudamericano), cada uno asociado con un patrón de circulación diferente:
a) Evento Chaco (CJE - Chaco Jet Events)
Este evento ocurre cuando el viento máximo de SALLJ penetra al sur de 25°S. El flujo meridional se alarga como consecuencia de la profundización de la Baja Térmica del Norte Argentino (NAL - North Argentinean Low) usualmente observada en el noroeste de Argentina, cerca de las pendientes de los Andes (*). La interacción entre la NAL y el anticiclón semipermanente del Atlántico Sur refuerza el gradiente de presión y, consecuentemente, se incrementa la componente norte del viento.
La estructura termodinámica y los vientos del CJE aumentan la inestabilidad convectiva al transportar calor y humedad sobre SESA. Durante este evento, la convergencia del flujo de niveles bajos y medios sobre la región es diez veces mayor que el promedio de verano.
El CJE solamente representa el 17% de los valores medios climatológicos de verano en el sur de Argentina, pero es responsable de una significativa cantidad de la precipitación en SESA (Salio et al., 2007). La mayor parte de la actividad convectiva ocurre sobre el centro y el este de Argentina, sur de Brasil y Uruguay.
(*) La NAL es una baja térmica-orográfica que surge de la Baja del Chaco. Su ubicación media es de alrededor de 30°S - 66°W, pero tiene una variabilidad latitudinal relativamente alta. Si bien es más persistente e intensa durante el verano, también ocurre en forma intermitente en invierno. La profundización de la NAL depende de dos factores principales: subsidencia del flujo de nivel alto que cruza los Andes, y calentamiento de la superficie en niveles bajos.
b) Evento No Chaco (NCJE - No Chaco Jet Events)
La configuración de estos eventos es similar a la de los CJEs, pero aquí los máximos de viento no penetran al sur de 25°S. Durante un evento NCJE, el viento es más zonal que meridional, mientras que con CJEs la componente meridional es la más importante.
La convección tiende a desarrollarse entre el norte de Paraguay y el sur de Brasil.
Jet de Capas Bajas Argentino (LLJ-ARG)
Se desarrolla a lo largo de la periferia oeste de un anticiclón postfrontal. En estos casos, en contraste con los CJEs y NCJEs, la principal fuente de humedad es el Océano Atlántico. La precipitación se desarrolla a lo largo de las pendientes del este de los Andes, en el centro y noroeste de Argentina.
Variabilidad estacional de los jets de capas bajas
La Tabla 1 muestra la frecuencia de días con diferentes tipos de LLJ durante las cuatro estaciones (SON = primavera, Sep-Nov; DEF = verano, Dic-Feb; MAM = otoño, Mar-May; JJA = invierno, Jun-Ago). Los casos CJEs ocurren el 24% de los días, con mayor frecuencia en invierno y primavera. En cambio, los NCJEs tienen mayor frecuencia en otoño e invierno. Los eventos LLJ-ARG están distribuidos durante todas las estaciones con una frecuencia total de 17% (Salio and Nicolini, 2006).
Tabla 1: Frecuencia de ocurrencia de los distintos tipos de LLJ en SESA (2000-2003).
| SON % | DJF % | MAM % | JJA % | Total % | |
|---|---|---|---|---|---|
| CJE | 25 | 21 | 19 | 30 | 24 |
| NCJE | 14 | 15 | 11 | 9 | 12 |
| LLJ-ARG | 17 | 14 | 18 | 19 | 17 |
| NOLLJ | 44 | 50 | 52 | 42 | 47 |
| Total | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
Nota: Estos porcentajes se refieren solamente a días en los cuales esta presente algún tipo de LLJ; no están relacionados a la presencia de MCS.
Ciclo diurno de vientos en capas bajas
Los máximos de viento en capas bajas experimentan variaciones de intensidad durante el día. De noche, el desacople entre la capa cercana a superficie y la residual del calentamiento diurno produce una intensificación del LLJ. Este desacople rompe el balance entre el gradiente de presión, la fuerza de Coriolis y la fuerza de fricción, creando una oscilación inercial del viento alrededor de la posición de equilibrio. Esta oscilación produce vientos super-geostróficos y es responsable del máximo de viento nocturno en capas bajas (dependiendo de la latitud y época del año). En la figura se muestra el ciclo diurno de verano en Asunción, Paraguay. (Nicolini et al., 2004).
Ciclo estacional y diurno de la convección
La convección sobre Sudamérica está afectada por la migración estacional de la Zona de Convergencia Intertropical (ZCIT). En verano, hay un aumento en la intensidad y frecuencia de la convección sobre la región tropical de Sudamérica. La mayor frecuencia ocurre sobre Brasil y el Altiplano boliviano durante las horas de mayor calentamiento por radiación. De noche, aunque su frecuencia es menor, también se desarrolla convección, principalmente, sobre la llanura boliviana. En invierno, debido a la disminución en el calentamiento solar, hay inversiones y menos humedad en la troposfera, lo que provoca escasa actividad convectiva.
La convección sobre latitudes subtropicales se caracteriza por un máximo cerca de 32°S - 58°O a las 12 UTC. Este máximo se destaca en primavera y es menos importante en verano y otoño; mientras que en invierno no existe. La actividad convectiva en Argentina y el sur de Brasil y Uruguay presenta diferencias. En estos últimos, la convección esta presente durante todo el día, con actividad máxima a la noche, mientras que en Argentina declina a las 18 UTC en todas las estaciones.
En las pendientes al este de los Andes, el máximo de actividad convectiva ocurre a las 06 UTC, siendo más pronunciado en verano que en otras estaciones.
En resumen, la convección al sur de 25°S está claramente asociada al SALLJ. En primavera y otoño exhibe un máximo nocturno sobre la parte oeste y central de SESA. En verano hay dos fases de máxima convección; una es nocturna y la otra ocurre durante la tarde, especialmente al este de SESA. La convección nocturna es iniciada por el máximo del jet de capas bajas. Al anochecer la convección se desencadena por el calentamiento solar de la superficie.
Durante eventos LLJ-ARG, no hay ciclo diurno en la convección.
El Ciclo de Vida de SALLJ
1. El ciclo de vida de CJE
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Día -1
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Día 0
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Día +1
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2. Ciclo de vida del Jet SIN (No) Chaco (NCJE).
Los patrones sinópticos no se distinguen tanto como en el tipo CJE.
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Día 0
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3. Ciclo de Vida de LLJ-Argentina
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Día 0
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Conexión entre SALLJ y el jet de capas altas (ULJ, de sus siglas en inglés) para eventos CJE
El campo de viento medio de capas altas tiene un máximo zonal en alrededor de 50°S. Sin embargo, para los casos CJE, el máximo de viento del ULJ presenta una importante componente meridional con dos máximos: uno de los cuales esta orientado al SO-NE, corriente arriba de los Andes y el otro corriente abajo con orientación NO-SE.
a) Líneas de corriente media en niveles altos en verano y velocidad del viento en 300 hPa (valores mayores a 25 m/s están sombreados) Período: veranos de 1979-1993. b) Líneas de corriente y velocidad del viento (valores de contorno mayores a 25 m/s están sombreados) para Eventos de CJE en 300 hPa, veranos de 1979-1993.
a) Aspecto Dinámico: circulaciones ageostróficas secundarias.
- El ULJ, corriente arriba de los Andes, se desacelera al cruzar las montañas. Esto favorece una circulación meridional ageostrófica indirecta en la región de salida. La rama de capas bajas, flujo de viento del norte, refuerza al SALLJ. Además, a medida que el jet de capas altas cruza los Andes, la subsidencia a sotavento induce calentamiento y anomalías de presión negativas en niveles bajos. Estas anomalías están asociadas a la NAL.
- El máximo del jet de capas altas, con dirección NO-SE, produce una circulación ageostrófica directa en su región de entrada. La interacción entre la rama de capas bajas y el LLJ refuerza la convergencia en la parte izquierda de la región de entrada del ULJ facilitando el desarrollo de la convección en ese área.
b) Interacción entre el SALLJ y la convección
- Cuando la convergencia en capas bajas se acopla con la divergencia superior, a la derecha de la región de entrada del máximo del jet (circulación ageostrófica directa), se ve favorecida y sostenida una intensa convección húmeda. A su vez, el LLJ se acelera debido a la propia convección. Este proceso facilita el desarrollo de convección profunda y organizada en la región tal como los MCSs .
- Asociados a los MCSs se produce una importante entrega de calor latente en niveles medios que promueve una anomalía de baja presión en niveles bajos y divergencia en niveles altos, en respuesta al balance geostrófico. Consecuentemente, hay 2 circulaciones meridionales transversales: una célula directa al sur del MCS y otra célula indirecta al norte.
- La anomalía de presión en niveles bajos genera una circulación ciclónica más intensa al SO debido a el mayor gradiente de presión. Esto refuerza el flujo del sur cerca de la superficie en la circulación directa.
- En los niveles altos se presenta una circulación anticiclónica con flujo más intenso en la región del sur debido a la fuerza de Coriolis. Este flujo tiene una naturaleza ageostrófica y experimenta un giro contrario a las agujas del reloj mientras es advectado por el jet de capas altas y, consecuentemente, reforzado. (Saulo et al., 2007)
(Saulo et al., 2007)