INTRODUCCIÓN La región Centro-Oeste de Argentina, conocida

Eduardo A. Agosta, R.H. Compagnucci y W.M. Vargas
INTRODUCCIÓN
La región Centro-Oeste de Argentina,
conocida también con el nombre de Cuyo, se
extiende desde el pedemonte andino, hacia el este
sobre los llanos subtropicales, hasta las sierras de
Córdoba y llanura pampeana, entre 28º S y 38º S y
entre 65º O y 70º O, comprendiendo las provincias
de La Rioja, San Juan, Mendoza, San Luis y
noroeste de La Pampa (ver Figura 1: Mapa 1). La
región se caracteriza por ser climáticamente árida
a semiárida hacia el sudoeste y sur, de acuerdo a la
tipología propuesta por Miller y Thompson
(1979). La circulación del flujo básico atmosférico
en el período estival se caracteriza por el dominio
del anticiclón semi-permanente del Pacífico Sur al
este de la Cordillera de los Andes, al oeste de la
misma por la presencia de la depresión termoorográfica-dinámica del Noroeste argentino
(DNOA, Lichtenstein 1980) y al sur del área en
latitudes mayores a aproximadamente 38ºS por el
flujo zonal de los oestes. Debido a la barrera
natural que ofrecen los Andes, que en estas
latitudes tiene alturas medias superiores a 4000 m,
el ingreso de humedad proveniente del Pacífico
sobre los llanos de Cuyo se halla inhibido a lo
largo del año (Schwerdfeger, 1976). Sin embargo
durante el verano, la profundización de la DNOA
junto con el fortalecimiento estacional del
anticiclón semi-permanete del Atlántico Sur
posibilitan el ingreso de humedad proveniente del
Océano Atlántico Sur y del sur del Brasil
(González 1992) favoreciendo el desarrollo de
precipitaciones
estivales
convectivas,
frecuentemente observadas en Cuyo. En invierno,
el debilitamiento de estos sistemas así como el
desplazamiento hacia menores latitudes del flujo
de los oestes produce una notable disminución de
la precipitación en el área. Una detallada
descripción del ciclo anual del régimen pluvial se
halla en Hoffmann (1992) y Hoffmann y otros
(1994).
La precipitación estival total (octubre a
marzo)
presenta
variabilidad
interanual
caracterizada por períodos alternantes de sequías y
excesos que afectan en mayor o menor medida a
toda el área (Compagnucci y Boninsegna 1979;
Compagnucci y otros 1982). Según resultados
obtenidos por Compagnucci y Vargas (1983) -en
adelante CV1983-, estos períodos responden a
cuasi-periodicidades de 18 años, 4 y de 2 años que
se hallan en fase con los períodos secos y
húmedos encontrados por Tyson y Dyer (1978) –
en adelante TD1978-, y Tyson (1981) para la
Región de Precipitación de Verano (RPV) de Sud
África , región que comprende las provincias de
Transvaal, Orange Free State y Natal, al este del
país (ver figura 2).
Poder
determinar
la
existencia
y
el
comportamiento de períodos secos y húmedos en
el llano de Cuyo es de importancia para el
desarrollo agrícola del área. En la zona central de
la región se realizan cultivos de vid y hortalizas
dentro de los oasis generados artificialmente, con
el uso de agua de ríos proveniente de deshielos en
la alta montaña. De esta manera la variación
interanual de la lluvia estival no afecta en forma
directa al cultivo por carencia de agua. Sin
embargo los períodos estivales húmedos son
contraproducentes pues favorecen la propagación
de “pestes” que afectan la calidad de la
producción, en especial de la vid que requiere
además de mucha insolación para el tenor de
azúcares (alcohol de vino). Más aún, períodos
húmedos ocurren conjuntamente con menor
insolación y mayor probabilidad de granizo,
afectando gravemente la producción. Por otro
lado, en las zonas del este, provincia de San Luis y
noroeste de La Pampa, los valores de precipitación
de verano son mayores y la agricultura y ganadería
se ven altamente perjudicada en períodos secos ya
que el agua de lluvia es utilizada como riego de
pastizales y cultivos. La persistencia de cuasiciclos permitiría el pronóstico regional de
tendencias a largo plazo, favoreciendo de esta
manera al planeamiento agro-económico integrado
que contemple la inclusión de la variable clima.
De acuerdo a los ciclos de baja frecuencia
detectados en el área hasta mediados de 1970 por
CV1983, al menos desde fines de los 80 la región
tendría que estar afectada por un período seco.
Kane y Trivedi (1986) utilizando los resultados de
CV1983, pronosticaron valores de precipitación
bajo la media desde 1983 hasta 1990. Sin
embargo, durante estos últimos años no ha sido
inusual leer en la literatura periodística o escuchar
en diversos medios de comunicación, así como
también en los comentarios informales de los
habitantes de la región, acerca de un aparente
aumento en la precipitación de verano detectado
en el registro histórico popular como un aumento
en la frecuencia de granizadas, aluviones y
Cambios en el régimen interanual de...
anegamientos de campos y ciudades. Por ello, el
objetivo principal de este trabajo es analizar el
comportamiento de las precipitaciones estivales en
Figura 1. Región Centro-Oeste entre 28º y 38º de
latitud sur y entre 65º y 70º de longitud oeste y
estaciones empleadas en el estudio.
RPV de Sud África obtenido de los posteriores
estudios de revisión hechas por Tyson (1986,
1991) y la reciente actualización de Tyson y otros
(1997) –en adelante sólo se mencionará a este
último como T1997. Otro objetivo es determinar si
existe relación entre los episodios de sequía y
exceso en la región Centro-Oeste y el fenómeno
de efecto global ENOS (El Niño/Oscilación del
Sur). El aumento en frecuencia e intesidad de los
ENOS a partir de mediados de los 70 estudiado
por Trenberth (1990) generó cambios en las
condiciones del Pacífico Ecuatorial conectados
con cambios en la circulación atmosférica, según
lo señalado por Trenberth (1995) y Wang (1995).
De acuerdo con Ebbesemeyer y otros (1991)
dichos cambios están altamente relacionados con
un significativo “salto” o “jump” climático en 40
variables del sistema climático para el área del
Océano Pacífico y América.
En la sección 2 se presenta la metodología
empleada para el análisis de las series del CentroOeste que corresponde en su mayoría a la
propuesta por TD1978 y utilizado por Tyson y
colaboradores en siguientes trabajos para el
estudio de la RPV de Sud África. Aquí se empleó
el mismo procedimiento a fin de hacer
comparables los resultados entre ambas regiones.
En la sección 3 se presentan los resultados y en la
sección 4 se discuten.
2. DATOS Y METODOLOGÍA
Figura 2. Región de Precipitación de Verano
(RPV) de Sud África (área sombreada), según
Tyson y Dyer (1975).
el centro-oeste de Argentina desde el comienzo del
siglo hasta la actualidad, abordado previamente
por Compagnucci y otros (1999), a fin de
determinar si este aumento aparente en la
precipitación estival es real, si responde a una fase
positiva donde convergen por conjunción los
ciclos previamente determinados por CV1983, o si
existe otro factor involucrado en el mismo.
Además,
se
analiza
conjuntamente
el
comportamiento de la precipitación de las últimas
décadas en la región Centro-Oeste con el de la
Son utilizados los totales mensuales de
precipitación provenientes de 9 estaciones
meteorológicas de la red del Servicio
Meteorológico Nacional distribuidas en el área y
descriptas en el Grupo 1 de la Tabla I. La elección
de éstas estaciones se llevó a cabo teniendo en
cuenta: la continuidad temporal aceptable hasta la
fecha de las series, es decir, que los datos faltantes
no comprometan la continuidad temporal de las
series y que puedan ser interpolados para lograr
registros completos hasta el presente (son
excepciones Colonia Alvear y San Carlos), y que
el registro comprenda por lo menos 40 años de
datos.
Además, la metodología empleada requiere
registros con continuidad equi-temporal. Por ello
se empleó el Grupo 2 de estaciones (ver Tabla I) al
solo fin de interpolar, a través de modelos de
Eduardo A. Agosta, R.H. Compagnucci y W.M. Vargas
regresión lineal por cuadrados mínimos (Panofsky
y Brier 1958), la información faltante en la
estaciones del Grupo 1.
La ocurrencia de años El Niño y años La
Niña (presentada en la Tabla VI, sección 3)
proviene de la información extraída de Wright
(1989), Rasmusson y Carpenter (1983), Kiladis y
Van Loon (1988),Trenberth (1989), Quinn y Neal
(1983) y del Climatic Diagnostic Bulletin
(Climatic Analysis Center 1996).
2.1
Series individuales y Serie de promedio
areal Regional
A partir de los valores mensuales de
precipitación se obtiene la serie estival para cada
estación individual (Xj(t)) del Grupo 1 como la
suma de totales entre los meses de octubre y
marzo; asignándose el valor estival al año
correspondiente a la segunda mitad del semestre.
El empleo de las series estivales de San Carlos y
Colonia Alvear, cuyo registro no se extiende hasta
la actualidad, se realizó con el fin de hacer más
robusta y representativa la serie areal de la región
Centro-Oeste. El análisis de la misma mostró una
variabilidad interanual más suavizada al incluir
éstas estaciones.
La serie regional de promedio areal se
construye transformando previamente las series de
totales estivales de las estaciones individuales en
series de porcentaje (Yj(t)) respecto a su media
estival (χj) calculada sobre todo el registro y
realizando el promedio (S(t)) sobre todas la
estaciones.
Grupo 1*
Nombre estación
(1) La Rioja
(2) San Juan
(3) Mendoza
(4) San Luis
(5)Villa Mercedes
(6) San Carlos
(7) Rama Caída
(8) Colonia Alvear
(9) Victorica
Altura (m)
516
634
769
734
514
940
713
465
312
Nombre estación
1
San Juan FC2
Crycit
1
San Rafael FC
1
Rama Caída FC
San Rafael Met.
1
Soitué
1
Carmensa
1
Bowen
1
C. Alvear FC
Santa Rosa
Altura (m)
630
827
S/d
S/d
746
S/d
S/d
S/d
465
189
Latitud (S)
29º25‘
31º32‘
32º53‘
33º18‘
33º41‘
33º46‘
34º40‘
35º00‘
36º14‘
Grupo 2**
Latitud (S)
31o 32‘
32o 53‘
34o 35‘
34o 34‘
34o 35‘
35o 00‘
35o 08‘
34o 59‘
34o 59‘
36o 44‘
Longitud (O)
66º52‘
68º34‘
68º49‘
66º19‘
65º29‘
69º02‘
68º24‘
67º39‘
65º26‘
Registro
1904-1998
1900-1998
1900-1998
1905-1998
1900-1998
1938-1979
1927-1998
1935-1979
1905-1998
Longitud (O)
68o 32‘
68º51‘
68o 20‘
68o 23‘
68o 34‘
67o 52‘
67o 37‘
67o 41‘
67o 41‘
64o 16‘
Interpola a
(2)
(3)
(7)
(7)
(7)
(8)
(8)
(8)
(8)
(9)
Tabla I. Estaciones meteorológicas utilizadas en el estudio sobre el área, latitud
28ºS y 38ºS y longitud 65ºO y 70ºO (ver Figura 1, mapa 1).
*Estaciones empleadas para el análisis (ver Figura 1, mapa 1).
**Estaciones empleadas para interpolación de datos.
1
Estaciones de corto registro y/o funcionamiento interrumpido
Cambios en el régimen interanual de...
La serie regional de promedio se estima como:
Yj(t) = (Xj(t) . 100)/χj
1≤ j ≤ n
S(t)=
∑
n
j =1
Yj(t ) / n
(1)
(2)
donde
Yj(t) : Serie individual de estación j
expresada como porcentaje del promedio
Xj(t) : valor estival en el año t de estación j
χj : Promedio estival de la estación j
St (t): Serie regional de promedio areal
j : subíndice de estación
n: Número de estaciones.
Para cada una de las series de totales de
verano se calcularon los estadísticos principales
para determinar las características
más
sobresalientes de las series.
La serie de precipitación de verano de Sud
África corresponde al promedio areal suavizada
por medio de un filtro binomial de 9 términos.
Abarca el período 1910-96. Hasta el desarrollo del
presente trabajo no se ha podido obtener otro tipo
de información de Sud África, de conseguir la
serie sin filtrar de promedios areales, extendida
hasta el presente, puede pensarse en aplicar otra
metodología distinta.
2.3 Suavizado de las series
Las series del Centro-Oeste del Grupo 1 y la
serie de promedio areal correspondiente han sido
filtradas por un filtro de paso-bajo (low-pass)
correspondiente al de la función binomial de 9
términos.
La función discreta de suavizado de pesos
binomiales se estima proporcional a los
coeficientes binomiales :
cm = N ! [m!.( N − m )!]
donde,
cm: coeficiente m-ésimo binomial
N: número de pesos de la función filtro
La función de respuesta del filtro viene dada por la
ecuación:
R ( f ) x = cos N (π ⋅ f ⋅ ∆t )
donde,
f : frecuencia
∆t: distancia entre datos observados
Mayor información sobre la metodología utilizada
puede encontrarse en Panofsky y Brier (1958) y
Holloway (1958).
2.2 Estudio de las ondas
Cada serie individual así como la serie
regional han sido analizadas por medio del
Análisis Espectral de Tukey con ventana de
Parzen (Jenkins y Watts 1968) determinando así
estadísticamente las periodicidades significativas
dominantes en las series. La elección del máximo
lag M=N/3 (con N la longitud de la serie estival)
sigue las sugerencias hechas por Mitchell y otros
(1966) a fin de optimizar los detalles espectrales y
minimizar la inestabilidad del mismo, como
consecuencia del método.
La hipótesis del continuo nulo (ya de ruido
rojo o de blanco) en un proceso generacional
markoviano de primer orden fue empleado para
determinar el nivel de significancia estadística de
los estimadores espectrales. Esto es a partir del
modelo del coeficiente de autocorrelación del
primer lag (r1).
2.4 Correlaciones cruzadas,
contingencia y tests de hipótesis.
tablas
de
La existencia de coherencia regional en el
Centro-Oeste se analiza mediante el cálculo de
coeficientes de correlación cruzados (Panofsky y
Brier 1958).
Para estudiar la asociación estadística entre
los eventos cálidos El Niño y fríos La Niña con las
anomalías positivas y negativas de la precipitación
regional en el Centro-Oeste se emplearon tablas de
contingencia (Hoel 1964).
También se aplicaron tests de diferencias de
medias de las muestras de t-Student (Panofsky,
1958) y de diferencia de varianzas F-Fisher (Hoel,
1964).
Eduardo A. Agosta, R.H. Compagnucci y W.M. Vargas
2.5 Extrapolación Temporal
Al , Bl : Coeficientes de regresión por
cuadrados mínimos
m : Número de picos espectrales de la serie
estival promedio areal.
λl : Período de cada uno de los picos
espectrales
N : Número de datos de la serie estival
A fin de determinar la posible diferencia
entre el comportamiento de la serie de promedio
areal del Centro-Oeste (St) previo a 1977 y el
posterior, se construyó el modelo matemático que
rige el comportamiento de misma desde 1905 a
1977. Empleando tal modelo se determinó
mediante extrapolación los valores para el período
posterior 1978-94. La serie resultante de la
aplicación del modelo emergente del período
1905-77 es comparada con la serie de valores
reales observados en el área.
El modelo de ajuste se obtuvo siguiendo la
metodología propuesta por TD1978 y corresponde
al polinomio trigonométrico Pj cuyos coeficiente
Al y Bl se ajustaron por cuadrados mínimos. Su
expresión matemática es:
m
2.π . j
l =1
λl
Pj = P0 + ∑ ( Al ⋅ cos
+ Bl ⋅ sen
2.π . j
1≤ j ≤N, 1≤ l ≤m
donde
Pj : Precipitación en el año j
P0 : Constante de regresión (i.e. la media
de la serie areal)
λj
3. RESULTADOS
3.1 Series Individuales
)
En la Tabla II se muestran los principales
estadísticos de las series individuales que se
utilizan para generar la serie regional del CentroOeste. Un estudio previo (Compagnucci y otros
1982) mostró que la estación Villa Mercedes
presenta un “salto” en el valor de la media debido
a cambio de ubicación en 1951, por lo que solo se
emplea esta estación a partir de ese año.
El análisis de los totales estivales medios de
precipitación
permiten
distinguir
cuatro
subregiones: la Subregión Norte, definida por la
estación La Rioja; la Subregión Central,
caracterizada por San Juan y Mendoza; la
Subregión Sur, determinada por San Carlos, Rama
Caída y Colonia Alvear; y la Subregión Este,
representada por las estaciones San Luis, Villa
Mercedes y Victorica.
Número Promedio Mediana Mínimo Máximo
1ercuart. 4tocuart. Desv. Est.
(mm)
de datos (mm)
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
(1) La Rioja
94
301,8
305,2
81,5
588,2
198,5
386,5
112,5
(2) San Juan
98
72,2
65,8
0,0
199,2
38,2
99,6
40,5
(3) Mendoza
98
158,6
154,8
17,1
381,9
100,8
196,0
71,3
(4) San Luis
92
479,6
482,6
216,0
842,9
388,5
554,6
128,2
(5)Villa Mer.
47
551,9
546,4
305,1
796,0
467,1
609,6
121,2
(6) San Carlos
41
223,2
207,6
63,0
452,3
154,2
263,8
87,5
(7) RamaCaída
71
235,2
213,0
49,0
505,4
163,7
286,0
106,7
(8) Colonia Al.
44
235,3
209,7
48,4
533,8
153,7
308,3
114,1
(9) Victorica
93
414,5
422,2
120,4
887,2
294,1
501,7
148,0
Tabla II. Estadísticos principales de las series estivales de las estaciones del Grupo 1 (Tabla I), utilizadas en
la región Centro-Oeste.
Estaciones
Cambios en el régimen interanual de...
La Subregión Norte tiene como valores
extremos 81,5 mm mínimo y 588,2 mm máximo y
un promedio ligeramente superior a los 300 mm.
Ocupa el segundo lugar en cuanto a precipitación
total estival.
En la Subregión Central predominan las
características desérticas más extremas de la
región con los más bajos valores de precipitación
estival acumulada (<200 mm) y menor
variabilidad interanual. En San Juan existen
veranos donde la precipitación acumulada es nula
e incluso los máximos no superan los 200 mm.
La Subregión Sur se halla en condiciones
intermedias de humedad, los valores medios del
verano oscilan entre los 200 mm y los 300 mm,
los mínimos entorno a los 55 mm y los máximos
superan los 450 mm pudiendo alcanzar casi 535
mm.
La Subregión Este tiene las características
más húmedas del Centro-Oeste, con valores
promedios superiores a los 400 mm. En el borde
oriental de la subregión las precipitaciones
estivales son más abundantes, presentando el
mínimo más elevado de todo el Centro-Oeste con
305,1 mm (en Villa Mercedes) y el máximo
también más elevado con 887,2 mm (en
Victorica). Ésta subregión es la de mayor
variabilidad interanual y la misma maximiza hacia
el sur, en Victorica.
La figura 3 muestra los gráficos
correspondientes a las series individuales filtradas
con paso-bajo de 9 términos y estandarizadas, es
decir expresadas como anomalías en unidades de
desvío estándar (d.e.). Los valores por encima de
cero representan evento húmedo y por debajo de
cero evento seco. Es importante notar que a
simple vista se observa la presencia de períodos
húmedos y secos que alternan a lo largo de las
series y que esos períodos parecen tener
coherencia de fase, es decir, que toda el área
pareciera estar afectado por el mismo signo de
anomalía. Además, es posible notar la influencia
superpuesta de ondas de mayor frecuencia con
ondas de menor frecuencia. La estación más
austral, Victorica, y la estación del extremo norte
de área, La Rioja, muestran la influencia de una
posible fluctuación de aproximadamente 40-50
años
superpuesta
a
fluctuaciones
de
aproximadamente 12-21 años y posibles
fluctuaciones de mayor frecuencia.
Las series que llegan hasta el presente
muestran que a partir de los 90 habría una
tendencia negativa que de persistir llevaría a la
ocurrencia de un período seco en toda el área. Este
resultado puede resultar relevante en la subregión
representada por Victorica, ya que determinaría el
comienzo de posibles sequías como la registrada
en los 40. Esta situación podría llegar a afectar la
agro-economía del área ya que es una subregión
limítrofe muy sensible a la fluctuaciones
climáticas y que muy frecuentemente es decretada
en estado de emergencia agrícola por falta de
precipitación.
A su vez, San Juan, San Luis y Rama Caída
muestran en la última década una disminución de
la variabilidad interanual.
3.2 Análisis areal
3.2.1 Comportamiento conjunto de las series
Las correlaciones cruzadas entre las series
individuales de totales estivales (ver Tabla III.A) y
entre las series filtradas usando binomial de 9
términos (ver Tabla III.B) se calcularon a fin de
determinar si la presencia alternante de períodos
secos y húmedos revelan un comportamiento
conjunto. Esta coherencia espacial es apreciable a
simple vista en las series individuales suavizadas y
estandarizadas como se ha descrito previamente en
la sección 3.1. Como podría esperarse, la
comparación entre las tablas III.A y III.B muestra
que la coherencia espacial aumenta en las series
filtradas, ya que aumentan los valores de los
coeficientes de correlación cruzada y el número de
coeficientes significativamente no nulos al 95 %
de confianza. La diferencia en fase de las altas
frecuencias hace que, por ejemplo, San Juan no
correlacione significativamente con La Rioja,
Villa Mercedes y Victorica. Sin embargo, la
presencia común de fluctuaciones de baja
frecuencia hace que los valores de correlación
aumenten en algunos casos al doble o más y
permitan suponer coherencia espacial. Bajo esta
hipótesis se construye la serie de promedio areal
de totales de precipitación estival de la región
Centro-Oeste de acuerdo a lo descrito en la
sección 2.1. Se supone que dicha serie contiene las
características generales y relevantes comunes a
toda la región.
Eduardo A. Agosta, R.H. Compagnucci y W.M. Vargas
Cambios en el régimen interanual de...
Tabla III.A Series estivales sin filtrar
Matriz de coeficientes de correlación significativamente no nulos para α=0.05
entre estaciones (1) La Rioja, (2) San Juan, (3) Mendoza, (4) San Luis, (5) Villa
Mercedes, (6) San Carlos, (7) Ramacaída, (8) Colonia Alvear y (9) Victorica.
Estación
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
(1)
1,00
0,19*
0,55
0,45
0,18*
0,12*
0,27
0,27*
0,38
(2)
0,19*
1,00
0,39
0,25
0,21*
0,37
0,39
0,46
0,05*
(3)
0,55
0,39
1,00
0,46
0,45
0,58
0,58
0,59
0,45
* No significativo para α=0,05.
(4)
0,45
0,25
0,46
1,00
0,57
0,58
0,64
0,67
0,37
(5)
0,18*
0,21*
0,45
0,57
1,00
0,59
0,67
0,69
0,31
(6)
0,12*
0,37
0,58
0,58
0,59
1,00
0,71
0,71
0,59
(7)
0,27
0,39
0,58
0,64
0,67
0,71
1,00
0,84
0,41
(8)
0,27*
0,46
0,59
0,67
0,69
0,71
0,84
1,00
0,65
(9)
0,38
0,05*
0,45
0,37
0,31
0,59
0,41
0,65
1,00
Tabla III.B Series estivales filtradas por binomial de 9 términos
Matriz de coeficientes de correlación significativamente no nulos para α=0,05
entre estaciones (1) La Rioja, (2) San Juan, (3) Mendoza, (4) San Luis, (5) Villa
Mercedes, (6) San Carlos, (7) Ramacaída, (8) Colonia Alvear y (9) Victorica.
Estación
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
(1)
1,00
0,36
0,74
0,70
0,75
0,46
0,59
0,59
0,45
(2)
0,36
1,00
0,55
0,68
0,35
0,55
0,63
0,69
0,25
(3)
0,74
0,55
1,00
0,70
0,72
0,69
0,82
0,88
0,57
(4)
0,70
0,68
0,70
1,00
0,69
0,49
0,81
0,75
0,47
3.2.2 Serie Regional de Promedio Areal: CentroOeste versus RPV de Sud África
En la Figura 4 se observa la serie estival
regional de promedio areal, (barras verticales) y la
respectiva serie filtrada por 9 términos (líneas fina
con círculos). Ambas expresadas como anomalía
porcentual respecto al promedio regional para el
período 1901-98 (ver metodología en sección 2.1).
En la serie se aprecian la alternancia de períodos
húmedos y secos que hacia finales del registro se
interrumpen, mostrando un predominio de
anomalías positivas de precipitación a partir de la
década del 70 que se extiende hasta los 90,
determinandose así el evento húmedo más largo
del siglo. Este efecto es más evidente aún en la
serie filtrada.
La figura 5 ilustra el espectro de ondas
correspondiente a la serie regional de promedio
areal estival sin filtrar en unidades de densidad
(5)
0,75
0,35
0,72
0,69
1,00
0,59
0,74
0,76
0,33
(6)
0,46
0,55
0,69
0,49
0,59
1,00
0,76
0,58
0,49
(7)
0,59
0,63
0,82
0,81
0,74
0,76
1,00
0,77
0,45
(8)
0,59
0,69
0,88
0,75
0,76
0,58
0,77
1,00
0,61
(9)
0,45
0,25
0,57
0,47
0,33
0,49
0,45
0,61
1,00
espectral
normalizada.
La
función
de
autocorrelación presenta r1= 0,34 que es
significativamente no nulo al 95 % de
significancia. Por ello, los niveles de significancia
de la función de densidad espectral se calcularon
considerando un proceso teórico de ruido rojo de
primer orden de Markov para una probabilidad de
90 % (líneas punteadas en el gráfico).
El espectro muestra dos picos significativos,
uno correspondiente al intervalo de 18-21 años,
que determina la influencia de las bajas
frecuencias, y otro en el entorno de 4 años que
sobrepasa el nivel de 90 % dado por espectro
teórico del proceso markoviano. Aunque solo
estas dos bandas de frecuencia resultan
significativas, el espectro muestra otro rasgo que
podría pasar desapercibido, esto es el “seudomáximo” centrado en 6 años que no resulta
significativo en el sentido estadístico del término.
Eduardo A. Agosta, R.H. Compagnucci y W.M. Vargas
100
anomalía porcentual
80
60
40
20
0
-20
-40
-60
-80
1901
1909
1917
1925
1933
1941
1949
1957
1965
1973
1981
1989
1997
Figura 4. Serie estival de promedio areal (barras verticales) y serie estival de promedio areal filtrada por
binomial de 9 términos (línea con círculos) para la región Centro-Oeste, expresada como desvío porcentul
respecto de la media areal en el períodod 1901/98.
Sin embargo, al comparar el espectro
correspondiente el período 1901-98 con el
obtenido para el período 1901-78 (mostrado en
CV1983, figura 10), este “seudo-máximo” antes
era inexistente.
PODER ESPECTRAL
CENTRO-OESTE
Esp. Teórico
Límite superior 90%
Límite inferior 10%
d. esp. normalizada
0.1
0.08
N=98
Máximo Lag = 32
0.06
0.04
0.02
0
64.0 10.7 5.8
4.0
3.1
2.5
2.1
período (años)
Figura 5. Espectro normalizado de Tukey con
ventana de Parzen de la serie estival promedio
areal sin filtrar del Centro-Oeste (línea llena con
cuadros) y niveles de significancia para
probabilidad del 90 % considerando proceso
markoviano de ruido rojo de primer orden.
d.esp.: densidad espectral.
Otro cambio se observa en la distribución de la
energía espectral de bajas frecuencias. La misma
se corre ligeramente hacia mayores períodos,
pasando de un pico máximo entorno a 18 años,
para el período 1901-78, al máximo valor
alrededor de 21 años, cuando se considera el
período 1901-98.
Como encontraron CV1983, durante el
período 1901-78 la región Centro-Oeste se halla
en fase con la señal de la RPV de Sud África para
las bajas frecuencias caracterizadas por la cuasiperiodicidad de 18 años. Se supuso que tal
concordancia entre ambas regiones podría deberse
a la similitud geográfica y a la ubicación relativa
con respecto a la circulación general de la
atmósfera. Ambas regiones se encuentran
localizadas en áreas subtropicales al este de
cordones montañosos y están afectadas por la
presencia del cinturón de anticiclones semipermanentes y por la irregular irrupción de frentes
y sistemas ciclónicos. Estudios más recientes de
Tyson (1991) y T1997 confirman que en el área de
la RPV de Sud África se mantiene hasta la
actualidad el predominio de las bajas frecuencias
que determinan el cuasi-ciclos de 18 años,
producto de la alternancia de 9 años secos y 9 años
húmedos que se continúan ininterrumpidamente
en todo el registro.
Surge espontáneamente la pregunta: ¿En el
área centro-oeste de Argentina se mantiene la
alternancia de 9 años secos y 9 años húmedos,
Cambios en el régimen interanual de...
hasta la actualidad o, como se muestra en la figura
4, ésta alternancia se ha interrumpido durante los
últimos años?
El aporte de las bajas frecuencias para
ambas series regionales en las que son suavizadas
40
1977
anomalía porcentual
30
20
10
0
-10
-20
-30
-40
1905
1915
1925
1935
1945
1955
1965
1975
1985
1995
años
Figura 6. Series estivales de promedio areal filtradas por binomial de 9 términos para la región CentroOeste (línea gruesa con círculos) y para la RPV de Sud África (línes fina con cuadrado), expresadas como
anomalía porcentul respecto de las medias areales respectivas.
y extraídas las perturbaciones menores o iguales a
9 años se muestran en la figura 6. El análisis
comparativo revela que a partir de 1977 el
comportamiento en fase de ambas regiones se ve
alterado dramáticamente. Desde comienzos de los
80 el comportamiento de las series pierde la
coherencia de fases, hasta el punto de encontrarse
en contra-fase . Desde el año 1978 hasta el
presente
la
región
Centro-Oeste
está
experimentado el evento húmedo más prolongado
del siglo con valores de hasta casi el 30 % por
encima de la media regional. Contrariamente, la
RPV de Sud África ha experimentado en lo
últimos años la sequía más prolongada del siglo,
salvo la excepción de las intensas precipitaciones
aisladas sobre el centro del país ocurridas en 1988
y 1989 (T1997). Según Mason (1996) en muchas
otras partes, principalmente en las zonas este de
Sud África, las sequías se prolongaron sin
interrupciones desde comienzos de los 80 hasta
mediados de ésta última década. Ambas regiones
pierden su coherencia a partir de 1977 y
comienzan a comportarse en forma opuesta.
Consecuencia de ello es que el pronóstico
realizado por Kane y Trivedi (1986) considerando
el cuasi-ciclo de 18 años para Sud África fue
exitoso, mientras que el realizado para la región
Centro-Oeste de Argentina basándose en la
persistencia de ese cuasi-ciclo resultó un fracaso.
El cambio que se produjo en 1977 en las
bajas frecuencias para la región Centro-Oeste hizo
que se modificara el espectro sobre todo para la
serie suavizada. Mientras que en CV1983 al
considerar el período 1901-78 ambas regiones
presentan el máximo en bajas frecuencias centrado
en 18 años, el espectro de los registros hasta la
actualidad (ver figura 7) muestra que la banda de
Eduardo A. Agosta, R.H. Compagnucci y W.M. Vargas
d. esp. normalizada
PODER ESPECTRAL
CENTRO-OESTE
RPV de S. África
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
Límite inferior 10%
Límite superior 90%
E. Teórico
N = 84
Máximo Lag = 28
56.0
18.7
11.2
8.0
6.2
período (años)
Figura 7. Espectro normalizado de Tukey con
ventana de Parzen de las series filtradas promedio
areal de la región Centro-Oeste (línea con
círculos) y de la RPV de Sud África. Continuo
nulo de ruido rojo (línea llena) para la serie del
Centro-Oeste y bandas de significancia al 10% y
90%. D.esp: densidad espectral.
bajas frecuencias para el Centro-Oeste está
desplazada hacia mayores períodos (21 años) con
respecto al máximo para Sud África que
permanece centrada en aproximadamente 18 años.
Este desplazamiento de la energía espectral es
producto de la pérdida de coherencia ocasionada
por el prolongado período húmedo ocurrido en el
Centro-Oeste.
3.2.3 Prueba estadística del cambio sobre la
región Centro-Oeste
3.2.3.A
Modelación de la Serie regional del
Centro-Oeste
Para visualizar en efecto, la existencia de un
cambio en el comportamiento de la serie de
promedio areal regional filtrada de la región
centro-oeste de Argentina a partir de 1977, se
ajusto a la misma un modelo teórico (sección 2.5)
que reprodujera la serie filtrada con un elevado
porcentaje de varianza explicada por el mismo
desde los comienzos del registro hasta el año
1977. Luego, con éste modelo, se extrapolaron los
valores estivales desde el año 1978 hasta la
actualidad; es decir hasta 1994 (la serie filtrada
pierde 4 datos en los extremos como consecuencia
del método de filtrado). El modelo considerado
emplea 7 ondas seleccionadas dentro de las
regiones de mayor energía espectral o de los
mismos picos espectrales significativos de la serie
filtrada (ver fig. 5). La inclusión de más ondas no
afecta cuantitativamente la varianza explicada, en
consecuencia, la calidad del ajuste.
En la Tabla IV se encuentran los
coeficientes Ai y Bi resultantes de ajustar el
modelo para cada onda λi, con i=1,..., 7. El
modelo ajustado explica el 89% de la varianza
total de la serie de promedio areal regional
suavizada.
La figura 8 muestra la serie regional de
promedio areal filtrada con paso-bajo para el
Centro-Oeste (curva con cuadrados) y la obtenida
mediante el modelo (curva con círculos)
expresadas ambas series como porcentaje de la
media regional. Hasta el año 1977 vemos que el
modelo reproduce la serie filtrada tanto en
amplitud como en fase, determinando fielmente
los períodos positivos y negativos.
Ai
Bi
λi
9,33
+0,008723
-0,709767
11,2
+4,266329
-3,596130
14,0
+2,297350
+6,759104
18,35
-3,735480
+13,669870
22,5
-1,161050
-20,008000
24,0
+21,700400
+13,714370
47,0
-6,195900
+6,323007
Tabla IV. Coeficientes de regresión para el modelo
de 7 ondas de la serie regional filtrada del CentroOeste para el período 1905/77. Total de datos N=73,
varianza explicada 89.2%.
Los valores predichos por el modelo a partir
de ese año revelan una paulatina disminución de la
precipitación estival filtrada estando por debajo
del valor medio a medida que avanza la década del
80. El mínimo se alcanza hacia el año 1991 a
partir del cual los valores comienzan a ascender
hasta el presente, aunque siempre permaneciendo
dentro de la fase negativa.
Es evidente el comportamiento opuesto del
modelo con lo observado en la región durante los
últimos 20 años. Conservándose las condiciones
existentes hasta 1977, el modelo describiría el
comportamiento esperado de la serie. Sin embargo
el mismo muestra claramente una prolongada
sequía sobre la región Centro-Oeste, desde
Cambios en el régimen interanual de...
comienzos de los 80 hasta mediados de los 90, que
no se observó. Esta fase del modelo de signo
opuesto a lo sucedido concuerda con lo ocurrido
para la RPV de Sudáfrica, según lo documentado
por los autores mencionados en la sección 3.2.2.
3.2.3.B Cambio en las muestras
El cambio producido en 1977 sobre la
región del Centro-Oeste en la precipitación de
verano
es
evidente.
Para
verificarlo
estadísticamente se procedió a verificar la
diferencia respecto de las medias (ver sección 2.4)
de las muestras obtenidas para cada estación
partiendo desde el comienzo del registro de cada
una de ellas hasta 1977 y desde 1978 hasta 1998.
Las estaciones San Carlos (6) y Colonia Alvear (8)
no participaron de este análisis por no extenderse
más allá de 1979.
Eduardo A. Agosta, R.H. Compagnucci y W.M. Vargas
40
CENTRO-OESTE
MODELO
anomalía porcentua
30
20
10
0
-10
-20
-30
-40
1914
1924
1934
1944
1954
1964
1974
1984
1994
años
Figura 8. Serie estival regional filtrada para la región Centro-Oeste (línea con cuadrados) y modelo de
interpolación de 7 ondas correspondiente estimado con datos desde 1905 hasta 1977 y extrapolación del
mismo desde 1978 hasta 1994 (línea con círculos), ambas como desvíos porcentuales respecto de la media
areal para el período 1901/98 de la serie sin filtrar.
Estación
Hasta Desde Difer- Con1977
1977
rencia fianza
(mm) (mm) (mm) (%)
La Rioja (1)
284,4 362,5 +78,1
99
San Juan (2)
72,3
68,4
-3,9
60
Mendoza (3)
147,4 199,8 +52,4
99
San Luis (4)
469,4 514,3 +44,9
90
Villa Mercedes(5) 525,1 582,6 +57,5
>80
Ramacaída (7)
219,1 273,5 +54,4
95
Victorica (9)
398,1 470,6 +72,5
95
Tabla V. Test de diferencia de medias. Hipótesis nula
Ho: las muestras provienen distinta población respecto
de las medias. Medias de las muestras obtenidas desde
el comienzo del registro de cada estación hasta 1977 y
desde 1978 hasta 1998, diferencia de medias entre ésta
última y la primera y porcentaje de confianza de validez
de la hipótesis nula (Ho).
La Tabla V muestra los resultados
obtenidos para cada una de las estaciones
empleadas en el estudio de la región Centro-Oeste.
A excepción de San Juan y V. Mercedes, todas las
estaciones presentan diferencias significativas
respecto de las medias en las muestras anteriores a
1977 y posteriores a 1978 para un nivel de
significancia mayor al 90 %. Villa Mercedes
presenta una significancia algo menor al 90 % de
confianza merced al corto registro de la serie. Por
lo tanto es altamente probable que las muestras
provengan de distintas poblaciones, o bien, hay un
cambio de población en las lluvias estivales a
partir de 1977. Esto indica que el cambio
evidenciado en la serie regional de promedio areal
filtrada en ese año es regionalmente significativo
ya que también se detecta en las subregiones que
componen la región. Es notable que este cambio
haya traído un aumento en la precipitación media
de la región (ver signo de las diferencias de
medias, Tabla V), con la extraordinaria excepción
de San Juan que invierte el signo, no obstante su
significancia es muy baja y como se verá en la
siguiente sección no cumple las hipótesis de
iguales varianzas necesaria para la validez del test
de diferencias de medias.
3.2.3.C Aporte de las Subregiones
Para evaluar en qué medida cada subregión
contribuye al cambio en la serie regional estival
filtrada, se confeccionaron tablas de frecuencias
(no mostradas) y los respectivos histogramas de
frecuencias relativas (ver figura 9) de las
anomalías de precipitación estival respecto del
promedio estival para todo el período de cada serie
individual, hasta y después de 1977 de manera tal
de comparar las distribuciones de frecuencias
Cambios en el régimen interanual de...
obtenidas. Existen tres posibilidades en el
comportamiento de las anomalías que favorecen el
aumento de la media y en los valores suavizados:
1Disminución de los extremos de
anomalías
negativas
manteniéndose
las
frecuencias de las anomalías positivas.
2Aumento de las anomalías positivas
manteniéndose las negativas.
3Disminución de las anomalías negativas y
aumentan las positivas.
A
continuación
se
describen
las
características más sobresalientes en este aspecto
para cada Subregión.
Subregion Norte
De la figura 9, los gráfico (a) y (a’) ilustran
la distribución de frecuencias de anomalías de
precipitación hasta 1977 y después de 1977
respectivamente, para la estación La Rioja (1). A
partir de 1978 se observa un fuerte aumento de la
frecuencia de las anomalías positivas menores a
100 mm (de 27% a 38%), disminución de los
extremos negativos y un aumento de 6% en la
frecuencia de extremos mayores o iguales a +200
mm, que en conjunto favorece al aumento de la
media regional.
Subregión Central
En la figura 9 gráficos (b) y (b’) se
muestran la distribución de frecuencias de
anomalías para la estación San Juan hasta y
después de 1977.
Llama la atención la disminución de la
variabilidad de la muestra (el desvío estándar de
43,9 mm a 24,8 mm), hecho elocuente en los
histogramas por la disminución del rango de los
intervalos de clase. Podría pensarse que si bien no
existe un cambio en la estación respecto de las
medias, si puede existir un cambio respecto de las
varianzas. Aplicando el test de F-Fisher para
varianzas se obtuvo que bajo la hipótesis nula Ho:
las varianzas son iguales, F=3,0 > Fc=2,13 para
un nivel de significancia de α=0,01, por lo que la
hipótesis es rechazada. La estación San Juan
muestra un cambio significativo respecto de la
varianza a partir del año 1977.
La comparación de los histogramas (b) y (b’)
muestra un fuerte aumento de las anomalías
negativas o iguales a 40 mm (algo más del 20 %)
después de 1978 junto con ligero aumento de las
anomalías positivas mayores o iguales a 20 mm,
en general las anomalías negativas representan un
53 % para el período 1901/77 mientras que trepan
al 67 % para el período 1978/98. Esto favorece la
leve disminución (-3,9 mm) de la media estival
para éste último período (ver Tabla V, diferencia
de medias).
Los gráficos (c) y (c’) análogamente
muestran las distribuciones obtenidas para la
estación Mendoza (3) para las muestras hasta y
después de 1977, respectivamente. Se observa que
a partir de los 80 se produce aumento en la
frecuencia de anomalías positivas menores a 50
mm (de 9% a 14%) acompañado de un aumento
(de 5%) en las anomalías positivas extremas
mayores o iguales a 200 mm antes inexistentes. En
general las anomalías negativas disminuyeron en
un 12,5 % con respecto al período 1901/77,
favoreciendo al cambio regional.
Subregión Este
Los gráficos (d) y (d’) de la figura 9
corresponden a la estación San Luis, se ve que si
bien las anomalías extremas tanto positivas
(mayores o iguales a +300mm) como las negativas
(menores a –200mm) desaparecieron desde 1978 y
predomina un importante aumento en anomalías
positivas menores a 100 mm que en el conjunto
hacen que las anomalías positivas hayan
aumentado en un 20 %. El rango de los intervalos
de clase disminuye también a partir del `78, lo que
podría indicar un cambio en la varianza de las
muestras (el desvío estándar se modifica de 134.1
mm para el período 1907/77 a 101,2 mm para el
período 1978/98), no obstante el test de F-Fisher
aplicado a la serie muestra un F=1,69 < Fc =1,90
para α=0,05 por lo que las varianzas no son
significativamente distintas al 95 % de confianza.
La estación Villa Mercedes de igual manera
contribuye al aumento de la media regional dado
que el conjunto de las anomalías negativas
disminuyen desde el 63 % para el período 1951/77
al 52 % para el período 1978/98, según ilustran los
Eduardo A. Agosta, R.H. Compagnucci y W.M. Vargas
Cambios en el régimen interanual de...
gráficos (e) y (e’)) de la figura 9, aunque conserva
el máximo de frecuencias negativas en el intervalo
[-100, 0) mm entorno al 42 % del total de casos.
Es evidente un aumento en las anomalías extremas
positivas (mayores o iguales a +200 mm).
Los gráficos (g) y (g’) de la figura 9
pertenecientes a Victorica muestran fuerte
detrimento de las frecuencias de anomalía
negativa menor o igual a 100 mm (más de un
20%) acompañado de un fuerte aumento en las
anomalías positivas menores a 100 mm desde 29%
a 43% para los últimos 21 años. Se observa
también la desaparición de anomalías extremas
tanto positivas mayores o iguales a 400 mm como
negativas menores o iguales a 300 mm.
En términos generales la Subregión Este
contribuye favorablemente al cambio producido
en la serie estival de promedio areal de toda la
región y en sus valores filtrados.
Subregión Sur
Para el análisis solo se consideró la estación
Rama Caída dado que San Carlos y Colonia
Alvear no se extienden más allá del `79.
La estación Rama Caída experimenta la
mayor disminución de las frecuencias de
anomalías negativas con una caída de más del
30%. El máximo de frecuencias para la
distribución del período 1928/77 se centra en
anomalías negativas del intervalo [-100,0) mm.
Durante el período siguiente la distribución
maximiza en el intervalo de anomalías positivas
menores a 100 mm con casi igual frecuencia (15%
aproximadamente) al del período anterior. Este
máximo va acompañado de un leve aumento de
los extremos positivos y disminución drástica de
los extremos negativos (ver figura 9 gráficos (f) y
(f’).
La
subregión
Sur
contribuye
favorablemente al aumento de la media regional y
al cambio en la serie regional estival y filtrada.
3.2.3.C Espectros
También se estudia el cambio evidenciado
en la serie regional de promedio areal para el
Centro-Oeste a través del estudio del espectro de
ondas en cada estación hasta y después de 1977.
Los espectros obtenidos muestran ciertos cambios
que refuerzan la idea previa de cambio en la
población de lluvias estivales y permiten ver
cuáles frecuencias están involucradas.
Para poder realizar las comparaciones
espectrales antes y desde 1978 es necesario que las
muestras espectrales tengan la misma longitud.
Por ello para cada estación se construyeron las
muestras de la siguiente manera: una, desde el
comienzo del registro de la serie hasta el año 1977
con un total de n datos, la otra partiendo desde el
año 1998 hacia atrás hasta completar la misma
cantidad de datos n. Los espectros así obtenidos se
denominaron según el nombre de las estación
junto con el año de finalización de la muestra. Por
ejemplo para Rama Caída, los espectros
muestrales obtenidos se designaron como:
RAMACAIDA`77
y
RAMACAIDA`98,
respectivamente. Los gráficos de los mismos
diferencian las curvas con cuadrados, para la
muestra que termina en el 1977, y con círculos
para la muestra que finaliza en el 1998. Además,
el máximo lag empleado se determinó en M=15
para todas las estaciones, siendo algo menor al
mínimo permitido por la condición M=n/3 (ver
sección 2.3), dado por la estación Villa Mercedes,
con esto se consiguió que los espectros fueran
comparables entre distintas estaciones. No
obstante también se estimaron los espectros para
el lag máximo de M=n/3 de manera tal de
enfatizar rasgos sobresalientes en los primeros,
aunque éstas no se muestran. Pese a que las
muestras formadas por los últimos 21 años de cada
registro individual poseen una gran cantidad de
información de las del período anterior), por
superposición de datos, (formadas desde el
comienzo del registro hasta 1977) se apreciaron
diferencias sustanciales en los espectros
calculados.
Subregión Norte
La figura 10, gráfico (a), nos muestra el
espectro de ondas para la estación La Rioja (1).
Ella muestra el cambio de frecuencias producido a
partir del `78 como un descenso en las frecuencias
centradas entorno a los 4 años hacia los 6 años
aproximadamente, incrementándose la energía en
las ondas de muy alta frecuencia (onda bianual),
así como también la ausencia del efecto de las
ondas largas (cuasi-ciclos de 18 años).
Eduardo A. Agosta, R.H. Compagnucci y W.M. Vargas
Cambios en el régimen interanual de...
Subregión Central
La comparación de espectros para San Juan
(2) (ver Figura 10, gráfico (b)) no muestra cambio
alguno en las ondas de bajas frecuencias centradas
entorno a los 18 años, sí un leve incremento en las
ondas de período de 4 años aproximadamente. Es
decir que el cambio en la variabilidad interanual
de los últimos 21 años para la serie (detectado por
el test de diferencia de varianzas) puede deberse a
fluctuaciones de mayores longitudes de onda no
descripto por el análisis debido al corto registro de
datos que se dispone. Es probable que tales
fluctuaciones tengan un efecto de “envolvente”
amortiguador de las amplitudes de las ondas más
cortas (ver figura 3, San Juan (2)).
En el gráfico (c) se ilustran los espectros
para Mendoza (3), en él se observa un ligero
aumento de energía espectral en ondas de corto
período de aproximadamente 2,5 años con una
disminución de las bajas frecuencias de ondas con
cuasi-periodicidad de18 años, después del año `77.
Subregión Este
El gráfico (d) de la figura 10, muestra para
San Luis (5) decrecimiento en la energía de las
ondas de baja frecuencia (cuasi-ciclos de 18 años)
y un incremento de ondas en frecuencias más altas
entorno a los 4 años, a partir de la década de los
80. Villa Mercedes (6), en el gráfico (e), presenta
un importante aumento en las frecuencias altas de
alrededor de 6 años en detrimento de las de más
baja frecuencia. Análogamente, Victorica (9)
presenta apreciables aumentos de las ondas de
período más corto entorno a los 4 años, según el
gráfico (g).
Subregión Sur
El gráfico (f) de la figura 10 para
Ramacaída (7), ilustra un fuerte aumento de las
ondas cuyas periodicidades oscilan entorno a los
5-6 años acompañado de disminuciones en más
alta frecuencias de alrededor de 3 años y un
refuerzo de las ondas de baja frecuencias (entorno
a los cuasi-ciclos de 18 años), único caso en todo
el análisis.
En términos generales puede decirse que la
región ha visto modificado el espectro de ondas
dominantes en sus series estivales durante los
últimos 21 años, caracterizado por un incremento
en las oscilaciones de más alta frecuencia (ondas
bianual, de 4 años y de 6 años) en detrimento de la
onda cuasi-periódica de 18 años dominante en la
región hasta el año 1977.
3.3
Asociación con el fenómeno ENOS
Por los resultados anteriores se determina
un cambio significativo en la población de la
precipitación estival de Cuyo, ocurrido en 1977.
La literatura actual cuenta con un gran número de
publicaciones que documentan un cambio
climático en el año 1977, el cual se relaciona con
el cambio en las condiciones del Pacífico
Ecuatorial conectado con un cambio en la
frecuencia, intensidad y “onset” de los eventos El
Niño. Al respecto los primeros trabajos fueron los
de Trenberth (1990, 1995), Ebbesmeyer y otros
(1991) y Wang (1995). Si el cambio ocurrido en la
región Centro-Oeste se relaciona con el cambio en
el fenómeno ENOS, es necesario previamente
determinar si las precipitaciones de verano en la
región estudiada son dependientes del fenómeno
ENOS. Para determinar estadísticamente alguna
asociación de dependencia entre las fluctuaciones
alternantes de sequías y excesos de la serie estival
regional de promedio areal con el fenómeno
global ENOS, se procedió a la elaboración de una
tabla de contingencia entre los mismos. La misma
se confeccionó contabilizando los casos de exceso
o déficit respecto a la media regional ocurridos en
años El Niño, La Niña o Normal (ver Tabla VI).
Bajo la hipótesis nula Ho: las variables son
independientes, el estadístico del test ji-cuadrado
obtenido para la tabla de contingencia (ver Tabla
VII) es χo2=5,8 < χc2=6,0 para una significancia de
α=0,05. Entonces, la hipótesis nula no puede
rechazarse. Lo anterior permite concluir que los
episodios húmedos y secos en la región CentroOeste no están asociados a eventos ENOS al
95% de confianza. Este resultado es coincidente
con lo obtenido para la RPV de Sud África según
Krugger (1999).
Eduardo A. Agosta, R.H. Compagnucci y W.M. Vargas
1911/12
1914/15
1918/19
1923/24
1925/26
Años El Niño
1930/31
1953/54
1932/33
1957/58
1939/40
1963/64
1941/42
1965/66
1951/52
1969/70
Años La Niña
1928/29
1949/50
1931/32
1954/55
1938/39
1955/56
1942/43
1964/65
1909/10
1916/17
1920/21
1924/25
1994/95
Tabla VI. Clasificación de años en El Niño y La Niña (fenómeno
madura del mismo (estación estival del HS).
1972/73
1976/77
1982/83
1986/87
1991/92
1970/71
1973/74
1975/76
1988/89
ENOS) durante la fase
Anomalías
El Niño (20) La Niña (16) Normal (49) Total
Positiva
10 (9,4)
6 (7,5)
24 (23,1)
40
Negativa
10 (5,3)
10 (8,5)
25 (25,9)
45
Total
20
16
49
85
Tabla VII. Tabla de contingencia entre años El Niño, La Niña y Normal, y anomalías de
precipitación estival respecto de la media regional para la serie estival de promedio areal del
Centro-Oeste. Valores observados y entre paréntesis el valor teórico de acuerdo a la hipótesis de
independencia entre las variables. La tabla independiente al 95 % de confianza.
De esta manera, el cambio ocurrido en 1977
para la precipitación de verano en el área debería
ser investigado más profundamente ya que otros
factores existentes están influenciando en la
precipitación.
1.
La región Centro-Oeste de Argentina presenta
fluctuaciones cuasi-periódicas no aleatorias
de 18-21 años, de 6 años y de 4 años que la
caracterizan y se hallan presentes en diversa
magnitud dentro de las subregiones que la
componen.
4. CONCLUSIONES
Cualquier discusión sobre las fluctuaciones
en las precipitaciones de verano se halla sesgada
por los siguientes aspectos a considerar
• Registros menores a 100 años.
• Baja densidad de estaciones en el área.
• Discontinuidades e inhomogeneidades en
determinadas series.
• Una importante variabilidad interanual de la
precipitación.
No obstante el estudio de las fluctuaciones se lleva
a cabo con el fin de probar la existencia de cuasiperiodicidades en las series.
Los resultados obtenidos del análisis de la
precipitación estival, producida entre los meses de
octubre y marzo, sobre la región Centro- Oeste
argentina muestran que:
2. La región Centro-Oeste se halla teleconectada
con la correpondiente región de precipitación
de verano de Sud África (RPV) en cuanto a la
precipitación estival, principalmente hasta
finales de la década del 70. Ambas regiones
presentaban
hasta
entonces
episodios
alternantes de sequías y excesos en fase con
período aproximado de 9 años para cada
episodio.
3. Las oscilaciones de la precipitación estival
respecto de la media regional no se halla
asociada estadísticamente al fenómeno ENOS.
De la misma manera la región de precipitación
de Sud África tampoco tiene relación con el
mismo (Krugger 1999).
Cambios en el régimen interanual de...
4. Hay un cambio de población en las
precipitaciones estivales de las series individuales
a partir de año 1977 que se evidencia en la serie
regional de promedio areal como un incremento en
la participación de las ondas de más alta fecuencia
(bianual, de 4 y de 6 años) en detrimento de las de
más baja frecuencia, cambio no ocurrido en la
RPV de Sud África . El mismo se evidencia como
un aumento extendido de las anomalías positivas
de precipitación estival en más del 10 % en
promedio desde 1977, conduciendo a un aumento
significativo de las precipitaciones en el área.
La estación San Juan como excepción no
experimenta cambio significativo en la
precipitación estival sino disminución significativa
en la variabilidad interanual de la misma. Se
sugiere la existencia de fluctuaciones de mayores
longitudes de onda presentes en la serie, no
detectado por el análisis dada la longitud del
registro. Estas oscilaciones tendrían un efecto
“envolvente” amortiguador de las amplitudes de
ondas cortas.
5. Como consecuencia de éste cambio, la
relación entre la región Centro-Oeste y Sud África
se perdió en los últimos años.
6. La región de precipitación de verano de Sud
África continúa con el mismo régimen interanual
de precipitación estival. El último episodio
corresponde a un período de sequía prolongado
que comenzó en el verano de 1983 y podría estar
finalizando a fines de la década del 90.
7. Por el contrario, la región Centro-Oeste
presenta una fase inversa ya que un período
húmedo iniciado en 1973 y que alcanzó su
máximo en 1979 perduró por encima del promedio
hasta comienzos de los 90.
8. Éste cambio en la región Centro-Oeste,
inducido por el aumento en las precipitaciones
estivales hacia mediados de los 70, puede deberse
a:
♦ Cambio Climático por calentamiento global
debido al aumento de los gases de invernadero
(IPCC, 1990, 1992, 1995) que produce una mayor
cantidad de agua precipitable en la atmósfera.
Otros lugares del mundo también presentan
aumento en la precipitación (Trenberth 1990).
♦ Fortalecimiento de las condiciones de
circulación atmosférica que producen mayor
advección de humedad en el área. Esta hipótesis
está sustentada por resultados previos obtenidos
por van Loon y otros (1993) quienes observaron
que durante mediados de la década de 1970 y de
1980 la circulación atmosférica sobre el
hemisferio sur cambió notoriamente con respecto
a su estado en las dos previas décadas. Los
campos de presión mostraron un debilitamiento de
la onda semi-anual en latitudes medias.
Gibson (1992) sugiró que el calentamiento
global produjo el desplazamiento de 3º hacia el
polo de los vientos máximos de 500 hPa sobre
Australia en el período 1976-1991.
Camilloni (1995) encontró que el máximo
de la alta subtropical del Atlántico Sur sobre Sud
América se corrió hacia el polo más de 5º durante
la década de 1970.
Barros y Scasso (1994) hallaron una
tendencia positiva en la presión alrededor de 45ºS,
la cual es consistente con el corrimiento hacia el
polo del flujo de los oestes sobre la Patagonia.
♦ Cambios en las condiciones del Atlántico Sur,
área de la cual pueden provenir las masas de aire
que transportan humedad hacia la zona
considerada. Hurrel y van Loon (1994)
determinaron que el ciclo anual de presión y
viento en latitudes medias y altas en el hemisferio
sur cambiaron apreciablemente en la tropósfera
después de fines de la década de 1970. Los autores
sugieren que el cambio en la onda semi-anual, en
la vaguada circumpolar y en el vórtice polar
estarían relacionados con el actual aumento de la
temperatura superficial de mar en más bajas
latitudes. Al aumentar la temperatura superficial
del mar también aumenta el flujo de vapor de agua
en las masas que son advectadas hacia la región
Centro-Oeste de aire en el área.
♦
Otros cambios de precipitación en el cono
sur de Sud América el este de los Andes fueron
detectados por Barros y otros (1996). La media
anual de la precipitación en la pampa húmeda
muestra un aumento significativo desde fines de la
década de 1970. Sugieren que éste cambio y otros
observados en el área podrían deberse a un
desplazamiento hacia el polo de los sistemas de
circulación atmosférica.
Evidentemente, el aumento de precipitación
estival registrado en los últimos veinte años sobre
Eduardo A. Agosta, R.H. Compagnucci y W.M. Vargas
el llano de Cuyo es estadísticamente significativo
y representa un cambio climático que convierte al
período desde mediados de los 70 y fines de los 90
en el episodio húmedo más extenso del siglo. Éste
cambio en el régimen interanual de precipitación,
modifica substancialmente la estructura espectral
de la fluctuaciones cuasi-periódicas que afectan la
región. En futuros estudios se explorará la
influencia de los cambios en la circulación
atmosférica en la precipitación de la región. Una
primera aproximación al estudio es la exploración
de los campos medios de circulación sobre sur de
Sud América asociados a los grupos de veranos de
anomalías extremas positivas y negativas de
precipitación así como también el análisis de las
condiciones medias de los índices de Temperatura
Superficial del Mar del Atlántico Sur, a fin de
encontrar mecanismos causales de dichas
fluctuaciones y sustentar las hipótesis anteriores.
Los resultados hallados por Tyson para la RPV de
Sud África son alentadores en este sentido, dado
que muestran claros patrones de circulación
diferenciables en los períodos húmedos y secos.
De encontrar patrones circulatorios característicos
de los períodos secos y húmedos para la región
Centro-Oeste, el análisis de los últimos veinte
años permitiría una mejor evaluación y
apreciación de las nuevas características climáticas
del área.
Agradecimientos: El trabajo fue realizado
utilizando los medios provenientes de subsidios de
los Proyectos UBACYT TW06-1998/2000 de la
UBA y PIP Nº 0428/98 del CONICET. Al
Servicio Meteorológico Nacional se le agradece
haber suministrado los datos de la región de Cuyo
y al Dr. Simon Mason por los datos de Sud África.
Los autores agradecen al Dr. L.C. Molion y al
referí anónimo por sus valiosos comentarios y
sugerencias que ayudaron a enriquecer el trabajo.
REFERENCIAS
Barros, V.R. y Scasso, L.M (1994): Surface
pressure and temperature anomalies in Argentina in
connection with the Southern Oscillation, Atmósfera,
94, 7, 1159-171
Barros, V.R., M. Castañeda y M. Doyle (1996):
Recent precipitation trends in Southern South America
to the east of the Andes: an indication of a mode of
climatic variability. En: “Greenhouse gas emission
under Developing Countries Point of View”, L.P. Rosa
y M.A. Santos (edsd.), COPPE, Río de Janeiro, Brasil,
41-67
Camilloni, I. (1995): La influencia de la isla
urbana de calor en las tendencias seculares de la
temperatura media anual en la Argentina Subtropical.
Tesis doctoral, Universidad de Buenos Aires.
Climatic Analysis Center (1996): Climatic
Diagnostic Bulletin, U.S. Department of Commerce,
NOAA/NWS/NMC, USA.
Compagnucci R.H. y J. Boninsegna (1979):
Estudio de la serie de precipitación del Observatorio
Meteorológico de la Ciudad de Mendoza. Informe de
las Primeras Experiencias de Ajuste de Defensa
Compagnucci R.H., J. Boninsegna y S.
Heinrich (1982): Series de precipitación de la Región
Centro-Oeste y sus variaciones, Geoacta, 11, 2, 219231.
Compagnucci R.H. y W.M. Vargas (1983):
Spectral analysis of summer precipitation series.
Preprints “ II International Meeting on Statistical
Climatology”, Lisboa, Portugal, Eds. Inst. Nac. de Met.
e Geo., 11.7.1-11.7.8
Compagnucci R.H., Agosta E. A. y Vargas
M.W.(1999): Inter-annual Variability of Summer
Rainfall over Central-West Argentina. 11th Conference
on Applied Climatology, 10-15 January , Dallas Texas,
Eds. Am. Met. Soc., 297-300.
Compagnucci R.H. y Vargas M.W. (1998):
Inter-annual Variability of Cuyo Rivers’ Streamflows in
the Argentinean Andean Mountains and ENSO events.
Int. J. of Climatol, 18, 1593-1609.
Ebbesmeyer, C.C., D.R. Cayan, D.R. McLain,
F.H. Nichols, D.H. Peterson y T. Redmond (1991):
1976 Step in the Pacific Climate: Forty enviromental
changes between 1968-1975 and 1977-1984,
Proceedings of the 7th Annual Pacific Climate
(PACLIM). Workshop, April 1990, Eds. Betancourt,
J.L. y V.L. Tharp, Californian Dep. of Water
Resources, Interagency Ecological Studies Program,
Tech. Rep. 26, 115-126
Gisbson, T.T. (1992): An observed poleward
shift of the Southern Hemisphere subtropical wind
maximun- a greenhouse symptom? Int. J. of Clim., 12,
637-640.
Gonzalez, M.H. (1992): Factores que
determinan el régimen de la precipitación en Argentina
Subtropical.Doc. Tesis. FCEyN. UBA, 146p
Hoel, Paul G. (1964): Introduction to
Mathematical Statistics, John Wiley & Sons, Inc. New
Yor-London, 428 pág.
Hoffmann, J. (1992): The continental
atmospheric pressure and precipitation regime of South
America. Erdkunde. Archiv fur wissenschafliche
geographie. Edt. Boss Verlag Kleve, 40-51.
Hoffmann, J. , Haluszczac and Jurgen Coy
(1994): Die niederschlagscharakteristk in Nordwest-
Cambios en el régimen interanual de...
und zentralargentinien und ihre wurtschaftliche
bedeutung. Geookodynamik, Band XV, 151-163.
Holloway, J.L. (1958): Smoothing and filtering
of time series and space fields. U.S. Weather Bureau,
Washington D.C.
Hurrel, J.W. y H. van Loon (1994): A
modulation of the atmospheric annual cycle in the
Southern Hemisphere. Tellus, 46A, 325-338.
IPCC, (1990): Climatic Change: The IPCC
Scientific Assessment. Eds. Cambridge University
Press, Cambridge, UK, 364p.
IPCC, (1992): Climatic Change 1992:
Supplementary report to the IPCC Scientific
Assessment. Eds. Cambridge University Press,
Cambridge, UK, 200p.
IPCC, (1995): Climatic Change 1995: Impact,
Adaptation and Mitigation of Climate Change
Scientific-Technical
Analysis.
Eds.
Cambridge
University Press, Cambridge, UK, 878p.
Johnston, J.(1977): Métodos de Econometría,
Barcelona, España, Eds.Vicens Vives, 464p.
Jenkins y Watts (1968): Spectral Analysis and
its Applications, Eds. Holden-Day, 552p.
Kane, R.P. y Trivedi, N.B. (1986): Are droughts
predictable?, Climatic Change, 8, 209-223.
Kiladis, G.N. y Van Loon, H. (1988):The
Southern Oscillation. Part VII: meteorological
anomalies over the Indian and Pacific sectors
associated with extremes of the Oscillation, Mon. Wea.
Rev., 116, 120-128.
Krugger, A. C. (1999): The influence of the
decadal-scale variability of summer rainfall on the
impact of El Niño and La Niña events in South Africa.
Int. J. Clim. 19, 59-68.
Lichtenstein, E.R. (1980): La depresión del
Noroeste Argentino. Doc. Tesis, FCEyN, University of
Buenos Aires, 120p.
Mason,S.J.(1996): Rainfall trends over the
Lowveld of South Africa. Clim. Change 32, 35-54
Miller D.C and Thompson J.C (1979) :
Elements of Meteorology (3rd ed.), Eds. Charles E.
Merrill Publishing Company, Columbus, Ohio, 425p.
Mitchell, J.M; Dzerdzeevskii, B; Flohn, H.;
Hofmeyr, W.L.; Lamb, H.H.; Rao, K.N. y Wallén, C.C.
(1966): Climatic Change, Technical Note No. 79,WMO
80p.
Panofsky, H. y Brier, G. (1958): Some
applications os Statistics to Meteorology. College of
Mineral Industries, The Pennsylvania State University,
223p.
Quinn, W.H. y Neal, V.T. (1983): Long-term
variatins in the Southern Oscillation, El Niño and the
Chilean subtropival rainfall, Fish. Bull., 81, 363-374.
Rasmusson, E.M. y Carpenter, T.H. (1983): The
relationship between Eastern Equatorial Pacific Sea
Surface Temperatures and Rainfall over India and Sri
Lanka, Mon. Wea. Rev. , 111, 516-528
Schwerdtfeger, W. (1976): The atmospheric
circulation over Central and South America. In
Climates of Central and South America. World Survey
of Climatology 12, Eds. Elsevier, 2-12.
Trenberth K.Z. (1989): Toga and Atmospheric
Processes, in Berger A., Dickinson, R.E. y Kidson,
J.W. (Eds.), Understanding Climate Change, Geoph.
Monogr., 52, IUGG vol. 7, 117-125.
Trenberth K.Z. (1990): Recent observed
interdecadal climate changes in the Northern
Hemisphere, Bull. Am. Met. Soc., 71, 988-993.
Trenberth (1995): Atmospheric circulation
climate change. Climatic Change, 31, 427-453
Tyson P. and T.G. Dyer (1975): Secular
changes in South Africa rainfall: 1880 to 1972. Quart.
J. R. Met. Sec. , 101, 817-833
Tyson P. and T.G. Dyer (1978): The predicted
above normal rainfall of the seventies and the
likelihood of droughts in the eighties in South Africa, S.
Afr. J. Sc. ,74, 372-377.
Tyson, P.D. (1981): Amtospheric Circulation
Variations and the Occurrence of Extended Wet and
Dry Spells over South Africa. J. of Clim. 1,115-130.
Tyson, P.D. (1986): Climatic Change and
Variability in Southern Africa. Oxford University Press,
Cape Town , 220p
Tyson P.G. (1991) : Climatic change in
Southern Africa: Past and Present conditions and
possible future scenarios, Climatic Change, 18, 241258.
Tyson, P.D., A.P. Sturman, B.B. Fitzharis, S.J.
Mason and I.F. Owens (1997): Circulation changes and
teleconnections between glacial advances on the west
coast of New Zeland and extended spells of drought
years in South Africa, Int. J. Clim., 17, 1499-1512.
van Loon, H., J.W. Kidson y A.B. Mullan
(1993): Decadal variation of the annual cylce in the
Australian dataset. J. Climate., 6, 1227-1231.
Wang, B. (1995): Interdecadal changes in El
Niño onset in the last four decades, J. of Clim., 8, 267285.
Wright, P.B. (1989): Homogenized long-period
Southern Oscillation Index, Int J. Climatol., 9, 33-54.