South Pacific quasi-stationary waves and anomalously cold summers in the northernmost Antarctic Peninsula

Abstract

The present work aims to analyze the tropospheric circulation in the Southern Hemisphere (SH) associated with anomalously cold summers (ACS, Dec-Feb) in the period 1981-2010 over northernmost Antarctic Peninsula (AP). A quartile criterion is used to identify ACSs, and a wave-activity flux for stationary quasi-geostrophic (QG) eddies on a zonally varying basic flow is used as a diagnostic tool to study wave-train propagation from the Pacific Ocean. It is shown that the summer of 2010 was singularly cold, so this summer is studied separately from the ACS composites previous to 2010. The ACSs prior to 2010 are characterized by a Pacific-South American (PSA)-like quasi-stationary wave (QSW) train that extends barotropically through the troposphere up to the lower stratosphere. It is emanated from a region of anomalous convection in New Zealand and it is directed towards the South Pacific. The wave train leads to an anomalous stationary cyclone that is located to the northwest of the AP. The easterly wind anomalies induced by this local anomalous stationary cyclone together with higher cloudiness anomalies are found to be associated with ACS events over the northern AP. The 2010 cold summer not only shows an anomalous stationary cyclone to the northwest of the AP, but singularly also shows a mid-latitude anomalous anticyclone over the south-eastern South Pacific. From there, a shorter QSW regionally propagates towards southern South America. In this case there is no PSA-like wave structure crossing the South Pacific. The short regional QSW seems to emanate from a region of positive sea surface temperature (SST) anomalies in the middle of the southern South Pacific. The SST anomalies can be related to the generation of locally increased mean-flow baroclinicity. Hence, this QSW propagation is related to anomalous transient activity. In turn, these SST anomalies could be induced by a PSA-like QSW propagation during the previous spring (Sep-Nov) of 2009.

El presente trabajo tiene como objetivo analizar la circulación troposférica en el Hemisferio Sur (HS) asociada a veranos (Dic-Feb) anómalamente fríos (VAF) en el período 1981-2010 sobre el extremo norte de la Península Antártica (PA) mostrando que el verano de 2010 es singularmente frío, razón por la cual este verano es estudiado por separado. De ahí que el verano de 2010 es comparado con la composición de los VAFs previos a 2010. Se utiliza el criterio del cuartil para identificar VAFs y un flujo de actividad de onda para perturbaciones estacionarias cuasi-geostróficas (CG) embebidas en un flujo básico que varía zonalmente como herramienta de diagnóstico para estudiar la propagación de trenes de ondas desde el Pacífico. Los VAFs previos a 2010 se caracterizan por un tren de ondas cuasi-estacionarias (OCE) - del tipo patrón PSA (Pacífico-Sudamericano) - extendido barotrópicamente en tropósfera hasta baja estratósfera, propagándose sobre el Pacífico Sur desde una región de convección anómala sobre Nueva Zelanda. Este tren de ondas da lugar a un centro ciclónico estacionario anómalo al noroeste de la PA. La componente anómala inducida de viento del Este junto a anomalías de alta nubosidad se encuentran asociadas a los VAFs sobre el norte de la PA. El singular verano de 2010 no sólo muestra un centro ciclónico estacionario anómalo al noroeste de la PA sino que también muestra uno anticiclónico en latitudes medias sobre el sudeste del Pacífico Sur. Desde ahí, hay propagación de OCE, localizada regionalmente, atravesando el sur de Sudamérica ya que no se observa una estructura de onda del tipo PSA sobre el Pacífico Sur. La propagación emana desde una zona de anomalías positivas de la temperatura de superficie del mar (TSM) en el Pacífico Sur a través de la generación local de baroclinicidad del flujo medio. De ahí que esta propagación de OCE está asociada a actividad transiente anómala. A su vez, estas anomalías en la TSM podrían estar inducidas por propagación de OCE del tipo PSA durante la primavera (Sep-Nov) de 2009.