Interacción mar-atmósfera en escala intra-estacional: relación entre anomalías de TSM en la plataforma atlántica sudoccidental y la variabilidad atmosférica

Abstract

Se estudiaron las principales características de la variabilidad de la temperatura superficial del mar (TSM) en la plataforma continental del Océano Atlántico Sudoccidental (OAS, 45- 33° S - 70-50° W) en la escala de tiempo intra-estacional (de 10 a 90 días) y su relación con la variabilidad atmosférica y oceánica observada en el OAS y el hemisferio sur para la temporada cálida austral. Los resultados se basan en el análisis de datos satelitales de TSM (del Programa CoastWatch de NOAA, con resolución de 11 km) y datos de diferentes variables atmosféricas y oceanográficas (de Reanalysis 1 NCEP/NCAR y ERA-Interim). Los datos fueron filtrados utilizando un filtro pasabanda de 10 a 90 días para aislar la variabilidad en escala intra-estacional. Se aplicó luego un análisis de Componentes Principales a las anomalías diarias de TSM filtradas (ATSM) y se describió la actividad de los principales modos de variabilidad mediante análisis de su correspondiente serie temporal. Se obtuvieron tres patrones principales y se realizaron composiciones de las variables oceánicas y atmosféricas considerando los días en que esos modos estuvieron activos. El primer modo de variabilidad (25,7% de la varianza) exhibe ATSM de signo opuesto al norte y al sur de 42º S. El segundo (9,0%) y tercer (5,1%) modo se relacionan con centros de ATSM de signo opuesto ubicados frente a la costa uruguaya y en la plataforma continental media. Para las fases positivas (negativas) del modo 1, las composiciones de ATSM en el OAS mostraron valores negativos (positivos) a lo largo de la costa este del sur de Sudamérica hasta los 41° S, mostrando mayor intensidad en el área del Río de la Plata. Las composiciones de anomalías de viento para este modo mostraron direcciones de anomalías del sureste con intensidades variables sobre la costa argentina, para los casos positivos, y anomalías intensas del oeste/noroeste en todo el OAS. Las composiciones de anomalías de presión a nivel del mar para el modo 1 mostraron mayor magnitud alrededor del paralelo de 50º S, con máximos valores positivos de anomalías al este del continente asociadas a la fase positiva del modo, y anomalías negativas asociadas a la fase negativa que se extienden desde el sudeste del océano Pacífico hacia el este, llegando hasta el océano Atlántico. Las composiciones de ATSM mostraron valores negativos sobre el área de estudio, posiblemente relacionadas a un gran enfriamiento de la atmósfera observado sobre la región del Río de la Plata. El análisis de anomalías de función corriente en niveles altos mostró la presencia en gran escala de un patrón de anomalías de circulación alternante positivo-negativo, proveniente del Pacífico tropical sudoccidental. Estas anomalías alternantes son la evidencia de trenes de onda de Rossby que pueden ser excitados por inestabilidades en las corrientes en chorro del oeste en latitudes medias o por la convección atmosférica tropical. En particular, las anomalías anticiclónicas observadas sobre el OAS en la fase positiva del modo 1 se encontraron asociadas con una estructura de onda 3 planetaria alrededor de 50º S superpuesta con un tren de ondas de Rossby extendido en forma de arco desde Australia hacia el sur de Sudamérica. Por otro lado, la fase negativa del modo 1 mostró que las anomalías ciclónicas que se extienden en el extremos sur de Sudamérica están asociadas con un patrón más simétrico zonalmente de las anomalías de altura geopotencial en niveles altos de la atmósfera, siendo ciclónicas en latitudes medias y anticiclónicas en latitudes altas, similares al patrón de la fase negativa del SAM. Tanto para la fase positiva como para la negativa, las composiciones de ATSM del modo 2 exhibieron significancia estadística alrededor de las costas del Río de la Plata y de Punta del Este. La composición para los eventos negativos del modo mostraron ATSM positivas por encima de 0.5 °C en la región del frente de plataforma media (FPM) al norte de 41° S. Estas anomalías pueden ser explicadas en términos del forzante del viento sobre el OAS. Dado que la circulación oceánica en la región está dominada por el rotor del viento, el signo de la misma es el del rotor del viento. Para el caso negativo, la circulación oceánica será anticiclónica y hacia el sur a lo largo de la costa ya que las anomalías de viento muestran una circulación anticiclónica de escala mayor. De esta forma, la circulación transporta agua cálida hacia el sur generando un patrón de ATSM cálidas. Las anomalías de función corriente mostraron que las anomalías regionales de viento son parte de un tren de ondas de Rossby proveniente de los océanos Pacífico e Índico. Este modo podría incluso estar asociado con eventos de surgencia en la costa uruguaya. Las composiciones de ATSM para la fase positiva del modo 3 mostraron valores significativos en la región externa del FPM, con anomalías positivas, y el área sur de la boca del Río de la Plata, con anomalías negativas. En el caso de los eventos negativos de este modo, las composiciones de las ATSM mostraron anomalías de alrededor de -0.5 °C sobre el área del FPM entre 38 y 42° S, y anomalías positivas de menor magnitud entre 36 y 38º S. En resumen, las composiciones de ATSM muestran que la variabilidad descrita por los tres modos principales está asociada con anomalías regionales de la presión a nivel del mar que, a su vez, parecen estar relacionadas con trenes de ondas atmosféricas de Rossby que se extienden desde áreas próximas a Australia hasta América del Sur. Las fuentes de ondas atmosféricas correspondientes varían según el modo. Estos resultados muestran, por lo tanto, que las ATSM en la plataforma continental del OAS exhibe una variabilidad intraestacional significativa que está, en parte, influenciada local y remotamente por anomalías atmosféricas que oscilan en escalas de tiempo similares. Estas teleconexiones océanoatmósfera podrían ayudar a mejorar la previsibilidad de los océanos en esas escalas de tiempo en el futuro.