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The Gran Chaco ecoregion is South America’s largest remaining continuous stretch of dry forest. It has experienced intensive deforestation, mainly in the western part known as Dry Chaco, resulting in the highest rate of dry forest loss globally between 2000 and 2012. The replacement of natural vegetation with other land uses modifies the surface’s biophysical properties, affecting heat and water fluxes and modifying the regional climate. This study examines land use and land cover changes (LULCCs) in Dry Chaco from 2001 to 2015, their effects on local and non-local climate, and explores the potential impacts of future agricultural expansion in the region. To this end, Weather Research and Forecasting (WRF) model simulations are performed for two scenarios: the first one evaluates the observed land cover changes between 2001 and 2015 that covered 8 % of the total area of Dry Chaco; the second scenario assumes an intensive agricultural expansion within the Dry Chaco. In both scenarios, deforestation processes lead to decreases in LAI, increases in albedo, and reductions in stomatal resistance, reducing the net surface radiation and, correspondingly, a decrease in turbulent fluxes suggesting a decline in available energy in the boundary layer. The result is an overall weakening of the water cycle in the Dry Chaco and, most prominently, implies a reduction in precipitation. A feedback loop develops since dry soil absorbs significantly less solar radiation than moist soil. Finally, the simulations suggest that the Dry Chaco would intensify its aridity, extending the drier and hotter conditions into the Humid Chaco.

The most active winter synoptic-scale wave patterns over South America are identified using an extended empirical orthogonal function (EEOF) technique and are physically diagnosed using composite methods. Results show that the leading modes of short timescale variability propagate along two main paths: over the subtropical jet latitudes (;308S) and over the subpolar jet latitudes (;608S). This research focuses on the subtropical mode and its evolution over South America. The observed structure of the systems associated with the subtropical mode resembles that of midlatitude baroclinic waves. Both cyclonic and anticyclonic perturbations display significant modifications in their threedimensional structure as they evolve over extratropical and subtropical South America. While the upper-level perturbations are mostly unaffected when moving eastward, the lower-level perturbations advance following the shape of the Andes Mountains and exhibit an abrupt equatorward migration at the lee side of the mountains. As a result of such detachment, smaller eddy heat fluxes are observed in the vicinity of the orography and consequently a weaker eddy baroclinic growth is observed. Once the upper-level system is on the lee side, the perturbations acquire a more typical baroclinic wave structure and low-level intensification of the system occurs. The latter is largest around 1000 km east of the orography, where enhanced moisture transports from tropical latitudes along the eastern portion of the low-level cyclone favor precipitation occurrence over southeastern South America. Those precipitation processes seem to provide a diabatic source of energy that further contributes to the strengthening of the low-level cyclone. In addition, an intensification of the cyclone once over the ocean was found in 60% of the situations considered, which is consistent with previous research suggesting an additional source of moisture and heat flux due to the warm waters of the Brazil Current. Fil: Vera, Carolina Susana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera; Argentina Fil: Viglirarolo, Paula K.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Austral de Investigaciones Científicas; Argentina Fil: Berbery, Ernesto Hugo. University of Maryland; Estados Unidos

En esta tesis se estudian las características más sobresalientes de la circulación general de la atmósfera en el hemisferio sur en la que hace a la dinámica de los efectos orográficos, particularizando en los fenómenos de naturaleza marcadamente barotrópica por un lado y marcadamente baroclínica por el otro. Para ello se desarrolla un modelo barotrópico con el esquema de Arakawa y Lamb, el cual tiene la capacidad de conservar la energía total y la enstrofía potencial del sistema y es estable aún en presencia de pendientes abruptas del terreno . El objeto de desarrallar este madelo es estudiar el efecto dinámico de la Cordillera de los Andes en dos fenómenos de estructura marcadamente barotrópica: las ondas estacianarias y los anticiclones de bloqueo. Se modifica también un madelo baroclínico en ecuaciones primitivas y coordenadas esféricas con la coordenada σ en la vertical: se ha extendido el recinto de integración a un hemisferio, incluyéndosele un filtro de Fourier para las altas latitudes, se le han modificado las condiciones de borde y se le ha incorporado la difusión horizontal y vertical. En este modelo, de 5 niveles en la vertical, se ha incorporado a la topografía como regiones de aire estanco y es empleado para la simulación de desarrollos ciclogenéticos. Las experiencias realizadas con estos modelos muestran que para lograr una correcta representación de los fenómenos es necesario emplear una orografía realzada (conocida como "envelope orography"). Las simulaciones de las ondas estacionarias indican que la orografía produce campos semejantes a los observados al sur de 45º S para invierno y al sur de 35º S para verano. Esta comparación es desde el punto de vista espectral. Regionalmente, los campos simulados coinciden cualitativamente con los observados entre 110/120º O y 10º E y al norte de 70º S para ambas estaciones, aunque la coincidencia es más pronunciada para el verano. De todos los continentes, América del Sur (con la cordillera de los Andes) es el más importante para definir la configuración de los campos simulados. La Antártida, entre 50 y 70º S también hace un aporte a las ondas. Las simulacianes de bloqueos muastran que el mecanismo de Kalnay-Rivas y Merkine (1981) mantiene su validez al ser extendido a un hemisferio con geometría esférica y con una topografía realiata. Este mecanismo, más que la iniciación del bloqueo, explicaría su intensificación y mantenimiento. La ciclogénesis a sotavento de los Andes resulta más profunda y más al norte que en el caso de ausencia de orografía. La orografía tendría el efecto de aumentar principalmente la acción ciclogenética del término de la advección de espesores en la ecuación del desarrollo, debido al bloqueo del flujo en las capas bajas. Fil: Berbery, Ernesto Hugo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.

Fil: Sgroi, Leandro Carlos. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería y Ciencias Hídricas; Argentina. Droughts are extreme events that produce greater economic losses when they occur in a region. Mainly because there are no warning systems that certainly anticipate the beginning of these events, and when they finally happen they are in an advanced state. Faced with this situation, this work focuses on generating a tool that can detect the occurrence of extreme events in advance and monitor their situation. In this way, provide quality information to those responsible for making decisions to reduce the impacts of these phenomena on society. The fulfilllment of the objectives includes a first part that involves the construction of monitoring indices through a non-parametric methodology, based on an empirical probability function to adjust the variable behavior; this methodology is applied to precipitation as well as to the rest of the evaluated variables. These hydroclimatic fields were generated through the implementation of a Land Surface Model in the La Plata Basin, and with this simulated fields a climatology of dry events was developed during the 1980-2010 period. Finally, a system for monitoring and predicting extreme dry events was determined in this region of South America. The forecast were made by forcing the Land Surface Model with 9-months predicted variables. The ability of the proposed methodology was evaluated by comparing predicted situations with near-real time simulated conditions on a particular date. Las sequías son eventos extremos que producen las mayores pérdidas económicas cuando ocurren en una región. Principalmente porque no hay sistemas de alerta que anticipen con certeza el inicio de estos eventos, y cuando finalmente ocurren, ya se encuentran en un estado avanzado. Frente a esta situación, este trabajo se enfoca en generar una herramienta que pueda detectar la ocurrencia de eventos extremos anticipadamente y monitorear su situación. De esta forma se busca brindar información de calidad a los responsables de la toma de decisión para reducir los impactos de estos fenómenos en la sociedad. El cumplimiento de los objetivos incluye una primera parte que involucra la construcción de índices de monitoreo a través de una metodología no paramétrica, mediante una función de probabilidad empírica para ajustar el comportamiento de la variable; esta metodología se aplica tanto a la precipitación como al resto de las variables evaluadas. Estas variables fueron generadas mediante la implementación de un modelo hidrológico de superficie en la cuenca del Plata, y a través de estos campos simulados se desarrolló un sistema de monitoreo y predicción de eventos secos en esta región de Sudamérica. El pronóstico se realizó forzando al modelo de superficie con variables pronosticadas a 9 meses. Se evaluó la habilidad de pronóstico de la metodología propuesta comparando en una fecha en particular, situaciones pronosticadas con situaciones a tiempo casi real. Universidad Nacional del Litoral

Fil: Müller, Omar Vicente. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería y Ciencias Hídricas; Argentina. Fil: Müller, Omar Vicente. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería y Ciencias Hídricas. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentina. Regional land-atmosphere feedbacks play an important role in the occurrence of extremes in southern South America. However, they are not fully understood. Currently, many atmospheric models have simplified land surface schemes that employ fixed land-cover maps. Then the model does not account for vegetation changes. In this work, we propose the use of Ecosystem Functional Types (EFTs) as a replacement of the conventional land cover types. EFTs are patches of the land surface that exchange mass and energy with the atmosphere in a common way. Since EFTs can be defined from Normalized Difference Vegetation Index on an annual basis, the interannual variability of the surface conditions can thus be identified. Several experiments were done with the Weather Research and Forecasting (WRF) Model. First, the model was carried out for a 11-years period to assess the model proficiency in represent the regional climate with the current parameterizations. Then, WRF simulations with conventional Land Cover Types were compared against simulations with the proposed Ecosystem Functional Types used as lower boundary conditions during the severe Argentine drought of 2008. The overall results show that the use of realistic information of vegetation states enhances the model performance, mainly in precipitation. With the aim to translate the acquired knowledge to practical information, a forecasts and monitoring system is developed. The forecasts skill was evaluated with several scores showing its high prediction ability. Beyond the scores, the users value positively the utility of the system in their own activities. Las interacciones suelo-atmósfera juegan un rol importante en la ocurrencia de extremos en el sur de Sudamérica. Sin embargo, las mismas no son completamente comprendidas. Actualmente, muchos modelos atmosféricos usan esquemas simplificados de superficie del suelo con mapas de cobertura fijos, sin considerar los cambios en la vegetación. En este trabajo se propone usar Tipos Funcionales de Ecosistemas (TFEs) como reemplazo de los tipos de cobertura convencionales. TFEs son parcelas de superficie que intercambian masa y energía con la atmósfera de manera homogénea. Dado que las TFEs se definen a partir del Indice Verde Normalizado en base anual, la variabilidad interanual de las condiciones de la superficie puede ser identificada. Se realizaron varios experimentos con el modelo Weather Research and Forecasting (WRF). Primero, el modelo se corrió por un período de 11 años analizando la capacidad del modelo para representar el clima regional con las parametrizaciones actuales. Luego, simulaciones utilizando los tipos de cobertura convencionales fueron comparadas con simulaciones que usan los Tipos Funcionales de Ecosistemas como condiciones de borde inferiores, durante la sequía severa de 2008 en Argentina. Los resultados generales muestran que el uso de información realista del estado de la vegetación realza la capacidad del modelo, principalmente en precipitación. Con el objetivo de traducir el conocimiento adquirido en información práctica, se desarrolló un sistema de pronóstico y monitoreo. La habilidad del pronóstico se evaluó con diferentes estadísticas que mostraron una alta capacidad predictiva. A su vez, los usuarios valoran positivamente la utilidad del sistema en sus actividades. Inter-American Institute for Global Change Research Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica