In this paper we present a high resolution analysis, using the WRF model, of a convective system initiation which has developed over the Sierras de Córdoba on the afternoon of October 29, 2013. It affected the region with strong wind gusts, heavy rain and hail fall. In this particular case, the storm was developed in an environment characterized by the presence of low pressure near the Cordillera and the low level jet, and moisture convergence over Córdoba. The system initiation was mainly favoured by the presence of mountain breezes, which in its diurnal phase helped to bring moisture up to the top of the Sierras, and to produce the necessary convergence for the updrafts to reach the LFC. The presence of mountain waves and their interaction with waves generated by the convection itself, also have an important role in the development of deep convection. The sensitivity experiments showed that the orogenic initiation is very sensitive to the amount of moisture reaching the top, to the intensity of the convergence produced by the breeze and to the thickness between the ground and the LFC.

En la tarde del 29 de octubre del 2013 se desarrolló un sistema convectivo sobre las Sierras de Córdoba que afectó la región con intensas ráfagas de viento, abundante lluvia y caída de granizo. El objetivo de este trabajo es el análisis de la simulación en alta resolución con el modelo WRF de la iniciación de este sistema y la sensibilidad de la misma a las condiciones de borde inferior impuestas por una orografía modificada en distintos experimentos numéricos. En este caso en particular la tormenta se desarrolló en un entorno caracterizado por la presencia de bajas presiones inmediatamente al este de la Cordillera de los Andes, de la corriente en chorro en capas bajas, y por convergencia de humedad sobre Córdoba. La iniciación del sistema en el experimento con orografía real fue favorecida principalmente por la circulación de brisa de montaña que en su fase diurna contribuyó a transportar la humedad hasta la cumbre de las Sierras y a producir la convergencia necesaria para posibilitar los ascensos hasta el nivel de convección libre (NCL). La presencia de ondas de gravedad orográficas y su interacción con ondas generadas por la misma convección, también tienen un importante papel en el desarrollo de la convección profunda. Los experimentos de sensibilidad mostraron que la iniciación orogénica es muy sensible a la cantidad de humedad que llega a la cumbre, a la intensidad de las convergencias producidas por la brisa y al espesor de la capa comprendida entre superficie y el NCL.

Durante a temporada quente de 2002-2003 foi realizado o South American Low-Level Jet Experiment (SALLJEX) no sudeste da América do Sul. Aproveitando-se da base de dados única coletados na região, um conjunto de análises foi gerado para o período SALLJEX, assimilando todos os dados disponíveis. A resolução espacial e temporal deste novo conjunto de análises é maior do que a das análises disponíveis até hoje para o sudeste da América do Sul. O objetivo deste trabalho é determinar o impacto de assimilação de dados em campos iniciais das previsões de mesoescala na região, utilizando o Brazilian Regional Atmospheric Modeling System (BRAMS), com ênfase particular na estrutura do Jato em Baixos Níveis na América do Sul (LLJSA) e nas previsões de precipitação. Para a maioria das variáveis, o efeito de utilizar as análises numéricas com dados assimilados nos campos iniciais é positivo nas previsões de curto prazo. Esse efeito é maior nas variáveis de vento, porém não é significativo nas previsões superiores a 24 horas. Em particular, a assimilação de dados não melhora as previsões de 24 horas da precipitação acumulada, mas tem pequenos efeitos positivos na precipitação acumulada entre 6 e 12 horas de previsão. Como o foco principal é a representação do LLJSA, o efeito de assimilação de dados na sua previsão foi explorado. Os resultados mostram que LLJSA é bastante previsível, entretanto quando dados observados adicionais são assimilados, o impacto é pequeno na previsão durante o tempo de integração e na previsão da intensidade do LLJSA. A intensidade do LLJSA é subestimada independente da assimilação de dados. No entanto, o erro quadrático médio (RMSE) e os valores do Viés revelam os efeitos positivos da assimilação de dados até 18 horas de previsão, com maior impacto perto de topografia.

During the warm season 2002-2003, the South American Low-Level Jet Experiment (SALLJEX) was carried out in southeastern South America. Taking advantage of the unique database collected in the region, a set of analyses is generated for the SALLJEX period assimilating all available data. The spatial and temporal resolution of this new set of analyses is higher than that of analyses available up to present for southeastern South America. The aim of this paper is to determine the impact of assimilating data into initial fields on mesoscale forecasts in the region, using the Brazilian Regional Atmospheric Modeling System (BRAMS) with particular emphasis on the South American Low-Level Jet (SALLJ) structure and on rainfall forecasts. For most variables, using analyses with data assimilated as initial fields has positive effects on short term forecast. Such effect is greater in wind variables, but not significant in forecasts longer than 24 hours. In particular, data assimilation does not improve forecasts of 24-hour accumulated rainfall, but it has slight positive effects on accumulated rainfall between 6 and 12 forecast hours. As the main focus is on the representation of the SALLJ, the effect of data assimilation in its forecast was explored. Results show that SALLJ is fairly predictable however assimilating additional observation data has small impact on the forecast of SALLJ timing and intensity. The strength of the SALLJ is underestimated independently of data assimilation. However, Root mean square error (RMSE) and BIAS values reveal the positive effect of data assimilation up to 18-hours forecasts with a greater impact near higher topography.

Nowadays, numerical models constitute an essential tool for the meteorological community, both for operative and research applications. In our region, the BRAMS and the WRF models have been used with difierent purposes. Particularly, since November 2010, a version of the BRAMS model is processed daily in the National Weather Service with an 18 hours high resolution forecast over Buenos Aires Province. Given the increased use in the scientific community of the WRF model, the objective of this paper is to compare WRF forecasts with the ones that are daily produced by the BRAMS at the SMN, using nests with the resolution higher than any other used in our country in real time. Their performance is evaluated during the South Hemisphere summer season 2010 - 2011. Analyzing the precipitation from the whole period, it was concluded that using higher resolution models, maxima of precipitation could be represented in intense precipitation cases, while they were not detected by smaller resolution models. The vertical thermodynamic profile was also verified in the Ezeiza aerologic station, and it was found that the high resolution models are skillful for representing the atmospheric vertical structure, although they show some limitations in the boundary layer.

Los modelos numéricos constituyen hoy en día una herramienta indispensable para la comunidad meteorológica, tanto para fines operativos como de investigación. En nuestra región, los modelos BRAMS y WRF han sido utilizados con diversos fines. En particular, a partir de Noviembre de 2010 se procesa en el Servicio Meteorológico Nacional, una versión del BRAMS de pronóstico diario a 18 horas de alta resolución sobre la Provincia de Buenos Aires. Dado que el uso del modelo WRF se está incrementando año a año en la comunidad cientifica, es el objetivo de este trabajo hacer una comparación entre pronósticos generados por el WRF y los que se procesan diariamente en el SMN con el BRAMS, utilizando anidados de resolución mayor a la utilizada hasta el momento en nuestro país en tiempo real. Se evalúa el desempeño de ambos durante el período de verano del Hemisferio Sur 2010 - 2011. A partir del análisis de la precipitación se pudo concluir que mediante el uso de modelos de mayor resolución se pueden representar máximos de precipitación en casos de precipitación intensa, que no se logran detectar con el modelo de menor resolución. Además, se realizó la verificación del perfil vertical termodinámico en la estación aerológica de Ezeiza, la cual mostró que ambos modelos poseen habilidad en representar la estructura vertical de la atmósfera, aunque con algunas limitaciones en la capa límite.

This work presents the characteristics of a high-resolution numerical forecast system using the BRAMS model version 4.2 designed for the forecast of storms in the Pampa region which is processed on daily basis at the National Meteorological Service of Argentina (NMS). The forecast system is described by showing a case study and a first evaluation of its quality. In particular, the results of rainfall forecasts are presented with an operational verification scheme which implies the application of adequate methodologies for high-resolution forecasts. We discuss the availability of remote sensing data with higher spatial and temporal resolutions than the ones usually used. Finally, the results of rainfall probabilistic forecasts are shown and we examine the advantages of this tool as a value-added product giving the incorporation of the uncertainty associated to the numerical simulations of the atmosphere.

Este trabajo presenta las características del sistema de pronostico numérico en alta resolución basado en el modelo BRAMS en su versión 4.2, diseñado para el pronostico de tormentas en la región pampeana y que se procesa en forma experimental en el Servicio Meteorológico Nacional (SMN). Se realiza una descripción del sistema de pronostico mostrando un caso de estudio y una primera evaluación de la calidad del mismo. En particular, se presentan los resultados de la verificación operativa de los pronósticos aplicando metodologías adecuadas para pronósticos en alta resolución. Se hace hincapié en la necesidad de utilizar información provista por sensores remotos que cuenten con una mayor resolución espacial y temporal que las utilizadas habitualmente. Asimismo, se muestran los resultados de la aplicación de la metodología de los pronósticos probabilisticos a la precipitación y se examinan las ventajas de su utilización dada la incorporación de la incertidumbre asociada a las simulaciones numéricas de la atmósfera.

The aim of this work is to verify the forecasts generated in the Department of Atmospheric Sciences and Ocean, University of Buenos Aires with the Brazilian model Regional Atmospheric Modeling System (BRAMS). Since year 2006, every day two different forecasts that extend for 72 hours have been performed using two nested grids with an horizontal resolution of 80 and 20 km. The higher resolution domain covers Paraguay, Uruguay, southern Brazil and Bolivia and the central and northern part of Argentina and Chile. This paper presents the results of the verification of the model in the higher resolution domain for the period April 2006 to December 2008. The focus is in the precipitation and vertical profiles of temperature and wind forecasts in the locations where soundings are available. Verification of precipitation forecast is based on statistics computed against observations and precipitation estimates from CMORPH. The results are close to those obtained in the region with models of similar resolution. It is also possible to identify the main forecast deficiencies, contributing to future adjustments in its configuration to improve the model performance.

El objetivo del presente trabajo es realizar una verificación de los pronósticos generados en el Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos de la Universidad de Buenos Aires con el modelo Brazilian Regional Atmospheric Modeling System(BRAMS). Utilizando dicho modelo, desde 2006, se realizan dos pronósticos al día por un plazo de 72 horas en dos retículas anidadas con una resolución horizontal de 80 y 20km. La retícula de mayor resolución abarca Paraguay, Uruguay, Sur de Brasil y Bolivia y el centro y norte de Argentina y Chile. En este trabajo se realiza la verificación sobre el dominio de mayor resolución para el período desde abril de 2006 a diciembre de 2008. El interés se centra en verificar los pronósticos de precipitación, y de los perfiles verticales de temperatura, humedad y viento en las localidades donde se dispone de datos de radiosondeos. La verificación de los pronósticos de precipitación se realiza mediante estadísticos calculados frente a las observaciones convencionales disponibles y frente a estimaciones de precipitación CMORPH. Los resultados son similares a los obtenidos en la región con modelos de aproximadamente la misma resolución. Además se identifican las deficiencias principales de los pronósticos lo que permitirá realizar ajustes en la configuración del mismo para mejorar su desempeño.

During the morning hours on October 21 2008, three convective lines developed over the Buenos Aires province, and were captured by the meteorological radars located at Ezeiza and Pergamino. The spatial structure and temporal evolution of the reflectivity field of these convective systems present the attributes of the particular convective system referred to as a “bow-echo”. Ezeiza doppler radar images, captured winds stronger than 20 m.s-1 behind these arc lines, a phenomenon that frequently characterizes the presence of a bow-echo. The main objective of this study is to understand the synoptic weather conditions accompanying the occurrence of these bow echo events to enhance the weather forecasting of these systems. On this particular case the specific humidity field over the northern part of the Buenos Aires province (q≥ 12-14 g.kg-1) and also the environmental vertical wind shear values below 700 hPa meet the required conditions to develop a bow-echo event, although the available surface level CAPE values do not promote this event.

Durante la madrugada del día 21 de Octubre de 2008 se desarrollaron tres líneas convectivas en la provincia de Buenos Aires, captadas por los radares meteorológicos de las localidades de Ezeiza y Pergamino. La estructura espacial y evolución temporal del campo de reflectividad de estos sistemas, configuración de línea en arco, responde al modo convectivo conocido con el nombre de “bow-echo”. La imagen doppler del radar de Ezeiza registró un fenómeno típico en la parte posterior de estas líneas en arco: los vientos intensos mayores a 20 m.s-1. El objetivo principal de este estudio es comprender las condiciones sinópticas que acompañaron la ocurrencia de estos sistemas para poder contribuir al pronóstico de su ocurrencia. En este evento las condiciones de humedad especifica en la zona del norte de la provincia de Buenos Aires (q≥ 12-14 g.kg-1), así como la de cortante vertical del viento por debajo del nivel de 700 hPa (Us>15 m.s-1) coinciden en indicar al entorno como favorable al desarrollo del mismo, aunque no así los valores disponibles de CAPE evaluados para parcelas que se elevan desde superficie.

This paper presents a statistic of the frequency of snow-fall occurred over the southeast of Buenos Aires province over a 35 year period (1960-2004). Considering present weather information 32 events were found and only 7 events show snow over more than one synoptic station. A synoptic climatology of the cold air incursions that are responsible for snow-fall in the study region is shown in order to understand the circulation patterns. Atmospheric circulation patterns are characterized by extreme anomalies linked to the trough associated to cold front and the ridge in post-frontal areas that denote the intensity of these systems,. The anomalies field of geopotencial height shows a negative extreme over the frontal trough in the cases of generalized snow duplicate the intensity in cases with isolated snow. The intense cyclonic regime favors the convergence at low levels and the strong cooling, evident in the anomalies of temperature at mid-levels, indicating the instability generated in the air mass that is lead towards the northern Patagonian coast and the Argentinean Sea. A case study of a generalized snow-fall related to a strong cold air incursion occurred on 10 July 2004 over the Southeast coast of the Buenos Aires province. The synoptic situation is analyzed in relation to the long period sample and the polar air mass evolution is characterized using RAMS model in a diagnostic mode. The snow-fall is related to a persistent destabilization favored by heating and moisturizing in a prevalently maritime trajectory and by convergence in a cyclonic regime.

Este trabajo realiza una estadística de la frecuencia de las nevadas ocurridas sobre el sudeste de la provincia de Buenos Aires durante un período de 35 años (1960-2004). Utilizando información de tiempo presente se detectaron 32 eventos de nevada, 7 de los cuales produjeron nieve en más de una estación sinóptica. A fin de comprender los patrones de circulación, se realiza una climatología sinóptica de las incursiones de aire frío que son responsables de nevadas en la región de estudio. Dichos patrones se caracterizan por anomalías extremas en las vaguadas asociadas a frentes fríos y en las cuñas posfrontales que denotan la intensidad de dichos sistemas. El campo de anomalías de altura geopotencial muestra en los casos de nieve generalizada un mínimo sobre la vaguada frontal que duplica la intensidad de la obtenida en los casos de nieve aislada. El intenso régimen ciclónico favorece la convergencia en niveles bajos y el fuerte enfriamiento, evidente en las anomalías del campo térmico en niveles medios, indicando la inestabilidad generada en la masa de aire que es conducida hacia el norte sobre la costa patagónica y el Mar Argentino. En un caso particular de nevada generalizada, asociada a una fuerte incursión de aire frío ocurrida el 10 de julio de 2004 sobre el sudeste de la costa bonaerense, se analiza la situación sinóptica utilizando el modelo "Sistema de Modelado Atmosférico Regional" (RAMS) como herramienta de diagnóstico y se la relaciona con las muestras previamente encontradas, caracterizando la masa de aire polar y su evolución. La nevada se asocia a una inestabilización sostenida de la masa de aire, favorecida por calentamiento y humedecimiento en una trayectoria dominantemente marítima y por convergencia en un régimen ciclónico en niveles bajos.

The sensitivity of a bidimensional cloud model with an upgraded turbulence parameterization is tested. This model, denoted as University of Buenos Aires model (UBA) has the ability to simulate a credible convective scenario in a real data case characterized by observed strong outflows. The main improvements have been made over the turbulence parameterization for the mixed phase microphysics using a first order turbulence closure. Four experiments were performed to accomplish this objective. Results show that the new turbulence parameterization affects the simulation of convection. The emphasis is in the representation of one of the significant features of the convective event used in this sensitivity test. Maximum surface wind speed corresponding to the strongest downdraft is better approached by the representation of a variable Km. In order to find out whether the sensitivity of the UBA model to the turbulence parameterization is a peculiar characteristic of this model, the Advanced Regional Prediction System (ARPS) was also implemented to check results from the UBA model. ARPS model also shows sensitivity to the turbulence parameterization with a stronger impact. Compared with all 2-D experiments, the inclusion of the third dimension enhances the vertical motions but reduces the divergent outflows at the surface. The UBA model performance proves to be higher than the ARPS 2-D version in terms of convective outflow strength near the surface in this simulated case, at Resistencia airport. This result is encouraging and justifies future validation of the UBA model in other downburst cases in order to asses its capability as a prognostic tool in airport forecast activities.

Se investiga la sensibilidad de un modelo bidimensional con una mejora en la parametrización de la turbulencia. Este modelo (de ahora en adelante Modelo de la Universidad de Buenos Aires, UBA) es capaz de simular un escenario factible de la convección en un caso real, caracterizado por fuertes vientos divergentes observados en superficie. Las principales mejoras han sido hechas en el tratamiento de la turbulencia para el modelo con microfísica correspondiente a la fase mixta utilizando un cierre de la turbulencia de primer orden. Con el fin de cumplimentar este objetivo se realizaron cuatro experimentos numéricos. Los resultados muestran que la nueva parametrización de la turbulencia afecta la simulación de la convección. El énfasis del trabajo está puesto en la representación de una de las características más significativas del evento convectivo usado en este test de sensibilidad. La velocidad máxima del viento en superficie correspondiente a la ráfaga en la descendente más intensa es mejor aproximada por la representación de un Km variable. A fin de documentar si la sensibilidad del modelo UBA es una característica peculiar del mismo se usó el Advanced Regional Prediction System (ARPS) para contrastar los resultados del modelo UBA. El modelo ARPS muestra una mayor sensibilidad a la turbulencia. En comparación con todos los experimentos bidimensionales, la inclusión de la tercera dimensión refuerza el movimiento vertical pero reduce los flujos divergentes en superficie. El desempeño del modelo UBA resulta ser superior a la versión ARPS-2D en términos de la intensidad de los flujos divergentes en superficie provenientes de la convección para el caso de la tormenta en el aeropuerto de Resistencia. Este resultado es prometedor y justifica validar en el futuro el modelo UBA en otros casos de vientos intensos divergentes en superficie a modo de mejorar su capacidad como herramienta de pronóstico en aeropuertos.