Variability and changes of daily climate extremes over the core crop region of Argentina

Abstract

[ES]La variabilidad y los cambios en extremos climáticos afectan la región núcleo de cultivos de Argentina y pueden incrementar su vulnerabilidad ocasionando desastres sin precedentes. Este estudio investiga los cambios de largo período y la variabilidad interanual de los extremos climáticos diarios de precipitación y temperatura y evalúa en qué medida los reanálisis globales reproducen la variabilidad observada en el pasado reciente. Los datos incluyen observaciones con calidad controlada (1963-2013) y los reanálisis ERA-Interim y NCEP2 (1979-2011). Los extremos climáticos se caracterizan espacial y temporalmente con 11 índices de los propuestos por el Equipo de Expertos sobre Detección e Índices de Cambio Climático. Se aplicó un Análisis Espectral Singular para detectar los modos principales de las series temporales medias areales de los índices. Se ajustaron tendencias no-paramétricas lineales a las series temporales de cada índice para estimar la distribución espacial de los cambios medios. Los extremos de temperatura están cambiando hacia condiciones más cálidas. Los días cálidos han estado aumentando desde 1990 mientras que los días fríos han ido decreciendo. Las noches cálidas y frías muestran una señal de calentamiento significativa que parece estar estabilizándose en las últimas décadas. Los eventos de precipitación intensa aumentaron constantemente en la mayor parte de la región desde 1970. La cantidad máxima anual de precipitación en un día aumentó desde la década de 1970 hasta la del 2000, estabilizándose en años recientes. El reanálisis ERA-Interim puede reconocer los extremos de temperatura en tiempo y en espacio, mientras que el antiguo NCEP2 presenta errores sistemáticos. Ambos reanálisis reproducen la máxima precipitación anual en 5 días con grandes sesgos. Aunque se esperaría que los reanálisis agreguen información para extremos climáticos en áreas de observaciones escasas, aún deben usarse con mucha precaución y solo como complemento de las observaciones.

[EN]Variability and changes in climate extremes affect the core crop region of Argentina and may increase its vulnerability leading to unprecedented disasters. This study investigates the long-term changes and interannual variability of daily temperature and precipitation climate extremes and assesses to what extent global reanalyses reproduce the observed variability in the recent past. Datasets include quality-controlled observations (1963-2013) and ERA-Interim and NCEP2 reanalyses (1979-2011). Climate extremes are characterized spatially and temporally by 11 indices proposed by the Expert Team on Climate Change Detection and Indices. A Singular Spectrum Analysis was applied to detect the leading modes of the area-averaged index time series. Nonparametric linear trends were fitted to each index time series to estimate the spatial distribution of mean changes. Temperature extremes are changing towards warmer conditions. Warm days has been increasing since 1990 while cold days has been decreasing. Warm and cold nights show a significant signal of warming that seems to be stabilizing in recent decades. Intense precipitation events in most of the region increased steadily since 1970. The annual maximum amount of 1-day precipitation events increased from the 1970s to the 2000s, stabilizing in recent years. The ERA-Interim reanalysis can recognize temperature extremes in time and space, while the older NCEP2 presents systematic biases. Both reanalyses reproduce the annual maximum 5-day precipitation with large biases. Although reanalyses would be expected to add information for climate extremes in areas of scarce observations, they still need to be used with great caution and only as a complement to observations.