Climate regionalization and trends based on daily temperature and precipitation extremes in the south of the Pampas (Argentina)

Abstract

The south of , as most of Argentina, is a semiarid region. Its economy is based on rain-fed agriculture and livestock. Traditionally, the climate has been studied considering the analyses of monthly and annual climate parameters, but there is evidence that in this type of areas, the short-term climatic events have a substantial impact on the climate. Therefore, this study aimed at developing a climate regionalization from the analysis of daily temperature and precipitation extremes in the south of the Pampas for the period 1970-2017. Subsequently, it focuses on analyzing both trends and breakpoints of these events in the different sub-climates. To do so, we applied a Cluster-based Principal Component Analyses with a Ward hierarchical supervised method to generate a climate regionalization considering 29 daily extreme climatic indices and the elevation. We identify four sub-regions, and we analyzed trends during 1970-2017, and in the two-time series defined by applying breakpoints. Both minimum and maximum temperatures and precipitation had structural changes in the last 15 years, exposing the region to warming and dryness trends. The maximum temperature increases 0.5ºC, while precipitation decreases 30 mm. The short-term climate variability allows us to identify areas climatically more detailed and to conclude that the south of the Pampas is characterized by its high dependency on short-term climatic events. Regionalización y tendencias climáticas basadas en eventos extremos térmicos y pluviométricos diarios en el sur de la Región Pampeana (Argentina)RESUMEN. El sur es, al igual que la mayor parte de Argentina, una región semiárida. Su economía se basa en la agricultura de secano y la ganadería. Tradicionalmente, el clima Ferrelli et al. 394Cuadernos de Investigación Geográfica 45 (1), 2019, pp. 393-416 ha sido estudiado considerando los eventos térmicos y pluviométricos mensuales y anuales. Sin embargo, existe evidencia científica de que los eventos climáticos a corto plazo (diarios) tienen un impacto sustancial en el clima. El objetivo de este trabajo es desarrollar una regionalización climática a partir del análisis de las temperaturas y precipitaciones diarias extremas en el sur de la Región Pampeana durante el período 1970-2017. Complementariamente, este trabajo se enfoca en analizar las tendencias de estos eventos en cada sub-clima durante dos períodos de tiempo de la serie 1970-2017. Para generar la regionalización, aplicamos un Análisis de Componentes Principales y un Análisis de Conglomerados utilizando el método supervisado de Ward, considerando 29 índices climáticos extremos diarios y la elevación. Como resultado obtuvimos cuatro subregiones. Además, analizamos la tendencia de los 29 índices climáticos extremos diarios durante el período 1970-2017 y en dos sub-series dentro de este período definidas mediante la aplicación de puntos de interrupciones o cambios estructurales. En el sur de la región Pampeana, la temperatura y la precipitación presentaron cambios estructurales en los últimos 15 años, lo q...

Climate change impacts on agriculture's southern frontier – Perspectives for farming in North Patagonia

“…We applied Ward's cluster analysis (Ward, 1963) using rescaled Euclidean distance as a dissimilarity measure to group meteorological stations based on the thermal and topographic metrics considered in this study (Table 1), as well as the annual and cold‐semester mean rainfall. This clustering method is well suited for the study of thermo‐pluviometric variability (Lu et al ., 2017; Ferrelli et al ., 2019). We selected a cut‐off point to define the optimal number of clusters according to the “elbow” method.…”

Evaluación de eventos secos y húmedos en el contexto del cambio climático: El caso del sur de la Región Pampeana (Argentina)

“…Finalmente, el escenario RCP 8.5, se destacó el noroeste del área de estudio dado que fue el que presentó la mayor periodicidad (5,5 años) (Figura 9). El sur de la Región Pampeana es un área caracterizada por una gran heterogeneidad espacial de las precipitaciones (FERRELLI et al, 2019). Se observó que los eventos secos fueron más intensos en al pasado.…”

“…La ocurrencia de estos eventos están estrechamente ligadas con procesos erosión y desertificación sobre áreas extensas de nuestro planeta (TSESMELIS et al, 2019).Las tendencias actuales indican que, en el futuro, los eventos pluviométricos serán más severos (MUKHERJEE et al, 2018). Existen regiones del mundo donde las precipitaciones se incrementarán y, por lo tanto, las inundaciones serán más abundantes, mientras que, en otras, las sequías tendrán mayor duración e intensidad (CHEN et al, 2013;FERRELLI et al, 2019). La variabilidad pluviométrica genera consecuencias en la economía regional, a partir del impacto socioeconómico que causan (BRENDEL et al, 2017).…”

“…Las regiones semiáridas están expuestas a situaciones de aridez que incrementan su exposición a los procesos de degradación ambiental, por lo que su monitoreo actual y futuro es esencial para el desarrollo de planes de manejo del territorio destinados a mejorar la calidad de vida de la población y el ambiente (BRENDEL et al, 2017;FERRELLI et al, 2019). El área de estudio de esta investigación fue el sudoeste de la provincia de Buenos Aires, Argentina (Figura 1).…”

“…El trigo es el principal cultivo de cosecha y aporta aproximadamente el 12 % de la producción a escala nacional. Este se desarrolla de forma extensiva bajo condiciones de secano lo que determina que el área es altamente dependiente de las precipitaciones (BRENDEL et al, 2017;FERRELLI, 2019).…”