Browsing by Author "Dong, Bo"
Now showing 1 - 6 of 6
Results Per Page
Sort Options
Item Restricted Decadal variability in the austral summer precipitation over the Central Andes: Observations and the empirical-statistical downscaling model(Royal Meteorological Society, 2022-09-16) Sulca Jota, Juan Carlos; Takahashi, Ken; Tacza, José; Espinoza, Jhan-Carlo; Dong, BoThe decadal variability in summer precipitation over the Central Andes (10°–30°S) is investigated from 1921 to 2010 using low-pass filtered time series of the central and eastern El Niño–Southern Oscillation (ENSO) Pacific (C and E) indices, the South Pacific Convergence Zone (SPCZ) index, the Atlantic SST indices, Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO) index, North Atlantic Oscillation (NAO) index, and ERA-20C reanalysis. Additionally, an empirical-statistical downscaling (ESD) model was built. A rotated empirical orthogonal function (REOF) analysis shows that the first leading mode of precipitation (RPC1) represents 38.2% of the total decadal variance. RPC2, RCP3, and RPC4 represent 18.8, 12.8, and 9.7% of the total decadal variance, respectively. Furthermore, RPC1 features highest loadings over most of the region. RPC2 features a dipole of highest loadings over the southernmost Bolivian Altiplano and lowest loadings over the northwestern Argentinian Andes. Conversely, RPC3 presents highest loadings over the eastern-central Bolivian Altiplano and northwestern Argentinian Andes. RPC4 features highest loadings over the southern Bolivian Andes. RPC1 and RPC3 wet summers are associated with moisture transport from the Amazon basin, but RPC1 features the strengthening upper-level Bolivian high-Nordeste low system over South America. Conversely, RPC2 and RPC4 wet summers are associated with local processes induced by southward displacement of the South Atlantic Convergence Zone and warm sea surface temperature (SST) anomalies over the Indian Ocean, respectively. According to the ESD model, the decadal variability in the central and eastern Pacific (CP and EP) and Atlantic Ocean reproduces the decadal component of the DJF precipitation over most of the Central Andes.Item Restricted Empirical–Statistical Downscaling of austral summer precipitation over South America, with a focus on the central Peruvian Andes and the equatorial Amazon basin(American Meteorological Society, 2021-01-12) Sulca Jota, Juan Carlos; Vuille, Mathias; Timm, Oliver Elison; Dong, Bo; Zubieta Barragán, RicardoPrecipitation is one of the most difficult variables to estimate using large scale predictors. Over South America (SA), this task is even more challenging, given the complex topography of the Andes. Empirical Statistical Downscaling (ESD) models can be used for this purpose, but such models, applicable for all of SA, have not yet been developed. To address this issue, we construct an ESD model based on multiple linear regression techniques for the period 1982-2016 that is based on large-scale circulation indices representing tropical Pacific, Atlantic, and South American climate variability, to estimate austral summer (DJF) precipitation over SA. Statistical analyses show that the ESD model can reproduce observed precipitation anomalies over the tropical Andes (Ecuador, Colombia, Peru, and Bolivia), the eastern equatorial Amazon basin, and the central part of the western Argentinian Andes. On a smaller scale, the ESD model also shows good results over the western Cordillera of the Peruvian Andes. The ESD model reproduces anomalously dry conditions over the eastern equatorial Amazon and the wet conditions over Southeastern South America (SESA) during the three extreme El Niño’s 1982/83, 1997/98, and 2015/16. However, it overestimates the observed intensities over SESA. For the central Peruvian Andes as a case study, results further show that the ESD model can correctly reproduce DJF precipitation anomalies over the entire Mantaro basin during the three extreme El Niño episodes. Moreover, multiple experiments with varying predictor combinations of the ESD model corroborate the hypothesis that the interaction between the South Atlantic Convergence Zone (SACZ) and the equatorial Atlantic Ocean provoked the Amazon drought in 2015/16.Item Open Access Interdecadal variability of the austral summer precipitation over the Central Andes(Frontiers Media, 2022-09-12) Sulca Jota, Juan Carlos; Vuille, Mathias; Dong, BoThe impacts of the interdecadal variability of the Pacific and the Atlantic Oceans on precipitation over the Central Andes during the austral summer (December January-February, DJF) are investigated for the 1921–2010 period based on monthly gridded precipitation data and low-pass filtered time series of the Niño 4 index (IN4), the Niño 1 + 2 index with Niño 3.4 index removed (IN1+2*), Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO), and Interdecadal Pacific Oscillation (IPO) indices, and the three first rotated principal components of the interdecadal component of the sea surface temperature (SST) anomalies over the Atlantic Ocean. A rotated empirical orthogonal function (REOF) analysis of precipitation in the Central Andes (10°S–30°S) yields two leading modes, RPC1 and RPC2, which represent 40.4% and 18.6% of the total variance, respectively. REOF1 features a precipitation dipole between the northern Bolivian and the Chilean Altiplano. REOF2 also features a precipitation dipole, with highest negative loading over the southern Peruvian Andes. The REOF1 positive phase is associated with moisture transport from the lowlands toward the Bolivian Altiplano, induced by upper-level easterly wind anomalies over the Central Andes. At the same time conditions tend to be dry over the southern Peruvian Andes. The positive phase of REOF2 is related to weakened moisture transport, induced by upper-level westerly wind anomalies over Peru. The IPO warm phase induces significant dry anomalies over the Bolivian Altiplano, albeit weaker than during the IN4 warm phase, via upper-level westerly wind anomalies over the Central Andes. No significant relationship was found between Central Andean precipitation and the AMO on interdecadal timescales.Item Open Access Modelo de downscaling empírico-estadístico para las lluvias de verano del Perú(Instituto Geofísico del Perú, 2021-01) Sulca Jota, Juan Carlos; Vuille, Mathias; Elison Timm, Oliver; Dong, Bo; Zubieta Barragán, RicardoLa precipitación es una de las variables más difíciles de estimar utilizando predictores de gran escala. Para el Perú, esta tarea es aún más desafiante, dada la compleja topografía de los Andes. Una posible mejora de las estimaciones se logra con el desarrollo de modelos de downscaling empírico-estadístico (ESD, por sus siglas en inglés), pero tales modelos aún son muy escasos en el país. Para abordar este problema, se propone el modelo ESD a fin de estimar la precipitación de verano (diciembre-enero-febrero [DEF]) sobre el Perú. El modelo ESD se basa en la técnica de regresión lineal múltiple para el período 1982-2016 y considera como predictores a los índices de convección del océano Pacífico ecuatorial, el océano Atlántico y las regiones convectivas. Los análisis estadísticos muestran que el modelo ESD puede reproducir las anomalías de las precipitaciones observadas en la cordillera occidental de los Andes peruanos. No obstante, el modelo ESD no reproduce adecuadamente las precipitaciones de verano sobre la costa norte del Perú y en gran parte de la Amazonía peruana. Esto está, probablemente, asociado al limitado número de estaciones meteorológicas en muchas regiones del Perú, al corto periodo de calibración del modelo ESD y, también, a los forzantes locales que no fueron incluidos en la construcción del modelo ESD. En particular, el modelo ESD reproduce correctamente las anomalías de la precipitación de DEF en toda la cuenca del Mantaro (CM), que se localiza en los Andes centrales del Perú, durante los tres episodios extremos de El Niño. Por ejemplo, las anomalías negativas (condiciones secas) sobre la CM en los episodios El Niño de 1982/83 y 2015/16 y las anomalías positivas (condiciones húmedas) predominantes durante El Niño 1997/98.Item Open Access Modos interdecenales de las precipitaciones de los Andes centrales en el siglo XX(Instituto Geofísico del Perú, 2023-04) Sulca Jota, Juan Carlos; Vuille, Mathias; Dong, BoLa variabilidad de la precipitación de verano en los Andes centrales (10-30° S, AC) en escala interdecenal (varias decenas de años), entre 1921 y 2010, se describe aplicando un filtro pasabanda para retener la variabilidad de más de 20 años en los índices de El Niño-Oscilación del Sur (Niño 1+2 [IN1+2] y Niño 4 [IN4]), la Oscilación Interdecenal del Pacífico (OIP), la Oscilación Multidecenal del Atlántico (OMA) y el reanálisis ERA-20C. La variabilidad interdecenal de las precipitaciones de los AC se describe mediante las “funciones ortogonales empíricas rotadas” (REOF). Los dos primeros modos REOF de precipitación representan el 40.4 % y 18.6 % de la varianza interdecenal total. El REOF1 presenta un patrón de precipitación tipo dipolo, es decir, con señales opuestas entre el norte de Bolivia y el Altiplano chileno. El REOF2 presenta un patrón de precipitación con valores negativos altos sobre los Andes peruanos del sur. La fase positiva de REOF1 está asociada al transporte de humedad proveniente de la Amazonía hacia los Andes bolivianos norte por el fortalecimiento de vientos del este sobre los Andes centrales en la alta tropósfera que incrementa la precipitación sobre el Altiplano boliviano y la parte norte de los Andes chilenos y argentinos (17-25° S). En contraste, la fase positiva de REOF2, con menor precipitación en los Andes centrales peruanos, está asociada con un debilitamiento del transporte de humedad del este causado por los vientos anómalos del oeste sobre el Perú en los niveles troposféricos altos. La fase caliente de la OIP se asocia a precipitaciones reducidas sobre los Andes centrales, aunque se encontró que el IN4 presenta una señal más fuerte que la OIP debido a vientos anómalos del oeste más intensos sobre los Andes centrales en la alta tropósfera. No se encontró una relación lineal significativa de la OMA con las precipitaciones de los Andes centrales.Item Open Access Variabilidad decenal de las lluvias de los Andes centrales en el último siglo(Instituto Geofísico del Perú, 2023-02) Sulca Jota, Juan Carlos; Takahashi, Ken; Tacza, José; Espinoza, Jhan-Carlo; Dong, BoSe investiga la variabilidad decenal de la precipitación de los Andes centrales (10-30° S, AC) durante el verano entre 1921 y 2010 mediante la aplicación de un filtro pasabanda para retener dicha variabilidad en las series mensuales de diversos índices climáticos predictores del Pacífico central y oriental de El Niño-Oscilación del Sur (C y E), los índices de la temperatura superficial del mar (TSM) del Atlántico y el reanálisis ERA-20C. Con estos se construye un modelo de regresión lineal múltiple (MRL, por sus siglas en inglés) para predecir la variabilidad de las lluvias en los Andes centrales basado en el análisis decenal de función ortogonal empírica rotada (REOF, por sus siglas en inglés). El primer modo REOF de precipitación (RPC1) representa el 38.2 % de la varianza decenal total, mientras que RPC2, RCP3 y RPC4 representan el 17.4 %, 12.7 % y 9.7 %, respectivamente. El RPC1 presenta las señales más altas sobre la mayor parte de los AC. RPC2 presenta un dipolo de señales positivas sobre el extremo sur del Altiplano boliviano y las señales negativas sobre los Andes argentinos noroccidentales. En contraste, RPC3 presenta las señales más altas sobre el Altiplano boliviano central-oriental y los Andes argentinos noroccidentales. RPC4 presenta las señales más altas sobre los Andes del sur de Bolivia. Los veranos húmedos de RPC1 están asociados con el transporte de humedad proveniente de la Amazonia, que se debe al fortalecimiento del sistema Alta de Bolivia- Baja del Noreste sobre América del Sur en los niveles troposféricos altos (200 hPa). El MRL revela que la variabilidad decenal del Pacífico central y oriental (PC y PE) y del océano Atlántico son buenos predictores del primer modo de la componente decenal de la precipitación de verano de los Andes centrales (RPC1).