Rationale

WHAT IS THE PURPOSE OF RELAMPAGO-CACTI?

RELAMPAGO-CACTI will study a region that has some of the world’s most intense thunderstorms, both in terms of their vertical structure, horizontal size, lightning and hail production, and flooding hazards. These storms impact the region of the greater La Plata River basin, which has a population of approximately 160,000,000, however they are poorly understood and predicted. Understanding the processes that lead to these extreme thunderstorms, which produce strong winds, tornadoes, damaging hail, and flooding, will not only benefit countries in South America, but will also benefit our scientific knowledge on extreme thunderstorms that impact other parts of the world (including the US Great Plains), and improve weather and climate models, which poorly represent these systems and their effects.

¿CUÁL ES EL PROPÓSITO DE RELAMPAGO-CACTI?

RELAMPAGO-CACTI estudiará una región que tiene algunas de las tormentas eléctricas más intensas del mundo, tanto en términos de su estructura vertical, tamaño horizontal, producción de rayos y granizo, y riesgos de inundación. Estas tormentas impactan en la región de la cuenca mayor del Río de la Plata, que tiene una población de aproximadamente 160.000.000 y sin embargo son poco entendidas y pronosticadas. Comprender los procesos que conducen a estas tormentas extremas, que producen fuertes vientos, tornados, granizo dañino e inundaciones no solo beneficiará a los países de América del Sur, sino que también beneficiará nuestro conocimiento científico sobre las tormentas extremas que afectan a otras partes del mundo (incluidas las Grandes Llanuras de EE. UU.) y mejorarán los modelos meteorológicos y climáticos, que representan pobremente estos sistemas y sus efectos.

Figure: Most extreme 1% TRMM precipitation feature (PF) values for (a) minimum 37-GHz PCT (low values signifying hailstorms) and (b) lightning flash rate in each category for each 2° latitude × 2° longitude box with boxes containing less than 150 PFs left blank (adapted from Zipser et al. 2006); frequency of occurrence of strong (c) deep convective cores (DCCs; 40 dBZ > 10 km in height) and (d) wide convective cores (WCCs; 40 dBZ > 1,000 km^2 in horizontal area) in the summer in both hemispheres (JJA – Northern Hemisphere; DJF – Southern Hemisphere) from TRMM PR observations where (adapted from Houze et al. 2015). The SESA region is outlined in red.

Figura: Valores del 1% más extremo de la característica de precipitación TRMM (PF) para (a) PCT mínimo de 37 GHz (valores bajos significan granizadas) y (b) tasa de descargas eléctricas en cada categoría para cada caja de 2° de latitud × 2° de longitud, con cajas que contienen menos de 150 PFs en blanco (adaptado de Zipser et al., 2006); frecuencia de ocurrencia de núcleos convectivos fuertes: (c) profundos (DCC; 40 dBZ> 10 km de altura) y (d) amplios (WCC; 40 dBZ> 1,000 km^2 en área horizontal) en el verano en ambos hemisferios (JJA - Hemisferio Norte, DEF - Hemisferio Sur) en observaciones de TRMM PR (adaptado de Houze et al., 2015). La región del SESA está delineada en rojo.

RELAMPAGO will leverage the large DOE project (CACTI; ~$7.4M) and significant contributions from Argentina, Brazil, and Chile, in the setting in the lee of the Andes, to address the following grand hypothesis:

The meteorological-geographical setting in the lee of the Andes Cordillera, including multi-scale interactions of synoptic disturbances, the South American Low Level Jet (SALLJ), and the complex terrain characteristics produce unique kinematic, thermodynamic, and aerosol environments that serve as controlling mechanisms for convective initiation, intensification, and upscale growth. These factors contribute to a unique convective spectrum that governs high impact weather in South America. Intensive field observations and characterization of these physical mechanisms will yield new understanding of relationships between convective systems and the environment, and therefore improve the prediction of convection globally.

RELAMPAGO will study storms in two locations that repeatedly initiate, grow, and produce high impact weather (hail, tornadoes, flooding): near the Sierras de Córdoba and near Mendoza, where convective mode, and severe weather/hydrometeorological impacts are different. RELAMPAGO will have a large impact on understanding convective storms and high impact weather, and will provide for new scientific connections and Education and Public Outreach between the US and many Latin American countries.

RELAMPAGO aprovechará el gran proyecto del DOE (CACTI; ~ $ 7.4M) y contribuciones significativas de Argentina, Brasil y Chile, en el entorno al pie de los Andes, para abordar la siguiente gran hipótesis:

El entorno meteorológico-geográfico a sotavento de la Cordillera de los Andes, que incluye interacciones en múltiples escalas de perturbaciones sinópticas, la corriente en chorro de capas bajas de Sudamérica (SALLJ) y las complejas características del terreno producen ambientes cinemáticos, termodinámicos y de aerosoles únicos que sirven como mecanismos controladores para el inicio de la convección, intensificación y crecimiento de escala. Estos factores contribuyen a un espectro convectivo único que gobierna los eventos meteorológicos de alto impacto en América del Sur. Las observaciones de campo intensivas y la caracterización de estos mecanismos físicos producirán una nueva comprensión de las relaciones entre los sistemas convectivos y el medio ambiente, y por lo tanto, mejorarán la predicción de la convección a nivel mundial.

RELAMPAGO estudiará las tormentas en dos lugares en los que repetidamente se inician, crecen y producen eventos meteorológicos de alto impacto (granizo, tornados, inundaciones): cerca de las Sierras de Córdoba y cerca de Mendoza, donde el modo convectivo y los impactos meteorológicos e hidrometeorológicos son diferentes. RELAMPAGO tendrá un gran impacto en la comprensión de las tormentas convectivas y eventos de alto impacto, y proporcionará nuevas conexiones científicas, educativas y de divulgación entre los EE. UU. y muchos países de América Latina.