Seminário Oceanografia Física MET-336-3 Viviane Regina Algarve.

Seminário Oceanografia Física

MET-336-3

Viviane Regina Algarve

“The relative importance of ENSO and

tropical Atlantic sea surface temperature

anomalies for seasonal precipitation over

South America: a numerical study”

L. P. Pezzi and I. F. A. Cavalcanti – Climate Dynamics (2001) 17: 205 - 212

“A relativa importância ENOS e das

anomalias das temperatura da superfície

do mar no Atlântico Tropical para a

precipitação sazonal na América do Sul:

um estudo numérico”

Cronograma da apresentação:

•Introdução

•Dados e Metodologia

•Simulações Sazonais

•Resultados

•Exemplos aplicativos

•Referências utilizadas

Esquema da circulação do Vento sobre o Pacífico Equatorial (célula de Walker) em condições normais

Esquema da circulação do Vento sobre o Pacífico Equatorial (célula de Walker) em condições de El Niño

Introdução

Introdução "padrão de dipolo”: padrão de anomalias de TSM sobre o

Atlântico Tropical associado a anomalias pluviométricas sobre o Nordeste

Moura e Shukla 1981; Nobre e Shukla 1996 e Uvo et al.1998:

Dipolo do Atlântico: anomalias positivas de TSM sobre a bacia tropical de Atlântico

norte (2.5°N-17.5°N / 50°W-20°W) e ventos do nordeste fracos e anomalias negativas da pressão do nível de mar (SLP) sobre o Oceano Atlântico norte – fase quente do dipolo;

anomalias negativas de SST sobre a bacia do atlântico sul tropical (17.5S-2.5S/35W-5W) e ventos do sudeste intensos e anomalias positivas de SLP sobre o Atlântico Sul – fase fria do dipolo

Pezzi e Cavalcanti, 2001

dipolo positivo (a) : quando Atlântico Norte tropical está mais quente que o normal e as águas do Atlântico sul tropical, mais fria do que normal, havia uma diminuição de chuva durante a estação chuvosa de Nordeste. (???)

dipolo negativo (b): quando Atlântico Norte está mais frio do que normal e o Atlântico Sul mais quente que o normal a estação chuvosa do Nordeste ficaria com mais condições de chuva que o normal.(???)

seco chuva

Dipolo positivo Dipolo negativo

Introdução

Pezzi e Cavalcanti, 2001

- Hastenrath e Heller 1977 Atlântico tropical tem uma grande influência na estação chuvosa de Nordeste;

- Moura e Shukla (1981), Servain (1991) e Nobre e Shukla (1996) o dipolo da temperatura de superfície do mar (TSM) sobre o Atlântico tropical;

- Kousky (1984); Aceituno (1988); Kousky e Ropelewski (1989); Rao e Hada (1990); Marengo e Hastenrath (1993); entre outros: ENOS (episódios quente (El Niño)) associados com o ocorrência estação chuvosa mais seca - regiões do Amazonas e do Nordeste;

- Nobre e Shukla 1996, Chang et all os 1997; Souza e Nobre 1998: estudos observacionais mostraram dipolo atlântico influenciam a América do Sul na estação chuvosa do Nordeste.

FINALIDADE: análises de precipitação na América do Sul, em especial sobre o Nordeste do Brasil, na estação chuvosa (março,abril e maio) durante episódios de ENSO (El Niño e La Ninã) ajustando a Temperatura do Oceano Atlântico Tropical (dipolo positivo e negativo) e verificando os resultados obtidos.

IMPORTÂNCIA: estudar modalidades climáticas observadas em grande escala do oceano-atmosfera - Pacífico tropical relativo aos ciclos do ENOS, e sobre o Atlântico ao teste padrão das fases de dipolos.

Pezzi e Cavalcanti, 2001

Dados e Metodologia 

Pezzi e Cavalcanti, 2001

• 5 condições iniciais diferentes em cada caso: 5 integrações;

• período: dezembro até junho do ano seguinte (6 meses e meio de integração);

• Modelo de Circulação Global do CPTEC/COLA • modelo espectral (método de discretização das equações...)• parametrização Kuo, (Kuo,1974) (parametrização da Convecção)• T42L18 (42 níveis horizontais e 18 verticais) com • grade de resolução de 2,5 X 2,5;

• Casos de integrações – utilizou-se TSM persistida sobre o período de simulação.

ATSMAnomalia = Observada - ClimatológicaObservada = Anomalia + Climatologia

TSM PERSISTIDA

Anomalias são adicionadas a TSM climatológica para produzir as condições de contorno - a TSM reconstruída tem grade de resolução 1 X 1, (Reynolds e Smith, 1994)

Dados e Metodologia

...

...

NOV FEVJANDEZ ... JUN

TSM:Obs. TSM Prevista: Anomalias Persistidas Previsão para o Pacífico Previsão para o Pacífico e Atlântico

SIMULAÇÃO PREVISÃO

PREVISÃOSAZONAL

...

PREVISÃOMÉDIA DO

CONJUNTO

SUBTRAÇÃO

NOV FEVJANDEZ ... JUN

SIMULAÇÃO CLIMATOLÓGICA

TSM CLIMATOLÓGICA

PREVISÃO DA ANOMALIA

CLIMATOLOGIADO

MODELO

CLIMATOLOGIA DO MODELOMÉDIA DO CONJUNTO

...

CONJUNTO

1

N

2

1

N

2NO

SIMULAÇÃO

CI1

CI2

CIN

CI1

CIN

CI2

NO

CONJUNTO

1

N

2

1

N

2

SIMULAÇÃO CLIMATOLÓGICA

...

...

...

...

PREVISÃO

Previsão Climática Sazonal do CPTEC/INPE - Esquema OperacionalPrevisão Climática Sazonal do CPTEC/INPE - Esquema Operacional

Dados e Metodologia

Pezzi e Cavalcanti, 2001

• Condições de El Niño:

• 5 dias de dezembro 1997 (24-28) – El Niño bem desenvolvido Pacífico Tropical. Condição de contorno usada foi anomalia de TSM de dezembro de 1997 (El Niño forte)

• Atlântico tropical - substituídas por composição de anomalias de TSM que caracterizariam as duas fases do dipolo Atlântico e foram integradas até junho 1998.

• Condições de La Niña:

• 5 dias de dezembro 1988 (24-28) - para as simulações de dois conjuntos;

• Nos dois conjuntos - o modelo foi integrado até junho 1989 e as anomalias tropicais do Atlântico foram substituídas pela fase quente e pela fase fria do dipolo Atlântico

Simulações sazonaisExperimento I - El Niño e as condições da fase quente do dipolo

no Atlântico

Pezzi e Cavalcanti, 2001

Anomalia negativa de precipitação no Nordeste e na região Amazônicae anomalias positivas no centro-sul da América do Sul

Pezzi e Cavalcanti, 2001

mecanismo de chuva no norte do Nordeste é a ZCIT e nesses meses MAM ela tende descer para o sul de sua posição;

Fig. 2 os ventos vindo de sudeste estão forte impedindo a ZCIT descer para posição que poderia favorecer as chuvas no Nordeste. A confluência ocorrer em 5N

+

-

Pezzi e Cavalcanti, 2001

Fig 3a - estrutura vertical UR e vetor vento (zonal e vertical), entre 15-5 S. forte movimento ascendente sobre a região do Pacífico tropical onde as anomalias de TSM são positivas ocorrem e excesso de umidade na atmosfera dos baixos até altos níveis. movimento descendente (80 e 20W) redução de U no leste da Amazonas, Nordeste e parte do Oceano Atlântico Sul.

Fig 3b -Circulação meridional (norte/sul) (35W- 0):célula de Hadley movimento descendente e baixa UR sobre o Atlântico Sul, e movimento ascendente sobre o Atlântico Norte quente.

100W 60W equador NS

35 0

Simulações sazonaisExperimento II - El Niño e as condições da fase fria do dipolo no

Atlântico

Pezzi e Cavalcanti, 2001

a influência forte desse El Niño para a AS: produz falta de chuva na região Amazônica e no sul do Nordeste.

anomalia positiva de chuva ocorre no nordeste do Nordeste.

As condições de seca sobre outras partes do Nordeste são menores quando comparados com o experimento I.

-

+

El Niño

Pezzi e Cavalcanti, 2001

Atlântico tropical favorece a posição ZCIT mais ao sul do que no experimento I, Oceano Atlântico.

simulação intensificou ventos vindo de nordeste sobre o Atlântico Norte frio.

Chuva no centro-sul do AS não muda

importante ressaltar as condições do Atlântico não afetam tanto quanto a influência do El Nino no Pacifico nesse caso

-

Pezzi e Cavalcanti, 2001

Fig a: estrutura vertical (zonal) são similares ao mostrado na simulação com dipolo quente sobre o Oceano Pacífico. AS tropical, incluindo Nordeste (60W e 30W), valores de anomalias umidade são menores que do experimento I.

Fig b: estrutura vertical da circulação meridional. movimento ascendente sobre o Oceano Atlântico tropical Sul e movimento descendente sobre o Atlântico Norte. área seca está localizada sobre o Atlântico Norte Tropical

Simulações sazonaisExperimento III - La Niña e as condições da fase quente do dipolo

no Atlântico

Pezzi e Cavalcanti, 2001

área extensa com falta de chuva (deficit) no Nordeste e na região Amazônica.

impacto maior ocorre nas áreas do interior do Nordeste (menos chuva)

a precipitação excessiva ao Norte da descrita acima (associada à posição para o norte do ZCIT sobre a bacia tropical de Atlântico norte).

centro/sul da AS há anomalia positiva de chuva, menores do que o encontrado no experimento I.

+

-

Pezzi e Cavalcanti, 2001

ventos na superfície são mais fortes sobre o Oceano Atlântico Sul do que no Atlântico Norte,

implicando uma região de confluência ao norte do Equador, próximo a área que tem anomalia positiva de chuva.

+

Pezzi e Cavalcanti, 2001

Fig a: anomalias RH e do vento sobre Oceanos Pacífico e Atlântico Tropicais indicam:

o mov. descendente sobre o Pacífico anomalias negativas de TSM e extremo Nordeste e no Atlântico Sul (deficit da UR).

Fig b: circulação meridional com aquecimento térmico:

subsidência e baixa umidade no sul e ascendência e alta umidade na parte norte da célula é consistente com a fase quente do dipolo Atlântico.

Simulações sazonaisExperimento IV - La Niña e as condições da fase fria do dipolo no

Atlântico

Pezzi e Cavalcanti, 2001

anomalia de TSM é negativa sobre Atlântico Norte

positivo no Atlântico Sul.

Importante: Configuração de TSM no Atlântico > associada com um sinal inverso de anomalia de chuva sobre o Nordeste, diferente com relação ao experimento III.

+

-

Pezzi e Cavalcanti, 2001

anomalias positivas de chuva sobre o Nordeste é pela posição ao sul da ZCIT;

Chuva abaixo do normal ocorre na banda leste-oeste do Equador e AS tropical.

ventos superfície sofrem confluência ao sul do Equador e com ventos fortes vindo de nordeste da região fria do dipolo.

-

Pezzi e Cavalcanti, 2001

Fig a: estrutura vertical da circulação leste-oeste é similar o que encontramos no experimento III sobre o Oceano Pacífico. Atlântico quente, o movimento ascendente somente para leste de 20W e onde há excesso de umidade na atmosfera;

Fig b: perfil meridional - circulação térmica, ascendência sobre o Atlântico Sul (coincide excesso H) descendência sobre o Atlântico Norte (coincide com o deficit de H)

Resultados

• Condições contorno: ENSO (EL Niño) em 1997/1998, forte episódio quente e ENSO (La Niña) de 1988/1989, forte episódio frio.

• Wagner (1996) chuva no Nordeste de Brasil é particularmente sensível ao gradiente de TSM entre os hemisférios e o posicionamento da da ZCIT.

• Experimentos forçados pelo dipolo de TSM poderiam ser reproduzidos usando apenas um gradiente entre os hemisférios de TSM. Os resultados devem ser interpretados como um estudo de caso e não como uma conclusão geral.

Resultados1) Eventos quente e forte de 1997/1998 foi verificado que os efeitos do ENOS eram dominantes, tanto em El Nino como em La Nina.

2) Evento frio de 1988/1989 os efeitos encontrados foram o Dipolo dominantes sobre a região de Nordeste Brasil.

• Dipolo Atlântico tem forte influência durante as condições de EL Nino influenciando somente a região do Nordeste de Brasil, mudando o sinal das anomalias da precipitação sobre o norte de Nordeste e a intensidade de anomalias negativas da precipitação sobre esta região.

•Outras regiões como Amazonas e parte da América do Sul são influenciados somente pelas anomalias de TSM no Pacífico.

Resultados3) Condições de La Nina, a precipitação sobre toda a América do Sul é dependente do dipolo tropical:

•o Nordeste mostra precipitação acima do normal quando o Atlântico Sul tropical está mais quente que o normal e o Atlântico Norte mais frio que o normal.

•Há um deficit na precipitação quando há o dipole oposto.

O dipolo Atlântico tropical afeta outras regiões de AS como Brasil central e sul:

•Anomalias opostas as ocorridas no Nordeste acontecem sobre a região central para o dipolo quente e sobre o sul do Brasil para o dipolo frio. • Mecanismo: compensado pelo movimento ascendente e descendente relacionado à área tropical afetada diretamente pelo dipolo da TSM.

Exemplo de Aplicação

1) Dissertação de Mestrado do Sensoriamento Remoto

CONCLUSÕES DO TRABALHO

Referências usadas:

Pezzi e Cavalcanti, 2001

- Soppa, ª M. et all: Variabilidade temporal da temperatura superficial do mar e vento estimados por satélites e reanálises em áreas de recife de coral no Brasil. Anais XIII Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, junho de 2007, Florianópolis, Brasil

- Ping Chang1, Yue Fang1, R. Saravanan2, Link Ji1 & Howard Seidel: The cause of the fragile relationship between the Pacific El Nino and the Atlantic Nino, Vol 443/21 setembro de 2006, Nature Letters.

- Bezerra, A C. N., Aspectos da circulação Atmosférica de Grande Escala sobre o Norte e Nordeste do Brasil relacionados com a Temperatura da superfície do Mar, Dissertação de mestrado, fevereiro de 2006 - UFCG, Pb. - Uvo, 1998, p.16 - Figura sobre a configuração do Dipolo Positivo e negativo.

- Holton, J.R. Na Introduction to Dynamic Meteorology, Edição Fourth, International Geophysics Series, Department of Atmospheric Sciences, University of Washington, v. 88, 2004.

- INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS/ CENTRO DE PREVISÃO DETEMPO E ESTUDOS CLIMATICOS (INPE/CPTEC). Disponível em: <http://www.cptec.inpe.br/enos>. Acesso em agosto de 2007.

OBRIGADA PELA

ATENÇÃO!!