Fontes de ondas de Rossby: aspectos observacionais, simulações numéricas e projeções futuras

• Ano de defesa: 2012
• Autor(a) principal: Marília Harumi Shimizu
• Orientador(a): Iracema Fonseca de Albuquerque Cavalcanti
• Banca de defesa: Silvio Nilo Figueroa Rivero, Tércio Ambrizzi, Marcelo Barreiro Parrillo
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Meteorologia
• País: BR
• Resumo em Inglês: Atmospheric circulation is characterized by large-scale waves in middle and high latitudes known as Rossby waves. The propagation of these waves is one of the mechanisms responsible for teleconnection patterns, which has an important role in c1imate system variability, influencing temperature and precipitation regimes. One mechanism that can act as Rossby wave sources is the upper tropospheric divergence resulting from the convection forced by anomalous tropical SSTs. This study aimed to provide a comprehensive study on Rossby wave sources and their components, using both observations and numerical simulations. The main Rossby wave sources were identified with reanalysis data, and it was determined how they vary in seasonal and interannual temporal scales and what factors favor Rossby wave generation. The contribution of the two terms of Rossby wave source varied with the region in which were located Rossby wave sources and sinks. A more detailed study on Rossby wave sources in four areas revealed that one of the factors that influence the intensity of sources is the presence of a trough at high levels, associated with a wave train, to the west of the Rossby wave source. Once intensified, these sources originate wave trains that propagate eastward and influence the sources in other regions. Numerical simulations showed that both CPTEC AGCM as HadGEM2-ES from Met Office were able to simulate the main areas with Rossby wave sources, but with differences in intensity with respect to the sources calculated with NCEP / NCAR reanalysis. As a result, there is a need for improvements in simulations of divergence at high levels and absolute vorticity, in order to obtain a better representation of Rossby wave sources. Simulations with CPTEC´s AGCM on atmospheric response to an anomalous heat source over Western Pacific showed an increase of divergence at high levels and an anomalous Rossby wave source over Western Pacific that led to Rossby wave trains propagation in both hemispheres. Furthermore, due to changes in divergent flow at high levels and Hadley and Walker circulations, Rossby wave sources intensities on East Asia and South America were reduced. Projections of future changes due to greenhouse gases increase indicate a reduction of divergence, divergent flow and Rossby wave sources intensity, especially over South America and southern Australia.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m18/2012/03.26.12.36

A circulação atmosférica é caracterizada por ondas de grande escala em latitudes médias e altas conhecidas como ondas de Rossby. A propagação dessas ondas é um dos mecanismos responsáveis pelos padrões de teleconexões, que tem um papel importante para a variabilidade do sistema climático, influenciando os regimes de temperatura e precipitação. Um mecanismo que pode agir como fonte de ondas de Rossby é a divergência em altos níveis resultante da convecção forçada por TSMs anômalas sobre os trópicos. Este estudo teve por objetivo principal realizar um estudo abrangente sobre as fontes de ondas de Rossby e suas componentes, com a utilização tanto de dados observados como de resultados de simulações numéricas. Os resultados da análise observacional permitiram a identificação das principais regiões com fontes de ondas de Rossby, como estas variam nas escala sazonal e interanual e quais fatores propiciam a formação de ondas de Rossby. A contribuição dos dois termos da fonte de ondas de Rossby variou de acordo com a região em que estavam localizados as fontes e sumidouros de ondas. Um estudo mais detalhado sobre as fontes de ondas em quatro áreas revelou que um dos fatores que influenciam a intensidade das fontes é a presença de um cavado em altos níveis, associado a um trem de ondas, a oeste da região com fontes de ondas de Rossby. Uma vez intensificadas, essas fontes disparam trens de ondas que propagam-se para leste e influenciam as fontes em outras regiões. Com relação às simulações numéricas, os resultados mostraram que tanto o MCGA do CPTEC como o HadGEM2-ES da Met Office foram hábeis em simular as principais regiões com fontes de ondas de Rossby, mas com diferenças em termos de intensidade com relação às fontes calculadas com a reanálise do NCEP/NCAR. Em função disso, há a necessidade de melhorias nas simulações dos campos de divergência em altos níveis e de vorticidade absoluta, de forma a obter uma melhor representação das fontes de ondas de Rossby. As simulações com o MCGA do CPTEC acerca da resposta atmosférica a uma fonte anômala de calor sobre o Pacífico Oeste indicaram o aumento da divergência em altos níveis e uma fonte de ondas anômala sobre o Pacífico Oeste que ocasionaram a propagação de trens de ondas de Rossby em ambos hemisférios. Além disso, em decorrência das mudanças no fluxo divergente em altos níveis e das circulações de Hadley e Walker, as fontes de ondas de Rossby sobre o leste da Ásia e América do Sul tiveram suas intensidades reduzidas. Experimentos de projeções de mudanças futuras em função do aumento da concentração de gases do efeito estufa indicaram redução da divergência e do fluxo divergente e, por consequência, da intensidade das fontes de ondas, especialmente sobre a América do Sul e sul da Austrália.