Padrões de variabilidade da atividade convectiva sobre a América do Sul utilizando ondaletas e padrões principais de oscilação

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: Camila Cossetin Ferreira
• Orientador(a): Nelson Jesuz Ferreira
• Banca de defesa: Clóvis Angeli Sansigolo, Sâmia Regina Garcia Calheiros, Graziela Balda Scofield
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Meteorologia
• País: BR
• Resumo em Inglês: This paper analyses the prevailing modes of the convective activity over South America (SA) and neighboring oceans through two methods of spectral analysis, Wavelet Transform and Principal Oscillation Pattern (POP). Daily Outgoing Longwave Radiation (OLR) data from Physical Sciences Division/National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA/ESRL/PSD) for the 2002-2011 period were used as a proxy for deep convection. Wavelet Transform was applied to the unfiltered OLR time series. Global power spectrum and wavelets amplitudes of specific time-scales were evaluated. On interannual time scale, the wavelet transform showed that the dominant patterns of variability over SA during the austral summer and winter are similar to patterns of teleconnections triggered by the negative phase of ENSO events. A dipole pattern between southeast SA and subtropical region was observed on intraseasonal time-scale, during the summer. A similar pattern was obtained on submonthly time-scale, but with a more meridional direction. In the austral winter the pattern of submonthly time-scale is characteristic of atmospheric blocking configuration which prevents the meridional displacement of cold fronts. Finally, on synoptic time-scale we identified the northeasterly propagation of a wave train, which modulates the precipitation anomalies observed over northeastern Brazil during the austral summer season. During the winter, a wave train nearly zonally orientated, centered at 20$^{°}$N, is observed over tropical region, and its related to the African easterly waves. The subtropical and extratropical regions present a second pole of variability of convective activity related to frontal systems. Also POP method was applied in the same time series, but with the annual and semiannual cycles removed. Analysis of several time and spatial domain depict the dominance of the synoptic scale fluctuation (2-10 days) particularly in SA and oceanic regions. POP analysis shows two dominant modes which account for more than 70\% of the explained variance. The spatial pattern of the variability modes are characterized by an OLR wave train which propagates eastwards from the southeast Pacific Ocean shifting northeast after reaching southern SA. This feature modulate the convective activity (cold air intrusion) over continental SA during the SH summer (fisrt mode) and winter (second mode). The ability of POP in recognizes these so similar patterns in a continuous time series have to be emphasized.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2014/09.30.22.21

Dois métodos de análise espectral foram utilizados a fim de identificar os modos dominantes de variabilidade da atividade convectiva sobre a América do Sul (AS) e os oceanos vizinhos, a Transformada de Ondaletas e os Padrões Principais de Oscilação (POP). Os dados diários de radiação de ondas longas emergente (ROL) foram utilizados como indicativo da atividade convectiva, esses dados são provenientes do NOAA/OAR/ESRL PSD (National Oceanic and Atmospheric Administration/ Earth System Research Laboratory/ Physical Sciences Division) e referem-se ao período de 1982 a 2011. A Transformada de Ondaletas foi aplicada na série temporal de ROL não filtrada, foram avaliados o espectro global de potência e a amplitude das ondaletas espacializados nas escalas temporais de interesse. Na escala interanual, a transformada de ondaletas mostrou que os padrões de variabilidade dominantes sobre a AS nos períodos de verão e inverno são semelhantes aos padrões de teleconexão desencadeados pela da fase negativa dos eventos ENOS (El Niño Oscilação Sul), El Niño. Na escala intrasazonal, no período de verão, foi observado um padrão de dipolo entre o sudeste da AS e a região subtropical. Nesse período, um padrão similar foi obtido na escala submensal. O padrão de inverno na escala submensal é característico de situações em que bloqueios atmosféricos impedem a propagação das frentes frias. Por fim, na escala sinótica, durante o verão, foi identificada a propagação para direção nordeste, de um trem de ondas originado no Pacífico, que modula as anomalias de precipitação observadas sobre o nordeste do Brasil. Durante o inverno, na região tropical, foi observado um trem de ondas com orientação quase zonal, centrado em 20$^{°}$N, relacionado às ondas de leste da África e nas regiões subtropical e extratropical, observa-se um segundo polo de variabilidade da atividade convectiva, que apresenta as variâncias máximas sobre o Atlântico sudoeste e foi relacionado aos sistemas frontais. Nas análises do POP houve a remoção do ciclo anual e semianual da série de dados. A fim de investigar a contribuição das diferentes escalas temporais das flutuações atmosféricas sobre a variabilidade da convecção, diversos intervalos de tempo e domínios espaciais foram utilizados. Essas análises demonstraram a dominância das flutuações de alta frequência, portanto, a série de dados foi filtrada na escala de 2-10 dias, reduzida para o período de 2002-2011 e para a área que abrange o continente sul americano e parte dos oceanos Pacífico e Atlântico (250-360$^{°}$W/80$^{°}$S-0$^{°}$). Dois modos de variabilidade prevaleceram nessa análise, respondendo por mais de 70\% da variância explicada. Esses modos são caracterizados por padrões ondulatórios, que se propagam do Pacífico na direção leste, sobre a região extratropical e subtropical da AS e foram interpretados como incursões de ar frio que ocorrem durante o verão, no caso do primeiro modo e durante o inverno, no caso do segundo.