Cavados em médios níveis no Hemisfério Sul: climatologia, energética e ciclogênese em superfície

• Ano de defesa: 2005
• Autor(a) principal: Everson Dal Piva
• Orientador(a): Vadlamudi Brahmananda Rao
• Banca de defesa: Manoel Alonso Gan, Marcelo Enrique Seluchi, Tércio Ambrizzi, Pedro Leite da Silva Dias
• 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: The objective of this study was to identify midtropospheric trough behavior over the Southern Hemisphere and its relationship with the Southern America surface cyclogenesis. An objective method of trough identification and tracking was developed, which was applied for 24 years of NCEP/NCAR reanalysis 500 hPa geopotencial height data. We found, in mean, 868 troughs per year, with positive trend. The winter season (summer) presented greater (smaller) number. During the summer, the troughs were more active in 60°S-40°S band, while in the winter this band extended from 30°S to Antarctic continent. The trough genesis presented 3 maxima of occurrence: i) over the region of the Drake Passage and South Atlantic Ocean, ii) over the Indian Ocean along 50°S, and iii) over the Southwestern Pacific Ocean between 150°E and 150°W. The trough termination was more dispersed than the genesis, but presenting also 3 maxima: i) over the west of Andes, ii) to the south of the African continent, and iii) to the south of Australia. The troughs have presented the mean life of 4,3 days, increasing in the subtropical (high) latitudes. The genesis and termination of troughs occurred preferentially in southwestern and northwestern flow, respectively, however in environments of similar baroclinicity. For the 1999-2003 winters, all situations have been analyzed where one 500 hPa troughs, traveling over the South America, generated surface cyclogenesis over Uruguay or neighborhood. Two composites were created, named B composite (with 25 situations) and C composite (with 13 situations). The results showed that before (during) the surface cyclogenesis the midtropospheric troughs had less (more) intensity in the composite B than C; the same occurred for the kinetic energy. Of all variables evaluated in the low, middle and upper troposphere, southward heat flux in low levels only presented differences between the two composites, being more intense in composition C than B. The volume-averaged of the conversion terms showed that the baroclinic conversion was dominant in two composites while the term of downstream development was unfavorable for the cyclogenesis in composite C and relatively more important for the initial phase in the composite B cyclogenesis. Two trough cases that crossed the South America but did not generate surface cyclogenesis were compared with these two composites. The case 1 with synoptic characteristics of the composite B and case 2 with of the composite C. In case 1, the low, middle and upper troposphere conditions were less favorable for cyclogenesis than in the composite B. The kinetic energy in the case 1 was less than that observed in the composite B. The term associated with the downstream development, although was counterbalanced for the barotropic decay, justifying the small energy growth. In case 2, the horizontal temperature gradient, the Eady growth rate and the vertical motion were favorable to cyclogenesis, while the heat flux in low levels, and the divergence and the negative vorticity advection in upper levels were less favorable. The kinetic energy as well as all the terms of energy conversion were greater in case 2 than in the composite C. The term associated with the downstream development was important in the beginning of the period. The forecast for 5 days of the General Atmospheric Circulation Model of the CPTEC/COLA, for trough cases that developed on February 2004, was evaluated through the kinetic energy budget. The results showed that the baroclinic conversion and the convergence of ageostrophic energy flux were greater in the forecasting than in the NCEP/NCAR reanalysis. The residue was elevated in the beginning of the forecasting and rapidly reduced in first 12 h.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/iris@1913/2005/04.28.11.42

Este estudo tem por objetivo identificar o comportamento dos cavados na média troposfera no HS e sua relação com a ciclogênese em superfície sobre a AS. Foi desenvolvido um método objetivo de identificação e rastreamento de cavados, o qual foi aplicado a 24 anos de dados de altura geopotencial em 500 hPa da reanálise do NCEP/NCAR. Foram encontrados, em média, 868 cavados por ano, com uma tendência temporal positiva, sendo que a estação de inverno (verão) apresentou maior (menor) número de cavados. Durante o verão, a atividade dos cavados foi mais concentrada em um cinturão de latitude entre 60°S e 40°S, enquanto no inverno se estendeu de 30°S até o continente Antártico. A formação de cavados apresentou 3 máximos de ocorrência: i) na região do Estreito de Drake e Oceano Atlântico Sul, ii) no Oceano Índico em 50°S, e iii) no Oceano Pacífico Sudoeste entre 150°E e 150°W. A dissipação de cavados mostrou-se menos concentrada do que a formação, apresentando também 3 máximos: i) a oeste dos Andes, ii) ao sul do continente africano, e iii) ao sul da Austrália. Os cavados apresentaram tempo de vida médio de 4,3 dias, sendo maior (menor) em latitudes subtropicais (altas). Os cavados tenderam a se formar em escoamento de sudoeste e a se dissipar em escoamento de noroeste, porém em ambientes de similar baroclínia. Para os invernos de 1999 a 2003, foram analisadas todas as situações em que um cavado em 500 hPa, passando sobre a América do Sul, desencadeou ciclogênese em superfície sobre o Uruguai ou áreas próximas. Do total de situações, criou-se o composto B (com 25 situações) e o C (com 13 situações). Os resultados mostraram que o cavado em médios níveis foi menos (mais) intenso no composto B do que no C antes da (durante a) ciclogênese em superfície; o mesmo ocorrendo para o nível de energia cinética. Das variáveis avaliadas na troposfera inferior, média e superior, o fluxo meridional de calor em baixos níveis foi a única que apresentou diferenças entre os dois compostos, sendo maior no composto C do que no B. A média no volume dos termos de conversão mostrou que a conversão baroclínica foi dominante nos dois compostos enquanto o termo de desenvolvimento corrente abaixo foi desfavorável para a formação do ciclone no composto C e relativamente importante para a fase inicial da ciclogênese no composto B. Dois casos de cavados que passaram sobre a América do Sul mas não desencadearam ciclogênese em superfície foram comparados a esses dois compostos. O caso 1 com características sinóticas do composto B e o caso 2 do composto C. No caso 1, a troposfera inferior, média e superior mostrou-se menos favorável a ciclogênese do que no composto B. O nível de energia cinética do caso 1 foi inferior ao observado no composto B, sendo que o termo associado ao desenvolvimento corrente abaixo, apesar de ser contrabalanceado pelo decaimento barotrópico, dominou o pequeno crescimento da energia. No caso 2, o gradiente horizontal de temperatura, taxa de crescimento de Eady e movimento vertical foram favoráveis a ciclogênese, enquanto o fluxo meridional de calor, a divergência e a advecção de vorticidade relativa foram menos favoráveis. O nível de energia cinética assim como todos os termos de conversão de energia foram maiores no caso 2 do que no composto C. O termo associado ao desenvolvimento corrente abaixo foi importante no início do período. A previsão para 5 dias do MCGA do CPTEC/COLA, para alguns casos de cavados que se desenvolveram em fevereiro de 2004, foi avaliada através do balanço de energia cinética. Os resultados mostraram que a conversão baroclínica e a convergência ageostrófica de energia foram maiores na previsão do que na reanálise. O resíduo foi elevado no início da previsão e diminuiu rapidamente nas primeiras 12 h.