Detalhes bibliográficos
| Ano de defesa: |
2017 |
| Autor(a) principal: |
Kelen Martins Andrade |
| Orientador(a): |
Iracema Fonseca de Albuquerque Cavalcanti |
| Banca de defesa: |
Clóvis Angeli Sansigolo,
Tércio Ambrizzi,
Gabriela Viviana Müller |
| 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
|
| Departamento: |
Não Informado pela instituição
|
| País: |
BR
|
| Resumo em Inglês: |
In this study, frontal systems that cause extreme rainfall (5\% and 95\% percentile) in an area of southeastern Brazil and the influence of teleconnections and regional and large scale patterns were analyzed. This area was chosen due to occurrences of landslides and flooding during summer and spring. The frontal systems that cause intense rainfall may contribute to these disasters and therefore the understanding of the differences between the rainy and dry events associated with frontal systems has significant importance. Data from CFSR reanalysis and from the CPTEC/INPE AGCM were used for the period of 1981 to 2010. The highest frequency of systems occurs in the spring (SON) and winter (JJA), but the highest associated precipitation occurs in the summer (DJF) and spring (SON). Atmospheric characteristics and the influence of teleconnection patterns were identified for the rainy and dry events associated with the passage of cold fronts. The main regional differences between wet and dry episodes were observed in the position and intensity of the low pressure, the frontal trough and the post frontal high, in the temperature gradient and the inclination of the front. In cases of extreme rainfall during summer, the trough is intensified over the southeast and the post frontal high is strong. During dry periods, the trough is displaced to the ocean. The regional differences are also associated with the humidity flux and convergence over the analyzed region. The trough associated with the cold front at the surface is amplified due to the influence of teleconnections such as the Southern Annular Mode (SAM), Pacific South America (PSA) and the Transpolar pattern (TPI). For strong precipitation during summer, a cyclonic anomaly over South and Southeast Brazil and an anticyclonic anomaly in southern South America associated with the negative phase of TPI, SAM and PSA indices were important for the intensification of the frontal trough. This may also give dynamical support for the occurrence of extreme rainfall. During spring, the observed cyclonic and anticyclonic circulations were shifted southward comparing to wet summers. This positioning is related to the negative phase of the TPI and SAM and positive phase of PSA in the wet cases. For dry events, a large area of positive geopotential anomaly was observed over South and Southeast Brazil. It was noticed an influence of the low frequency anomalies in phase with the high frequency anomalies in the atmospheric characteristics for wet and dry events in the summer. In spring these anomalies are in phase for the wet cases, but out of phase over the frontal region, in the dry case. In cases of larger precipitation it was also observed the influence of energy propagation from the Pacific Ocean to South America, where maximum kinetic energy and transient activity were identified. Analyses of the AGCM showed that the model captures the atmospheric configuration of frontal systems and reproduces the teleconnection patterns. However, underestimates the cold fronts frequency in the spring and overestimate in the summer. An underestimation of the moisture flow, the activity of transient disturbances and the convection was noted. |
| Link de acesso: |
http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2017/10.30.11.59
|
Resumo: |
Neste estudo foram analisados casos de sistemas frontais que provocam chuva extrema (percentil de 5\% e 95\%) em uma área do Sudeste do Brasil e a influência exercida por teleconexões e padrões de grande escala e regional. Essa área foi escolhida por estar sujeita a deslizamentos e enchentes no verão e primavera. Os casos de frentes que provocam chuvas intensas podem contribuir para esses desastres, e portanto, o entendimento das diferenças entre os eventos chuvosos e secos associados aos sistemas frontais têm significativa importância. As análises foram feitas usando dados de reanálise (CFSR) e do Modelo de Circulação Geral da Atmosfera CPTEC/INPE para o período entre 1981-2010. Foi observado que as frentes frias são mais frequentes na primavera (SON) e no inverno (JJA), mas a maior precipitação associada ocorre no verão (DJF) e na primavera (SON). Características atmosféricas e a influência dos padrões de teleconexão foram identificadas para os eventos chuvosos e secos associadas à passagem de sistemas frontais. As principais diferenças regionais entre os casos chuvosos e secos são observadas na posição e intensidade da baixa pressão, do cavado frontal e da alta pós-frontal, no gradiente de temperatura e na inclinação da frente. Nos casos chuvosos durante o verão, o cavado fica bem amplificado sobre o sudeste e a alta pós-frontal é bem intensa, enquanto nos casos secos o cavado está deslocado para o oceano. As diferenças regionais também estão associadas ao fluxo de umidade e à convergência sobre a região estudada. O cavado associado à frente fria em superfície é amplificado devido à influência das teleconexões, como o Modo Anular Sul (MAS), o padrão Pacífico-América do Sul (PSA) e o modo Transpolar (TPI). Nos casos chuvosos do verão, a presença da anomalia ciclônica sobre parte do Sul e Sudeste do Brasil e anticiclônica no sul da América do Sul associada à fase negativa dos índices TPI, MAS e PSA foi um fator importante para intensificar o cavado frontal e possivelmente dar suporte dinâmico para a ocorrência de chuvas intensas. Na primavera, as circulações ciclônica e anticiclônica foram observadas deslocadas para sul em relação ao verão nos casos chuvosos, e este posicionamento está relacionado à fase negativa do TPI e MAS e positiva do PSA. Nos eventos secos uma ampla área de anomalia positiva de geopotencial foi observada sobre o Sul e Sudeste do Brasil. Foi observada a influência das anomalias de baixa frequência em fase com as de alta frequência nas características atmosféricas dos casos chuvosos e secos no verão. Na primavera, essas anomalias estão em fase nos casos chuvosos, mas fora de fase sobre a região frontal, nos casos secos. Nos casos que provocam mais chuva foi também observada à influência da propagação de energia desde o oceano Pacífico até a América do Sul, onde foram identificados máximos de energia cinética e atividade de distúrbios transientes. As análises com o MCGA mostraram que o modelo captura as configurações atmosféricas dos sistemas frontais e reproduz os padrões de teleconexão. No entanto, subestima a frequência de frentes frias na primavera e superestima no verão. Foi notada uma subestimativa no fluxo de umidade, na atividade de distúrbios transientes e na convecção. |
