Ciclo diário de precipitação no norte do Brasil

• Ano de defesa: 2013
• Autor(a) principal: Sheila Santana de Barros Brito
• Orientador(a): Marcos Daisuke Oyama
• Banca de defesa: Silvio Nilo Figueroa Rivero, Cláudio Moisés Santos e Silva, Edson José Paulino da Rocha
• 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 diurnal cycle of precipitation (DCP) for the austral autumn from 1998 to 2010 over the Northern Brazil (NB) is studied in detail. TRMM (\emph{Tropical Rainfall Measuring Mission}) 3B42 version 6 dataset is used to obtain DCP, and the intradaily variability is measured with coefficient of variation (CV) and harmonic analysis. Comparisons between TRMM and gauge data indicate that TRMM is able to represent the DCP phase, but underestimates the magnitude. The results showed the need for detailing the DCP regimes in NB. Eight regimes are proposed to classify the DCP suitably. A new regime is found, the transition coastal regime. It has a minimum CV, continental features (with late afternoon peak) and also oceanic features (with morning peak). This regime is located over the land-sea boundary and less than 2$^{°}$ inland from the coast. The coastal regime is divided into two: coastal continental regime - Type I and Type II. Both are located near the coast. Type I has a pronounced afternoon peak, high CV and is less than 2$^{°}$ from the coast. Type II has an afternoon peak, exhibits phase propagation, shows lower CV and is located more inland (between 2° and 7$^{°}$ from the coastline). The continental regime was classified into three regimes: continental quasi-uniform, continental - Type I and Type II. The three continental regimes are located more than 7$^{°}$ inland from the coast. Among the continental regimes, there are two modes of diurnal variations, the first corresponds to the quasi- uniform, with low CV and two weak peaks. The daytime heating generates the late afternoon and phase propagation or nocturnal convection processes generates the late night/morning maximum. The second mode corresponds to the continental regimes Type I and II. The cycle is non-uniform, with higher CV, and an afternoon peak is found. Type I (II) shows (does not show) phase propagation. ForTraCC (\emph{Forecast and Tracking of the evolution of the Cloud Clusters}) data are used to relate convective systems (CS) and its processes to DCP. The CS frequency (FREQ) and the fraction of convective area (FAC) are well correlated with spatial patterns of DCP. The following CS processes are studied: initiation/dissipation, merge/split, area expansion/reduction and advection. Initiation is localized in time while dissipation is more distributed. Physical mechanisms which generate initiation can promote area expansion, and hence merge. The net area expansion and reduction best explains the FAC temporal variations. Area expansion is parameterized in function of initiation and dissipation time of FAC under unfavorable environmental conditions is between 6 and 12 hours. Hence, there is \emph{upscaling} of CS (clustering of CS at larger scales) at afternoon and dissipation at late evening and early morning, leading a more uniform cycle. A simple conceptual model was developed to describe the CS temporal evolution of CS. Three mechanisms are included in the conceptual model: \emph{upscaling}, advection and sea breeze. Sensitivity tests indicate that the \emph{upscaling} is the most important mechanism for the representation of land DCP. The sea breeze was essential to represent the high variability of the coastal continental regime - Type I.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m19/2013/12.06.17.28

O ciclo diário de precipitação (CDP) do norte do Brasil (NB) é caracterizado detalhadamente durante o outono austral para o período de 1998 a 2010. Estimativas de precipitação do algoritmo 3B42 do satélite TRMM (\emph{Tropical Rainfall Measuring Mission}) são utilizadas para obter o CDP, e a variabilidade intradiária é medida através do coeficiente de variação \emph{(CV)} e pela análise harmônica. Os resultados mostram a necessidade de detalhamento dos regimes de CDP no NB. Para isso, são propostos oito regimes que agrupam os CDP de forma mais adequada. Constatou-se a existência de um novo regime, o regime costeiro de transição que possui um \emph{CV} mínimo e apresenta tanto a característica continental (com um máximo no final da tarde) quanto a característica oceânica (com um máximo durante a manhã). Este regime se encontra a menos de 2$^{°}$ de distância da costa, na interface continente-oceano. O regime costeiro foi dividido em dois, o regime costeiro continental - Tipo I e Tipo. Ambos estão localizados próximos da costa. No Tipo I, ocorre um máximo pronunciado à tarde, \emph{CV} alto e fica a menos de 2$^{°}$ em relação à costa. No Tipo II, existe a propagação do máximo de precipitação do Tipo I continente adentro, o \emph{CV} é menor e fica a uma distância maior da costa (entre 2$^{°}$ e 7$^{°}$). O regime continental foi dividido em três regimes, o continental quase-uniforme, o continental - Tipo I e o Tipo II. Todos ficam a uma distância maior do que 7$^{°}$ da costa. Dentre os regimes continentais, há dois modos de variabilidade intradiária, o primeiro é correspondente ao regime quase-uniforme, que apresenta \emph{ CV} baixo e dois máximos pouco pronunciados. O aquecimento diurno gera um máximo no fim da tarde e a propagação de fase ou processos de convecção noturna geram outro máximo de madrugada e de manhã. O segundo modo é correspondente aos regimes continentais do Tipo I e II. O ciclo é não-uniforme, \emph{CV} alto, máximo à tarde. O Tipo I apresenta propagação de fase e o Tipo II não possui. Os dados do ForTraCC (\emph{Forecast and Tracking of the evolution of the Cloud Clusters}) são utilizados para relacionar sistemas convectivos (SC) e seus processos ao CDP. A frequência de SC (FREQ) e a fração de área convectiva (FAC) estão bem relacionados aos padrões espaciais do CDP. Os seguintes processos dos SC: iniciação/dissipação, fusão/separação, expansão/retração de área e advecção. A iniciação é mais concentrada à tarde e a dissipação, mais espalhada. Os mecanismos físicos que geram a iniciação podem favorecer a expansão de área e, em seguida a fusão. O saldo entre a expansão e retração de área é o processo que explica as variações temporais de FAC. A expansão de área é obtida em função da iniciação e o tempo de decaimento de FAC sob condições ambientais desfavoráveis varia entre 6 e 12 horas. Logo, existe \emph{upscaling} (agrupamento em escalas maiores) dos SC à tarde e decaimento noturno/matinal, configuração que explica um ciclo mais uniforme no interior do continente. Um modelo conceitual simples foi elaborado para descrever a evolução temporal de SC. Três mecanismos estudados anteriormente foram incluídos no modelo: \emph{upscaling}, advecção e brisa. Testes de sensibilidade indicam que o \emph{upscaling} é o mecanismo mais importante para a representação dos CDP continentais. A brisa marítima foi fundamental para representar a alta variabilidade do regime costeiro continental - Tipo I.