O início da estação chuvosa na América do Sul e processos atmosféricos e de superfície associados

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Isabella Talamoni Lima
• Orientador(a): Iracema Fonseca de Albuquerque Cavalcanti, Paulo Yoshio Kubota
• Banca de defesa: Caio Augusto dos Santos Coelho, Luiz Antonio Cândido
• Tipo de documento: Dissertação
• 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 study aimed to contribute to the understanding of the biosphereatmosphere interactions associated with the rainy season onset in South America (SA). The objective was to evaluate how the physical surface processes are affected by variations in the rainy season onset date in SA, and what is the atmospheric response to vegetation cover changes in years characterized by the early, neutral and late rainy season onset. The 2006, 2004 and 2008 years were selected as characterized by rainy season onset, early, neutral and late in comparison to the climatological mean, respectively. The atmospheric patterns observed in the early and late years, affected the surface variables. In the early year, the atmosphere had more humidity in the center-east of SA, where more moisture flux and precipitation were observed. Therefore, there was an increase in latent heat flux (LE) and Leaf Area Index in this area. In the late year, precipitation was enhanced in the northwest of the SA, and the South Atlantic Convergence Zone was positioned further north compared to the early onset year. Thus, there was a reduction in LE and an increase in the sensible heat flux (H) and surface temperature in the center-east of the AS. In addition, the configuration of an atmospheric blocking pattern, in September between 40-60°S and 60-30°W, contributed to the rainy season onset delay. Then, IBIS-OFFLINE experiments were performed using two vegetation maps: one natural, and one that considered the degradation of natural biomes, especially of the Cerrado and the Atlantic Forest. It was found that the natural biomes degradation, mainly in the central-east of SA, promoted the reduction of soil moisture, the increase of albedo by up to 8% and, consequently, the reduction of both the radiation budget, H and LE. The changes due to the vegetation map update resulted in the reduction of the differences between the early and late onset years. The feedback to the atmosphere due to vegetation degradation was verified with BAM 3D experiments, especially over the area that suffered the most vegetation degradation (15-25°S and 40-50°W). In SON, degradation resulted in a reduction (increase) in precipitation, radiation and energy budget, precipitable water, divergence at 850 hPa and temperature at 2m (pressure, divergence at 200 hPa and magnitude of the wind at 850 hPa) at the three selected years. In the late year of DJF, it was found that, despite the increase of convergence at 850 hPa and precipitable water that could promote the cloud formation condition, the reduction in both upward movement and divergence at 200 hPa, resulted in reduction of precipitation. In the late year, the increase in pressure and magnitude of the wind promoted a more stable atmosphere condition with less precipitation compared to the other years. It was concluded that the vegetation map update (surface characteristics) promoted changes in the atmospheric pattern of years with early, neutral and late rainy season onset.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21c/2021/01.29.17.06

Este estudo buscou contribuir para o entendimento das interações biosferaatmosfera associadas ao início da estação chuvosa na América do Sul (AS). O objetivo foi avaliar como os processos físicos de superfície são afetados por variações na data do início da estação chuvosa na AS, e qual é a resposta atmosférica às alterações da cobertura vegetal em anos caracterizados pelo adiantamento, atraso e normalidade do início da estação chuvosa. Os anos de 2006, 2004 e 2008 foram selecionados como anos caracterizados pelo início da estação chuvosa adiantado, neutro e atrasado, em relação à média climatológica, respectivamente. Os padrões atmosféricos verificados nos anos adiantado e atrasado afetaram as variáveis de superfície. No ano adiantado, a atmosfera estava mais úmida no centro-leste da AS, onde mais fluxo de umidade e precipitação foram observados. Por isso, verificou-se aumento do fluxo de calor latente (LE) e do Índice de Área Foliar nesta área. No ano atrasado, a precipitação foi favorecida no noroeste da AS, e a Zona de Convergência do Atlântico Sul se posicionou mais ao norte em comparação ao ano adiantado. Assim, verificou-se redução do LE e aumento do fluxo de calor sensível (H) e da temperatura de superfície no centro-leste da AS no ano atrasado. Além disso, a configuração de um padrão de bloqueio atmosférico, em setembro entre 40-60°S e 60-30°W, foi importante para o atraso do início da estação chuvosa. Em seguida, foram realizados experimentos com o IBISOFFLINE utilizando dois mapas de vegetação: um natural, e um que considera a degradação de biomas naturais, especialmente do Cerrado e da Mata Atlântica. Verificou-se que a degradação dos biomas naturais, principalmente no centro-leste da AS promoveu a redução da umidade do solo, o aumento do albedo em até 8% e consequentemente a redução tanto do saldo de radiação quanto de H e LE. As alterações devido à atualização do mapa de vegetação, resultou na redução das diferenças entre os anos adiantado e atrasado. O feedback para a atmosfera devido à degradação da vegetação foi verificado a partir dos experimentos com o BAM 3D na área que sofreu maior degradação da vegetação (15-25°S e 40-50°W). Em SON, a degradação da vegetação resultou na redução (aumento) da precipitação, do balanço de radiação, do balanço de energia, da água precipitável, da divergência em 850 hPa e da temperatura a 2m (da pressão, da divergência em 200 hPa e da magnitude do vento em 850 hPa) para os três anos selecionados. Já em DJF, no ano adiantado, verificou-se que apesar do aumento da convergência em 850 hPa e da água precipitável favorecerem a condição para formação de nuvens, a redução do movimento ascendente e da divergência em 200 hPa, promoveram a redução da precipitação. No ano atrasado, o aumento da pressão e da magnitude do vento favoreceu uma condição de atmosfera mais estável com menos precipitação em comparação aos demais anos. Conclui-se que a atualização do mapa de vegetação (características de superfície) promoveu alterações no padrão atmosférico de anos com início adiantado, neutro e atrasado da estação chuvosa.