Balanço Térmico Oceânico no Atlântico Tropical Ocidental: Variabilidade, Tendências e Implicações para a Intensidade dos Ciclones Tropicais

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2026
Autor(a) principal: ESTRADA, Amilcar Ernesto Calzada
Orientador(a): ARAÚJO FILHO, Moacyr Cunha de
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pos Graduacao em Oceanografia
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Ciclones Tropicais
Conteúdo de Calor Oceânico
Intensificação Rápida
Balanço de Calor
Reanálise Atmosférica e Oceânica
Atlântico Norte Tropical Ocidental
Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/70020
Resumo: SILVA, Marcus A. também é conhecido em citações bibliográficas por: SILVA, Marcus André
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A caracterização do balanço de calor, baseada na reanálise ORAS5 (1983-2022), revela uma transição significativa no regime térmico por volta de 1997, identificando o Mar do Caribe e regiões adjacentes como zonas de retenção de calor com taxas de aquecimento superiores à média global, impulsionadas pela convergência de correntes de borda oeste, atividade de mesoescala e redução do transporte meridional de calor. Na camada intermediária (300-700 m) do Caribe Ocidental, observa-se o maior incremento de Conteúdo de Calor Oceânico (OHC), reforçando a relevância da estrutura térmica subsuperficial e dos processos advectivos na redistribuição de calor. Paralelamente, aborda-se o desafio da previsão de mudanças rápidas de intensidade ciclônica com o desenvolvimento do Índice de Intensificação de Ciclones Tropicais (TCII), uma métrica simétrica e contínua que integra variações de vento máximo sustentado e pressão central mínima. Aplicado a 6.600 observações offshore (2000-2024) e modelado via LightGBM com correções direcionadas em campos atmosféricos (ERA5), o estudo demonstra que a vorticidade potencial em níveis médios e o cisalhamento vertical dominam a hierarquia de controles, seguidos por divergência superior, fluxo de calor sensível e OHC. A análise baseada em SHapley Additive exPlanations (SHAP) revela interações não lineares críticas (ex.: OHC × cisalhamento) e limiares condicionais consistentes com a teoria física. A integração desses resultados destaca a complexidade energética da região, onde o acúmulo térmico oceânico atua como um componente energético fundamental, de natureza condicional, na modulação da variabilidade da intensidade ciclônica. Este trabalho propõe uma estrutura robusta, interpretável e reprodutível para a compreensão das forçantes ambientais multifatoriais, contribuindo para o avanço da previsão probabilística e para o desenvolvimento de estratégias de adaptação frente a eventos extremos em um contexto de mudança climática.This thesis investigates ocean heat dynamics in the western Tropical North Atlantic and their influence on tropical cyclone intensity changes. The characterization of the ocean heat budget, based on the ORAS5 reanalysis (1983-2022), reveals a significant regime shift around 1997, identifying the Caribbean Sea and adjacent regions as heat-retaining zones with warming rates exceeding global averages, driven by western boundary current convergence, mesoscale activity, and reduced meridional heat transport. The intermediate layer (300-700 m) in the western Caribbean exhibits the strongest ocean heat content (OHC) increase, underscoring the role of subsurface thermal structure and advective processes in heat redistribution. Concurrently, the challenge of predicting rapid intensity changes is addressed through the development of the Tropical Cyclone Intensification Index (TCII), a symmetric and continuous metric integrating 6-hour changes in maximum sustained wind speed and minimum central pressure. Applied to 6,600 offshore observations (2000-2024) and modeled using LightGBM with targeted corrections to ERA5 atmospheric fields, the study shows that mid-level potential vorticity and deep-layer vertical wind shear dominate the predictor hierarchy, followed by upper-level divergence, sensible heat flux, and OHC. SHapley Additive exPlanations (SHAP) analysis uncovers critical nonlinear interactions (e.g., OHC × shear) and physically consistent conditional thresholds. The integrated findings emphasize the energetic complexity of the region, where oceanic heat accumulation acts as a fundamental, yet conditional, energetic component in modulating cyclone intensity variability. This work provides a robust, interpretable, and reproducible framework for understanding multifactorial environmental forcings, contributing to advances in probabilistic forecasting and the development of adaptation strategies for extreme events in a changing climate.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em OceanografiaUFPEBrasilhttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessCiclones TropicaisConteúdo de Calor OceânicoIntensificação RápidaBalanço de CalorReanálise Atmosférica e OceânicaAtlântico Norte Tropical OcidentalBalanço Térmico Oceânico no Atlântico Tropical Ocidental: Variabilidade, Tendências e Implicações para a Intensidade dos Ciclones Tropicaisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisdoutoradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPEORIGINALTESE Amilcar Ernesto Calzada Estrada.pdfTESE Amilcar Ernesto Calzada Estrada.pdfapplication/pdf35627105https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/70020/1/TESE%20Amilcar%20Ernesto%20Calzada%20Estrada.pdf946d2b460a711318048c002861a3c1e4MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82395https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/70020/2/license.txt067db8434b5d8d5c5377002b0e41079dMD52123456789/700202026-08-12 15:49:40.466oai:repositorio.ufpe.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufpe.br/oai/requestattena@ufpe.bropendoar:22212026-08-12T18:49:40Repositório Institucional da UFPE - Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)false
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