UMA INVESTIGAÇÃO SOBRE A VARIABILIDADE DE BAIXA FREQU~NCIA DA CIRCULAÇ~O DE GRANDE ESCALA SOBRE A AM~RICA DO SUL. Charles Jones e John D.

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1 539 UMA INVESTIGAÇÃO SOBRE A VARIABILIDADE DE BAIXA FREQU~NCIA DA CIRCULAÇ~O DE GRANDE ESCALA SOBRE A AM~RICA DO SUL Charles Jones e John D. Horel Dept. of Meteorology University of Utah - USA 1. Introdução. Vários estudos observacionais indicam que a atmosfera possue dois modos principais de flutuações em baixas frequências: variações interanuais como o fenômeno de EI Nino/Oscilação Sul (ENSO) e variações intrasazonais como a oscilação de dias. Tais flutuações tem sido extensivamente estudadas na região do Pacífico sudoeste, onde estas fi utuações possuem maior ampl itu~e (Lau e Chang, 1987). A região do Pacífico sudoeste é caracterizada por atividade convectiva intensa e considerável Ii beração de calor latente, e portanto, com importante impacto na ci rculação de grande escala. Por outro lado, a variabilidade de baixa frequência sobre as duas outras regiões com atividade convectiva intensa. Américas e África, não é tão bem documentada. ' Este arti go descreve brevemente ai guns resultados de uma pesquisa cujo objetivo maior foi estudar a variabilidade de baixa frequência da circulação de grande escala sobre a América do Sul. Duas regiões são enfocadas: a bacia Amazônica e a Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS). Em particular, procurou-se estudar como variações intrasazonais (5-90 dias) na atividade convectiva sobre estas regiões relacionam-se com a circulação de grande escala nos trópicos e extra-trópicos durante a época de verão. 2. Dados e metodologia. Campos inicializados do Centro Europeu de Previsão de Tempo a Médio Prazo (ECMWF) são usados para descrever a circulação de grande escala. Altura geopotencial e vento em 200 mb são usados em uma grade global com resolução de 2.5" x 2.5" em latitude - longitude. Dados de radiação de ondas longas (OLR) medidos por satélites de órbita polar são usados para descrever a atividade convectiva. Estes dados foram interpolados para a mesma grade usada nas análises do ECMWF (resolução de 2.5" x 2.5') e extende-se de 27.5" S a 27.5" N. O registro, para ambos os conjuntos de dados, extende-se de janeiro de 1980 a dezembro de 1987 e compreende duas observações diárias (00 e 12 Z). Afim de se enfatizar variações de baixa frequência, foram obtidas médias de cinco dias (denominadas de pentadas) usando-se as observações de 00 e 12 Z. O registro começa em 1-5 de janeiro de 19C e termina em de dezembro de Para se remover os efeitos do ciclo anuai, foram computadas pentadas climatológicas usando-se os oito anos de dados. Em seguida, fez-se a diferença entre cada pentada induvidual e a correspondente pentada climatólogica, resultando em anomalias. Séries temporais baseadas em tais anomalias contém variações intrasazonais (5-90 dias) e variações interanuais (ano-aano). Para se remover as variações interanuais, calculou-se as anomalias sazonais médias para cada estação de verão. Em seguida, fez-se a diferença entre a anomalia

2 5:40 média sazonal correspondente e cada pentada individual. Séries temporais baseadas em tais anomalias contém somente variações intrasazonals. A seguir, são mostrados os resultados de variabilidade de baixa frequência para a época de verão, definida como o período entre 2 de dezembro e 1 de março (18 pentadas para cada verão). 3. Resultados e discussões. A Flg. 1 mostra o desvio padrão de séries temporais de OLR contendo somente variações intrasazonais durante o verão. Embora a região da bacia Amazônica seja caracterizada por atividade convectiva intensa, esta região também é caracterizada por fraca variabilidade de baixa frequência em OLR (da ordem de 15 W/m Z ). Por outro lado, uma região com intensa variabilidade de baixa frequência em OLR, maior do que 25 W/m z, está localizada sobre a ZCAS. Afim de melhor estimar a relação entre a atividade convectiva e a circulação de grande escala sobre a América do S~I, calculou-se mapas de correlação entre séries temporais de OLR e séries temporais de divergência e altura geopotencial em 200 mb. A Fig. 2 mostra a correlação entre séries temporais de OLR, média espacial na região de referência localizada sobre a Amazônia, e séries temporais de divergência em 200 mb. A Fig. 2 mostra uma relação muito fraca entre OLR e divergência sobre a bacia Amazônica. A Fig. 3 é similar à Fig. 2, mas mostra a correlação entre séries temporais de OLR e o campo de altura geopotencial em 200 mb. Fracas correlações entre OLR e altura geopotencial são observadas sobre a América do Sul. Como no caso anterior, as séries temporais são baseadas em pentadas e contém variações interanuais e intrasazonais. Resultados semelhantes foram obtidos usando-se séries temporais contendo somente variações intrasazonais. A seguir, a região de referência de OLR foi localizada sobre a ZCAS. A ZCAS é uma região com atividade convectiva não tão intensa quanto a Amazônia, mas é caracterizada por intensa variabilidade de baixa frequência (Fig.1). A Fig. 4 mostra a correlação entre séries temporais de OLR, média espacial na região de referência localizada sobre a ZCAS, e séries temporais de divergência em 200 mb. Neste caso, as séries temporais contém somente variações intrasazonais. Em contraste com a região Amazônica, são observadas correlações locais negativas da ordem de A Fig. 5 é similar à Fig. 4, mas mostra a correlação entre séries temporais de OLR e o campo de altura geopotencial em 200 mb. Um sinal da ordem de 0.6 é observado sobre a ZCAS, o que indica uma forte correlação entre valores de OLR abaixo do normal (forte convecção) e valores de altura geopotencial abaixo do normal. O reverso também é verdadeiro, ou seja, OLR acima do normal (fraca convecção) com altura geopotencial acima do normal. E: Interessante notar ainda o sinal alternante na configuração dos valores de correlação extendendo-se das latitudes médias em direção ao Norde.ste do Bra&il. Este resultado sugere uma configuração de um trem de ondas meridional relacionando a atividade convectiva sobre a ZCAS e flutuações de altura geopotencial em latitudes médias. Correlações adicionais foram feitas afim de se determinar se tal trem de ondas meridional possue um caráter estacionário ou propagante. Os resultados obtidos correlacionando-se OLR e altura geopotencial com lag= :ti (uma pentada de defasagem), e mesmo usando-se médias de 15 dias, indicam que tal trem de ondas meridional possue um caráter estacionário (Jones, 1990). Os resultados aqui mostrados e resultados adicionais indicam que as duas regiões da América do Sul com atividade convectiva intensa, Amazônia e ZCAS, possuem características bem distintas. A região da bacia Amazônica é caracterizada por forte atividade convectiva, mas com poucas variações nas escalas interanual e intrasazonal. Hahmann et ai. (1989) sugerem com bases em resultados observacionais e

3 541 experimentos numéricos simples que a variabilidade de baixa frequência nesta região é suprimida devido ao forte ciclo diurno. Além disto. resultados baseados em composição de dados de OLR e altura geopotencial em 200 mb mostram uma fraca relação entre a posição da Alta da Bolívia e a atividade convectiva sobre a Amazônia na escala de variaçê5es i ntrasazonais (Jones, 1990). Um comportamento bastante disti nto é observado sobre a ZCAS. Mapas de teleconexê5es mostram fortes correlações locais entre OLR e altura geopotencial em 200 mb na escala de 5 a 15 dias. Uma configuração de um trem de ondas meridional extendendo-se das latitudes médias em direção aos subtr6picos da América do Sul é observado durante o verão. A forte correlação positiva entre OLR e altura geopotencial em 200 mb adjacente à região de referência de OLR (Fi g. 5) sugere uma estrutura vertical característica dos subtrópicos, onde um cavado localiza-se atrás da região com atividade convectiva. Estes resultados indicam que interaçê5es tropico/extra-tr6picos podem ser um importante mecanismo determinando a precipitação sobre a região sudeste do Brasil na época de verão. Agradecimentos Os autores agradecem ao ECMWF por fazerem as análises disponíveis e à Ora. Julia N. Paegle pela ajuda na obtenção destes dados. Esta pesquisa foi financiada pela NSF-USA sob contratos ATM e ATM O primeiro autor (C. Jones) agradece à FAPESP pelo adoio financeiro parcial ( ) obtido durante o prog rama de Mestrado. 4. Referências Hahmann, A. N., J. D. Horel e J. Paegle, 1989: Impact of the diurnal cycle upon intraseasonal fi uctuations in the tropics. Proc. 14th Annual C/imate Diagnostics Workshop, Jones, C., 1990: An investi gation of low-frequency variability of the large-scale ci rculation over South America. Tese de Mestrado, Oepto. de Meteorologia, Universir:lade de Utah, USA, 108 pp. Lau, K. M., e C. P. Chang, 1987: Planetary scale aspects of the winter monsoon and atmospheric teleconnections. Monsoon Meteorology, Eds., T. N. Krishnamurti e C. P. Chang, Oxford Press, Figura 1. Variabilidade de baixa frequência do campo de OLR durante o verão (OJF). Séries temporais de OLR incluem somente variaçê5es intrasazonais. O intervalo das isolinhas é de 5 W/m z e regiê5es hachuradas indicam desvio padrão maior que 25 W/m z

4 542 Figura 2. Correlação entre série temporal de OLR, média espacial na região de referência, e séries temporais de divergência em 200 mb. As séries temporais de OLR e divergência incluem variações interanuais e intrasazonais. A região de referência, indicada por linhas sólidas, situa-se sobre a Bacia Amazônica. O intervalo das isoli nhas sól idas (tracejadas) é de 0.1 (-0.1). Hachurado forte (fraco) indica correlação maior que 0.3 (-0.3). Figura 3. Como na Fig. 2, exceto por correlação entre OLR, média espacial na região de referência, e altura geopotencíal em 200 mb. Contornos como na Fig. 2.

5 543 Figura 4. Correlação entre série temporal de OLR, média espacial na região de referência, e séries temporais de divergência em 200 mb. As séries temporais de OLR e divergência incluem somente variações intrasazonais. A região de referência, indicada por linhas sólidas, situa-se sobre a ZCAS. Contornos como na Fig. 2. Figura 5. Como na Fig. 4, exceto por correlação entre OLR, média espacial na região de referência, e altura geopotencial em 200 mb. Contornos como na Fig. 2.