XII Congresso Brasileiro de Meteorologia, Foz de Iguaçu-PR, 2002

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1 CARACTERÍSTICAS ATMOSFÉRICAS ASSOCIADAS AO JATO EM BAIXOS NÍVEIS A LESTE DOS ANDES EM UMA SIMULAÇÃO COM O MCGA CPTEC/COLA E EM DADOS DA REANÁLISE NCEP/NCAR Iracema F A Cavalcanti Cleber A Souza CPTEC/INPE Rod. Presidente Dutra Km.40 Cachoeira Paulista, S.P. iracema@cptec.inpe.br Vernon E Kousky CPC/NCEP ABSTRACT LLJ cases are identified in daily reanalysis data ( ) and in daily results of a climate simulation using the CPTEC/COLA AGCM ( ). The seasonal variability is analysed in the two sets and the atmospheric characteristics are analysed to investigate the model ability to simulate them. The frequency of occurrence is shown for each season and the cases found in each season were averaged to obtain composites of atmospheric variables, in the two data set. The main atmospheric characteristics were well represented by the model, although there were less number of summer cases in the model results than in the reanalysis data. 1. INTRODUÇÃO O jato em baixos níveis (JBN) a leste dos Andes tem sido associado com a ocorrência de complexos convectivos de mesoescala (CCM) que se desenvolvem e propagam para leste, causando intensa precipitação sobre as regiões sul e sudeste da América do Sul. Vários estudos relacionados com esse jato e CCM foram mencionados em Silva Dias (1996), como os de Sugahara et al (1994), Custódio e Herdies (1994), Gandu and Geisler (1992). Um experimento numérico para simular o JBN sobre a América do Sul foi realizado por Berri and Izunza (1993) usando um modelo de mesoescala da Universidade de Utah. Foram utilizados 10 casos de ocorrência e 10 de não ocorrência, identificados em duas estações da Argentina, e o modelo, para simular o campo de vento com alta resolução, em baixos níveis. Com o cálculo do transporte meridional de vapor de água, ficou evidente que o JBN era uma maneira eficiente de transportar umidade para o sul. Usando resultados de previsão do modelo Eta/CPTEC, Douglas et. al. (1998) também identificaram casos de ocorrência do JBN. A estrutura vertical dos resultados do modelo foi comparada com dados de radiosonda do verão de 1998 em Santa Cruz de la Sierra. A magnitude máxima do vento foi bem prevista, embora nos resultados do modelo a altura desse máximo tenha sido encontrada em 1000 m, e nos dados observados, em 1700 m. O fluxo de umidade da Amazonia para o sul da América do Sul foi obtido em resultados desse modelo Eta por Saulo et al (2000). Usando também resultados do modelo Eta/NCEP, Berbery and Collini (2000) encontraram um máximo noturno de precipitação sobre a bacia do Rio da Prata, relacionado com o JBN. A maioria dos estudos sobre o JBN com modelos numéricos tem sido realizada com modelos regionais, devido a área relativamente pequena de ocorrência desse jato. Entretanto há necessidade de investigar se modelos de circulação global podem representar a ocorrência do JBN, para analisar a situação de grande escala associada. O objetivo deste estudo é identificar casos de JBN nos resultados diários de uma simulação climática com o MCGA CPTEC/COLA e nos dados diários de reanálises do 934

2 NCEP/NCAR, analisar as características atmosféricas nesses casos e verificar a habilidade do modelo em simular essas características. 2- METODOLOGIA E DADOS Foram utilizados dados diários (00, 06, 12, 18 TMG) da reanálise do NCEP/NCAR, de 1979 to 2000, e resultados diários (12 TMG) de uma simulação de 1982 a 1991 realizada com o MCG CPTEC/COLA. Os dias de ocorrência do JBN foram selecionados considerando um critério modificado de Bonner. Segundo este critério, a média espacial, na área de 62 0 W-57 0 W; 15 0 S-20 0 S, da componente meridional do vento deveria ser negativa e maior que 12m/s, em 850 hpa, e a diferença entre esse valor e a média em 700 hpa deveria ser maior que 6m/s. As análises foram feitas para cada estação do ano, considerando os dois conjuntos de dados. Foram feitas médias dos dias identificados, para cada estação, do escoamento em baixos e altos níveis, da estrutura vertical do vento meridional e da anomalia de geopotencial. Esses compostos revelaram as principais características associadas ao JBN nos resultados do modelo e nos dados de reanálise. A variação diúrna foi analisada considerando os 4 horários dos dados de reanálise. 3-VARIABILIDADE SAZONAL E CARACTERÍSTICAS ATMOSFÉRICAS As Fig. 1 e 2 indicam o número de casos selecionados para cada estação, nos dados de reanálise e nos resultados do modelo. A maior frequência de ocorrência do JBN nos dados de reanálise foi encontrada no verão e inverno, enquanto nos resultados do modelo a maior frequência ocorreu no inverno e poucos casos foram identificados no verão. Nos dados de reanálise o número menor de casos foi observado no outono. Analisando os quatro horários nos dados de reanálise, ocorreram mais casos no horário das 06:00 GMT, indicando a característica de jato noturno. Os compostos do escoamento em 850 hpa dos dias selecionados para cada estação são apresentados na Fig.3 onde pode-se notar a presença do jato em todas as estações do ano. Nos dados de reanálise nota-se uma intensidade maior nos meses de verão e inverno e menor no outono (Fig.3 a). No inverno nota-se uma extensão dos ventos mais fortes para sudeste, característica que é observada nos resultados do modelo do outono até a primavera (Fig.3b). A configuração do composto simulado para o verão apresenta o jato com uma extensão menor que o da reanálise, e para o outono, com uma intensidade maior e com maior extensão. Os casos de inverno e de primavera simulados pelo modelo apresentam configurações mais semelhantes aos da reanálise. Características comuns nos dois conjuntos são os ventos de leste mais fortes sobre o norte da América do Sul, em todas as estações, no composto de reanálise, e sobre o oceano ao norte da América do Sul e sobre o Nordeste, nos resultados do modelo, além de um cavado ao sul do jato. A estrutura vertical do vento meridional destaca a presença do JBN pela magnitude máxima nos níveis entre 900 e 850 hpa, em todas as estações, nos dois conjuntos selecionados (Fig.4 a,b). Nos dados de reanálise nota-se que no verão e primavera esse máximo é bem distinto da configuração em altos níveis, enquanto nas outras duas estações, o vento meridional para sul se estende para níveis mais altos na atmosfera. Nos resultados do modelo as características em altos níveis não são bem representadas. As configurações de anomalia zonal de geopotencial em 500 hpa, mostram, em ambos compostos, e todas as estações, a presença de anomalias negativas sobre o sul da América do Sul, representando a presença de um cavado nos dias de ocorrência do JBN. Os centros de anomalia de geopotencial são mais fracos nos resultados do modelo que nos dados de reanálise. O cavado também é observado no escoamento do vento em 200 hpa, onde é notada a influência da corrente de jato subtropical. Essas características sugerem a presença de um sistema frontal ao sul, também identificado em outros estudos sobre a ocorrência do JBN. 935

3 4. CONCLUSÃO As principais características atmosféricas observadas em casos de ocorrência do JBN nos dados de reanálise foram simuladas nos casos identificados nos resultados do diários da simulação climática com o modelo CPTEC/COLA AGCM. Nas quatro estações do ano foram observados casos de ocorrência do JBN, e os compostos de escoamento em 850 hpa apresentaram máxima magnitude do vento sobre o sudeste da Bolívia e Paraguai e fortes ventos alísios. A estrutura vertical do vento meridional destacou o máximo em baixos níveis. Um cavado foi observado em todas as estações ao sul do jato, no escoamento em baixos e altos níveis, e no geopotencial em níveis médios da atmosfera, nos compostos dos dois conjuntos de dados. Entretanto o modelo simula menos casos no verão do que nos dados de reanálise. Uma hipótese para este comportamento é que o modelo simula mais convecção no setor sul da Zona de Convergência do Atlântico Sul, e nesse caso, o escoamento sobre a Amazônia é dirigido para este sistema, e não para o sul. REFERÊNCIAS Berri G.J.; B.J. Izunza, The effect of the low-level jet on the poleward water vapor transport in the central region of South America. Atmos. Environ., 27A, Berbery, E.H. ; E.A.Collini, Springtime precipitation and water vapor flux over Southeastern South America. Mon. Wea. Ver., 128, Custódio, MAM; D.L.Herdies, O jato de baixos níveis a leste da cordilheira dos Andes-um estudo de caso. VII Congresso brasileiro de Meteorologia, SBMET, Anais, 2, Douglas, M.W.;M.Nicolini; C.Saulo, Observational evidences of a low level jet east of the Andes during January-March Meteorologica, 3, Gandu, AW.; J.E.Geisler, A primitive equation model study of the effect of topography on the summer circulation over tropical South America. J.Atmos. Sci., 48, Saulo, A.C.; M.Nicollini; S.C.Chou, Model characterization of the South American low level flow during spring and summer season. Clim.Dyn., 16, Silva Dias, M.A, Complexos convectivos de mesoescala sobre a região sul do Brasil. In: Climanálise Especial, 1996, Sugahara, S.; R.P.Rocha; M.L.Rodrigues, Condições atmosféricas de grande escala associadas ao jato de baixos níveis na América do Sul. VII Congresso Brasileiro de Meteorologia, SBMET, Anais, 2,

4 DEZ JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV Número de dias VERÃO OUTONO INVERNO PRIMAVERA Fig.1- Número de casos de ocorrência do Jato em Baixos Níveis no período de 1979 a 2000, nos dados de reanálise. Número de dias VERÃO OUTONO INVERNO PRIMAVERA Número de dias VERÃO OUTONO INVERNO PRIMAVERA Fig.2- Número de casos de ocorrência do Jato em Baixos Níveis no período de 1982 a 1991, nos dados da simulação do MCGA CPTEC/COLA. 937

5 (a) (b) Fig.3- Escoamento do vento e magnitude em 850 hpa para os compostos dos casos selecionados de ocorrência do JBN, nas quatro estações (a) reanalise; (b) modelo. Fig.4- Estrutura vertical do vento meridional para os compostos dos casos selecionados de ocorrência do JBN, nas quatro estações (a) reanalise; (b) modelo 938

6 DJF MAM JJA SON (a) DJF MAM JJA SON (b) Fig.5- Anomalia zonal do geopotencial em 500 hpa para os compostos dos casos selecionados de ocorrência do JBN, nas quatro estações (a) reanalise; (b) modelo 939