A PRELIMINARY EVALUATION OF THE DYNAMIC CONTROL OF GLOBAL TELECONNECTION PATTERNS

Transcrição

1 UMA AVALIAÇÃO PRELIMINAR DO CONTROLE DINÂMICO DOS PADRÕES GLOBAIS DE TELECONEXÃO Isimar de A. Santos 1 isimar@acd.ufrj.br Michelle S. Reboita 2 mireboita@gmail.com Nilo José do Nascimento Franco 1 nilo_jose@hotmail.com RESUMO: Este estudo preliminar aborda o controle de alguns padrões globais de teleconexão sobre o movimento vertical em 500 hpa. Os padrões analisados foram o El Niño-Oscilação Sul (ENOS), a Oscilação Antártica (AAO), a Oscilação Ártica (AO), a Oscilação do Atlântico Norte (NAO) e o padrão do Pacífico-América do Norte (PNA), através das médias mensais de seus índices. Separados em eventos positivos e negativos, estes índices foram usados para o cálculo das médias ponderadas do movimento vertical da troposfera média. Na América do Sul, os movimentos verticais troposféricos parecem ser afetados pela AO, NAO e PNA, padrões essencialmente do Hemisfério Norte. A PRELIMINARY EVALUATION OF THE DYNAMIC CONTROL OF GLOBAL TELECONNECTION PATTERNS ABSTRACT: This preliminary study addresses the control of some global teleconnection patterns on the vertical motion at 500 hpa. We analyzed the patterns El Niño-Southern Oscillation (ENSO), Antarctic Oscillation (AAO, Arctic Oscillation (AO), North Atlantic Oscillation (NAO) and the Pacific-North America pattern (PNA), using the averages of monthly indexes. After separation of negative and positive events, the indexes were used to calculate the weighted averages of the vertical movement in the mid-troposphere. In South America, the tropospheric vertical motions appear to be affected by AO, NAO and PNA, patterns mainly of the Northern Hemisphere. Palavras-chave: Padrões de Teleconexão; Clima Global; Mudanças Climáticas. 1. INTRODUÇÃO Os padrões da pressão e da circulação atmosférica em uma dada região geográfica podem ser modificados devido à influência de fatores remotos cuja recorrência pode variar de 1 CEMA - Centro de Estudos de Mudanças Ambientais Universidade Federal do Rio de Janeiro Av. Athos da Silveira Ramos, 272 Rio de Janeiro, RJ, Brasil. 2 Instituto de Recursos Naturais Universidade Federal de Itajubá Av. BPS, Itajubá, MG, Brasil.

2 semanas até meses e anos. Essas influências remotas são denominadas teleconexões ou modos de variabilidade de baixa frequência da atmosfera. O padrão de teleconexão mais amplamente estudado é o relacionado ao fenômeno El Niño-Oscilação Sul (ENOS). Entretanto existem outros padrões, como relata o Climate Prediction Center (NCEP/NOAA) os quais podem ter controle sobre o tempo e o clima em áreas distantes dos centros de ação que os originam, inclusive no hemisfério oposto. Assim, o objetivo desse estudo foi avaliar algumas formas de controle dinâmico sobre a atmosfera global produzidas pelos seguintes padrões: Índice de Oscilação Sul (SOI, que é um dos indicadores do El Niño-Oscilação Sul), Oscilação Antártica (AAO, também conhecida como Modo Anular do Sul), Oscilação Ártica (AO), Oscilação do Atlântico Norte (NAO) e padrão do Pacífico-América do Norte (PNA). 2. METODOLOGIA O Índice de Oscilação Sul (SOI) é uma medida das flutuações na grande escala da pressão atmosférica, ocorrendo entre os setores oeste e leste do Pacífico tropical durante os episódios de El Niño e La Niña. Tradicionalmente este índice é calculado com base nas diferenças na anomalia da pressão atmosférica entre Tahiti e Darwin. O Climate Prediction Center do NCEP calcula e divulga na Internet os índices correspondentes à Oscilação Antártica (AAO), à Oscilação Ártica (AO), à Oscilação do Atlântico Norte (NAO) e ao padrão do Pacífico-América do Norte (PNA). O índice da Oscilação Antártica é obtido projetando a média mensal das anomalias da altura de 700 hpa sobre o primeiro modo da Função Ortogonal Empírica (EOF), sendo aplicada esta média ao sul da latitude 20 o S. O conjunto das reanálises do NCEP/NCAR é utilizado com resolução horizontal de 2,5 o x 2,5 o de latitude-longitude para o período iniciado em 1979, e o ciclo sazonal é removido do campo médio mensal do geopotencial, sendo em seguida a matriz de covariância usada para a análise da EOF (Thompson & Wallace, 2000). Para o presente estudo, as séries temporais dos índices mensais dos cinco padrões de teleconexão obtidas nos sítios do CPC/NCEP foram usadas para destacar os meses com os índices maiores ou menores que zero. Os campos globais do movimento vertical em 500 hpa, obtidos da Reanálise 2 do NCEP-DOE, foram então promediados em relação a cada um dos cinco índice de teleconexão, sendo que estas médias foram ponderadas pelo próprio índice. 3. RESULTADOS A figura 1 mostra o controle dinâmico exercido pelo El Niño-Oscilação Sul sobre a convecção profunda, através do forçamento sobre o movimento vertical da troposfera média. Obviamente os eventos de El Niño (SOI negativos) aparecem associados ao movimento ascendente em 500 hpa na região central do Pacífico tropical, mas há desdobramentos com

3 forçamento subsidente sobre uma zona que inclui a região chuvosa da Indonésia e norte da Austrália e também sobre o setor ocidental da Amazônia. A figura 2 sugere que a fase positiva da Oscilação Antártica impõe subsidência no setor central do Pacífico tropical, em oposição à fase quente do ENOS, e também ocorre subsidência no sul do Brasil, Uruguai, Paraguai e nordeste da Argentina (Santos & Franco, 2011). No caso da Oscilação Ártica, a figura 3 mostra que sua conexão com os movimentos verticais não se restringe ao Hemisfério Norte, mas são percebidos forçamentos subsidentes na Amazônia, no Atlântico Sul próximo à costa sudeste do Brasil, na região da Zona de Convergência do Pacífico Sul e, surpreendentemente, nas proximidades da Antártica, a oeste da linha da data. O controle da Oscilação do Atlântico Norte, mostrado na figura 4, também indica que sua influência não se restringe ao Hemisfério Norte. A fase positiva da NAO afeta significativamente a faixa tropical, inibindo a convecção ao longo da Zona de Convergência Intertropical e com movimentos ascendentes no norte da América do Sul e ao sul do equador no continente africano. Pela figura 5, a fase positiva do padrão do Pacífico-América do Norte afeta significativamente o setor nordeste do Pacífico Norte, com subsidência compensadora no Pacífico subtropical e forçamento subsidente também na ZCIT próximo à América do Sul, no setor tropical do Oceano Índico e na África equatorial. 4. CONCLUSÕES Este estudo avaliou, preliminarmente, a influência dos padrões de teleconexão descritos pelos índices do SOI, AAO, AO, NAO e PNA nos campos globais do movimento vertical em 500 hpa, obtidos da Reanálise 2 do NCEP-DOE, no período de 1980 a Destaca-se a percepção de que padrões de teleconexão que tem seus centros de ação em um hemisfério podem afetar dinamicamente o hemisfério oposto. No caso da América do Sul, os movimentos verticais da média troposfera parecem ser afetados pela AO, NAO e PNA, padrões essencialmente do Hemisfério Norte. 5. AGRADECIMENTO Ao NCEP por disponibilizar livremente os índices de teleconexão e os dados globais do movimento vertical utilizados. 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS CARVALHO, L. M. V.; C. JONES & T. AMBRIZZI, Opposite Phases of the Antarctic Oscillation and Relationships with Intraseasonal to Interannual Activity in the Tropics during the Austral Summer. Journal of Climate, 18:

4 LU, R.; Y. LI & B. DONG, Arctic Oscillation and Antarctic Oscillation in Internal Atmosphere Variability with an Ensemble AGCM Simulation. Adv. Atmos. Sci., 24: SANTOS, I. A. & N. J. N. FRANCO, Use of the Antarctic Oscillation Index to Evaluate Interactions with the Tropospheric Wind over South America. In: IV Conferência Regional sobre Mudanças Globais São Paulo, SP. THOMPSON, D. W. J. & J. M. WALLACE, Annular Modes in the Extratropical Circulation. Part I: Month-to-Month Variability. Journal of Climate, 13: Figura 1: Controle do ENOS sobre o movimento vertical em 500 hpa (cm s -1 ). Figura 2: Controle da AAO sobre o movimento vertical em 500 hpa (cm s -1 ).

5 Figura 3: Controle da AO sobre o movimento vertical em 500 hpa (cm s -1 ). Figura 4: Controle da NAO sobre o movimento vertical em 500 hpa (cm s -1 ). Figura 5: Controle do PNA sobre o movimento vertical em 500 hpa (cm s -1 ).