Mudanças interdecadais na estrutura da circulação de grande escala do Hemisfério Sul

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1 Mudanças interdecadais na estrutura da circulação de grande escala do Hemisfério Sul A N A C A R O L I N A VA S Q U E S F R E I TA S ( A N A. F R E I TA I A G. U S P. B R ) - I A G / U S P ; J O R G E N S. F R E D E R I K S E N - C S I R O O C E A N S A N D AT M O S P H E R E F L A G S H I P ; J E N N I F E R W H E L A N - C S I R O O C E A N S A N D AT M O S P H E R E F L A G S H I P ; T E R E N C E J. O K A N E - C S I R O O C E A N S A N D AT M O S P H E R E F L A G S H I P ; T É R C I O A M B R I Z Z I - I A G / U S P

2 Freitas, ACV; Frederiksen, JS; Whelan, J; O Kane, T; Ambrizzi, T. Observed and simulated inter-decadal changes in the structure of Southern Hemisphere largescale circulation. Climate Dynamics, online, 2015.

3 Introdução Meados dos anos 70 até o início dos anos 80 - grande mudança na estrutura da circulação de grande escala em ambos os hemisférios. No HS, Julho ( )-( ): Enfraquecimento da corrente de jato subtropical e fortalecimento do jato polar; Aquecimento da troposfera ao sul de 30ºS, levando a redução no gradiente de temperatura equador-pólo; Enfraquecimento da célula de Hadley; Aumento na pressão ao nível do mar em Perth, Austrália; Redução na precipitação sobre o sudeste e sudoeste da Austrália Ocidental. Frederiksen and Frederiksen 2005, 2007.

4 Introdução Estudos atuais têm tentando determinar se as causas das mudanças atmosféricas e oceânicas desde meados de 1970 são uma resposta a forçante externa ou fruto da variabilidade climática interna. Conjunto de simulações climáticas onde todos os membros são forçados pela mesma TSM variando no tempo mas partem de condições iniciais diferentes - distinção entre os componentes externamente forçados e a variabilidade interna. ANOVA - Rowell et al. (1995) e Rowell (1998): permite quantificar a magnitude relativa da forçante de TSM e da variabilidade interna. Potencial de Previsibilidade:

5 Principais Objetivos 1. Investigar o papel da forçante radiativa direta devido ao CO 2 (efeitos direto e indireto) nas mudanças que ocorreram em Julho de Determinar as contribuições dos componentes forçados e não forçados.

6 Detalhes da simulações Validação: dados das reanálises 20CRV2 (Compo et al. 2011) e NCEP/NCAR I (Kalnay et al. 1996); Modelo CSIRO Mk3L versão 1.2 (Phipps 2010); Resolução romboidal 21, 18 níveis verticais; 13 simulações numéricas, período de ; Dados de TSM do Hadley Centre Global Sea Ice and Sea Surface Temperature (HADISST, Rayner et al. 2003); Concentrações históricas de dióxido de carbono; Ozônio climatológico prescrito; Modelo de gelo multi-camadas dinâmico-termodinâmico incluso; Modelo da superfície terrestre incluso.

7 Experiment name Carbon dioxide concentration SST boundary forcing Run period Restart files STD-TRANSIENT run Time-evolving Time-evolving from default Control run Fixed at 280 ppm Climatological 145 years 1 from default TRANSIENT ensemble (13 members) Time-evolving Time-evolving from default, 4 from control run and 8 from equation 1 348PPM ensemble (13 members) 300PPM ensemble (13 members) Fixed at 348 ppm Time-evolving from default, 4 from control run and 8 from equation 1 Fixed at 300 ppm Time-evolving from default, 4 from control run and 8 from equation 1 SAME-ICE ensemble (13 members) Time-evolving Time-evolving but same daily sea ice values from STD-TRANSIENT run from default, 4 from control run and 8 from equation 1

8 Vento zonal

9 Precipitação

10 Temperatura do ar 500 hpa

11 Potencial de previsibilidade

12

13 Conclusões De maneira geral, pouco impacto da forçante radiativa direta devido ao dióxido de carbono (efeito indireto incluso na mudança da TSM); As simulações com concentrações de dióxido de carbono históricas evoluindo no tempo são mais habilidosas em reproduzir as mudanças interdecadais do que no caso das simulações com concentrações fixas; O oceano austral (sul de 30ºS) passou por um grande regime de transição no final dos anos 70 novo regime sem precedentes: Oceano Índico e correntes de contorno oeste aquecendo; O cálculo de PP indicou que ambos, forçante externa (TSM e CO 2 ) e variabilidade interna, possuem um papel significativo nas mudanças interdecadais que ocorreram na metade dos anos 70. As anomalias na circulação persistiram por todo o período da chamada Seca Australiana do Milênio (Australian Millennium Drought).

14 Referências Bibliográficas Compo GP, Whitaker JS, Sardeshmukh PD et al (2011) The Twentieth Century Reanalysis Project. Q J R Meteorol Soc 137:1-28. Frederiksen JS and Frederiksen CS (2005) Decadal changes in Southern Hemisphere winter cyclogenesis, CSIRO Marine and Atmospheric research paper; 002, Aspendale, Vic.: CSIRO Marine and Atmospheric Research. V. Frederiksen JS and Frederiksen CS (2007) Inter-decadal changes in southern hemisphere winter storm track modes. Tellus A 59: Kalnay E, Kanamitsu M, Kistler R et al (1996) The NCEP/NCAR 40 year reanalysis project. Bull Amer Meteor Soc 77: Phipps SJ (2010) The CSIRO Mk3L climate system model v1.2, Technical Report No. 4, Antarctic Climate & Ecosystems CRC, Hobart, Tasmania, Australia, 121 pp., ISBN Rayner NA, Parker DE, Horton EB, Folland CK, Alexander LV, Rowell DP, Kent EC, Kaplan A (2003) Global analyses of sea surface temperature, sea ice, and night marine air temperature since the late nineteenth century. J Geophys Res 108:1-37. Rowell DP, Folland CK, Maskell K, Ward MN (1995) Variability of summer rainfall over tropical north Africa ( ): Observations and modelling. Q J R Meteorol Soc 121: Rowell DP (1998) Assessing potential seasonal predictability with an ensemble of multidecadal GCM simulations. J Clim 11: