Uma análise estatística em busca de variáveis-assinatura locais da ZCAS

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Stella Caldas Tuschinski
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1 Universidade Federal Fluminense Departamento de Engenharia de Recursos Hídricos e Meio Ambiente Uma análise estatística em busca de variáveis-assinatura locais da ZCAS David Marcolino Nielsen Marcio Cataldi André Luiz Belém

2 Motivação Identificação da ZCAS em proxies paleoclimáticos Melhor conhecimento sobre os modos de variabilidade da ZCAS Suporte ao gerenciamento de recursos hídricos

3 Objetivo Identificação da assinatura da ZCAS em variáveis ambientais Dar suporte ao desenvolvimento de índices locais sobre a configuração da ZCAS

4 Definição das áreas de estudo Posição média estimada de atuação da ZCAS Posição dos fundeios oceanográficos Entre -16 S e -28,5 S e -41 O e -43 O, com 2,5 x 2 de extensão lat. lon.

5 Elaboração das séries de ZCAS Boletins Climanálise e Sínteses Sinóticas mensais INPE/CPTEC (online) Período entre jan/2000 e jun/ episódios de ZCAS/ZCOU no período

6 Variáveis explicativas potenciais Dados diários: Reanalysis II (Kalnay et al., 1996) Médias espaciais com o GrADS (5 séries de cada variável) Anomalias diárias: climatologia do período Umidade específica a 2m ROL Temperatura do ar (superfície) Vento U 500 hpa Vento U 850 hpa Vento U 1000 hpa Vento V 500 hpa Vento V 850 hpa Vento V 1000 hpa Cobertura de nuvens Vento vertical (ômega) 500 hpa Vento vertical (ômega) 850 hpa Vento vertical (ômega) 1000 hpa Vorticidade 500 hpa Vorticidade 850 hpa Vorticidade 1000 hpa Divergente horizontal 500 hpa Divergente horizontal 850 hpa Divergente horizontal 1000 hpa

7 Correlações Região D

8 Correlações Região A

9 Probabilidade condicional Primeira análise Região A Probabilidade de ocorrência de anomalias positivas e negativas das variáveis selecionadas em dias de ZCAS. Número de dias com ZCAS/ZCOU por região A B C D E Anom + Anom - Anom + Anom - Anom + Anom - Anom + Anom - Anom + Anom - Umidade específica a 2m 85% 15% 73% 27% 57% 43% 64% 36% 69% 31% ROL 7% 93% 13% 87% 15% 85% 17% 83% 19% 81% Temperatura do ar (superfície) 31% 69% 32% 68% 35% 65% 47% 53% 56% 44% Vento U 500 hpa 86% 14% 82% 18% 73% 27% 54% 46% 55% 45% Vento U 850 hpa 71% 29% 63% 37% 55% 45% 55% 45% 52% 48% Vento U 1000 hpa 74% 26% 67% 33% 60% 40% 60% 40% 53% 47% Vento V 500 hpa 38% 62% 37% 63% 31% 69% 25% 75% 19% 81% Vento V 850 hpa 35% 65% 43% 57% 45% 55% 41% 59% 34% 66% Vento V 1000 hpa 40% 60% 48% 52% 52% 48% 49% 51% 45% 55% Cobertura de nuvens 95% 5% 93% 7% 90% 10% 88% 12% 86% 14% Vento vertical (ômega) 500 hpa 15% 85% 19% 81% 19% 81% 19% 81% 19% 81% Vento vertical (ômega) 850 hpa 37% 63% 31% 69% 26% 74% 23% 77% 20% 80% Vento vertical (ômega) 1000 hpa 56% 44% 43% 57% 38% 62% 41% 59% 35% 65% Vorticidade 500 hpa 48% 52% 40% 60% 42% 58% 44% 56% 45% 55% Vorticidade 850 hpa 32% 68% 39% 61% 34% 66% 62% 38% 71% 29% Vorticidade 1000 hpa 30% 70% 36% 64% 37% 63% 26% 74% 27% 73% Divergente horizontal 500 hpa 59% 41% 50% 50% 45% 55% 35% 65% 35% 65% Divergente horizontal 850 hpa 19% 81% 25% 75% 31% 69% 34% 66% 25% 75% Divergente horizontal 1000 hpa 28% 72% 25% 75% 26% 74% 23% 77% 20% 80%

10 Probabilidade condicional Extremos Elaborada a curva de permanência de todas as séries de anomalias Considerados apenas os 40% extremos Probablidade de ocorrência de anomalias extremas positivas e negativas das variáveis selecionadas, em dias de ocorrência de ZCAS. As porcentages indicam a proporção de dias com ocorrência de ZCAS e anomalias extremas sobre o total de dias de ZCAS. A B C D E + - % + - % + - % + - % + - % Umidade específica a 2m 95% 5% 55 89% 11% 40 61% 39% 37 52% 48% 26 67% 33% 21 ROL 1% 99% 72 4% 96% 67 3% 97% 54 1% 99% 62 1% 99% 60 Temperatura do ar (superfície) 19% 81% 42 20% 80% 39 20% 80% 31 30% 70% 25 55% 45% 28 Vento U 500 hpa 99% 1% 41 94% 6% 38 86% 14% 32 62% 38% 36 55% 45% 24 Vento U 850 hpa 83% 17% 56 76% 24% 49 61% 39% 39 55% 45% 37 51% 49% 38 Vento U 1000 hpa 87% 13% 54 77% 23% 48 67% 33% 39 61% 39% 35 46% 54% 36 Vento V 500 hpa 25% 75% 35 21% 79% 32 13% 87% 35 15% 85% 43 7% 93% 47 Vento V 850 hpa 29% 71% 48 37% 63% 46 46% 54% 45 39% 61% 46 30% 70% 42 Vento V 1000 hpa 38% 62% 52 52% 48% 48 63% 37% 41 64% 36% 35 42% 58% 38 Cobertura de nuvens 99% 1% 48 99% 1% 47 99% 1% 43 99% 1% 48 98% 2% 54 Vento vertical (ômega) 500 hpa 5% 95% 63 6% 94% 62 7% 93% 57 6% 94% 57 3% 97% 52 Vento vertical (ômega) 850 hpa 18% 82% 53 13% 87% 53 10% 90% 46 8% 92% 47 6% 94% 45 Vento vertical (ômega) 1000 hpa 60% 40% 48 41% 59% 48 31% 69% 46 36% 64% 49 26% 74% 48 Vorticidade 500 hpa 41% 59% 31 39% 61% 29 34% 66% 32 33% 67% 31 43% 57% 37 Vorticidade 850 hpa 23% 77% 58 4% 96% 64 22% 78% 52 13% 87% 45 20% 80% 37 Vorticidade 1000 hpa 26% 74% 50 29% 71% 46 28% 72% 39 17% 83% 44 10% 90% 42 Divergente horizontal 500 hpa 67% 33% 49 50% 50% 43 43% 57% 44 32% 68% 43 38% 62% 44 Divergente horizontal 850 hpa 8% 92% 56 13% 87% 51 25% 75% 45 22% 78% 46 12% 88% 46 Divergente horizontal 1000 hpa 10% 90% 52 9% 91% 50 10% 90% 43 6% 94% 43 3% 97% 41

11 Probabilidade condicional combinada a) considerando as ocorrências de ZCAS, qual é a probabilidade de x y ocorrer simultaneamente? b) considerando todas as ocorrências de x y, qual é a probabilidade de a ZCAS estar configurada? a b A B C D E x y a b a b a b a b a b ROL (-) Cobert. Nuv. (+) 90% 17% 86% 20% 49% 11% 80% 13% 77% 9% ROL (-) Omega 500hPa (-) 82% 20% 77% 22% 75% 22% 75% 15% 76% 10% Cobert. Nuv. (+) Omega 500hPa (-) 82% 20% 79% 22% 76% 22% 75% 15% 74% 10% Cobert. Nuv. (+) Vento U 500hPa (+) 82% 18% 76% 20% 68% 18% 46% 10% 48% 7% ROL (-) Vento U 500hPa (+) 81% 18% 73% 21% 64% 19% 46% 12% 44% 7% Vento U 500hPa (+) Omega 500hPa (-) 75% 19% 69% 21% 61% 20% 47% 11% 44% 7% Omega 500hPa (-) Div. 1000hPa (-) 67% 19% 66% 20% 67% 20% 69% 13% 71% 9% Div. 1000hPa (-) Vento U 500hPa (+) 63% 17% 63% 19% 56% 17% 46% 10% 44% 7% Omega 500hPa (-) Vort. 1000hPa (-) 63% 16% 54% 16% 55% 16% 64% 12% 67% 9% Vort. 1000hPa (-) Vento U 500hPa (+) 59% 16% 51% 17% 42% 16% 44% 9% 38% 6% Vento V 500hPa (+) Vento U 500hPa (+) 58% 15% 53% 17% 51% 17% 45% 10% 45% 7% Div. 1000hPa (-) Vort. 1000hPa (-) 55% 15% 52% 17% 53% 16% 65% 11% 68% 7%

12 Probabilidade condicional combinada A B C a b a b a b ROL (-) Omega 500hPa (-) Vento U 500hPa (+) 73% 23% 66% 25% 57% 23% ROL (-) Div. 1000hPa (-) Vento U 500hPa (+) 61% 21% 57% 23% 50% 21% ROL (-) Omega 500hPa (-) Vort. 1000hPa (-) 61% 24% 51% 23% 51% 22% ROL (-) Div. 1000hPa (-) Vort. 1000hPa (-) 54% 21% 48% 22% 34% 15% Omega 500hPa (-) Vento U 500hPa (+) Div. 1000hPa (-) 59% 22% 56% 23% 51% 20% Omega 500hPa (-) Vento U 500hPa (+) Vort. 1000hPa (-) 55% 22% 45% 21% 38% 20% A B C a b a b a b ROL (-) Omega 500hPa (-) Vort. 1000hPa (-) Div. 1000hPa (-) 52% 25% 45% 26% 46% 20% ROL (-) Omega 500hPa (-) Vento U 500hPa (+) Div. 1000hPa (-) 57% 25% 53% 26% 47% 24% ROL (-) Vort. 1000hPa (-) Vento U 500hPa (+) Div. 1000hPa (-) 47% 25% 39% 25% 34% 22% Omega 500hPa (-) Vort. 1000hPa (-) Vento U 500hPa (+) Div. 1000hPa (-) 47% 25% 39% 24% 34% 21% ROL (-) Omega 500hPa (-) Vort. 1000hPa (-) Vento U 500hPa (+) Div. 1000hPa (-) 45% 28% 37% 28% 32% 24%

13 Probabilidade condicional combinada + permanência do sinal das anomalias >= 3 dias a) considerando as ocorrências de ZCAS, qual é a probabilidade de x y ocorrer simultaneamente? b) considerando todas as ocorrências de x y, qual é a probabilidade de a ZCAS estar configurada? a b ROL (-) Omega 500hPa (-) Vorticidade 1000hPa (-) Divergente 1000hPa (-) Vento U 500 hpa (+) Permanência >=3 dias A B C D E a b a b a b a b a b 19% 46% 10% 45% 6% 34% 6% 25% 13% 17%

14 Conclusão É possível a identificação da assinatura da ZCAS através do estudo do sinal de anomalias de variáveis combinadas, e sua permanência; A validade desta identificação é local: resultados significantemente diferentes em áreas distintas de atuação da ZCAS; Esta análise pode ser um caminho para a elaboração de índices locais de configuração ZCAS.

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