Impacto da topografia boreal no clima global: Estudo da influência sobre os oceanos

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1 Impcto d topogrfi orel no clim glol: Estudo d influênci sore os ocenos Rose Ane Pereir de Freits 1, Thomé Simplicino Almeid 1, Cmilo Lelis de Gouvei 1, Jéferson Prietsch Mchdo 1, Ntáli Rento 1 & Flávio Bros Justino 1 1 Deprtmento de Meteorologi Agrícol UFV/Viços MG. E-mil: rosefreits78@gmil.com Astrct: In this study, we used numericl model of synoptic scle LOVECLIN to investigte the topogrphic effect of the northern hemisphere in key ocenic vriles. The simultions were performed for period of 500 yers, with the topogrphy of the northern hemisphere reduced y hlf. The results show tht the reduction of the topogrphy hs n influence on surfce temperture nd ocen slinity. Keywords: ocen circultion, continentl topogrphy; 1. Introdução Existem diversos ftores que controlm o clim terrestre e regulm s sus vrições curto, médio e longo przos. Pr o estudo desses ftores modelgem numéric é um ferrment importnte pois são sedos em princípios físicos e em condições iniciis e de contorno, podendo ssim oter indícios dos ftores influentes do miente modeldo. A topogrfi tem um ppel importnte no clim tnto regionl qunto glol. Do ponto de vist sinótico, existênci de elevção no terreno, dependendo de su ltur, fet principlmente movimentção ds msss de r e vento. As msss de r por su vez é o principl elemento de troc de momentum no gloo. Estudos com modelos numéricos demonstrrm que topogrfi teve influênci prepondernte no clim do último período glcil se comprd com outrs forçntes, tis como o ledo, s forçntes oritis e o CO 2. Ruddimn & Kutzch (1991) propuserm que elevção do pltô Tietno, o Himli e d Sierr Nevd, no sul-oeste mericno pode ter induzido um resfrimento glol nos últimos 40 milhões nos. Rymo & Ruddimn (1992) tmém sugerem que um elevção mior dests regiões, umentou tx de meteorizção físic e químic. Mudnçs n topogrfi continentl durnte o período Cenozóico têm sido pontds como um outr cus pr deteriorção climátic. Especificmente, simulções sugerem que o surgimento do pltô Tietno no Colordo deu início um resfrimento d Améric do Norte, o Norte d Europ, Ási e norte do Oceno Ártico, como resultdo de mudnçs n circulção tmosféric (Ruddimn e Kutzch, 1989). Atulmente lterção n topogrfi continentl ocorre com mior velocidde em locis com presenç do gelo continentl. Sore prte norte do continente Norte Americno, por exemplo, criv um situção de loqueio sore o Pcífico Norte, cpz de enfrquecer os ventos de oeste (Justino et l., 2006; Timmermnn et l., 2004). Segundo Amroise (1995), em pesquiss relizds n Frnç, topogrfi, ssocid su form, tem um grnde efeito nos pdrões de infiltrção e fluxo de rdição n heterogeneidde d superfície terrestre e proprieddes hidrológics do solo, lém d redistriuição d águ e energi. Ns montnhs, este resultdo está muito ligdo umidde do solo e o lnço d águ, conduzindo grndes vrições espciis n evpotrnspirção.

2 Assim esse trlho tem como ojetivo vlidr os ddos modeldos pelo modelo LOVECLIM comprndo com ddos de renálise provenientes do Ntionl Centers for Environmentl Prediction/Ntionl Center for Atmospheric Reserch NCEP/NCAR e do Comprehensive Ocen-Atmosphere Dt Set COADS, e estudr influênci d topogrfi orel sore os principis elementos oceânicos: tempertur d superfície do mr, tempertur oceânic dois níveis de profundidde ( m e ixo de 500 m), slinidde (dois níveis de profundidde: m e ixo de 500 m). 2. Metodologi O LOVECLIM é clssificdo como um modelo de complexidde intermediári do Sistem Terrestre. Os MCGs descrevem, em detlhes, os pdrões geográficos de muitos processos climáticos. O componente oceânico do LOVECLIM é o modelo Coupled Lrge- Scle Ice-Ocen model (CLIO) (Goosse e Fichefet, 1999), que possui se ns equções primitivs (equções de Nvier-Stokes sujeits às proximções hidrostátic e de Boussinesq) e empreg um superfície livre com prmetrizções termodinâmics/dinâmics pr o componente do gelo mrinho. A prtir do código do modelo modificou-se o prâmetro referente às ltitudes do Hemisfério Norte (HN) reduzindo ess pel su metde. A comprção dos gráficos gerdos pós o processmento d modificção n topogrfi e os ddos de controle, ou sej, sem modificção topográfic, permite verificção d influênci d topogrfi sore o clim glol. 3. Resultdos e Discussão 3.1 Vlidção do Modelo LOVECLIM A vlição d simulção CTR relizd trvés do modelo LOVECLIM (não mostrd nesse trlho) foi feit prtir d comprção com ddos de renálise provenientes do NCEP/NCAR e do COADS. Em função d simplicidde d componente tmosféric do LOVECLIM, oservou-se um o concordânci pr tempertur médi nul do r 2 m ( C), precipitção médi nul em (cm/no), tempertur d superfície do mr médi nul ( C) e o proximção tmém pr distriuição verticl do vento zonl (m/s) em 200, 500 e 800 hp. 3.2 Respost oceânic sore mudnç d topogrfi orel Com redução pel metde d topogrfi hverá lterção principlmente no movimento ds msss de r. Sendo o vento o principl elemento responsável pel troc de clor entre tmosfer e o oceno um mudnç no vento implicrá em vrições ns vriáveis oceânics. A circulção gerl d tmosfer mnifest-se, n região tropicl, pelo cinturão de ventos de leste persistentes e, em ltitudes temperds, pelo cinturão de ventos predominntemente de oeste (Figur 6). Oservou-se um redução do vento zonl u (800 hp) e sore o oceno, principlmente no Atlântico Tropicl, devido à retird de cdei de montnhs (Figur 6). A redução desses ventos foi ocsiond pel vrição d tempertur meridionl. Ess redução dos ventos influenci nos processos de trocs de clor entre o continente e os ocenos, já que o HN possui mior mss continentl. É notário nos cinturões semi-estcionários de nticiclones que há um diminuição do vento fzendo com que hj um mior quecimento nesss regiões cusndo mior tx de evporção e

3 conseqüentemente mior precipitção. Entre 30 S e 90 S e 30 N e 90 N do gloo, por serem regiões de lto contrste de tempertur, mior número de tempestdes, hvendo redução d topogrfi em 50% no HN hverá diminuição no trnsporte de momentum (vento, umidde, clor) entre tmosfer e o oceno. É oservdo um umento n região de jto sutropicl, no Norte d Europ, Ási e Escndinávi. Figur 6 () Direção e intensidde do vento zonl 800hp, simulção controle; () Anomli do vento zonl 800hp. A tempertur d superfície do mr tem vrições o longo do gloo, com miores vlores de tempertur no equdor e um redução qundo se fst em direção os pólos (Figur 7). N nálise d nomli d tempertur d superfície oceânic (Figur 7) oservou-se um umento d tempertur superficil entre 30 N e 90 N proximdmente, onde s miores nomlis form oservds ns regiões ds Correntes do Golfo, Pcífico Norte e Kuroshio. As reduções dos ventos nesss regiões provocrm um diminuição d evporção e ssim um umento d tempertur oceânic. Tmém com redução dos ventos temos um redução do Espirl de Ekmn, responsável pel troc de clor entre cmd superficil e imeditmente inferior do oceno, ssim umentndo tempertur d superfície oceânic. Figur 7 () tempertur d superfície oceânic, simulção controle; () nomli d tempertur superficil do oceno. Anlisndo Figur 8 junto à figur SST nomli oserve-se que tmém houverm mudnçs n tempertur oceânic entre 100 e 500 metros de profundidde, isso se deve à troc de clor entre os níveis superficiis e os níveis mis profundos. Foi nlisdo tmém o perfil de tempertur ixo de 500m (Figur 8) de profundidde no oceno, oservndo um lterção não significtiv d tempertur em relção à simulção controle.

4 Figur 8 Anomli d tempertur oceânic de m de profundidde () e tempertur oceânic ixo de 500 m (). As vrições n slinidde ds águs oceânics são cusds por processos físicos como evporção, congelmento e precipitção, que dicionm ou sutrem águ do mr. As águs superficiis são s que sofrem mis vrições de slinidde. Ns regiões tropicis slinidde tende ser mis lt devido à evporção (Figur 9), enqunto ns regiões temperds, há vrições szonis. N Figur 9 temos nomli d slinidde ds águs oceânics, onde um umento mis expressivo é oservdo em áres distints. Figur 9 Slinidde d superfície oceânic: () simulção controle, () nomli. A circulção de monção é essencilmente determind pel diferente cpcidde térmic dos ocenos e continente. A circulção de monção mis fmos é que ocorre sore Índi e sudeste d Ási onde se oserv o mior umento d slinidde (Figur 9). No locl verific-se um scensão dicionl do r úmido pr trnspor s cdeis montnhoss cusndo precipitção undnte próxim o litorl. Com redução desss cdeis o r úmido vnç mis sore o continente, hvendo um redução d precipitção no locl, ssim tem-se um significtivo umento d slinidde ns águs oceânics próxims. 4. Conclusões Apesr ds limitções existentes no modelo LOVECLIM, oservou-se um o concordânci qundo comprdo às simulções com os ddos provenientes do NCEP/NCAR e do COADS. Os impctos d redução d topogrfi sore o oceno form mis perceptíveis no hemisfério norte devido à predominânci d mss continentl. As diminuições n velocidde

5 dos ventos provocrm lterções ns vriáveis oceânics, influencindo diretmente os processos de troc de clor entre o continente e o oceno. Oservou-se um umento d tempertur superficil oceânic, principlmente no hemisfério Norte, cusd pel redução dos ventos devido à lterção n espirl de Ekmn. As temperturs oceânics de águs mis profunds não sofrerm grndes lterções. Houve mudnçs n slinidde ds águs oceânics em pontos isoldos, devido à lterção d circulção de Monção, principlmente sore Índi e sudeste d Ási, onde houve um redução d precipitção locl. Referêncis iliográfics AMBROISE, B Topogrphy nd the wter cycle in temperte middle mountin environment: The Need for interdisciplinry experiments. Agriculturl nd Forest Meteorology, v.73, p GOOSSE, H., FICHEFET, T Importnce of ice-ocen interctions for the glol ocen circultion: A model study, J. Geophys. Res., 104, 23,337 23,355. JUSTINO, F., TIMMERMANN, A., MERKEL, U., PELTIER, W An Initil Intercomprison of Atmospheric nd Ocenic Climtology for the ICE-5G nd ICE-4G Models of LGM Pleotopogrphy. Journl of Climte, v. 19, p RAYMO, M.E. & Ruddimn, W.F., Tectonic forcing of lte Cenozoic climte. Nture, 359, pp RUDDIMAN, W.F. & Kutzch, J.E., Forcing of lte Cenozoic northern hemisphere climtes y plteu uplift in southest Asi nd the Americn southwest. J. Geophys. Res., 94, pp RUDDIMAN, W.F. & Kutzch, J.E., Plteu uplift nd climtic chnge. Scientific Americn, 264(3), pp TIMMERMANN, A., JUSTINO, F., JIN, F.-F., GOOSSE, H Surfce temperture control in the North nd tropicl Pcific during the lst glcil mximum. Climte Dyn., v. 23, p