Clima, Variabilidade Climática e Previsão Climática Sazonal

Transcrição

1 Clima, Variabilidade Climática e Previsão Climática Sazonal Ariane Frassoni dos Santos de Mattos Ariane.frassoni@cptec.inpe.br Grupo de Previsão Climática Maio de 2012

2 Sumário Introdução Tempo X Clima Climatologia Fatores que determinam o clima Variabilidade climática Previsão climática sazonal

3 INTRODUÇÃO Melhor entendimento sobre tempo e clima é essencial para o sucesso ou falha de atividades humanas Falhas nos prognósticos de tempo e clima, ou falhas na utilização das previsões podem causar dados à sociedade

4 Tempo X Clima Qual a diferença entre tempo e clima? Quando as informações sobre o clima são mais úteis que as informações sobre o tempo?

5 TEMPO É a condição da atmosfera em um dado lugar e tempo Parâmetros: temperatura, umidade, vento, pressão, precipitação, nebulosidade Fonte: INMET

6 CLIMA Em contraste, clima é um conjunto de condições meteorológicas que prevalecem em um local sobre um longo período de tempo Belo Horizonte Altitude: 850 m Latitude: -19,93 Longitude: -43,93 Valores climatológicos ( ) INMET Inverno T mín ( C) T máx ( C) Prec (mm) Junho 13, ,5 Julho 13,1 24,6 15,3 Agosto 14,4 26,5 14,8 Pode variar em amplas escalas de tempo

7 Antes de começarmos, vale saber de alguns conceitos importantes... Tempo condição observada em um dado local, em um determinado instante de tempo Clima - conjunto de condições meteorológicas que prevalecem em um local sobre um longo período de tempo Variabilidade climática mudança natural do clima, não periódica, complexa. Clima num dado ano diferente do clima de anos anteriores e seguintes Mudanças climáticas mudanças do clima em escala global ou regional ao longo do tempo em relação às médias históricas Anomalias (desvios) diferença entre o campo observado e a climatologia

8 Climatologia Descrição e estudo do clima Belo Horizonte Inclui estudos estatísticos das condições de tempo em um longo período e análises descritivas das ocorrências do tempo passado Altitude: 850 m Latitude: -19,93 Longitude: -43,93 Dados atmosféricos, oceânicos e geológicos são coletados todos os dias Existem vários métodos para definir climatologia

9 Sentido estrito: É a média do tempo Científico: descrição estatística em termos de média e variabilidade de quantidades relevantes sobre um período de tempo Sentido mais amplo => é o estado do sistema climático que compreende: Atmosfera Hidrosfera Biosfera Criosfera Litosfera

10 Fatores que determinam o clima Como o observador vê o dia corrente Observa: Vento Nebulosidade Temperatura Chuva Como será o dia deste paulistano

11 Meteorologistas e climatologistas visualizam a Terra como uma elipse em 3 D com os fluidos da atmosfera e oceano trabalhando para alcançar o equilíbrio (temperatura e densidade) inicialmente desestabilizado pelo aquecimento diferencial do sol Diversos fatores influenciam o clima de uma região: Fatores globais Fatores locais Fatores de escala sinótica Fonte:

12 CIRCULAÇÕES DE GRANDE ESCALA CÉLULAS DE HADLEY = movimentos no sentido meridional

13 CIRCULAÇÕES DE GRANDE ESCALA Extraído de The Atmosphere, Lutgens and Tarbuck, 8th edition, 2001 Padrão idealizado considerando gradientes de pressão e Força de Coriolis Padrão real devido à distribuição continente-oceano

14 Fatores globais Escalas de 1000 km a movimentos planetários Inclui: Inclinação do eixo da Terra Movimento em torno do sol Distribuição de continentes e oceanos Posição latitudinal Fonte:

15 Fatores de escala sinótica Centenas de quilômetros a 1000 km Inclui: Massas de ar Sistemas frontais Correntes oceânicas Ciclos diurnos Distribuição de diferentes tipos de terrenos (mar/continente) Fonte:

16 Fatores locais De 1 km a poucas centenas de km Inclui: Interação entre diferentes tipos de terreno Interações ar/mar Ventos locais dominantes Ilhas de calor urbanas Fonte:

17 ???? Questões???

18 Fatores locais que afetam o clima

19 Cachoeira Paulista, SP Latitude: -22,66 Longitude: -45,01 Altitude: 563 m Oceano Atlântico está ~100 km a sudeste Serra da Mantiqueira Serra do Mar Oceano Atlântico

20 Tipo de solo O tipo de solo descreve a superfície de um determinado local O albedo (refletividade) tem papel importante para determinar a climatologia de temperatura de uma região Bioma: conjunto de ecossistemas

21 Papel do albedo na manutenção da temperatura global Alguns tipos de cobertura refletem menos Gero reflete mais Radiação Fonte:

22 Menor absorção, menor quantidade de radiação de onda longa emitida Principal mecanismo para aquecer a camada limite atmosférica Fonte:

23 Regiões geladas Desertos Alto albedo: Latitude, movimentos atmosféricos, quantidade de radiação recebida baixo Fonte: alto Florestas e asfalto: Baixo albedo Absorve mais radiação de onda curta Camada limite mais aquecida

24 Ilha de calor Construções e asfalto contribuem para o efeito de ilha de calor Absorve calor durante o dia e libera energia durante a noite Durante a noite o ar está mais aquecido sobre o centro urbano do que sobre as regiões mais afastadas

25 EFEITO ESTUFA Presença de gases de efeito estufa e das nuvens é fundamental para aquecer a superfície da Terra e da baixa atmosfera -Gases de Efeito Estufa vapor de água (H2Ov) dióxido de carb. (CO2) - metano (CH4) - óxido nitroso (N2O) Fonte: WMO

26 Ventos Vale-Montanha DIA A B Quente B Frio A Encosta Acima- Vento Anabático NOITE Clima úmido A B Quente Frio A B Clima seco Encosta Abaixo Vento Catabático Fonte:

27 Mais quente, pode derreter neve, secar vegetação, inibir precipitação, aumentar a temperatura da região

28 Brisa marítima/terrestre Brisas marítima/terrestre resultam do aquecimento diferencial entre a água e o solo Terra aquece mais rápido que a água durante o dia O ar sobre a terra é mais quente e sobe, causando baixa pressão, convergência O ar sobre o mar se movimenta em direção à terra e ocorre subsidência sobre o mar O ar ascendente sobre a terra promove tempestades durante a tarde A brisa reverte durante a noite Fonte:

29 ???? Questões???

30 FATORES DE ESCALA SINÓTICA Massas de ar Frentes

31 Massas de Ar Resultam das variações na intensidade do aquecimento, que ocorre próximo à superfície da Terra e disponibilidade de água Classificação é baseada nas diferenças de temperatura e umidade: Temperatura (polar ou tropical) Umidade (marítima ou continental) Duas letras classificam as massas de ar m => marítima c => continental E => equatorial (quente) T => tropical (quente) P => polar (fria) A => Ártica/Antártica (muito fria) Polar continental cp Polar marítima mp Tropical marítima mt Tropical continental ct

32 Características das massas de ar Tipo de massa de ar Inverno Verão Inverno Verão A estável cp Estável Estável Mto fria, seca Fria, seca ct Instável Instável Quente, seca Quente, seca mp (Pacífico) Instável Instável Moderada, úmida Moderada, úmida mp (Atlântico) Instável Estável Fria, úmida Fria, úmida mt (Pacífico) Estável Quente, úmida Quente, úmida Estável Ext. fria, seca

33

34 Frentes As massas de ar deixam as suas regiões de origem em resposta às configurações do escoamento em níveis altos e baixos. Tem-se como exemplo o esquema ilustrado na Figura abaixo. As massas de ar frio movem-se em direção ao equador a oeste de um cavado de ar superior. Frio HN Cavado Quente Crista Quente Frio Crista Cavado HS

35 Quando duas massas de regiões diferentes de origem, e portanto com características diferentes, aproximam-se, uma zona de transição desenvolve-se. Em alguns casos esta zona, chamada zona frontal, é bastante abrupta enquanto em outros casos ela pode ser bastante gradual Quando o ar frio está avançando e substituindo o ar quente, a borda anterior da zona frontal é marcada por uma frente fria Na borda posterior de uma zona frontal, quando o ar quente está avançando e substituindo o ar frio, define-se uma frente quente Quando nenhuma das massas de ar está avançando, a frente é chamada frente estacionária

36 Climatologia de Frentes Frias: número médio anual

37 Climatologia de Frentes Frias: Número médio sazonal

38 Climatologia de Frentes Frias: mensal

39 Climatologia de Frentes Frias: mensal

40 ???? Questões???

41 Ciclo Sazonal, Monções e Zonas de Convergência Tropical

42 Ciclo Sazonal Global Temperatura da Superfície do Mar (TSM) Pressão reduzida ao Nível do Mar (PNM) Precipitação Monções Sudeste Asiático América do Sul América do Norte África

43 Correntes Oceânicas Desempenham papel importante na determinação do clima Transportam calor em direção aos polos Sistemas de pressão semipermanentes são perceptíveis nas correntes oceânicas Fonte:

44 Ciclo anual TSM : climatologia

45 TSM: Principais Características Poço quente do Atlântico Poço quente do Pacífico língua fria equatorial

46 TSM Equatorial é mais quente em abril Línguas frias equatoriais são mais intensas em julho-outubro

47 Pressão ao Nível do Mar (PNM) O ciclo anual é maior sobre o Hemisfério Norte O Hemisfério Sul exibe um ciclo anual mais fraco

48 PNM: Principais Características H L H JAN L H L H L H H H H H H JUL

49 Ciclo anual - climatologia

50 Sistemas de pressão semi-permanentes Sistemas de altas e baixas pressões semi-permanentes se desenvolvem em resposta às circulações globais Os sistemas sobre os oceanos interagem com as correntes oceânicas; sobre os continentes, interagem com o tipo de solo: impactam o clima As características dos sistemas podem mudar de ano para ano

51 Precipitação Análise de precipitação: dados observados de estações meteorológicas e estimativas de satélite Precipitação: mais intensa sobre regiões de superfícies quentes onde tem suficiente umidade disponível, e nas zonas de tempestades extratropicais (latitudes médias) Região Tropical Continental Zonas de Convergência Intertropical (ZCIT) Zona de Convergência do Pacífico Sul (ZCPS) Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS) Latitudes médias no inverno (storm tracks)

52 Precipitação: Principais Características Precipitação Storm Tracks ITCZ ZCPS ZCAS

53 Precipitação: Principais Características Precipitação mínima ocorre em regiões continentais com baixa umidade ou com subsidência acentuada, e em regiões mais frias Línguas frias equatoriais Desertos Sistemas de alta pressão subtropical Altas latitudes

54 Precipitação: Janeiro Precipitação

55 Precipitação: Julho Precipitação

56 Ciclo anual - climatologia Precipitação

57 Monções Variação sazonal dos ventos Regiões típicas de monção incluem: Sudeste Asiático América do Sul América central / América do Norte África Indonésia/ Austrália

58 Monção do Sudeste Asiático

59 Monções das Américas

60 OLR, Linhas de Corrente (200-hPa) & Ventos (850-hPa) 6-10 Janeiro ( ) Ventos de baixos níveis do Atlântico equatorial se deslocam em direção à bacia Amazônica e, em seguida, se deslocam sul e sudeste em direção ao sudeste da América do Sul Um anticiclone de nível superior (A) é encontrado sobre a Bolívia. Cavados meio-oceânicos (linhas tracejadas) são encontrados ao longo dos oceanos Pacífico Sul e Atlântico Sul. (setas indicam a direção do vento em 200 hpa). Baixos valores de ROL, indicativo de convecção intensa profunda, abrangem a maior parte da América do Sul tropical. Altos valores de ROL, sem convecção profunda, abrangem a América Central e o Mar do Caribe. A

61 OLR, Linhas de Corrente (200-hPa) & Ventos (850-hPa) Julho ( ) Ventos de baixos níveis do Atlântico equatorial se deslocam em direção oeste sobre a América do Sul e o Pacífico equatorial. Um anticiclone de nível superior (A) é encontrado sobre o norte do México. Cavados meio-oceânicos (linhas tracejadas) são encontrados ao longo dos oceanos Pacífico Norte e Atlântico Norte (setas indicam o a direção do vento em 200 hpa) Baixos valores de ROL, indicativo de convecção intensa profunda, abrangem a América Central e o sudeste do Oceano Pacífico Norte. Altos valores de ROL, sem convecção profunda, abrangem o centro da América do Sul. A

62 América do Sul

63 Monção da África

64 Zonas de Convergência Tropical Zonas de Convergência Intertropical (ZCIT) Zona de Convergência do Pacífico Sul (ZCPS) Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS) Baiu/ Mei-yu Front (Zona de Convergência do Leste Asiático)

65 Precipitação Storm Tracks ZCIT ZCPS ZCAS

66 Precipitação Baiu/Meiyu Front Storm Tracks ZCIT Storm Tracks

67 Zonas de Convergência Intertropical (ZCIT) Regiões de confluência / convergência, geralmente quando os alísios de nordeste do Hemisfério Norte se encontram com os alísios do sudeste do Hemisfério Sul Formada pelo ramo ascendente da célula de Hadley na região equatorial

68 Pacífico: ZCIT A Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) é mais distinta sobre o Pacífico leste, onde os ventos alísios de Nordeste e Sudeste convergem (entre 5 N e 10 N) e as temperaturas da superfície do mar são quentes (veja o próximo slide) ITCZ ITCZ

69 ZCPS ZCPS ocorre durante verão do HS (dez-mar), localizada próximo do poço de água quente no Oceano Pacífico Sul Frentes frias do HS que ZCIT avançam para o norte sobre o Pacífico Sul tendem a parar na ZCPS região entre 10 S e 20 S, o que contribui para a convergência de baixos níveis, o movimento vertical ascendente e convecção intensa nessa região ZCPS ZCIT 20N EQ 20S Precipitation (mm/d) ZCIT ZCPS poço quente

70 ZCIT ZCIT é mais distinta sobre o Atlântico leste e central, onde os ventos alísios de Nordeste e Sudeste convergem (entre o Equador e 15 N) e as TSM são quentes (veja abaixo) ZCIT

71 Oceano Índico ZCOI está presente durante o inverno do HN (dez-mar). Os ventos alísios de sudeste (HS) convergem com os ventos de nordeste da monção provenientes da Ásia. A ZCOI geralmente está localizada entre o equador e 15 S em uma região de convecção intensa e altas TSM ZCOI 20N EQ 20S Precipitação (mm/d)

72 ZCAS Durante o início da monção da América do Sul (setembrooutubro), convecção se expande sul e sudeste atravessando o oeste da Bacia Amazônica e a região central do Brasil Esse avanço para o sul é acompanhado por um aumento da convecção sobre o Sul e o leste do Brasil No final de setembro e início de outubro as duas regiões se juntam formando uma banda orientada noroeste-sudeste, que é uma característica comum na primavera, verão e início do outono (outubro a início de março) Esta banda de convecção é conhecida como a Zona de Convergência do Atlântico Sul

73 Blue colors indicate cold cloud top temperatures, which in the Tropics are associated with deep convection.

74 Variabilidade da ZCAS: Padrão Dipolo da América do Sul O padrão dipolo se encontra sobre o leste da América do Sul, na região de maior variabilidade de ROL, que se estende do sul do Brasil até o Nordeste do Brasil

75 Anomalias de ROL The OLR anomaly patterns often show a dipole of positive and negative values along the east coast of Brazil.

76 Variabilidade da ZCAS: Padrão Dipolo da América do Sul Frentes frias desempenham um papel importante na organização de atividade convectiva na região da ZCAS Às vezes isto causa eventos extremos (precipitação excepcionalmente forte e enchentes ao longo de um período de vários dias)

77 ???? Questões???

78 Fatores de escala global

79 Movimentos da Terra: rotação e translação

80 Rotação: a Terra gira em torno de seu eixo Responsável pelo ciclo dia-noite

81 Translação: Terra gira em torno do sol em uma órbita elíptica Está mais próxima do sol em 3 de janeiro (periélio) Está mais distante do sol em 4 de julho (afélio) Quando está mais próxima, a quantidade de radiação solar que chega no topo da atmosfera é ~3,4% maior do que quando está mais distante (pequena variação) Estações do ano: causadas pela inclinação do eixo de rotação da Terra em relação à perpendicular ao plano definido pela órbita Inclinação faz orientação da Terra mudar durante a translação

82 Exercício

83 Classificação climática de Köppen-Geiger Classificação em zonas climáticas Combinação de 3 letras (clima principal, precipitação, temperatura) Baseado na latitude, elevação, efeitos de correntes oceânicas e padrões atmosféricos de grande escala

84 Cfa = clima subtropical úmido Região sudeste dos continentes, exceto Antártica Entre 24 e 37 de latitude Verões úmidos e quentes; invernos frios e amenos Quantidades expressivas de chuva ao longo do ano Sidney (Austrália), Tóquio (Japão), Houston (EUA), Milão (Itália)

85

86 ???? Questões???

87 Variabilidade climática

88 + 0,7 C

89 Espectro de variabilidade climática 3-7 dias => sistemas de tempo de médias latitudes dias => oscilações intrasazonais (Oscilação de Madden-Julian) 1-2 anos => oscilações interanuais (ENOS) Fonte: Ghil et al, 2002

90 Ciclo do El Niño Oscilação Sul (ENOS)

91 CIRCULAÇÕES DE GRANDE ESCALA CIRCULAÇÃO DE WALKER Movimentos no sentido zonal da faixa equatorial determinam as áreas de convecção (chuva)

92 El Niño Originalmente, o termo El Niño foi usado para descrever a aparência anual de águas quentes em torno do Natal ao longo da costa norte do Peru. Esse fenômeno tem sido documentado desde o começo do século 16 Em alguns anos, as águas quentes apareceram mais cedo e permanecem por um período mais longo Eventualmente, o termo El Niño foi usado para descrever esses períodos anômalos de aquecimento

93 Oscilação Sul (OS) A partir do final do século 19, cientistas começaram a descrever flutuações de pressão de grande escala No iníco do século 20, Sir Gilbert Walker e seus colegas ampliaram os estudos iniciais e estabeleceram que a flutuação de pressão em escala global (Oscilação do Sul - OS) está relacionada com anomalias de precipitação em muitas áreas dos trópicos (como por exemplo, Índia e América do Sul) A OS foi usada como base para as previsões sazonais de precipitação

94 El Niño/ Oscilação Sul (ENOS) El Niño e a Oscilação Sul foram estudados como fenômenos separados até as décadas de Trabalhos importantes de Berlage (1956) e J. Bjerknes (final da década de 1960) demonstraram uma relação entre os dois fenômenos Estudos naquela época também mostraram que o aquecimento anômalo das águas durante El Niño se extende por uma grande área do Oceano Pacífico equatorial

95 O Ciclo ENOS Fenômeno que ocorre naturalmente O oceano Pacífico Equatorial oscila entre águas superficias mais quentes do que a média (El Niño) e mais frias do que a média (La Niña) Grandes mudanças ocorrem nos padrões de precipitação tropical, pressão (Oscilação Sul) e ventos Alterações na intensidade e posição na corrente de jato e no comportamento dos ciclones ocorrem em latitudes altas

96 O Ciclo ENOS (cont.) As alterações na temperatura da superfície do mar (TSM) influencia a distribuição da nos trópicos e o padrão da circulação atmosférica Quente Frio Quente Frio

97 TSM Língua fria Equatorial é mais fraca do que a média ou ausente durante El Niño, resultando em anomalias positivas de TSM Língua fria Equatorial é mais forte do que a média durante La Niña, resultando em anomalias negativas de TSM

98 Precipitação Aumento de precipitação ocorre em áreas onde a temperatura das águas é maior do que a média durante El Niño Diminuição de precipitação ocorre em áreas onde a temperatura das águas é menor do que a média durante La Niña

99 PNM El Niño: anomalias positivas de PNM sobre o Pacífico tropical ocidental, Indonésia e Austrália. Anomalias negativas de PNM sobre o Pacífico leste tropical, nas latitudes altas e médias do Pacífico Norte e sobre EUA Padrão oposto para La Niña As variações de pressão entre o Pacífico tropical leste e oeste é conhecida como a Oscilação Sul

100 Impactos Globais de El Niño Impactos são geralmente mais extensos durante o inverno no HN

101 Típicos impactos globais de El Niño Região Período Impacto Indonésia Vida do evento Mais seco Nordeste do Brazil Março-Maio Mais seco América Central /México Maio-Outubro Mais seco Costa Oeste da América do Sul Março-Maio Mais chuvoso Sul da América Central Junho-Dezembro Mais chuvoso Sudeste da África DezembroFevereiro Mais seco

102 Anomalias de Precipitação. (mm/d): Episódios de forte El Niño Anomalias de precipitação, >= ± 8 mm / d (762 mm numa estação), resultam em mudanças no padrão de aquecimento tropical, e mudanças nas posições e intensidades das correntes de jato em latitudes médias e ondas planetárias

103 Anomalias de Precipitação. (mm/d): Episódios de El Niño Moderados Anomalias de precipitação são menores durante episódios quentes fracos / moderados Pequenas modificações ocorrem no padrão de aquecimento tropical, e nas correntes de jato em latitudes médias e ondas planetárias

104 Impactos Globais de La Niña Nas latitudes médias impactos ocorrem geralmente durante a temporada de inverno (HN -DJF; HS- JJA)

105 Impactos globais: La Niña Região Período Impacto Indonésia Vida do evento Mais chuvoso Nordeste do Brasil Março-Maio Mais chuvoso América Central /Mexico Maio-Outubro Mais chuvoso Costa oeste da América do Sul Março-Maio Mais seco Sul da América Central Junho-Dezembro Mais seco Sudeste da África Dezembro-Fevereiro Mais chuvoso

106 Anomalias de Precipitação. (mm/d): Episódios La Niña Anomalias de precipitação, >= ± 8 mm / d (762 mm numa estacao), resultam em mudanças no padrão de aquecimento tropical, e mudanças nas posições e intensidades das correntes de jato em latitudes médias e ondas planetárias

107 Monitoramento do ciclo ENOS Índices atmosféricos Pressão ao nível do mar (Índice de Oscilação Sul - SOI) Vento zonal em baixos níveis Vento zonal em altos níveis Radiação de Onda Longa (ROL)

108 Tahiti-Darwin SOI Darwin Tahiti

109 Oscilação Sul - Fase alta do índice (La Niña) PNM abaixo da média Ventos de leste Equatorial - mais forte do que a média D Baixa Aumento da precipitação T Alta PNM acima da média

110 Oscilação Sul - Fase baixa do índice (El Niño) Ventos de leste Equatorial - mais fracos do que a média PNM acima da média D Alta Redução da precipitação T Baixa Aumento da PNM abaixo precipitação da média

111 Monitoramento do ciclo ENOS (cont.) Índices Oceânicos Temperatura da superfície do mar Temperatura da Subsuperfície do mar

112 Regiões Niño A região Niño região clássica do El Niño A região Niño melhor índice para indicar as condições em geral relacionadas a ENOS

113 Condições atuais Costa oeste AS Costa oeste AS

114

115 Oceanic Niño Index (ONI) Baseado na medida principal de monitoramento, previsão, e avaliação do ENOS (anomalias de TSM na região Niño-3.4) Media corrida de três meses dos valores de anomalias de TSM na região Niño-3.4, com base em um conjunto de análises históricas homogêneas de TSM [Extended Reconstructed SST (version 2), Smith and Reynolds, 2003, J. Climate, 16, ] Usado para colocar as condições atuais em perspectiva histórica Definições operacionais da NOAA para El Niño e La Niña são diretamente relacionadas com o índice

116 Definições operacionais da NOAA para El Niño e La Niña El Niño: caracterizado pelo ONI positivo maior ou igual a 0,5 C. La Niña: caracterizado pelo ONI negativo menor ou igual a -0,5 C.

117 ONI: Evolução desde 1950

118 Episódios históricos de El Niño e La Niña El Niño Highest ONI Value La Niña Lowest ONI Value JJA 1951 DJF 1951/ ASO 1949 JAS DJF 1952/53 JFM SON 1950 JFM MAM 1957 JJA AMJ 1954 NDJ 1956/ OND 1958 FMA AMJ 1964 DJF 1964/ MJJ 1963 JFM JJA 1970 DJF 1971/ AMJ 1965 MAM AMJ 1973 JJA SON 1974 MAM JAS 1968 DJF 1969/ AMJ 1972 FMA ASO 1983 DJF 1983/ ASO JFM SON 1984 ASO ASO 1977 JFM AMJ 1988 AMJ 1989 AMJ 1982 MJJ ASO 1995 FMA JAS 1986 JFM JJA 1998 FMA OND 2005 FMA JAS 2007 MJJ JJA 2010 MAM AMJ 1991 MJJ 1992 ASO 1994 FMA AMJ 1997 MAM AMJ 2002 JFM JJA 2004 DJF 2004/ ASO 2006 DJF 2006/ JJA 2009 MAM

119 Evolução do Ciclo ENOS Ciclo irregular, com períodos alternados de condições quentes (El Niño) e frias (La Niña) El Niño tem uma tendência de ocorrer a cada 45 anos e, geralmente, dura meses Episódios mais fortes de El Niño ocorrem a cada anos Episódios de La Niña podem durar de 1 a 3 anos

120 Termoclina mais profunda do que a média em todo Pacífico equatorial Neutro Termoclina se aprofunda nas regiões oeste e central do Pacífico equatorial Termoclina torna-se mais rasa no Pacífico oeste e central equatorial e se aprofunda no leste do Pacífico equatorial El Niño Transição Gradual La Niña Transição Rápida Neutro Termoclina mais rasa do que a média em todo Pacífico equatorial

121 Evolução de Temp. Subsup. El Niño 1997

122 Evolução de Temp. Subsup. El Niño/ La Niña 1998

123 Evolução de Temp. Subsup. La Niña 1999

124 Animação da tempertura subsuperficial:

125 Animação TSM:

126 Resumo: O Ciclo ENOS Fenômeno que ocorre naturalmente O oceano Pacífico Equatorial oscila entre águas superficias mais quentes do que a média (El Niño) e mais frias do que a média (La Niña) Grandes mudanças ocorrem nos padrões de precipitação tropical, pressão (Oscilação Sul) e ventos Alterações na intensidade e posição dos ventos em altos níveis e comportamento dos ciclones ocorrem em latitudes altas As alterações na temperatura da superfície do mar (TSM) influencia a distribuição da chuva nas regiões tropicais e o padrão da circulação atmosférica

127 ???? Questões???

128 Características gerais do clima no Brasil

129

130 VARIAÇÃO SAZONAL - CLIMATOLOGIA Elaborado com base nas Normais Climatológicas INMET

131 MONITORAMENTO CLIMÁTICO Ampla rede de estações meteorológicas de superfície (estações convencionais e automáticas)

132 MONITORAMENTO CLIMÁTICO Observado - Climatologia = Anomalia

133 Vórtice Ciclônico de Altos Níveis

134 ZCIT 24/03/2011

135 Anomalias de precipitação

136 Comparação com 1998

137 ???? Questões???

138 Previsão Climática Sazonal

139 Uso da climatologia Climatologia não é previsão! Média de Temperatura Mínima São Paulo ( ) A estatística e análise contribuem para determinar como os elementos climáticos ocorrem em uma dada área Requer um conjunto de dados significativo 30 anos de dados são recomendados para se obter a climatologia de um local Elaborado com base nas Normais Climatológicas INMET

140 As previsões climáticas contribuem para que os tomadores de decisão e os usuários planejem e adaptem suas atividades e projetos às condições esperadas Decisões podem ser tomadas em planejamento à redução de risco e otimizando os benefícios sócio econômicos

141 Qual o papel da imprensa na correta divulgação das informações? Exemplo do Reino Unido primavera de % chuva cat. acima da climatologia 60% chuva cat. normal e abaixo da climatologia Imprensa noticiou amplamente Barbecue Summer Frustração! Ocorreu chuva acima da climatologia

142 Por que é possível fazer previsões climáticas sazonais? Fontes de informação (oceanos continentes) com lenta variação e Persistência de condições semelhantes por períodos de alguns meses Padrões de circulação atmosférica afetam condições climáticas de temperatura e chuva de várias regiões do globo Temperatura da superfície do mar Umidade do solo Cobertura de neve

143 Operational Weather Forecast Models at CPTEC ~63 Km ETA 15 Km 15 Km Regional Model ~63 Km Global Model AGCM T213L28

144 Desempenho do modelo do CPTEC

145 PREVISÃO CLIMÁTICA SAZONAL CPTEC Sistema operacional do CPTEC foi recentemente designado como GPC/OMM Global Producing Centre for Long Range Forecasts (GPC) CPTEC AGCM, T062L28 TSM persistida 15 membros Diferentes parametrizações físicas

146 GLOBAL PRODUCING CENTRES / WMO

147 GLOBAL PRODUCING CENTRES / WMO

148 PREVISÃO DE PRECIPITAÇÃO GPCs/WMO

149 Produção das previsões climáticas sazonais com o MCGA/CPTEC Modelo Global do CPTEC Parametrizações físicas Condições de contorno: anomalias de TSM persistidas Condições iniciais: NCEP/NCAR de 15 diferentes dias Período da climatologia do modelo (Hindcast): 1979 a 2008 (30 anos) 6 meses of hindcasts, 10 membros Jan 1979 Fev 1979 Mar 1979 Abr 1979 Mai meses de previsão, 15 membros Jun 1979 Jul 1979

150 Produção das previsões climáticas sazonais com o MCGA/CPTEC Modelo Global do CPTEC Parametrizações físicas Condições de contorno: anomalias de TSM persistidas Condições iniciais: NCEP/NCAR de 15 diferentes dias Período da climatologia do modelo (Hindcast): 1979 a 2008 (30 anos) 6 meses of hindcasts, 10 membros Jan 1979 Fev 1979 Mar 1979 Abr 1979 Mai 1979 Jun 1979 Jul ano: 10 membros x 12 meses = 120 rodadas 30 anos: 10 membros x 12 meses x 30 = 3600 rodadas Total: 3600 rodadas x 6 meses = meses = 1800 anos de processamento Cortesy of Coelho, 2012

151 Previsão Climática Sazonal TSM Discussão climática mensal Índice de vegetação

152 PREVISÃO CLIMÁTICA SAZONAL COM MODELO REGIONAL ETA Modelo Regional (Eta/CPTEC - 40km) 5 membros usando condições de contorno do AGCM CPTEC (KUO)

153 PREVISÃO DO SISTEMA HÍBRIDO EUROBRISA 4 modelos acoplados (CPTEC, ECMWF, UKMO, MeteoFrance); 1 modelo empírico Primeiro sistema híbrido (empírico-dinâmico) multi-model para a América do Sul

154 PREVISÃO CLIMÁTICA SAZONAL COM MODELO DINÂMICO ACOPLADO OCEANO-ATMOSFERA

155 PREVISÃO DE PRECIPITAÇÃO Mapa de destreza Previsão determinística

156 Previsão de anomalia de precipitação trimestral 2011 Observação Previsão

157 ???? Questões???

158 COMO INTERPRETAR AS PREVISÕES CLIMÁTICAS POR CONSENSO EM TERCIS (TRÊS CATEGORIAS)

159 Exemplos de mapas de previsão climática por consenso

160 n = 160 anos de dados observados em Fortaleza

161 n = 160 Média: Desvio Padrão: n 1 y = y i = 880 mm n i= 1 n 1 2 = mm s y= y y i n i=1

162 Média: medida da tendência central Desvio padrão: mede a dispersão dos valores individuais em torno da média

163 Máx = 1947 mm 1/3= 33.33% 1/3=33.33% 1/3= 33.33% 53 observações Acima da normal 1012 mm 53 observações Dentro da normal 754 mm 53 observações Mín = 226 mm Abaixo da normal

164 y =880 mm 1/ mm 754 mm 1/3 1/3

165 Contagem dos eventos (casos) de precipitação observados usando 10 caixas com intervalos de 200 mm (mm)

166 1012 mm 754 mm 1/3= 33.33% 1/3= 33.33% 880 mm 1/3= 33.33% (mm)

167 Distribuição climatológica ou climatologia 2 y ~ N y,s y 1/3= 33.33% 1/3= 33.33% y =880 mm s y= mm 1/3= 33.33% Área cinza: Igual prob. p/ as 3 categorias (mm)

168 Como interpretar as previsões por tercis Categoria normal ,3% ,3% 150 (mm) 33,3% Adaptado de Na categoria abaixo do normal Categoria acima do normal

169 Como interpretar as previsões por tercis Categoria normal 10 ) 25% % (mm 45% Adaptado de Na categoria abaixo do normal Maior probabilidade de ocorrência de excesso de prec

170

171 APLICAÇÕES SETORES ESTRATÉGICOS DA SOCIEDADE ÁGUA TRANSPORTE ENERGIA HUMANITÁRIO AGRICULTURA SEGURO VIDA/BENS SAÚDE PLANEJAMENTO TURISMO PESSOAL CONSTRUÇÃO

172 SITE DO GRUPO DE PREVISÃO CLIMÁTICA

173

174

175

176

177

178 OBRIGADA