AVALIAÇÃO DO MCGA/CPTEC NO ESTUDO SOBRE A PREVISÃO DE UM CICLONE EXTRATROPICAL NO ATLÂNTICO SUL PRÓXIMO DA COSTA BRASILEIRA

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1 AVALIAÇÃO DO MCGA/CPTEC NO ESTUDO SOBRE A PREVISÃO DE UM CICLONE EXTRATROPICAL NO ATLÂNTICO SUL PRÓXIMO DA COSTA BRASILEIRA Paulo Yoshio Kubota 1, Simone Shizue Tomita, Dirceu Luís Herdies e José Paulo Bonatti RESUMO O estudo realizado com o modelo MCGA/MPI-CPTEC/INPE sobre a previsão do ciclone extratropical ocorrido no dia 23/02/2006, revela que o modelo configurado com as opções da versão operacional do CPTEC, tem dificuldades em prever a intensidade da baixa pressão e o vento em superfície do ciclone com mais de 72 horas de antecedência. O aumento na resolução do modelo, não propiciou uma melhora nos campos analisados, porém pode influenciar positivamente em campos importantes, como a precipitação, avaliados em outros estudos. Em estudos que se planejam representar a intensidade de baixa pressão e os campos de vento em superfície do ciclone, pode-se utilizar uma resolução da ordem de 100 km (T126L28). ABSTRACT The study performed with the model MCGA/MPI-CPTEC/INPE about the forecast of the extratropical cyclone occurrence at day 23/02/2006, showed that the model configured with the options of the operational version of the CPTEC, has difficulties in forecasting the intensity the pressure low and the wind in surface of the cyclone with more than 72 hours of antecedence. The increase in the resolution of the model did not propitiated an improvement in the analyzed fields, however it can have important influence in others fields, as the precipitation, influenced positively in other studies. In studies that are planned to represent the intensity of pressure low and the fields of wind in surface of the cyclone it is advised to use ~100 km of resolution (T126L28). Palavras-Chave: Ciclone Extratropical, Previsão Numérica de Tempo 1. INTRODUÇÃO Atualmente, observamos a ocorrência de vários fenômenos severos, tais como enchentes, nevascas, secas, aumento de tornados e furacões etc., servindo como alerta sobre o futuro do planeta. Há diversos estudos sobre as causas e impactos do aumento da temperatura global do planeta que tentam explicar estas mudanças no clima e no tempo. No Brasil, observamos nos últimos anos fenômenos similares, como o caso do furacão Catarina ocorrido em 29 de março de Antes tido como improvável, mas com as alterações no tempo e clima, viu-se que deve se repensar sobre as formas de prever e alertar antecipadamente a população sobre as possíveis ocorrências destes fenômenos. Desta forma, utilizar-se da modelagem numérica é primordial na tentativa de prever estes fenômenos. Vários trabalhos baseiam-se na modelagem para tentar compreender melhor estes fenômenos como o de Bonatti et al., 2004 sobre o fenômeno Catarina. 1 Centro de Previsão do Tempo e Estudos Climáticos CPTEC Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais INPE, Rod. Presidente Dutra Km Cachoeira Paulista, SP pkubota@cptec.inpe.br

2 Este trabalho tem como objetivo avaliar o novo Modelo de Circulação Geral Atmosférico do CPTEC (MCGA/MPI-CPTEC/INPE) com as novas parametrizações físicas: Grell (Grell et al., 2002), implementada por (Figueroa, 2006) e Souza (Souza, 1999) para convecção profunda e rasa, e o esquema Clirad (Tarasova et al., 2006) para radiação curta nas previsões de Ciclones Extra- Tropicais (Tomita et al., 2006) utilizando-se do mesmo modelo, encontrou resultados interessantes ao realizar simulações de jatos de baixos níveis. 2. METODOLOGIA E DADOS UTILIZADOS. A base deste trabalho consiste em avaliar as previsões para o ciclone extratropical ocorrido no período de 20 a 24 de fevereiro de 2006 com o novo modelo, configurado semelhante ao modelo pré-operacional do CPTEC, ilustrado na Tabela 1. Foram avaliadas simulações para um período de 4 dias de previsão com essa configuração, para os dias 20, 21, 22,23 e 24 de fevereiro de Utilizou-se para isso as análises do NCEP, com resoluções de ~100 km (T126L28), ~60 km (T213L42) e ~44 km (T299L64), referente a 00Z de cada dia. A temperatura de superfície do mar (TSM) usada como condição de contorno foi a observada para cada dia. Tabela 1: Configurações Básicas do MCGA/CPTEC Configurações do Modelo Descrição Euleriano Dinâmica espectral Reduzida Representação em ponto de grade do modelo Grell Convecção Profunda. Souza Convecção Rasa Clirad Radiação de Onda Curta SsiB Parametrização de Superfície Mellor e Yamada Parametrização da Camada Limite Planetária A avaliação do ciclone extratropical ilustrado na figura 1 será feita com as análises do NCEP, referente a cada dia de simulação. Figura 1 Imagem de satélite Noaa-15-IR no canal infravermelho para o dia :26Z

3 Os campos a serem analisados são os campos de vento e pressão obtidos com a integração do novo modelo e as análises referentes a cada dia de previsão. As análises serão feitas para as previsões de 72, 48 e 24 horas referentes aos dias 23 e 24 de fevereiro de RESULTADOS 3.1 Campos de vento e pressão referentes às análises com resoluções 100, 60 e 44 km. A) B) C) D) E) F) G) H) I) Figura - 2. Campos de vento e pressão referentes às análises para os dias 22, 23 e 24. A evolução temporal do Ciclone Extratropical, ilustrado na figura 2, pode ser observada através dos campos de vento e pressão das análises do NCEP. Esta evolução temporal representa nosso dado real da atmosfera, sendo estes dados escolhidos como base para nossas análises posteriores realizados com os campos previstos pelo novo modelo. A evolução temporal do Ciclone Extratropical, ilustrados pelas análises do NCEP com freqüência a cada 24 horas, independentemente da resolução, tem início no dia 22 com uma pequena perturbação no campo de vento, tendo o seu pico de máximo desenvolvimento no dia 23 e sua desintensificação no dia 24, onde o Ciclone Extratropical apresenta-se desconfigurado.

4 As análises utilizadas como condição inicial do dia 20 e 21 no novo modelo, referentes à previsão de 72 e 48 horas para o dia 23 não traziam um sinal típico da formação do Ciclone Extratropical, o mesmo acontece para a previsão de 72 horas para o dia Campos de vento e Pressão referentes a 24, 48 e 72 horas de previsão. A B C D E F G H I Figura 3.Campos de vento e Pressão referentes a 24, 48 e 72 horas de previsão para o dia 23. Ilustrado na figura 3 as previsões de 24, 48 e 72 horas para o dia 23 para os campos de pressão e vento. Observa-se na figura - 3 (C, F e I), que as previsões para 72 horas referentes ao dia 23, o novo modelo não conseguiu simular o Ciclone Extratropical com precisão em sua localização e intensidade quando comparadas às análises do NCEP. O Ciclone Extratropical somente começa a ficar bem definido para as previsões de 48 horas (figura 3 B, E e H) e 24 horas (figura 3 A, D e G), onde se observa que há tendência de subestimar as intensidades da baixa pressão e do vento em superfície comparado com as análises. Em relação à resolução do modelo, as altas resoluções do MCGA/CPTEC não melhoraram a previsão da intensidade da baixa pressão e ventos em superfície. Os mesmos resultados foram obtidos por Bonatti et al., 2004, com a versão antiga do MCGA/CPTEC-COLA. Porém, ele acrescenta que a alta resolução é importante para definir o campo de precipitação.

5 A melhor representação do Ciclone Extratropical foi simulada com a resolução de ~100 km T126L28, figura 3 (A, B e C). As intensidades da baixa pressão e do campo de vento do ciclone são previstas com mais tempo de antecedência. A B C D E F G H I Figura 4. Campos de vento e Pressão referentes a 72, 48 e 24 horas de previsão para o dia 24 A dissipação do Ciclone Extratropical ocorrido no dia 24 está ilustrado na figura 4. Observa-se que para a previsão de 72 horas, figura - 4 (C, F e I) não há sinal de dissipação do Ciclone. A dissipação ocorre somente para as previsões de 48 horas, figura 4 (B, E e H) e 24 horas figura 4 (A, D e G), quando comparada com as análises do NCEP. As altas resoluções do novo modelo forneceram uma boa previsão da dissipação do Ciclone, diferentemente do ocorrido para a previsão do dia 23. Isto pode estar relacionado às condições iniciais de cada previsão. 4. CONCLUSÃO Os resultados das simulações para os dias 23 e 24, mostram que o modelo MCGA/MPI- CPTEC/INPE apresentou algumas dificuldades em prever a intensidade da baixa pressão e ventos em superfície para o ciclone extratropical para um período superior a 72 horas, sendo as previsões de 24 e 48 horas ficaram mais próximas das análises. Com base nestes resultados, fica claro a

6 necessidade de análises de qualidade para uma boa previsão de ciclones extratropicais, pois o modelo novo modelo, para um curto período de tempo é muito sensível às condições iniciais. O aumento da resolução não propiciou uma melhora na intensidade da baixa pressão e ventos em superfície. Onde, a melhor representação do ciclone foi obtida com uma resolução de ~100km. Os resultados referentes à resolução são somente com base na intensidade da baixa pressão e ventos em superfície do ciclone, outras variáveis podem apresentar resultados melhores com o aumento da resolução. Em casos, onde haja interesse somente em caracterizar a presença do ciclone com base na intensidade da baixa pressão e ventos em superfície, pode-se utilizar a resolução de ~100 km, pois o custo computacional será menor e os resultados serão qualitativamente mais próximos aos campos observados. REFERÊNCIAS Bonatti, J. P.; Rao, V. B.; Silva Dias, P. L. Estudo Observacional da Propagação para Leste do Fenômeno Catarina e sua Simulação com Modelo Global de Alta Resolução. Anais do XIII Congresso Brasileiro de Meteorologia. Fortaleza-CE. Figueroa, S.N.; Tarasova, T.; Barbosa, J.H.M.; Bonatti, J.P and Silva Dias, P.L. The impact of cumulus and radiation parameterization schemes on Southern Hemisphere summer climate simulate by CPTEC Atmospheric General Circulation Model. 8th International conference on Southern Hemisphere meteorology and oceanography, American Meteorology Society, April Foz do Iguaçu, Parana, Brazil, Grell, Georg A. Prognostic Evaluation of Assumptions Used by Cumulus Parameterizations Monthly Weather Review : Souza, E. P., Estudo Teórico e Numérico da Relação entre Convecção e Superfícies Heterogêneas na Região Amazônica. TESE DE DOUTORADO. Universidade de São Paulo, 121 pp. Tarasova, T.A., H.M.J. Barbosa, S.N. Figueroa, Incorporation of new solar radiation scheme into CPTEC GCM. Sao José dos Campos: INPE/CPTEC, 44 p., (INPE NTE/371). Tomita, S. S.; Kubota, P. Y.; Bonatti, J. P.; Herdies, D. L.. Testes de Sensibilidade do Novo Modelo Global MCGA/MPI CPTEC/INPE Usando Diferentes Parametrizações Físicas. Anais do XIV Congresso Brasileiro de Meteorologia. Florianópolis-SC, Brasil, 2006.