COMPARAÇÃO ENTRE OS CAMPOS DE PRECIPITAÇÃO DE REANÁLISE DO CPTEC E NCEP/NCAR PARA A AMÉRICA DO SUL

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1 COMPARAÇÃO ENTRE OS CAMPOS DE PRECIPITAÇÃO DE REANÁLISE DO CPTEC E NCEP/NCAR PARA A AMÉRICA DO SUL Lucía I. Chipponelli Pinto 1, Luciana M. F. Diniz 2, Marcos H. Costa 3 RESUMO - Devido às dificuldades de se obter séries de dados meteorológicos longas e contínuas para o planeta como um todo, diversos centros de previsão do tempo e clima oferecem produtos de reanálise. A principal vantagem destas séries está na obtenção de períodos de dados razoavelmente longos e sem falhas para qualquer ponto do planeta. No Brasil, o CPTEC disponibilizou este ano um produto regional de reanálise para a América do Sul. Este trabalho tem o objetivo de analisar os primeiros resultados da reanálise regional do CPTEC para a América do Sul para a variável precipitação, comparando-os com os dados de reanálise do NCEP/NCAR e o banco de dados climatológico do Legates e Wilmott (1990). Verificou-se que existem diferenças significativas entre a espacialização dos campos de cada centro, devido ao fato de cada centro trabalhar com um modelo. Notamos que a precipitação na América do Sul na reanálise do CPTEC não corresponde ao observado nos outros dois produtos, para a maioria das regiões do continente. Futuramente será feita uma comparação usando outros produtos de precipitação, e uma análise regional dos campos, separando por bandas de latitude, bacias hidrográficas e cobertura do solo, a fim de verificar se em áreas menores os resultados são mais satisfatórios, assim como uma análise estatística dos dados. ABSTRACT - Due to the difficulties in obtaining long and continuous series of meteorological data for the planet as a whole, several weather and climate forecast centers offer reanalyzed products. The major advantage of these series is reasonably long periods of data and without gaps for any point of the planet. In Brazil, CPTEC made available this year a regional product of reanalysis to South America. This work has the objective of analyzing the first results of the South America CPTEC reanalysis for the variable precipitation, comparing them with the data NCEP/NCAR reanalysis and the climatological database of Legates and Wilmott (1990) considered to be the reference here. Significant differences exist between the fields of each center, probably because each center works with a different model. We noticed that the CPTEC renalyzed precipitation product does not correspond to the other two products, for most of the regions in the continent. In the future, a comparison using other precipitation products will be done, along with a regional analysis, for different bands of latitude, river basins and regions with same land cover, as well as a statistical analysis of the data. Palavras Chaves: Reanálise, Precipitação. INTRODUÇÃO A América do Sul, por ser um continente de grande extensão territorial possui diferentes regimes de precipitação, onde é encontrada uma grande variabilidade de climas com diferentes características regionais. Sabendo das dificuldades de se obter séries de dados meteorológicos 1 Mestranda do Curso de Meteorologia Agrícola, UFV. Av. P. H. Rolfs. Viçosa, MG CEP: (chipponelli@vicosa.ufv.br). Bolsista CNPq. 2 Graduanda em Ciência da Computação, UFV. Caixa Av. P. H. Rolfs. Viçosa, MG CEP: (lucianamfd@gmail.com). 3 Professor do Departamento de Engenharia Agrícola e Ambiental, UFV, Av. P. H. Rolfs s/n, Viçosa, MG, CEP , tel (31) ,(mhcosta@ufv.br).

2 longas e contínuas para o planeta como um todo, com destaque para o hemisfério sul, diversos centros de previsão do tempo e clima vêm oferecendo produtos de reanálise, que são séries de dados meteorológicos obtidos através da assimilação e reanálise de dados observados em todo o planeta. A principal vantagem destas séries de reanálise está em se tratar de períodos de dados razoavelmente longos e sem falhas para qualquer ponto do planeta. O NCEP/NCAR (National Centers for Environmental Prediction / The National Center for Atmospheric Research) disponibiliza séries históricas de reanálise desde 1948 até a atualidade. As séries do NCEP/NCAR têm sido muito utilizadas em trabalhos que descrevem as condições gerais da atmosfera ou análise de áreas isoladas. Por exemplo, BARRADAS e NIGAM (2005), que estudaram a variabilidade da precipitação sobre as grandes planícies do Estados Unidos, usando séries de reanálise do NCEP/NCAR e ERA-40 e simulações de modelos atmosféricos, assim como RAO et. al. (1999), que verificaram a influência da interação oceano-atmosfera para a precipitação do nordeste brasileiro, entre outros trabalhos. No Brasil o CPTEC (Centro de Previsão do Tempo e Estudos Climáticos) disponibilizou este ano um produto de reanálise regional para a América do Sul. A princípio esta série de dados abrange o período de 2000 a 2004, porém existem perspectivas de aumentar este período num futuro próximo. A principal vantagem deste produto em relação às séries de reanálise oferecidas pelos outros centros está na sua resolução, pois o CPTEC trabalha com uma resolução horizontal de 40 km x 40 km, cobrindo a América do Sul e oceanos adjacentes, enquanto a maioria dos outros centros trabalham com resoluções maiores e cobrindo o planeta todo. Este banco de dados de reanálise do CPTEC é produzida a partir do modelo regional Eta. Este trabalho tem o objetivo de analisar os primeiros resultados da reanálise regional do CPTEC para a América do Sul para a variável precipitação, tendo assim uma idéia da distribuição espacial do campo desta variável do produto de reanálise do CPTEC na América do Sul para cada mês do ano. MATERIAL E MÉTODOS Será utilizado um subproduto da reanálise regional do CPTEC, que é uma climatologia do período de 2000 a 2004 calculada através dos valores diários da precipitação para a América do Sul. Este subproduto encontra-se disponível no site: ftp://lba.cptec.inpe.br/lba_archives/pc/pc- 404/regional_reanalysis. Para realizar a comparação dos campos do CPTEC foram escolhidas mais duas séries de dados, sendo uma de reanálise do NCEP/NCAR, e o banco de dados climático do LEGATES e WILMOTT (1990). A taxa média mensal da precipitação global estimada a partir das séries de reanálise do NCEP/NCAR foi obtida a partir de enquanto

3 os dados de precipitação global de LEGATES e WILMOTT (1990) foram obtidos a partir de registros de estações terrestres e de registros de pontos de grade oceânica que foram corrigidos e interpolados numa grade de 0,5 de latitude e longitude. Os dados são trabalhados no NCL (NCAR Command Language), uma linguagem projetada especificamente para o processamento de dados científicos e sua visualização. RESULTADOS E DISCUSSÕES Na Figura 1 observam-se os campos de precipitação média anual para as séries de reanálise do CPTEC e NCEP/NCAR, além do banco de dados climático de LEGATES e WILMOTT. Os campos apresentam resultados bem diferentes. Por exemplo, na Figura 1a notamos que a maior parte do continente está apresentando valores de precipitação inferiores a 2 mm/dia, comuns em semi-desertos, o que está fora da realidade da região. Já na Figura 1b se tem uma melhor representação da distribuição pluviométrica da América do Sul, onde algumas características bem definidas dessa distribuição são facilmente observadas, como os valores abaixo de 2 mm/dia na costa oeste do continente, assim como o máximo de precipitação no noroeste da Amazônia (Colômbia). E para os resultados do banco de dados climáticos do LEGATES e WILMOTT (Figura 1c), temos a região amazônica bem representada com os seus elevados valores de precipitação variando entre 6 e 12 mm/dia. As diferenças encontradas provavelmente se devem aos diferentes modelos usados na obtenção dos produtos, e à diferente duração de cada série de dados, que representam na verdade períodos diferentes. Figura 1 Campos de precipitação média anual (mm/dia), (a) CPTEC; (b) NCEP/NCAR e (c) Legates e Wilmott. Analisando os campos mensais de precipitação do CPTEC (Figura 2), nota-se uma má distribuição da chuva para quase todos os meses. Por exemplo, nos meses de janeiro, fevereiro, março, abril e dezembro a região nordeste do Brasil apresenta valores entre 7 e 10 mm/dia, o que

4 não é realístico já que esta região é conhecida por apresentar um clima semi-árido. A região amazônica tem o seu regime de precipitação representado razoavelmente, onde o que define o seu período seco do chuvoso e o deslocamento da ZCIT (Zona de Convergência Intertropical) para o hemisfério Norte.Quando a ZCIT encontra-se deslocada no sentido sul, temos a estação chuvosa caracterizada o que ocorre geralmente no período de dezembro a fevereiro, que é notado na Figura 2, com o aumento da intensidade e área de precipitação. Já para o restante do continente os campos apresentam-se praticamente constantes de um mês para o outro e com valores muito abaixo dos observados. Janeiro Fevereiro Março Abril Maio Junho Julho Agosto Setembro Outubro Novembro Dezembro Figura 2 Campos de reanálise de precipitação (mm/dia) do CPTEC

5 Já nos campos de reanálise do NCEP/NCAR (Figura 3) há uma melhor representação da espacialização da precipitação na América do Sul, pois alguns regimes de precipitação são facilmente observados, por exemplo, nos meses de junho, julho e agosto onde se observa a banda de valores praticamente nulos de precipitação, que vai do noroeste da Amazônia até o nordeste brasileiro, assim como na costa do Chile e Peru onde também temos valores abaixo de 2 mm/dia. Outra região onde é possível notar a sazonalidade é o norte da Argentina. Porém, na região amazônica, onde são encontrados os maiores valores pluviométricos da América do Sul, a reanálise do NCEP/NCAR informa valores entre 3 e 5 mm/dia para todos os meses, não mostrando as estações seca e chuvosa. Janeiro Fevereiro Março Abril Maio Junho Julho Agosto Setembro Outubro Novembro Dezembro Figura 3 Campos de reanálise de precipitação (mm/dia) do NCEP/NCAR

6 CONCLUSÃO Os campos de precipitação do CPTEC apresentam diferenças significativas entre si, porém isso era esperado, já que os produtos de reanálise do NCEP/NCAR e o CPTEC têm como base modelos diferentes, sendo um global e o outro regional. Além disso, as séries de cada centro têm duração diferentes. Através dos resultados obtidos, os campos do NCEP/NCAR apresentam valores mais próximos da realidade observada para a América do Sul. Futuramente serão feitas análises dos campos separando-se por regiões, bacias hidrográficas e tipo de vegetação, a fim de verificar se em áreas menores os resultados dos campos do CPTEC são mais satisfatórios, assim como uma análise estatística dos dados. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BARRADAS, A.R.; NIGAM, S. Warm season rainfall variability over the U.S. Great Plains in observations, NCEP and ERA-40 reanalyses, and NCAR and NASA atmospheric model simulations. Journal Climate, v.18, , RAO, V.B.; CHAPA, S.R.; FRANCHITO, S.H. Decadal variation of atmosphere-ocean interaction in the tropical Atlantic and its relationship to the Northeast Brazil rainfall. Journal of the Meteorological Society of Japan, v.77, n.1, p.63-75, LEGATES, D. R., WILLMOTT, C. J. Mean seasonal and spatial variability in gauge-corrected, global precipitation. International Journal of Climatology, v. 10, p , 1990.