A PRÉ-ESTAÇÃO CHUVOSA NO BRASIL E SUA RELAÇÃO COM O DIPOLO DO OCEANO ÍNDICO. Anita Rodrigues de Moraes Drumond 1 e Tércio Ambrizzi 1

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1 A PRÉ-ESTAÇÃO CHUVOSA NO BRASIL E SUA RELAÇÃO COM O DIPOLO DO OCEANO ÍNDICO Anita Rodrigues de Moraes Drumond 1 e Tércio Ambrizzi 1 RESUMO Este é um estudo observacional das composições de anomalias ocorridas na pré-estação chuvosa do Brasil (Primavera Austral) em eventos extremos do Dipolo do Oceano Índico. Em geral há a inversão dos principais padrões anômalos entre as duas fases do dipolo. Na fase positiva (anomalias positivas de TSM no Índico Oeste e negativas no Índico leste, DOI +) há um aumento da precipitação nos subtrópicos e redução no nordeste da América do Sul associado a uma anomalia anticiclônica do fluxo de umidade no sudeste do Brasil que favorece o transporte de umidade da Amazônia para a Bacia do Prata. Em altos níveis sugere-se a propagação de um trem de ondas anômalo do Índico para a América do Sul. ABSTRACT This work presents an observational analysis of the composites of anomalies observed in the Brazilian pre-rainy season (Austral Spring) during extreme Indian Ocean Dipole (IOD) events. In general there is the inversion of the main anomalous patterns observed in both dipole phases. In the positive phase (presenting positive SST anomalies over the Western Indian and negative over the Eastern Indian) the precipitation is enhanced over the subtropical South America and it is reduced over northeastern continent. An anomalous anticyclonic circulation over southeastern Brazil enhanced the moisture transport from Amazon Basin towards La Plata Basin. The high levels atmospheric circulation composites suggest the propagation of an anomalous wave train from the Indian ocean towards South America may influence the circulation in South America. 1 Departamento de Ciências Atmosféricas IAG/USP Rua do Matão, 1226, Cidade Universitária, São Paulo, SP, Brasil CEP Telefone: anitadru@model.iag.usp.br; ambrizzi@model.iag.usp.br 1

2 Palavras-Chave: Índico, precipitação, América do Sul. INTRODUÇÃO Um dos aspectos de variabilidade da Monção na América do Sul (MAS) refere-se ao início da estação chuvosa de grande parte do Brasil, que climatologicamente ocorre na primavera austral (Marengo et al., 2001 e referências) e é um processo de alguma forma dependente da passagem sistemas transientes pelo continente (Gan et al., 2004). O início da estação chuvosa no sudeste da Amazônia relaciona-se com as temperaturas da superfície (Fu et al., 1999). Saji et al.(2005) verificaram o impacto dos extremos do Dipolo do Oceano Índico (DOI), um dipolo zonal de anomalias de TSM observado sobre o Índico Tropical, na variabilidade da temperatura do ar superficial na América do Sul subtropical na primavera austral. Esta influência ocorre através da propagação de um trem de ondas de Rossby emanando da convecção anômala no Índico para os subtrópicos do Pacífico e do Atlântico. Assim, como o DOI influencia a temperatura da superfície nos subtrópicos da América do Sul na pré-estação chuvosa, e a temperatura é um fator relevante na configuração da MAS, o objetivo deste estudo observacional é analisar a possível influência do DOI no início da estação chuvosa na América do Sul através da técnica de composição dos eventos extremos. DADOS E METODOLOGIA Foram utilizados os campos mensais de precipitação de Chen et al. (2002) (2,5º x 2,5º). Os dados atmosféricos provêm das médias mensais da Reanálise do National Center for Environmental Prediction (NCEP) National Center for Atmospheric Research (NCAR) (2,5º x 2,5º) e os dados de TSM são os de Smith e Reynolds (2004) (2º x 2º), ambos disponíveis na página virtual do NOAA-CIRES Climate Diagnostics Center ( As análises foram feitas para o período entre 1950 e 2003, focando a Primavera Austral (SON), e a climatologia foi definida de 1950 a A seleção dos eventos de extremos do DOI seguiu a análise multivariada de Saji et al. (2005). O índice oceânico consiste no Índice do Modo de Dipolo (IMD), que é a diferença entre as anomalias de TSM normalizadas do Índico Oeste (IW) (60º-80ºE, 10ºS-10ºN) e Leste (IE) (90º- 110ºE, 10ºS-0º). O índice positivo apresenta águas mais quentes no Índico Oeste e frias no Leste e vice-versa. Já o índice atmosférico consiste na anomalia normalizada do vento zonal superficial do Índico Equatorial (U eq ) (70º-90ºE, 5ºS-5ºN). Assim, um evento de extremo de DOI ocorre quando o 2

3 IMD e o U eq excedem 0,5σ em amplitude por, no mínimo, 3 meses. Adicionalmente, IW e IE devem ser de sinais opostos e sua magnitude exceder 0,5σ por, no mínimo, 3 meses. Tendo os eventos extremos de DOI, elaboraram-se composições para analisar as características dinâmicas e pluviométricas associadas. As anomalias estatisticamente significativas a um nível de significância de 10% segundo o teste T-Student foram ressaltadas. RESULTADOS A tabela 1 apresenta os eventos extremos DOI selecionados para o período entre 1950 e Dos vinte eventos, nove são positivos (DOI+) e onze negativos (DOI-). É interessante que, ao classificar os eventos de acordo com ENOS (Zhou et al., 2001), verifica-se que entre os nove eventos positivos, nenhum ocorreu em ano de La Niña, seis em ano de El Niño, dois em anos neutros e um em ano de transição de El Niño para La Niña. Já os eventos negativos são mais distribuídos na classificação ENOS: três ocorreram em ano de El Niño, quatro em La Niña, dois em anos neutros, um em transição de El Niño para La Niña e um em transição de La Niña para neutro. Analisando as anomalias de TSM de SON para a composição DOI+ (figura 1a), verifica-se a ocorrência da fase positiva do dipolo, com anomalias positivas atingindo +0,4ºC no Índico Oeste e negativas atingindo 0,6ºC na região da Indonésia. Anomalias positivas de TSM são observadas no Pacífico Equatorial Central, com valores de até +1ºC. Por outro lado, a composição de eventos DOI (figura 1b) apresenta a fase negativa do dipolo, com anomalias negativas de TSM atingindo 0,2ºC no Índico Oeste e positivas de mesma magnitude no Índico Leste. Nesta mesma composição observam-se anomalias negativas de TSM atingindo 0,6ºC no Pacífico Equatorial Central-Leste. A figura 2a apresenta a composição de anomalias de precipitação em SON para os eventos DOI+. Observa-se uma estrutura dipolar, com anomalias negativas no nordeste da América do Sul e positivas no sudeste do continente. Apesar a composição DOI (figura 2b) apresentar pequenas regiões com anomalias estatisticamente significativas para o nível desejado, esta figura indica uma inversão da estrutura dipolar, com anomalias positivas nos trópicos e negativas nos extratrópicos. A figura 3a apresenta a composição do fluxo de umidade anômalo integrado verticalmente e a respectiva divergência para os eventos DOI +. Uma circulação anticiclônica anômala no sudeste do Brasil favorece o transporte de umidade da Amazônia para a Bacia do Prata, onde há convergência anômala do fluxo de umidade e o aumento da precipitação (figura 2a). Há divergência anômala do fluxo de umidade sobre o nordeste da América do Sul. Contudo, similar à precipitação, a composição DOI (figura 3b) apresenta poucas anomalias estatisticamente significativas, como o fluxo anômalo de leste na Argentina e a convergência anômala do fluxo no sul da Bolívia. 3

4 Em altos níveis, a composição DOI+ (figura 4a) sugere a propagação de um trem anômalo de ondas emanando do Índico em forma de arco pelo Pacífico Sul em direção à América do Sul. No continente, anomalias anticiclônicas no sudeste da América do Sul sugerem uma estrutura barotrópica equivalente na região, enquanto que as anomalias ciclônicas ocorrem nos trópicos. A composição DOI- (figura 4b) apresenta a inversão de fase do trem de ondas anômalo emanando do Índico para o continente, onde apresenta anomalias ciclônicas nos subtrópicos. Tabela 1: Eventos DOI selecionados para o período Anos em negrito indicam eventos El Niño e em sublinhado, La Niña. Anos de transição são representados por dois efeitos gráficos. Eventos DOI , 1963, 1967, 1972, 1977, 1982, 1983, 1994, 1997 Eventos DOI , 1960, 1964, 1971, 1974, 1975, 1989, 1992, 1993, 1996, 1998 (a) Figura 1 (a): Composição de anomalias de TSM (º) SON para os eventos DOI+ selecionados; : idem a (a), para DOI -. As isolinhas são, em módulo, 0,1; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1 º. As isolinhas contínuas (tracejadas) representam anomalias positivas (negativas) e o sombreado indica anomalias estatisticamente significativas ao nível de significância de 10%. (Dados: Smith e Reynolds, 2004) (a) Figura 2 (a): Composição de anomalias de precipitação (mm/dia) SON para os eventos DOI+ selecionados; : idem a (a), para DOI-. O intervalo entre isolinhas é de 0,3 mm/dia e as isolinhas contínuas (tracejadas) representam anomalias positivas (negativas). O sombreado indica anomalias estatisticamente significativas ao nível de significância de 10% (Dados: Chen et al., 2002) 4

5 (a) Figura 3 (a): Composição de fluxo de umidade anômalo (x 10 2 g.cm -1.s -1 ) (vetor) e respectiva divergência (mm.dia -1 ) (cinza e linha de contorno) integrados na vertical SON dos eventos DOI+; : idem a (a), para DOI-. Para divergência, as isolinhas são, em módulo, 1; 2; 4 mm.dia -1 e anomalias superiores (inferiores) a 1 (-1) mm.dia -1 estão em cinza escuro (claro). Para o vetor e sombreado, apenas anomalias significativas ao nível de significância de 10% são apresentadas (Reanálise NCEP/NCAR) (a) Figura 4 (a): Anomalia da componente assimétrica zonal de função de corrente (x10 6 m 2 s -1 ) em 200hPa SON para os eventos DOI+; : idem a (a), para DOI-. As isolinhas são, em módulo, 0,5; 1; 2; 4: 6 x10 6 m 2 s -1. Linhas contínuas (pontilhadas) representam valores positivos (negativos). Áreas sombreadas indicam anomalias significativas ao nível de significância de 10% (dados: Reanálise). DISCUSSÃO Este estudo consistiu em analisar as anomalias observadas durante a pré-estação chuvosa do Brasil em eventos extremos do Dipolo do Oceano Índico através da técnica de composições. Em geral, os campos anômalos para as duas fases apresentam padrão inverso: na fase positiva do dipolo (anomalias positivas de TSM no Índico Oeste e negativas no Índico leste, DOI +) verifica-se um aumento da precipitação nos subtrópicos e redução no nordeste da América do Sul associado a uma anomalia anticiclônica do fluxo de umidade no sudeste do Brasil que favorece o 5

6 transporte de umidade da Amazônia para a Bacia do Prata. As composições em altos níveis sugerem a propagação de um trem de ondas anômalo emanando do Índico em direção à América do Sul. Dando continuidade ao trabalho, as hipóteses observacionais levantadas serão avaliadas através de experimentos numéricos com um Modelo de Circulação Geral Atmosférico. AGRADECIMENTOS A autora agradece ao CNPq pela bolsa de Pós-doutorado concedida (152051/2005-8). T.A. agradece ao CNPq e FAPESP pelos auxílios à pesquisa concedidos. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS CHEN, M., P. XIE, J.E. JANOWIAK E P.A. ARKIN, 2002: Global land precipitation: A 50-yr monthly analysis based on gauge observations. J. Hydrometeor., 3 (3), FU, R., B. ZHU, R. DICKINSON, 1999: How do atmosphere and land surface influence seasonal changes of convection in the tropical Amazon. J. Climate, 12, GAN, M.A, V.E. KOUSKY, C.F. ROPELEWSKI, 2004: The South America monsoon circulation and its relationship to rainfall over West-Central Brazil. J. Climate, 17, KALNAY, E., AND CO-AUTHORS, 1996: The NCEP/NCAR 40-year Reanalysis Project. Bull. Amer. Meteor. Soc., 77 (3), MARENGO, J.A, B. LIEBMANN, V.E. KOUSKY, N.P. FILIZOLA, I.C. WAINER, 2001: Onset and end of the rainy season in the Brazilian Amazon Basin. J. Climate, 14, SAJI, N.H., T. AMBRIZZI, S.E.T. FERRAZ, 2005: Indian Ocean Dipole events and austral surface air temperature anomalies. Dynamic of Atmospheres and Oceans, 39, SMITH, T.M., R.W. REYNOLDS, 2004: Improved Extended Reconstruction of SST ( ). Journal of Climate, 17, ZHOU, Y. P., R. W. HIGGINS, H.-K. KIM, 2001, 2001: Relationships Between El Nino-Southern Oscillation and the Arctic Oscillation: A Climate-Weather Link. NCEP/CPC ATLAS No. 8. 6