INMET: CURSO DE METEOROLOGIA SINÓTICA E VARIABILIDADE CLIMÁTICA CAPÍTULO 4 Ciclo Sazonal Global: Temperatura da Superfície do Mar, Pressão ao Nível do Mar, Precipitação, Monções, e Zonas de Convergência Nota: Para mais informações, consulte os PowerPoints: Kousky-Lecture-6-seasonal-cycle-monsoons-conv-zones.ppt Kousky-Lecture-16-severe-mesoescale-weather.ppt Kousky-Lecture-17- Extreme Precipitation Events over Eastern Brazil.ppt
1. Temperatura da Superfície do Mar (TSM) TSM: Principais Características Poço quente do Atlântico Poço quente do Pacífico língua Fria Equatorial 2
TSM: Extremos no Ciclo Anual TSM Equatorial é mais quente em abril. Línguas Frias Equatoriais são mais intensas em Julho-Otubro. 3
2. Pressão ao Nível do Mar (PNM) O ciclo anual é maior sobre o Hemisfério Norte O Hemisfério Sul exibe um ciclo anual mais fraco 2.1 Variações Anuais em PNM Grandes variações anuais (hpa): Mongólia /China Ilhas Aleutas Islândia África Austrália América do Sul 4
2.2 PNM: Principais Características H L H L H H H JAN L L H H H H H JUL 5
2.3 Vento Troposférico Superior Correntes de jato são mais fortes e mais perto do equador durante o inverno. anticiclones de nível superior se desenvolvem nos subtrópicos nas regiões de intensa precipitação convectiva. Cavados do meio-oceânico se desenvolvem em baixas latitudes, em ambos os hemisférios nas regiões de TSMs relativamente fria. Janeiro: Jato do Pacífico Norte localizado em região de forte gradiente meridional de TSM Jato Cavados oceânicos encontrado em regiões de fraco gradiente meridional de TSM 6
Julho: Jato do Pacífico Sul localizado em região de forte gradiente meridional de TSM Cavados oceânicos encontrado em regiões de fraco gradiente meridional de TSM Jato 7
3. Precipitação Precipitação maior é observada 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 (ITCZs) Zona de Convergência do Pacífico Sul (ZCPS) Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS) Latitudes médias no inverno (storm tracks) 3.1 Principais Características Tempestades Extratropicais ITCZ ZCPS ZCAS Minima Precipitação ocorrem 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 8
4. Monções O termo monção é derivado da palavra árabe Mausam, o que significa temporada (estação). Halley (1686) definiu monção como a reversão sazonal dos ventos de superfície constante e sustentado, que sopram do nordeste durante o inverno e do sudoeste durante o verão. Apesar desta definição se basear na circulação atmosférica, precipitação é outra variável que tem sido amplamente utilizado para definir monção. Embora não exista uma definição universal, as monções são sistemas atmosféricos com certas características bem definidas (Webster, 1987). Todas as monções tem um ciclo de vida caracterizado pelo aparecimento distintos (onset), maduração (mature), e as fases finais (demise). As monções dispõem de chuvas abundantes no verão e seca durante o inverno. A monção mais forte é observada no verão da Ásia (Ramage, 1971), o que afeta cerca da metade da população do mundo. As monções são encontrados também em outras áreas tropicais-subtropicais, incluindo Austrália, África, América do Sul e América do Norte (Webster, 1987; Zhou e Lau, 2000; Sultan et al, 2003; Higgins et al, 2006). A Variabilidade das monções é influenciada por vários fenômenos de tempo e clima, incluindo distúrbios de escala sinótica, ondas tropicais e ciclones tropicais e as variações intrasazonais que contribuem para suas fases iniciais and finais. Variações interanuais e mais longas das monções são devido a dinâmica interna do sistema acoplado do oceano-atmosfera-continente e interações de monções com outros fenômenos climáticos como El Niño-Oscilação Sul, a cobertura de neve e a Oscilação Decadal do Pacífico. Embora a principal causa de monções é o contraste térmico entre o continente e o ocean, as características distintas das monções variam de região para região. O clima da monção sobre muitos países da Ásia é caracterizada por condições úmidas e quentes no verão e condições secas e frias no inverno, o que corresponde a uma mudança acentuada dos ventos de superfície entre o inverno e verão. No entanto, as regiões próximas ao equador geralmente experimentam duas estações chuvosas. Sobre a África oriental, as chuvas de monção são caracterizadas pela chuva de longa duração em março-maio e chuva de curta duração em outubro-dezembro. A monção norte-americana é caracterizado por chuvas maxima distintas sobre o oeste do México e sudoeste dos Estados Unidos e por um anticiclone de altos níveis sobre os terrenos mais altos do noroeste do México. A monção da América do Sul apresenta uma pronunciada estação chuvosa (novembro-março) e uma estação seca (abril-setembro) sobre o Brasil central. Uma circulação anticiclónica intensa na troposfera superior situada sobre leste da Bolívia, aparece durante a estação chuvosa. A variabilidade das monções é muitas vezes relacionada com inundações, secas e outros eventos extremos de tempo e clima. Excesso de chuvas de monção provoca inundações e deslizamentos de terra e, portanto, considerável impacto social e económico. Insuficiente chuvas de monção leva à seca, o que causa escassos nos suprimentos de água potável. Cavados de monção e tempestades tropicais com ventos fortes e marés altas são muitas vezes incorporadas no interior da circulação de monção em grande escala, constituindo uma ameaça para as vidas humanas e bens materiais. O comportamento das monções, tais como a intensidade e duração, influenciam o planejamento e desenvolvimento económico, gestão de recursos hídricos, agricultura (plantio e colheita) e resposta a casos de emergência. Por causa dos impactos significativos das monções na vida social e económica, é importante continuar o estudo das moncoes para podermos chegar a uma melhor simulação e previsão das monções. Nota: Esse texto das monções acima foi adaptado do Yang, Silva e Higgins 2010 (publicado na Encyclopedia of Natural Hazards) 9
4.1 Monção do Sudeste Asiático OLR, Linhas de Corrente (200-hPa) & Ventos (850-hPa) 20-24 July (1979-1995) Ventos de baixos níveis se deslocam do sul do Oceano Índico em direção norte ao longo da Somália e em direção leste passando por Índia e as Filipinas. Uma crista de nível superior (A) a 30N se estende do Oriente Médio em direção leste para o Oeste do Pacífico Norte. Outra crista de nível superior se estendo ao longo de 10S do Pacífico Sul central em direcao oeste sobre o Oceano Índico. A Baixos valores de ROL, indicativo de convecção intensa profunda, abrangem a Índia, Sudeste da Ásia, sudoeste da China e as Filipinas. Altos valores de ROL, sem convecção profunda, abrangem o norte da Austrália e o sul da Indonésia. OLR, Linhas de Corrente (200-hPa) & Ventos (850-hPa) 16-20 January (1979-1995) Ventos de leste de baixos níveis são observados sobre o Pacífico subtropical norte em direção oeste ate a Somália. Ventos de oeste de baixos níveis são encontrados ao sul do equador desde o Oceano Índico em direção leste através da Indonésia. Cristas de níveis superiores (A) são encontradas ao longo do norte da Austrália e sobre as regiões subtropicais do Pacífico Norte. Baixos valores de ROL, indicativo de convecção intensa profunda, abrangem a Indonésia e o extremo norte da Austrália. Altos valores de ROL, sem convecção profunda, abrangem a Índia e o Sudeste Asiático. A A Nota: Baixos valores de ROL sobre as latitudes mais altas indicam baixas temperaturas da superfície. Não indicam o topo das nuvens de convecção profunda. 10
Circulação Meridional: Janeiro e Julho [circulação divergente indicada por vetores; a cor vermelha (azul) indica divergência (convergência)] Note a reversão sazonal da célula de circulação direta e no padrão de convergência / divergência. 20-30N HN Inverno: altos-níveis CONV, baixos-níveis DIV, movimento descendente HS Verão: altos-níveis DIV, baixos-níveis CONV, movimento ascendente 11
4.2 Monções das Américas OLR, Linhas de Corrente (200-hPa) & Ventos (850-hPa) 6-10 January (1979-1995) Ventos de baixos níveis do Atlântico equatorial se deslocam em direção a 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 OLR, Linhas de Corrente (200-hPa) & Ventos (850-hPa) 10-14 July (1979-1995) 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). A 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. 12
Circulação Meridional: Janeiro e Julho 10-20S SH Verão: altos-níveis DIV, baixos níveis CONV, movimento ascendente América do Sul SH Inverno: altos-níveis CONV, baixos níveis DIV, movimento descendente 13
4.2 Monções da Africa OLR, Linhas de Corrente (200-hPa) & Ventos (850-hPa) 6-10 January (1979-1995) Ventos de baixos níveis se deslocam do Mar Arábico até o Horn of Africa (Somalia). Um anticiclone fraco de nível superior (A) é encontrado sobre o Sul da África. O cavado meio-oceânico (linhas tracejadas) encontram-se sobre o Atlântico Sul. (setas indicam o a direção do vento em 200 hpa). Baixos valores de ROL, indicativo de convecção intensa profunda, abrangem a África, entre o equador e 20S. Altos valores de ROL, sem convecção profunda, abrangem o Deserto do Saara. A OLR, Linhas de Corrente (200-hPa) & Ventos (850-hPa) 10-14 July (1979-1995) Ventos de baixos níveis se deslocam do oceano Índico Sul para a África Oriental (norte de Moçambique, Tanzânia, Quénia e Somália). Cristas de nível superior (linhas tracejadas) são encontradas no HN sobre o norte da África e o Oriente Médio, e no HS sobre o sul do Oceano Índico e a África entre 5 e 10S. (setas indicam o a direção do vento em 200 hpa). Baixos valores de ROL, indicativo de convecção intensa profunda, abrangem a África, entre o equador e 15N. Altos valores de ROL, sem convecção profunda, abrangem o Deserto do Saara., o Oriente Médio e Sul da África. 14
5. Zonas de Convergência 5.1 Zonas de Convergência Intertropical (ITCZs) Regiões de confluência / convergência, geralmente quando os alísios de nordeste do Hemisfério Norte encontra-se com os alísios do sudeste do Hemisfério Sul. Pacífico ITCZ A Zona de Convergência Intertropical (ITCZ) é mais distinta sobre o Pacífico leste, onde os ventos alísios de Nordeste e Sudeste convergem (entre 5N e 10N) e as temperaturas da superfície do mar são quentes. ITCZ ITCZ 15
A Zona de Convergência do Pacífico Sul ocorre durante o verão do Hemisfério Sul (dezembro-março), e está localizada perto de um poço de água quente no sul do Oceano Pacífico. As frentes frias do Hemisfério Sul que avançam para o norte sobre o Pacífico Sul tendem a parar na região entre 10S e 20S, o que contribui para a convergência de baixos níveis, o movimento vertical ascendente e convecção intensa nessa região. ITCZ SPCZ SPCZ SPCZ ITCZ SPCZ ITCZ poço quente 20N EQ 20 S Precipitation (mm/d) 16
Atlântico ITCZ A ITCZ é mais distinta sobre o Atlântico leste e central, onde os ventos alísios de Nordeste e Sudeste convergem (entre o Equador e 15N) e as temperaturas da superfície do mar são quentes (veja abaixo). ITCZ 17
A Zona de Convergência do Oceano Índico (IOCZ) está presente durante o inverno do hemisfério norte (dezembro-março). Os ventos alisios de sudeste (hemisferio sul) convergem com os ventos de nordeste da monção provenientes da Ásia. A IOCZ geralmente está localizada entre o equador e 15S; uma região de convecção intensa e altas temperaturas da superfície do mar. Oceano Índico IOCZ 20 N E Q 20 S Precipitation (mm/d) 18
5.2 Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS) Durante o início da monção da America do Sul (setembro-outubro), 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) (Kousky, 1988). Esta banda de convecção é referida como a Zona de Convergência do Atlântico Sul (Casarin e Kousky, 1986). 19
Variabilidade da ZCAS: Padrão Dipolo da Ámérica 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. Frentes frias desempenham um papel importante na organização de atividade convectiva na região da ZCAS. Às vezes isto causa eventos extremos (precipitação excepcionalmente fortes e enchentes ao longo de um período de vários dias). 20