CARACTERIZAÇÃO DA ZONA DE CONVERGÊNCIA DO ATLÂNTICO SUL EM CAMPOS ATMOSFÉRICOS RECENTES

Como a Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS) é um dos principais sistemas meteorológicos causadores de chuva na região Sudeste do Brasil durante o verão, é de extrema importância conhecer suas características climatológicas, uma vez que essas podem ser utilizadas como indicadores de tal sistema em previsões de tempo. Portanto, o objetivo desse estudo é apresentar as diferenças da circulação atmosférica em eventos de ZCAS em relação à climatologia do verão usando dados recentes (2006 a 2017) da reanálise ERA-Interim, que é considerada estado-da-arte. Além disso, o estudo apresenta uma análise dos eventos de ZCAS acoplados com sistemas de baixa pressão no oceano Atlântico Sul e identifica as fontes de umidades desses ciclones. O padrão atmosférico em episódios de ZCAS se distingue da climatologia do verão devido à circulação em altos níveis ao mostrar um cavado entre o Sul do Brasil e oceano Atlântico, que auxilia os movimentos ascendentes no ramo oceânico da ZCAS, e uma crista mais configurada sobre o Sudeste do país. Já com relação às variáveis associadas à umidade do ar, todas indicam um sinal de dipolo entre o Sudeste e o Sul do Brasil, isto é, em eventos de ZCAS predomina anomalias positivas no Sudeste e negativas no Sul. Cerca de 30% dos eventos de ZCAS ocorrem acoplados a um ciclone no oceano Atlântico Sul, fato que contribui para a manutenção da ZCAS. Esses ciclones têm como fonte de umidade a Amazônia e o setor tropical do oceano Atlântico Sul

Variabilidade da Zona de Convergência do Atlântico Sul em relação a eventos ENOS de 2000 a 2021

The South Atlantic Convergence Zone, SACZ, is established over the northwest-southeast strip of South America, in the austral summer, and contributes to a large part of the precipitation observed in the region, being influenced by teleconnection patterns and variations in the surface temperature of the Pacific Ocean. The aim of this study was to analyze the association between SACZ and the Oceanic Niño Index, ONI, between 2000 and 2021, based on data from ECMWF reanalysis five, ERA-5. SACZ identification was performed based on daily data on longwave radiation, precipitable water and atmospheric circulation. ONI data were correlated to the monthly occurrence of SACZ through linear and contingency correlation coefficients. The results point to the highest (lower) frequency of SACZ in the negative (positive) phase of ONI, indicating 42 SACZ events during La Niña events and 24 SACZ events during El Niño periods. Although the linear correlation coefficient between the number of ZCAS and ONI is low for the period considered (r = -0.20, p < 0.10), the contingency coefficient showed a moderate association, with a value equal to -0.46.A Zona de Convergência do Atlântico Sul, ZCAS, se estabelece sobre a faixa noroeste-sudeste da América do Sul, no verão, e contribui para grande parte da precipitação observada na região, sendo influenciada por padrões de teleconexão e variações da temperatura da superfície do oceano Pacífico. O objetivo deste estudo foi analisar a associação entre a ZCAS e o Índice Niño Oceânico, ONI, entre 2000 e 2021, com base nos dados da reanálise cinco do ECMWF, ERA-5. A identificação da ZCAS foi realizada com base nos dados diários de radiação de onda longa, água precipitável e circulação atmosférica. Os dados de ONI foram correlacionados à ocorrência mensal de ZCAS através dos coeficientes de correlação linear e de contingência. Os resultados apontam para a maior (menor) frequência de ZCAS na fase negativa (positiva) do ONI, indicando 42 eventos de ZCAS durante eventos de La Niña e 24 eventos de ZCAS durante períodos de El Niño. Embora o coeficiente de correlação linear calculado entre o número de ZCAS e ONI seja baixo para o período considerado (r = -0,20, p < 0,10), o coeficiente de contingência apresentou associação moderada, com valor igual a -0,46

Modes of variability of precipitation in the State of São Paulo : local, regional and remote connections

Orientador: Lucí Hidalgo NunesTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de GeociênciasResumo: Neste estudo buscou-se identificar possíveis mudanças no regime das precipitações do estado de São Paulo, Brasil, avaliando informações de 79 postos pluviométricos para o período de 1973 a 2012, dividido em duas séries (1973 a 1992 e 1993 a 2012), que foram comparadas entre si de modo a observar eventuais alterações. Empreendidas no nível mensal e anual, foram utilizadas técnicas de estatística paramétrica (avaliação dos dois parâmetros da distribuição gama) e usando a técnica dos quantís (percentis 0,05, para extremos negativos e 0,95 para extremos positivos). Também foram analisados índices de teleconexão e o comportamento da Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS) de forma a entender a variabilidade das chuvas no estado. Os resultados são apresentados em forma de mapas e revelam que os padrões de distribuição da pluviosidade no estado de São Paulo, como um todo, mostram aumento da irregularidade da distribuição das chuvas e da ocorrência de eventos extremos nos últimos anos. Além disso, é verificada forte relação entre o Índice de Oscilação Sul, bem como a ocorrência da ZCAS e os montantes de pluviosidade em São PauloAbstract: This study aimed to identify possible changes in the precipitation regime in the State of São Paulo, Brazil, evaluating data from 79 pluviometric stations between 1973 and 2012, analyzed in two groups (1973 to 1992 and 1993 to 2012), which were compared and observed for changes. Annual evaluations were conducted, using techniques of parametric statistics (evaluation of the two gamma distribution parameters) and the quantile technique (0.05 percentiles for negative extremes and 0.95 for positive extremes). In order to understand rainfall variability in the state of São Paulo, teleconnection indexes and South American Convergence Zone (SACZ) behavior were also analyzed. The results are presented as maps and show that the rainfall distribution patterns in the State of São Paulo generally indicate an increase in the irregular rainfall distribution and the occurrence of extreme events in recent years. In addition, strong relationships between the Southern Oscillation Index, as well as the occurrence of SACZ and rainfall amounts in São Paulo were observedDoutoradoAnálise Ambiental e Dinâmica TerritorialDoutor em Geografia2015/11035-5FAPES

Estudo meteoceanográfico de um episódio de zona de convergência do Atlântico sul

TCC(graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. OceanografiaA Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS) é um fenômeno de interação oceano-atmosfera que afeta grandes áreas do continente sul americano e o oceano adjacente. Por ser um fenômeno de convergência está diretamente relacionado a altas taxas de precipitação e suas consequências. Quando ocorre o predomínio de forte convecção no oceano ela é denominada uma ZCAS oceânica (ZCASOCN). Este trabalho teve como objetivo estudar as condições oceânicas e atmosféricas predominantes de um caso ocorrido sobre o Atlântico Sudoeste no mês de Janeiro de 2013. No estudo foram usados cartas meteorológicas, imagens de satélite, dados de reanálises oceânicas a partir do banco de dados do projeto GLORYS, dados da atmosfera do modelo acoplado CFSRv2 e de precipitação do projeto TRMM. Estas variáveis foram usadas para mapear as condições oceânicas e atmosféricas e a dinâmica nos fluxos de calor. Os resultados mostraram que a ZCAS esteve presente, semi-estacionária e intensa no mês de janeiro de 2013. Baseado nas cartas meteorológicas definiu se a área dinâmica de interesse (ADI). A precipitação média espacial na série temporal da ADI para o mês de estudo apresentou um aumento a partir do dia 08 e se manteve intensa pelo restante do mês. O padrão atmosférico analisado pelo campo de vento em superfície mostrou um sistema ciclônico de caráter semi-estacionário ao sul da região de maior convergência da ZCAS. O padrão oceânico com o campo de altura da superfície do mar mostrou áreas de maiores e menores altura relacionadas ao deslocamento integral de Ekman entre a quebra da Corrente do Brasil e o sistema de baixa pressão. A análise da temperatura da superfície do mar com as correntes marinhas apresentaram regiões de ressurgência. O campo de salinidade apresentou águas menos salinas sobre a área de atuação ativa do fenômeno. A camada de mistura marinha refletiu o conjunto das demais variáveis ocorrentes sobre a ZCASOCN apresentando uma camada de espessura mais fina alinhada com a região de convergência. Os fluxos de calor indicaram um fator de retroalimentação negativa entre o oceano e a atmosfera relacionados à posição da ZCASOCN e os efeitos de redução de temperatura, fluxos de radiação, calor sensível e calor latente.The South Atlantic Convergence Zone (ZCAS) is a phenomenon of ocean-atmosphere interaction that affects large areas of the South American continent and the adjacent ocean. Because it is a phenomenon of convergence, it is directly associated to high rates of precipitation and its consequences. When there is a predominance of strong convection in the ocean, it is named an oceanic ZCAS (ZCASOCN). This reserch aimed to study the prevailing oceanic and atmospheric conditions of a particular case that occurred in the South Atlantic Ocean in January 2013. In the study, meteorological charts, satellite images and oceanic reanalysis data were used. From the GLORYS project database, atmosphere data from the CFSRv2 coupled model and precipitation from the TRMM project. These data were used to map ocean and atmospheric conditions and dynamics in heat flows. The results showed that ZCAS was present, semi-stationary and intense in the month of January 2013. Based on the meteorological charts we defined the (ADI) that covered the oceanic portion with the greatest extent of occurrence of the phenomenon. The average spatial precipitation in the ADI time series for the month of study increased from the 8th day onwards and remained intense for the rest of the month. The atmospheric pattern analysed by the surface wind field showed a cyclonic system of semi-stationary character to the south of the region of greater convergence of the ZCAS. The oceanic pattern with the height field of the sea surface showed areas of greater and lesser height related to the displacement of Ekman integral between the breaking of the Brazil Current and the low pressure system. The analysis of the sea surface temperature with the marine currents showed areas of resurgence. The salinity field presented less saline waters over the area where the phenomenon was active. The marine mixture layer reflected the set of other variables occurring on the ZCASOCN, presenting a thinner layer aligned with the convergence region. The heat fluxes indicated a negative feedback between the ocean and the atmosphere related to the position of ZCASOCN and the effects of temperature reduction, radiation fluxes, sensitive and latent heat

Condições de tempo severo e formação de tornados em Brasília-DF: um estudo de caso.

A formação de tornados é um fenômeno pouco frequente no Centro-Oeste do Brasil. O registro de um tornado em Brasília-DF em 01 de outubro de 2014 evidencia a importância da utilização de métodos que permitam compreender melhor os vários mecanismos atmosféricos dominantes em episódios de tempo severo e monitorar esse fenômeno meteorológico com alto potencial de destruição. Este estudo teve como propósito analisar a estrutura vertical da atmosfera que prevaleceu no desenvolvimento de condições atmosféricas adversas e identificar parâmetros convectivos adequados para determinação de padrões atmosféricos que favoreceram o desenvolvimento de tempo severo. A técnica estatística Análise de Componentes Principais (ACP), índices de instabilidade e imagens de radar meteorológico foram os principais métodos de análise utilizados. Os resultados mostram que a combinação entre o alto grau de instabilidade atmosférica, temperaturas elevadas e vento intenso acompanhado de rajadas foi determinante para o desenvolvimento do tornado. Entretanto, os valores dos índices de instabilidade diferem dos limiares normalmente utilizados como indicadores da formação de tornados. Linhas de instabilidade em forma de arco (“bow echoes”) detectadas pelo radar durante o período de chuva intensa com danos em superfície são os indícios mais fortes do tornado que atingiu a região. Registros fotográficos de linhas de energia, telhados, árvores e carros danificados pelo vento (95 km/h) também são apresentados.The frequency of tornado formation in Central-West Brazil is low. A tornado observed in Brasília-DF on 01 October 2014 highligths the importance of using methods that allow a better understanding of the various atmospheric mechanisms that dominate in severe weather episodes, and the monitoring of this meteorological phenomenon with high destructive potential. The aim in this study was to analyze the vertical structure of the atmosphere that dominated the development of adverse atmospheric conditions and to identify convective parameters that are adequate for determining atmospheric patterns that favor severe weather development. The statistic technique Principal Component Analysis (PCA), instability indices and meteorological radar images were the main analysis methods employed. The results show that the combination of high degree of atmospheric instability, high temperatures and intense wind with gusts was determinant for tornado development. However, values of the instability indices differ from those normally used as indicators of tornado formation. Arc-shaped squall lines (“bow echoes”) detected by radar during the period of intense rainfall with damages at the surface are the strongest evidence of the tornado that hit the region. Photos of power lines, roofs, trees and cars damaged by the winds (95km/h) are presented also.Cape

CARACTERÍSTICAS ANÔMALAS DO VERÃO DE 2019

O verão de 2019 (dez/18 e jan-fev/2019) foi um período anômalo. Em dezembro, várias estações meteorológicas no Sudeste do Brasil registraram temperaturas muito abaixo da climatologia como, por exemplo, a cidade de Itajubá, em que a temperatura mínima chegou a 11,1 °C. Já o mês de janeiro foi extremamente seco no Sudeste. Diante desse contexto, o objetivo do presente estudo foi registrar e explicar tais anomalias. Para tanto, foram utilizados dados de estações meteorológicas, da análise do Global Forecast System e do Climate Prediction Center e da reanálise ERA-Interim. O período anomalamente frio esteve associado à  incursão de uma onda de frio entre 7 e 10 de dezembro de 2018, enquanto o episódio seco em janeiro de 2019 esteve associado com o deslocamento do Anticiclone Subtropical do Atlântico Sul para oeste de sua posição climatológica, fazendo com que as anomalias de pressão atmosférica e temperatura da superfície do mar ficassem positivas; essas características dificultaram a ocorrência de precipitação no Sudeste e foram similares a da seca do ano de 2014. O modelo de previsão climática CFSV2 foi utilizado a fim de conhecer sua acurácia na previsão da seca de janeiro. Os resultados revelam que o modelo superestimou (subestimou) a precipitação (temperatura) nas regiões atingidas pelo período de estiagem na estação chuvosa

Avaliando os padrões atmosféricos e oceânicos durante eventos de seca no Brasil: o estudo de caso das bacias do São Francisco e Paraná

In recent years, extreme weather events have occurred with greater frequency, intensity and duration, and are projected to increase in future climate. In Brazil, for the period from 1991 to 2012, the natural disaster that affected the largest number of people are droughts. The São Francisco Hydrographic Basin (BHSF) and the Paraná Hydrographic Region (RHP) are among the main hydrographic basins in Brazil, standing out for the generation of energy and consumption, among other ecosystem services. Therefore, as droughts can trigger both economic and social problems, it is important to identify hydrological drought events in these basins and what anomalous weather patterns are associated with these events. Daily precipitation data from the Gauge-Based Analysis of Global Daily Precipitation (CPC) was used to calculate the Standardized Precipitation Index (SPI) at 1, 6 and 12 month scales in order to identify drought events in BHSF and RHP; this index uses historical rainfall series to quantify rainfall deficits, in which negative values are associated with dry episodes. The 1- month scale reflects short-term conditions and can be associated with meteorological droughts, the 6-month scale SPI can be used to show the dynamics of rainfall over different seasons and, in some cases, droughts on this scale can be associated with anomalies in river flows and reservoir levels, as seen in the 12-month scale, in which long-term rainfall patterns have been represented. The 12-month scale was used to identify hydrological drought episodes along the BHSF and RHP between 1979 and 2021. For these episodes, severity, duration, intensity and peak were obtained, and the SPI-1 and SPI-6 were obtained. analyzed during the longest and most severe drought (identified via SPI-12) to identify periods with anomalously dry conditions in the wet season. Anomalous atmospheric and oceanic patterns associated with this episode were also analyzed using data from the European Center for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) ERA5 Reanalysis. The results revealed that the longest and most severe episode of hydrological drought on the BHSF occurred between 2012 and 2020, while in the RHP of Paraná the event has developed since 2016, still without end until the end of the analyzed period. At BHSF, the anomalous dry conditions observed during the rainy season of this episode were associated with an anomalous high-pressure system acting close to the coast of Southeast Brazil, hindering the formation of precipitating systems. Different large-scale patterns acted during the drought conditions in the RHP in the analyzed periods (2016/2017, 2019/2020 and 2020/2021), but with a common weakening of the low level jets, making it impossible to transport moisture to the basin. Despite the drought being studied in a regionalized way in the country, the results found in the present study indicate recent drought events affecting several regions of Brazil simultaneously.Nos últimos anos, eventos climáticos extremos têm ocorrido com maior frequência, intensidade e duração, e são projetados a aumentarem no clima futuro. No Brasil, para o período de 1991 a 2012, o desastre natural que afetou o maior número de pessoas são as estiagens e secas. A Bacia Hidrográfica do São Francisco (BHSF) e a Região Hidrográfica do Paraná (RHP) estão entre as principais bacias hidrográficas do Brasil, destacando-se pela geração de energia e consumo, entre outros serviços ecossistêmicos. Portanto, como as secas podem desencadear tanto problemas econômicos quanto sociais, é importante identificar eventos hidrológicos de seca nessas bacias e quais os padrões climáticos anômalos associados a esses eventos. Utilizou-se dados de precipitação diária do Gauge-Based Analysis of Global Daily Precipitation (CPC) para calcular o Índice Padronizado de Precipitação (SPI) nas escalas de 1, 6 e 12 meses a fim de identificar eventos de seca na BHSF e na RHP; este índice utiliza séries históricas de precipitação para quantificar déficits de precipitação, em que valores negativos estão associados com episódios secos. A escala de 1 mês reflete condições de curto prazo e pode ser associado com secas meteorológicas, na escala de 6 meses o SPI pode ser utilizado para evidenciar a dinâmica das chuvas ao longo de diferentes estações e, em alguns casos, as secas nessa escala podem estar associadas com anomalias em vazões de rios e níveis de reservatórios, assim como verificado na escala de 12 meses, em que se tem representado padrões de precipitação de longo prazo. A escala de 12 meses foi utilizada para identificar episódios hidrológicos de seca ao longo da BHSF e da RHP entre 1979 e 2021. Para esses episódios, foram obtidas a severidade, duração, intensidade e pico, e o SPI-1 e SPI 6 foram analisados durante a seca mais longa e mais severa (identificada via SPI-12) para identificar períodos com condições anomalamente secas na estação chuvosa. Padrões atmosféricos e oceânicos anômalos associados a este episódio também foram analisados utilizando os dados da Reanálise ERA5 do European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF). Os resultados revelaram que o mais longo e severo episódio de seca hidrológica sobre a BHSF ocorreu entre 2012 e 2020, já na RHP do Paraná o evento se desenvolve desde 2016, ainda sem término até o final do período analisado. Na BHSF, as condições secas anômalas observadas durante a estação chuvosa deste episódio foram associadas a um sistema anômalo de alta pressão atuando próximo à costa do Sudeste do Brasil, dificultando a formação de sistemas precipitantes. Diferentes padrões de larga escala atuaram durante as condições de seca na RHP nos períodos analisados (2016/2017, 2019/2020 e 2020/2021), mas apresentando em comum o enfraquecimento dos jatos de baixos níveis inviabilizando o transporte de umidade para a bacia. Apesar da seca ser estudada de forma regionalizada no país, os resultados encontrados no presente estudo indicam eventos recentes de seca afetando diversas regiões do Brasil de forma simultânea

Distribuição espaço-temporal da preciptação pluvial no Estado do Rio Grande do Sul

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Filosofia e Ciências Humanas. Programa de Pós-graduação em Geografia.Este trabalho tem como objetivo identificar e caracterizar a precipitação pluvial e os sistemas atmosféricos que atuam no Estado do Rio Grande do Sul. Foram utilizados dados mensais de precipitação pluvial do período entre 1967 a 1998, de 14 Estações Meteorológicas. O comportamento espaço - temporal da precipitação pluvial, foi analisado através da variabilidade interanual, anual, mensal e sazonal. Totais médios foram calculados de pluviosidade para cada estação meteorológica utilizando o programa Excel. Posteriormente, efetuou-se a plotagem de gráficos de distribuição dos totais de precipitação pluvial (anuais, mensais e sazonais) que possibilitaram a análise e interpretação dos dados. Os resultados de variabilidade interanual, mostram que os anos que apresentaram índices pluviométricos positivos e negativos, estiveram associados aos fenômenos El Niño Oscilação Sul. Em relação à variabilidade anual, chove mais na metade norte do Estado (totais superiores a 1500 mm) do que na metade sul (totais inferiores a 1500 mm). São Luiz Gonzaga, Cruz Alta, Caxias do Sul e Bom Jesus apresentam os maiores totais de precipitação pluvial. Santa Vitória do Palmar, Pelotas e Porto Alegre apresentam os menores totais de chuva. Sazonalmente, no litoral e no centro-sul do Estado, os meses de inverno são os mais chuvosos, devido a freqüência de passagens dos sistemas frontais. No sudoeste do Estado, o outono é mais chuvoso, devido a atuação dos bloqueios atmosféricos. No noroeste os meses da primavera são os mais chuvosos, devido a formação dos Complexos Convectivos de Mesoescala. No nordeste o verão é mais chuvoso, em função das chuvas convectivas associadas a sistemas atmosféricos como a Zona de Convergência do Atlântico Sul

CARACTERIZAÇÃO CLIMÁTICA E DOS ANOS EXTREMOS (CHUVOSO E SECO): SEUS EFEITOS NA PRODUÇÃO DE CANA-DE-AÇÚCAR, MILHO E SOJA PARA A REGIÃO DO PONTAL DO PARANAPANEMA – SP

O clima, além de contribuir para boas produções agrícolas, pode impor limites à plantação de determinadas culturas, afetando a economia de muitos países que dependam dessa atividade. O objetivo deste estudo foi realizar uma caracterização climática e determinar os anos extremos (chuvoso e seco) para demonstrar os efeitos notados na produção de cana-de-açúcar, milho e soja para a região do Pontal do Paranapanema – SP. Foram utilizados dados de 15 postos pluviométricos e de uma estação meteorológica. Para a confiabilidade dos dados foram utilizadas técnicas de interpolação e de duplas massas. A determinação dos anos extremos (chuvoso e seco) foi realizada para toda a série histórica analisada através de procedimento proposto por Sant’Anna Neto (1995). A média de precipitação pluviométrica anual para a área estudada durante a série histórica de 1971 a 2007 foi de 1295 mm. Já a respeito da distribuição espacial das chuvas, as maiores quantidades se concentram na porção leste / sudeste do Pontal, enquanto que as menores quantidades de precipitação se encontram na porção oeste. A análise da variabilidade espaço-temporal permitiu identificar o ano de 1982 como o mais chuvoso e o ano de 1985 como o mais seco da série histórica analisada. As produções de cana-de-açúcar, milho e soja foram de modo geral maiores para o ano chuvoso de 1982 e menos significativas para o ano de 1985