Estimativa da probabilidade do evento extremo de precipitação de janeiro de 2000 no Vale do Paraíba, baseada na distribuição generalizada de pareto

Um evento extremo de precipitação ocorreu na primeira semana do ano 2000, de 1º a 5 de janeiro, no Vale do Paraíba, parte leste do Estado de São Paulo, Brasil, causando enorme impacto socioeconômico, com mortes e destruição. Este trabalho estudou este evento em 10 estações meteorológicas selecionadas que foram consideradas como aquelas tendo dados mais homogêneos do Que outras estações na região. O modelo de distribuição generalizada de Pareto (DGP) para valores extremos de precipitação de 5 dias foi desenvolvido, individualmente para cada uma dessas estações. Na modelagem da DGP, foi adotada abordagem não-estacionaria considerando o ciclo anual e tendência de longo prazo como co-variaveis. Uma conclusão desta investigação é que as quantidades de precipitação acumulada durante os 5 dias do evento estudado podem ser classificadas como extremamente raras para a região, com probabilidade de ocorrência menor do que 1% para maioria das estações, e menor do que 0,1% em três estações.An extreme rainfall event occurred in the firrst week of year 2000, from 1st to 5th of January, at Vale do Paraíba, eastern portion of Sao Paulo state, Brazil, causing enormous social and economic impact and resulting on deaths and destruction. This work studied this event at 10 selected meteorological stations, which were considered as those comprising more homogeneous data than the others stations in the region. Thus, a Generalized Pareto Distribution (GPD) model for the extreme values of 5-day accumulated rainfall was developed, individually for each one of these stations. In the GPD modeling, the non-stationary approach was adopted, by considering the annual cycle and linear long-term trend as covariates. One conclusion from this investigation is that the GPD models indicate that the total rainfall amount, accumulated during the 5 days of the studied event might be classified as extremely rare for the region, with probability of occurrence being less than 1% for most of stations, and less than 0.1% at three stations.FINEP - Financiadora de Estudos e Projeto

Relação entre o modo anular sul e os sistemas atmosféricos no hemisfério sul

Seasonal relationship between the Southern Annular Mode (SAM) and the spatial distribution of the cyclone systems over Southern Hemisphere is investigated for the period 1980 to 1999. In addition, seasonal frontogenesis and rainfall distribution over South America and South Atlantic Ocean during different SAM phases were also analyzed. It is observed that during negative SAM phases the cyclone trajectories move northward when compared to the positive one, and in the South America and South Atlantic sector there is intense frontogenetic activity and positive anomaly precipitation over the Southeast of the South America. In general, SAM positive phase shows opposite signals.A relação sazonal entre o Modo Anular Sul (Southern Annular Mode - SAM) e a distribuição espacial dos sistemas ciclônicos sobre o Hemisfério Sul foi investigada no período de 1980 a 1999. Também foram analisados os padrões sazonais de frontogêneses e de distribuição de precipitação, sobre a América do Sul e oceano Atlântico Sul, durante as diferentes fases da SAM. Na fase negativa da SAM foi observado que a trajetória dos ciclones em todo o Hemisfério Sul move-se para norte, comparada à fase positiva, e que no setor da América do Sul e Atlântico Sul há intensa atividade frontogenética e anomalias positivas de precipitação na costa sudeste da América do Sul. Em geral, na fase positiva da SAM são observadas condições inversas.FAPESPCoordenacao de Aperfeicoamento de Pessoal de Nivel Superior (CAPES)CNP

Experimentos Numéricos para o Ciclone Subtropical “Anita” com o Modelo WRF

http://dx.doi.org/10.5902/2179460X16218The Weather Research and Forecasting Model (WRF) were used to simulate the subtropical cyclone Anita, which occurred in March of 2010 over southwestern of South Atlantic Ocean. These cyclone instigated weather forecast centers around the world, since numerical models were indicating that it would atypically move to southwest. Therefore, numerical experiments with WRF were conducted in order to evaluate the sensitivity of Anita cyclone by changing different configurations/parameterization: (a) relaxation zone of the model (between 5 and 40 columns); (b) Betts-Miller-Janjic cumulus parameterization; (c) anticipation (24, 48, 72h). Simulations used a 25 km resolution grid, and boundary and initial conditions from FNL/NCEP (Final Analysis/National Centers for Environmental Prediction). Results were compared with the FNL/NCEP analyses and the Tropical Measuring Mission (TRMM). The relaxation zone conditions didn’t seemed to present a large impact in simulating the intensity and position of the cyclone. In general it is simulated a deeper than observed low pressure. In the experiments initiated with 72h before validation date tended to move the cyclone towards the continent, while the experiments initiated 24h before presented better agreement with observed cyclone path. The use of Betts-MillerJanjic cumulus parameterization provides results similar to the observed one, mainly for simulations initiated 72h before. The precipitation was, in general, overestimated in the experiments compared to the TRMM analyses.O modelo Weather Research and Forecasting (WRF) foi utilizado para simular o ciclone subtropical Anita, que ocorreu em março de 2010 no setor sudoeste do Oceano Atlântico Sul. Esse ciclone chamou a atenção, pois previsões numéricas indicavam que ele apresentaria uma trajetória atípica para sudoeste.  Portanto, experimentos com o WRF foram realizados para avaliar a sensibilidade do ciclone as diferentes configurações/parametrizações: (a) largura da zona de relaxação (entre 5 e 40 colunas); (b) parametrização convectiva Betts-Miller-Janjic; (c) tempo de antecedência (24, 48 e 72h). As simulações utilizaram uma grade única com 25 km de resolução e condições inicial e de fronteira do FNL/NCEP (Final Analysis/National Centers for Environmental Prediction). Os resultados foram comparados com a análise do FNL/NCEP e do Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM). A alteração da zona de relaxação não apresentou um impacto grande na simulação da posição e intensidade do ciclone. Em geral, as simulações intensificam a baixa pressão do sistema. Os experimentos com 72h de antecedência tenderam a aproximar o centro do ciclone do continente, enquanto que os com antecedência de 24h apresentaram maior concordância com a análise do FNL/NCEP

Precipitation regimes in South America: a bibliography review

Como a América do Sul se estende por diferentes latitudes e possui formas de relevo variadas, proporciona a atuação e o desenvolvimento de diferentes sistemas atmosféricos, os quais contribuem para a não homogeneidade climática da região. Portanto o objetivo deste estudo é apresentar uma revisão dos sistemas atmosféricos que atuam nos diferentes setores do continente sul-americano e que contribuem para a precipitação.The distribution of South American lands on different latitudes and its diversified topography can influence the development and action of many atmospheric systems contributing to a non-homogeneous climate in this region. This work presents a review on the atmospheric systems present in the different sectors of South America contributing to the precipitation variability in these regions

Analysis of a semi-stationary cyclone on the coast of southern Brazil associated to an atmospheric blocking

Na primeira semana de maio de 2008, durante quatro dias, um ciclone em superfície permaneceu semi-estacionário na costa da região sul do Brasil. Este sistema foi responsável por chuvas e ventos fortes no Rio Grande do Sul e Santa Catarina, os quais causaram muitos danos (queda de árvores, enchentes e desabamentos). O objetivo deste trabalho é avaliar o processo de formação e entender os mecanismos responsáveis pelo lento deslocamento do ciclone, já que a maioria dos ciclones nesta região possui deslocamento mais rápido. A equação de desenvolvimento de Sutcliffe mostrou que a advecção de vorticidade absoluta ciclônica na média troposfera e a advecção de ar quente na camada entre 1000-500 hPa foram mecanismos importantes para a ciclogênese. Neste período, o intenso aquecimento diabático também contribuiu para a ciclogênese, à medida que se contrapôs ao intenso resfriamento adiabático devido aos movimentos verticais ascendentes. A advecção de vorticidade absoluta ciclônica que favoreceu a ciclogênese esteve associada a um Vórtice Ciclônico em Altos Níveis (VCAN), que se formou numa região de anomalia de vorticidade potencial. O VCAN se manteve semi-estacionário e compôs o setor norte de um bloqueio do tipo dipolo. Tal bloqueio intensificou um anticiclone em superfície, situado a sul/leste do ciclone, o que contribuiu para o ciclone se manter semi-estacionário. O movimento atípico e lento do ciclone para sul, e em alguns períodos para sudoeste, esteve associado com advecções de vorticidade absoluta ciclônica na média troposfera e de ar quente no seu setor sul. Somente quando o bloqueio em níveis médios e a anomalia de vorticidade potencial em níveis médios/altos se enfraqueceram, o ciclone em superfície se afastou da costa sul do Brasil.On the first week of May 2008, during four days, a semi-stationary surface cyclone acted over the coast of southern Brazil. This system was responsible for large amount of rain and strong near surface winds over Rio Grande do Sul and Santa Catarina causing many damages (fallen trees, floodings and landslides). This work evaluated cyclone development process to understand the reasons for its slow displacement, once most cyclones developed in this region move faster. The Sutcliffe development equation showed that cyclonic absolute vorticity advection in middle troposphere, and positive thermal advection in layer between 1000-500 hPa were important mechanisms for cyclogenesis processes. In this same period, diabatic heating also contributes to cyclogenesis as far as it was opposite to adiabatic cooling due to strong upward movement. Cyclonic absolute vorticity advection which propitiated cyclogenesis was associated with an Upper Level Cyclonic Vortex (ULCV) developed in a potential vorticity anomaly region. The ULCV was semi-stationary and part of a blocking dipole pattern. This blocking intensified a surface anticyclone at south/east of the cyclone, contributing to the cyclone staying semi-stationary near the coast of southern Brazil. The slow and unusual surface cyclone movement to south and sometimes to southwest was associated with middle level cyclonic absolute vorticity and warm air advections in their southern sector. Only when middle levels blocking and middle/high levels potential vorticity anomaly weakened, surface cyclone moved away from the coast of Southern Brazil.Coordenacao de Aperfeicoamento de Pessoal de Nivel Superior (CAPES)CNP

RELAÇÃO DA PASSAGEM DE FRENTES FRIAS NA REGIÃO SUL DE MINAS GERAIS (RSMG) COM A PRECIPITAÇÃO E EVENTOS DE GEADA

Este estudo quantificou a passagem de frentes frias pela Região Sul de Minas Gerais (RSMG) no período de 2004 a2010. Para tanto, utilizaram-se as variáveis atmosféricas temperatura do ar a 2 mde altura, pressão ao nível médio do mar e a componente meridional do vento a 10 metrosde altura da reanálise ERA-Interim do European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) e um esquema objetivo para identificação das frentes. Além disso, verificou-se a influência das passagens frontais frias na precipitação sazonal e ocorrência de geadas. Em média anual, há a passagem de 27 frentes pela RSMG, sendo a primavera e o inverno as estações com maior ocorrência de frentes frias. Embora a primavera seja uma estação do ano com grande frequência de passagens frontais, é no inverno que as frentes frias contribuem em maior porcentagem na precipitação. Com relação aos eventos de geada, as passagens frontais possuem pouca influência. Em todas as estações do ano, o padrão sinótico médio da evolução espaço-temporal das frentes frias é associado a um anticiclone migratório que se desloca do Pacífico em direção ao Atlântico

Um sistema de previsão de tempo e de ondas oceânicas para o Atlântico Sul

A coupled weather and sea waves foreeast system is presented to be applied operationally on the South Atlantic region. This system is compounded by one atmospheric limited area model (LAM) and two nested wind generated surface sea wave models: the gross mesh mrdel (SWGM) and the fine mesh model (SWFM). The SWGM covers an area of 10(6) km² roughly, and aims to generates and propagates sea waves far away from the Brazilian Coast. The SWFM is one way nested into SWGM in a domain 10(4) km² with a fine batimetric structure included. Both sea wave models use the time and spatial files of the 10 m height wind produced by LAM as the atmospheric forcing. An example of the event occurred during the 9-11 August 1988 is presented using the forecast system proposed.Um sistema de previsão numérica de tempo e de ondas oceânicas (SPTO) que possa ser operacionalizado no Atlântico Sul é proposto. O SPTO é composto por um modelo atmosférico de área limitada (MAL) e um modelo de ondas de superfície do oceano geradas pelo vento, aplicado em duas versões: uma de malha grossa (MPOMG) e outra de malha fina (MPOMF). O MPOMG abrange uma área de 10(6) km², e tem como finalidade gerar e propagar ondas em regiões remotas à costa brasileira. O MPOMF é aplicado em um domínio 10(4) km² com alta resolução, incorporando irregularidades batimétricas e com as condições iniciais e de fronteiras fomecidas pelo MPOMG. Os modelos utilizam dados de vento à 10 m acima da superfície do oceano. Os arquivos de vento, contendo a evolução espacial e temporais são gerados pelo MAL. Um exemplo de um evento real ocorrido no período de 9 a 11 de agosto de 1988 é apresentado utilizando o acoplamento proposto

Impact of increased horizontal resolution in coupled and atmosphere-only models of the HadGEM1 family upon the climate patterns of South America

This study investigates the impact of increased horizontal resolution in coupled and atmosphere-only global climate models on the simulation of climate patterns in South America (SA). We analyze simulations of the HadGEM1 model family with three different horizontal resolutions in the atmosphere—N96 (~135 km at 50°N), N144 (~90 km) and N216 (~60 km)—and two different resolutions in the ocean—1° and 1/3°. In general, the coupled simulation with the highest resolution (60 km in the atmosphere and 1/3° in the ocean) has smaller systematic errors in seasonal mean precipitation, temperature and circulation over SA than the atmosphere-only model at all resolutions. The models, both coupled and atmosphere-only, properly simulate spatial patterns of the seasonal shift of the Intertropical Convergence Zone (ITCZ), the formation and positioning of the South Atlantic Convergence Zone (SACZ), and the subtropical Atlantic and Pacific highs. However, the models overestimate rainfall, especially in the ITCZ and over the western border of high-elevation areas such as southern Chile. The coupling, combined with higher resolution, result in a more realistic spatial pattern of rain, particularly over the Atlantic ITCZ and the continental branch of the SACZ. All models correctly simulate the phase and amplitude of the annual cycle of precipitation and air temperature over most of South America. The overall results show that despite some problems, increasing the resolution in the HadGEM1 model family results in a more realistic representation of climate patterns over South America and the adjacent oceans