Environmental variability and hazards in the coastal and continental shelf regions of South America and the Caribbean

Editoria

SENSORIAMENTO REMOTO DOS OCEANOS

The work presented here is a brief description of the Remote Sensing of the Oceans, also known as Satellite Oceanography or Space Oceanography. At the same time this work discuss how Remote Sensing is utilized for studying or monitoring oceanic processes and features in a continuous, global and synoptic way at time and space scales difficult to be resolved by the conventional oceanography. The satellites and sensors mostly employed nowadays in oceanography are described with their applications. In a country like Brazil, with a large territorial sea and coastline, the investments in conventional oceanography are still small. The Space Oceanography, therefore, becomes not only a viable but also a highly necessary alternative for the repetitive and low cost data collection at the sea.O trabalho apresentado aqui é uma breve descrição do sensoriamento remoto dos oceanos, também conhecido como oceanografia por satélites ou oceanografia espacial. Também se discute a utilização do sensoriamento remoto para estudo ou monitoramento de processos e feições oceânicas de maneira contínua e global, em escalas de tempo e espaço dificilmente resolvidas através da oceanografia convencional. Os satélites e sensores mais empregados atualmente em oceanografia são descritos juntamente com suas aplicações. Num país como o Brasil, de extenso mar territorial e grande linha de costa, onde os investimentos em oceanografia convencional ainda são escassos, a oceanografia por satélites se torna uma alternativa não somente viável, mas altamente necessária para a coleta repetitiva e a custos reduzidos de dados no mar

Observações Sobre a Modulação da Camada Limite Atmosférica Marinha devida à Passagem de um Sistema Frontal no Atlântico Sudoeste

Between 6-9 December 2012, the Oceanographic Vessel Alpha Crucis took oceanographic stations in the Southwestern Atlantic Ocean in support to both SAMOC and ACEx projects. During the research cruise, the vessel performed measurements with the release of weather balloons. From the data collected by the radiosondes, it was possible to verify the variability of the marine atmospheric boundary layer (MABL) in the area and period of study. From meteorological and oceanographic data, it was possible to estimate the latent and sensible heat fluxes from bulk parameterization. During an episode of formation of an extratropical cyclone, the results ,of this work demonstrate the impact of the synoptic conditions influencing the evolution of the MABL. During the prefrontal condition a stratification of the MABL was verified. The  latent and sensible heat fluxes directed from the ocean to the atmosphere were low or negative (from the atmosphere to the ocean). During the post frontal condition, the MABL was well developed with a 1200 m height and the latent and sensible heat fluxes from the ocean to the atmosphere  were more intense. These observations are fundamental to widen our understanding on the physical processes occurring at the ocean-atmosphere interface and have primary importance for the weather and climate forecast of the south-southwestern region of Brazil.Entre os dias 6 a 9 de dezembro de 2012, o Navio Oceanográfico Alpha-Crucis realizou estações oceanográficas no Oceano Atlântico Sudoeste em apoio aos projetos SAMOC e ACEx. Durante o cruzeiro de pesquisa, o navio realizou medições com o lançamento de balões meteorológicos. A partir de dados coletados pelas radiossondas, foi possível verificar a variabilidade da camada limite atmosférica marinha (CLAM) na área e período de estudo. A partir de dados meteorológicos e oceanográficos, foi possível estimar os fluxos de calor latente e sensível a partir de parametrizações bulk. Durante um episódio de formação de um ciclone extratropical, os resultados desse trabalho demonstram o impacto das condições sinóticas sobre a evolução da CLAM. Na condição pré-frontal, verificou-se uma estratificação da CLAM. Os fluxos de calor latente e sensível dirigidos do oceano para a atmosfera foram baixos ou negativos (da atmosfera para o oceano). Na condição pós-frontal, a CLAM apresentou-se bem desenvolvida, com uma altura de 1200 m e os fluxos de calor latente e sensível do oceano para a atmosfera foram mais intensos. Essas observações são fundamentais para ampliar o entendimento dos processos físicos que ocorrem na interface oceano-atmosfera e tem importância primária para a previsão do tempo e clima na região sul-sudeste do Brasil

Influência das Anomalias da Temperatura da Superfície do Mar em regiões de Latitudes Médias e Altas na Trajetória Preferencial dos Ciclones Extratropicais sob Condições Climáticas de Aquecimento Global

A influência da anomalia na TSM no deslocamento da dos ST num cenário sob influência de aquecimento global é investigada em latitudes médias e altas através de simulações do Modelo de Circulação Geral Atmosférica (MCGA), ECHAM5/MPI-OM. As variações da temperatura da superfície do mar parecem ter grande contribuição na redistribuição da atividade ciclônica no cenário climático futuro evidenciadas pelas maiores anomalias positivas encontradas na região da passagem de Drake, confirmando o deslocamento dos Storm Tracks em direção ao polo.Abstract: The influence of SST anomalies in the displacement of the ST a scenario under the influence of global warming is investigated in middle and high latitudes through simulations of the atmospheric general circulation model (AGCM), ECHAM5/MPI-OM. The variations of the surface temperature of the sea seem to have great contribution in the redistribution of cyclonic activity in future climate scenario evidenced by higher positive anomalies found in the region of the Drake Passage, confirming the shift of the Storm Tracks into the pole

Simulação em alta resolução com WRF utilizando a Parametrização de Janjic na Baía da ilha Deception

The WRF model was run using the planetary boundary layer scheme from Janjic (2002), centered in the bay of Deception Island. The air temperature correlation was 0.95, while for the dew point temperature the correlation was 0.73. The surface atmospheric pressure was the better represented variable, with a correlation of 0.99. Finally, the wind intensity showed a lower correlation of 0.62, with a greater tendency of the model to underestimate the observations.A Ilha Deception, com aproximadamente 15 km de diâmetro, apresenta uma configuração única, pois localiza-se em latitudes polares em cujo interior existe um lago com águas aquecidas por atividade geotermal. Assim, apesar de sua pequena extensão, os fortes gradientes térmicos entre o oceano e a atmosfera, têm potencial de produzir circulações locais bem definidas. Por outro lado, a localização em altas latitudes coloca a ilha na rota de sistemas sinóticos que ocorrem com grande intensidade. Desta forma, a combinação dos dois fatores, localização em altas latitudes e circulações locais intensas, permite caracterizar esta localidade como um laboratório real para testar a capacidade de modelo WRF (Weather Research and Forecasting) de reproduzir padrões meteorológicos em diversas escalas, de maneira simultânea.O objetivo deste trabalho será de verificar o desempenho do modelo WRF em alta resolução, utilizando a parametrização proposta por Janjic (2002)

Simulação Numérica em Alta Resolução nas Ilhas Shetland do Sul, Antártica, Usando WRF

This paper presents run high-resolution Weather Research and Forecasting (WRF) model in the region of South Shetland Islands, in Antarctica. Simulation model are compared to observations taken aboard a Polar Ship during the transect in this region. A total of 4 different simulations were performed, varying the number of points of the innermost domain 127 x 127 and 187 x 187  and two microphysics schemes. The results of air temperature and dew point are highly dependent on the size of the internal domain. When the small domain with points 127 are used, the model produces abrupt fluctuations of these variables and highly underestimates them in both settings. This can be attributed the sensitivity of the model to the transfer of information between the different nested grids. With larger innermost grid with points 187, such fluctuations no longer occur. The underestimation temperatures in the WRF model is associated with the deficiency representation on days with stratiform cloudiness. Days with middle-level clouds model the temperature tend to be better represented.  The air pressure is adequately simulated with both domains, as it is more dependent on large-scale weather patterns, derived from the global model, which provides the boundary conditions. The small differences in air pressure among the simulations are a consequence of the dynamical adjustment of the model. The microphysics scheme WSM5 results were better than scheme WSM3 for all variables tested here.Este artigo apresenta simulações de alta resolução com o modelo Weather Research and Forecasting (WRF) para a Ilhas Shetland do Sul, na Antártica. Os dados observados são coletadas pelos sensores instalados no navio Polar durante o transecto nesta região. Este estudo incluiu quatro simulações diferentes; variando o número de pontos de grade no domínio interno entre 127 x 127 e 187 x 187 e duas configurações de microfísica.  As simulações para a temperatura do ar e ponto de orvalho são altamente dependente do número de pontos de grade do domínio interno. Quando o domínio com 127 pontos é usado o modelo reproduz flutuações abruptas dessas variáveis e altas subestimativas em ambas as configurações. Isto pode ser atribuído à sensibilidade associada à transferência de informações entre as diferentes grades aninhadas. Com a expansão da grade interna em 187 pontos as flutuações deixam de ocorrer. A subestimativa das temperaturas no modelo WRF também é associada com a deficiência na representação de nebulosidade estratiforme. Nos dias com nebulosidade média o modelo simula melhor essas variáveis.  Já a pressão é adequadamente simulada com os dois domínios e é mais dependente de padrões climáticos de grande escala derivadas do modelo global. As pequenas diferenças na pressão são devido ao ajuste dinâmico do modelo. O esquema microfísico WSM5 apresenta resultados melhores que o WSM3 para todas as variáveis testadas aqui

Influência do vapor d’água na acurácia de dados de reanálise sobre a região da confluência Brasil-Malvinas a partir de dados coletados In Situ / Influence of water vapor on the accuracy of reanalysis data on the Brazil-Malvinas confluence region from data collected In Situ

A aquisição de informações globais, especialmente, sobre regiões remotas, onde a instalação de instrumentos ou sondagens, para observações, a partir da superfície são muito difíceis, torna-se possível através do desenvolvimento e uso de reanálises atmosféricas e perfiladores atmosféricos a bordo de satélites. Considerando a importância da região de frente oceanográfica denominada Confluência Brasil-Malvinas (CBM), e os raríssimos dados obtidos sobre a região através de navios nos meses de outubro entre os anos de 2003 e 2004, este estudo buscou avaliar o desempenho de reanálises CFSR/CFSv2 sobre diferentes concentrações de vapor d’água atmosférico para que possam ser usados como ferramentas na ausência de dados coletados in situ. Considerando-se os resultados de temperatura do ar e umidade específica na região da CBM, demonstra-se neste estudo que as variáveis podem ser bem representadas pelos dados CFSR/CFSv2 de forma geral. Os dados CFSR apresentaram bons resultados sobre ambos os lados da CBM, principalmente sob condições em que as concentrações de vapor d’água não são altas, sobre o lado frio da CBM onde foram obtidos os melhores resultados em relação as radiossondas

Análise do Conteúdo de Vapor D’água na Camada Limite Atmosférica Marinha sobre a Região da Confluência Brasil-Malvinas Entre os Anos de 2004 e 2015

A concentração de vapor d’água na camada limite atmosférica marinha (CLAM) sobre a região da Confluência Brasil-Malvinas (CBM), no Oceano Atlântico Sudoeste, foi analisada através de dados tomados durante dez cruzeiros oceanográficos realizados durante os meses de outubro a novembro de 2004 a 2015. Trabalhos anteriores comprovam que essa região, conhecida por seus intensos gradientes horizontais de temperatura da superfície do mar (TSM), é responsável pela modulação local da CLAM e pela manutenção de intensos gradientes laterais de fluxos de calor latente e sensível entre a atmosfera e o oceano. Nossos resultados mostram que os gradientes termais entre as águas quentes da Corrente do Brasil (CB) e as águas frias da Corrente das Malvinas (CM) que se encontram na CBM são capazes de produzir diferenças significativas entre o conteúdo de vapor d’água atmosférico nos dois lados da frente oceanográfica na extensão da CLAM. Em média sobre as águas mais quentes da CB, a CLAM apresenta-se mais úmida com valor médio próximo a 2 g.kg-1 mais alto que na região mais fria, dominada por águas da CM. A CLAM é modulada localmente pela TSM conforme observado em outros trabalhos pretéritos para a mesma região. Os sistemas atmosféricos transientes, comuns nessa região do planeta, no entanto, podem atenuar ou intensificar a concentração de vapor d’água na CLAM