Extremos intra-sazonais de temperatura na península antártica e mecanismos atmosféricos associados

• Main Author: Nathalie Tissot Boiaski
• Other Authors: Leila Maria Vespoli de Carvalho
• Language: Portuguese
• Published: Universidade de São Paulo 2007
• Subjects: climatologia Antártica; extremos de temperatura; interação trópicos-extratrópicos; interação trosposfera-estratosfera; variabilidade intra-sazonal; Antarctic climatology; extreme temperature; intraseasonal activity; tropics-extratropics interaction; troposphere-stratosphere interaction
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/14/14133/tde-20022008-165420/

O clima na Antártica tem um papel fundamental no balanço de energia global. Estudos sugerem que a atividade convectiva tropical e a circulação estratosférica exercem um papel importante sobre a circulação atmosférica nos extratrópicos. A temperatura do ar é uma variável sensível às mudanças na circulação, no entanto, ainda não foi investigada a importância da escala intra-sazonal na sua variabilidade sobre a Antártica. Neste trabalho estudou-se a variabilidade intra-sazonal da temperatura do ar a superfície na região da Península Antártica enfocando as interações trópicos-extratrópicos e troposfera-estratosfera na modulação de eventos extremos de temperatura naquela região. Foram utilizados dados diários de estações localizadas nos setores leste e oeste da Península Antártica no período de 1986-2002. A análise espectral dos dados ressaltou a importância da escala intra-sazonal na variabilidade da temperatura na Península Antártica, principalmente no período de inverno, primavera e verão. Baseado nestes resultados, os dados foram filtrados na escala intra-sazonal (banda de 20-100 dias) e posteriormente, obteve-se os extremos intra-sazonais frios e quentes para as três estações do ano, através dos quartis da distribuição dos dados. Os eventos extremos intra-sazonais de temperatura (EIT) foram mais intensos no inverno e mais fracos no verão. As características da circulação atmosférica intra-sazonal associada aos EIT foram obtidas através de composições defasadas das anomalias intra-sazonais da altura geopotencial em 200 hPa, vento zonal em 200 hPa e vento meridional em 850 hPa. Nas três estações do ano, observou-se nos eventos extremos intra-sazonais frios (EIF) a persistência de anomalias ciclônicas em altos níveis, a diminuição da intensidade do jato polar e uma advecção de ar frio em baixos níveis sobre a região de estudo. Uma situação oposta foi verificada nos eventos extremos intra-sazonais quentes (EIQ). De forma geral, observou-se um trem de ondas entre latitudes médias e altas no Hemisfério Sul (HS) durante os EIT, particularmente no inverno e primavera. Esta configuração mostrou-se semelhante a tele-conexão conhecida como Pacífico-Sul Americano (PSA). O papel do modo anular do HS sobre os EIT foi analisado através do cálculo de Funções Ortogonais Empíricas das anomalias intra-sazonais da altura geopotencial em 700 hPa ao sul de 20ºS. Sua estrutura foi mais intensa (mais fraca) nos EIF (EIQ) de inverno sobre a região de estudo. A interação troposfera-estratosfera no controle dos EIT foi investigada através do Fluxo Eliassen-Palm. Nas composições das anomalias intra-sazonais deste fluxo (EPIS), observou-se durante os EIF (EIQ) de inverno, um aumento da atividade de onda da baixa estratosfera (alta troposfera) para a alta troposfera (baixa estratosfera) sobre a região de estudo, associado à diminuição (aumento) da intensidade do jato polar. Na primavera, a atividade de onda foi mais intensa e verificou-se uma mudança na direção do fluxo EPIS quando comparado com os EIT de inverno. O fluxo EPIS e as anomalias intra-sazonais do vento zonal foram mais fracos no verão. As anomalias intra-sazonais da circulação atmosférica e da atividade de onda na troposfera e estratosfera foram observadas por cerca de 10 dias antes da observação dos EIT de inverno. Portanto, a atividade intra-sazonal nos extratrópicos e as interações troposfera-estratosfera são fatores relevantes para um melhor entendimento da variabilidade da temperatura sobre a Península Antártica. === The Antarctic climate plays a significant role for the global energy budget. Previous studies suggest that interactions tropics-extratropics and the dynamics of the stratosphere are important factors to understand climate variations in the extratropics. The air temperature near surface responds to changes in circulation in low and upper levels. However, no previous studies have objectively investigated the importance of intraseasonal variations in modulating temperature around the Antarctica Peninsula. The present study examines intraseasonal extreme anomalies of near surface air temperature in the Antarctica Peninsula, and investigates interactions tropics-extratropics and troposphere-stratosphere. Daily temperature data from stations located east and west of the Antarctica Peninsula during 1986-2002 are investigated. Spectral analyses indicate that intraseasonal anomalies in temperature records are statistically significant during summer, winter and spring in all stations. Based on these results, temperatures are band-filtered on intraseasonal timescales (20-100 days) and extreme anomalies are investigated in each season (spring, summer and winter) based on the quartiles of the distributions. Intraseasonal extreme temperature (IET) anomalies are more intense during winter than during summer. Variations in the atmospheric circulation during IET are investigated by performing composites of intraseasonal anomalies of the geopotential height in 200hPa, zonal wind in 200hPa and meridional wind in 850hPa. During the three seasons, cold IET are associated with persistent upper level cyclonic anomalies, easterly anomalies of the polar jet and cold advection in low levels over the Peninsula. Opposite features are observed during warm IET. An extratropical wave-train is observed during all IET with stronger intensity during winter and spring. This feature resembles the Pacific South American (PSA) teleconnection pattern. The Southern Hemisphere Annular mode during the IET, identified as the first Empirical Orthogonal Function (EOF) of the intraseasonal 700hPa geopotential height anomalies poleward of 20oS, is more intense (weak) during cold (warm) IET events during winter. The stratosphere-troposphere interaction during IET events was examined with composites of the Eliassen-Palm Flux intraseasonal anomalies (EPIS). During spring, the wave activity is more intense and the EPIS direction is opposite to winter. During summer, EPIS are weak. Intraseasonal anomalies in the circulation and the wave activity in the troposphere and stratosphere lead the IET during winter in about 10 days. Therefore, the intraseasonal activity in the extratropics and the interactions stratosphere-troposphere are important factors for a complete understanding of the temperature variability over the Antarctica Peninsula.