A importância do acoplamento oceano-atmosfera para a previsão da zona de convergência do Atlântico Sul

• Main Author: Wendell Max Barbosa Fialho
• Other Authors: Paulo Nobre
• Language: Portuguese
• Published: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) 2016
• Online Access: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2016/08.10.18.22

A Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS) é um importante sistema meteorológico para o Brasil, principalmente nas regiões Norte, Centro-Oeste e Sudeste. Com uma orientação clássica de noroeste-sudeste que se inicia no sul da Amazônia e se estende até o Oceano Atlântico Sudoeste. A ausência da ZCAS provoca nessas regiões um efeito direto na agricultura, acarretando em uma baixa produtividade e como consequência um impacto negativo na economia. No setor da indústria, a baixa produção está diretamente associada a geração de energia elétrica, uma vez que a região Sudeste consome boa parte da energia produzida no Brasil devido a sua alta industrialização, bem como ao seu elevado número populacional. Em contrapartida, além dos prejuízos econômicos ocasionados pela a ausência da ZCAS, há também prejuízos sociais quando a ZCAS se encontra bem intensa devido aos eventos extremos de precipitação provocados por ela, as grandes cidades por terem uma população maior, acabam sendo ainda mais vulneráveis aos impactos provocados pelas chuvas, tais impactos estão relacionados desde a perda das propriedades como um todo, mas principalmente a perda de vidas humanas. Diante dessa problemática, o objetivo principal deste trabalho foi estudar a capacidade do Modelo de Circulação Geral da Atmosféra (MCGA) e do Modelo de Circulação Geral Oceano-Atmosfera (MCGOA), i.e. Modelo Brasileiro do Sistema Terrestre BESM, ambos desenvolvidos no CPTEC/INPE, em representar 4 casos de ZCAS que ocorreram durante os anos de 2005, 2006, 2007 e 2013. A fim de avaliar o efeito do acoplamento oceanoatmosfera na formação e manutenção da ZCAS, foram realizados experimentos com o modelo acoplado e com sua componente atmosférica, utilizando a temperatura da superfície do oceano prescrita. Além disso, para cada um dos modelos, os experimentos de cada caso foram realizados com 10 membros. Os resultados foram avaliados de maneira subjetiva (visualmente) sob a análise dos campos meteorológicos bem como de modo objetivo através de índices estatísticos (BIAS e RMSE). O modelo acoplado MCGOABESM, foi sensível ao efeito do acoplamento (oceano-atmosfera) reproduzindo uma TSM com taxa de aquecimento menor, apresentando uma sensibilidade ao sombreamento da radiação na região que houve registro de precipitação. Logo esse menor aquecimento é uma consequência da radiação incidente, que modula a temperatura da superfície levando em consideração a presença das nuvens. A diferença de temperatura entre os modelos, o MCGA apresentou um comportamento mais quente do que o MCGOABESM. O modelo acoplado reproduziu a banda de precipitação com a orientação noroeste-sudeste próximo ao que foi notado nos dados observados associando-se à ZCAS. Entretanto, a precipitação foi subestimada em todos os casos quando comparado com a observação. Na análise objetiva da precipitação, o RMSE apresentou melhores resultados referentes ao MCGOABESM. Os campos compostos tornou evidente o padrão dominante dos casos estudados que caracteriza à ZCAS, principalmente sobre o oceano. === The South Atlantic Convergence Zone (SACZ) is a major weather system to Brazil, mainly in the North, Midwest and Southeast. With a classical orientation NW-SE that starts in the southern Amazon and extends to the southwest Atlantic Ocean. The absence of SACZ causes these regions a direct effect on agriculture, resulting in low productivity and consequently a negative impact on the economy. In the industry sector, the low production is directly associated with electricity generation since the Southeast region consumes much of the energy produced in Brazil due to its high industrialization and its high population number. On the other hand, in addition to the economic losses caused by the absence of SACZ, there is also social harm when SACZ is very intense due to extreme precipitation events caused by it, the big cities to have a larger population, end up being even more vulnerable to impacts caused by heavy rains, such impacts are related since the loss of property as a whole, but especially the loss of human lives. Faced with this problem, the main objective of this study is the ability of global atmospheric models (AGCM) and coupled global ocean-atmosphere (CGCM), i.e. Brazilian Earth System Model BESM, both developed at CPTEC/INPE, in representing 4 cases SACZ that occurred during the years 2005, 2006, 2007 and 2013. in order to evaluate the effect of ocean-atmosphere coupling in the formation and maintenance of SACZ experiments were performed with the coupled model and its atmospheric component, using the temperature of the prescribed ocean surface. In addition, for each of the models, the experiments in each case were carried out with 10 members. The results were evaluated subjectively (visually) in the analysis of meteorological fields as well as in an objective manner using statistical indices (BIAS and RMSE). The coupled model MCGOABESM was sensitive to the effect of coupling (ocean-atmosphere) playing a TSM with lower heating rate, with a sensitivity to radiation shading in the region that there was rainfall record. Therefore less heat that is a result of the incident radiation, which modulates the temperature of the surface taking into account the presence of clouds. The temperature difference between the models, the MCGA had a warmer demeanor than MCGOABESM. The coupled model reproduced the band of precipitation northwest-southeast orientation close to what was noted in the observed data associating the SACZ. However, precipitation was overestimated in all cases compared to observation. The objective analysis of the precipitation, the RMSE showed better results for the MCGOABESM. The compounds fields became apparent the dominant pattern of case studies featuring the SACZ, especially over the ocean.