4.3 Resultados – Parte Numérica
4.3.1 Estudo do Sinal Intrasazonal no Campo da Divergência em 200 mb
As Figuras 4.37 – 4.39 mostram as Séries Temporais (ST) da divergência do vento filtrada média na região de controle INDI em 200 mb para os 6 primeiros experimentos realizados com o modelo OLAM v3.3 compreendendo o período de 01mai2001 a 01set2003. A linha em preto mostra o sinal da divergência obtido com os dados da Reanálises II do NCEP, onde é possível ver picos positivos e significativos da divergência observada em 08jun2002 e 22dez2002 – inverno e verão no Hemisfério Sul, respectivamente. O sinal intrasazonal encontrado com a divergência observada em 200 mb corrobora com as Figuras 4.7 e 4.8 – utilizando o campo de ROL médio na região de controle INDI.
Em altos níveis, valores positivos da divergência filtrada, representam a divergência associada a sistemas convectivos na escala de tempo intrasazonal, os quais estão associados com eventos da OMJ, em virtude da prévia filtragem dos dados em 20 – 70 dias. Dessa forma, a Figura 4.37 mostra a divergência em 200 mb para os experimentos 1 (Grell – linha em vermelho) e 2 (Kuo – linha em azul), onde observa-se para ambos os casos, baixa variabilidade intrasazonal no campo da divergência em 200 mb – em comparação aos dados observados da REAN2/NCEP (linha em preto). No entanto, o dia 26set01 apresenta uma similaridade positiva e significativa (em termos de amplitude), entre a curva observada em preto e a curva do experimento 1 em vermelho.
Figura 4.37 - Divergência do vento filtrada média na região de controle INDI em 200 mb obtida
com os experimentos 1 (Grell – linha em vermelho) e 2 (Kuo – linha em azul) e REAN2/NCEP (linha em preto). Unidade em s-1.
O experimento 4 (Figura 4.38) mostra algumas similaridades com o observado de agosto a setembro de 2001. De outro modo, o expr3 não apresentou nada digno de nota para todo o período analisado.
Figura 4.38 - Divergência do vento filtrada média na região de controle INDI em 200 mb obtida
com os experimentos 3 (Grell – linha em vermelho) e 4 (Kuo – linha em azul) e REAN2/NCEP (linha em preto). Unidade em s-1.
De acordo com a Figura 4.39, observa-se considerável variabilidade intrasazonal do experimento 6 (Kuo – linha em azul), como também similaridades positivas e negativas com a série observada. Por outro lado, o experimento 5 (Grell – linha em vermelho) não apresentou resultados significativos.
Figura 4.39 - Divergência do vento filtrada média na região de controle INDI em 200 mb obtida
com os experimentos 5 (Grell – linha em vermelho) e 6 (Kuo – linha em azul) e REAN2/NCEP (linha em preto). Unidade em s-1.
Ao que parece, os diferentes campos de TSM (Diário, Climatológico e Média Mensal) assimilados pelo modelo para a geração do sinal intrasazonal sobre a região de controle INDI, utilizando a parametrização de cúmulos profundo do tipo Grell (com exceção do dia 26set2001 para o expr1), não gerou grandes diferenças nas amplitudes das ST apresentadas nas Figuras 4.37 – 4.39 para os experimentos 1, 3 e 5. De outra forma, para os mesmos campos de TSM, mas utilizando a parametrização de cúmulos do tipo Kuo, uma maior variabilidade na amplitude das ST é observada em relação à parametrização de Grell (vide Figuras 4.37 – 4.39, experimentos 2, 4 e 6) – destaque para o experimento 6 que apresentou maior variabilidade em detrimento do expr2 e expr4. Todavia, um comparativo entre as amplitudes dos experimentos 2, 4 e 6 indica que não houve diferenças abruptas na intensidade do sinal entre as séries amostradas.
De um modo geral, a parametrização de cúmulos profundo do tipo Kuo apresentou amplitudes bem mais condizentes com o observacional do que o sinal intrasazonal gerado pela descrição de Grell – embora para diferentes campos de TSM. Acredita-se que o sinal intrasazonal gerado pelo modelo para a região de
controle INDI, independa do tipo de distribuição espacial do campo de Temperatura da Superfície do Mar, todavia, esta é essencial para o surgimento da variabilidade intrasazonal de grande escala e para a manutenção dos sistemas de menor escala (mesoescala e sinóticos).
Anteriormente, foi mencionado que o aninhamento de grades é essencial para que os modelos numéricos possam resolver melhor os processos de menor escala. Com o propósito de detectar o sinal intrasazonal da OMJ (gerado na região INDI) sobre a América do Sul, e em virtude do mesmo depender da destreza do modelo para tal representação, foram realizados os experimentos 7 e 8, os quais acionam 3 grades, sendo g2 e g3 aninhadas sobre a AS – vide Figura 4.36a. A intenção é verificar com que amplitude o sinal aparece nesta região, e se existe indícios de alguma interação remota entre a região de controle INDI e a AS.
De acordo com a Figura 4.40 é possível ver grande variabilidade temporal na amplitude do sinal intrasazonal da divergência em 200 mb para o experimento 8 (Kuo – linha em azul); no entanto, pouca similaridade é vista apesar das amplitudes positiva e negativa apresentadas para este experimento. Para o experimento 7 (Grell – linha em vermelho), e como antes, baixa variabilidade e quase nenhuma similaridade com o observacional é vista – aspectos semelhantes aos do experimento 1 analisado anteriormente.
Figura 4.40 - Divergência do vento filtrada média na região de controle INDI em 200 mb obtida
com os experimentos 7 (Grell – linha em vermelho) e 8 (Kuo – linha em azul) e REAN2/NCEP (linha em preto). Unidade em s-1.
A partir deste ponto, uma pergunta pode surgir ao leitor – se a intenção é analisar o sinal intrasazonal da OMJ, por que o aninhamento de grades não foi feito sobre o Oceano Índico? Assim sendo, o experimento 9 (expr9) foi empreendido tendo como finalidade principal a verificação da capacidade do modelo em melhor representar o sinal intrasazonal da OMJ na região de controle INDI, em virtude dos sucessivos aninhamentos de grades – vide Figura 4.36b.
O que se observa na Figura 4.41, é que houve um aumento de similaridades com o observacional e que a amplitude das séries aumenta significativamente com o refinamento de grades – de outra forma, a variabilidade temporal do sinal intrasazonal da DIV200mb obtida com o expr9 para a região de controle INDI, é bastante similar a encontrada com o expr2 – visto que apenas o aninhamento de grades na região do oceano Índico, diferencia o experimento 9 do experimento 2.
Em virtude ao que foi exposto nos dois parágrafos anteriores, um comparativo entre os experimentos 8 e 9 – ambos utilizando a TSM diária e com parametrização de cúmulos profundo do tipo Kuo, mas com aninhamento de grades em regiões particularmente distantes, torna-se bem oportuno. Para tanto, um fato bastante intrigante, é o pico intrasazonal no dia 01jul2001apresentado em ambos os experimentos numéricos. A amplitude do expr8 é da ordem de 5,5 x 10- 6 s-1, enquanto a do expr9 é de 4 x 10-6 s-1– relativamente menor, tendo em vista que o experimento 8 apresentou maior variabilidade temporal na região de controle INDI. A única e possível explicação para essa significativa diferença reside na localização das grades aninhadas; ou seja, o expr8 apresentou resultados em decorrência dos modos oscilatórios serem melhor resolvidos sobre o continente, enquanto o expr9 apresentou uma variabilidade temporal em função dos modos oscilatórios terem sido melhor resolvidos sobre o oceano. Deve-se ter em mente, que quando se fala sobre o “continente” ou sobre o “oceano”, estamos levando em consideração os processos de interação em cada superfície, as quais possuem características físicas “totalmente” diferentes.
Em virtude dos fatos apresentados, considerações serão feitas acima do experimento 8 (expr8) e em particular para o dia 01jul2001 – a partir de agora considerado um evento numérico de Oscilação de Madden-Julian. Algumas analogias também serão feitas com o experimento 2, por se tratar do experimento controle correspondente sem aninhamento de grades.
Figura 4.41 - Divergência do vento filtrada média na região de controle INDI em 200 mb obtida
com o experimento 9 – utilizando-se a parametrização de cúmulos do tipo Kuo. Os valores são apresentados para cada grade aninhada, onde: g1 – linha em vermelho; g2 – linha em azul; g3 – linha em verde e REAN2/NCEP – linha em preto. Unidade em s-1.
Em um comparativo entre os experimentos 2 e 8, ambos utilizando a TSM semanal interpolada linearmente para valores diários e com parametrização profunda de cúmulos do tipo Kuo, foi possível detectar diferenças significativas, por exemplo:
1. a amplitude do sinal intrasazonal da divergência em 200 mb na região de controle INDI para o experimento 8 é muito maior que no experimento 2, ou seja, o expr8 apresentou amplitudes acima de 4,0 x 10-6 s-1 e o expr2 muito abaixo deste valor;
2. o expr8 apresentou similaridades com as observações em amplitudes significativas, e com pequenas defasagens temporais, por exemplo, 23mar02 (expr8) e 29mar02 (observacional); 08jun02 (expr8) e 23jun02 (observacional), enquanto para o expr2 nada foi digno de nota. Outros resultados interessantes podem ser considerados, por exemplo, o evento intrasazonal do dia 01jul2001 do expr8 possui divergência em altos níveis de 5,5 x 10-6 s-1 e o do dia 22dez2002 do observado é de aproximadamente 7,0 x 10-6 s-1, uma diferença “não” tão significativa para esta análise. Deve-se levar em conta, que este último trata-se de um evento extremo de verão no HS da OMJ conforme critérios anteriormente adotados.
De acordo com o exposto acima, concluí-se que a parametrização de
Kuo apresenta melhor representatividade do sinal intrasazonal no campo da
divergência em altos níveis na região de controle INDI, associada à eventos da OMJ. Uma possível explicação para tal resultado, baseia-se na formulação do referido esquema convectivo, pois o mesmo em geral é utilizado para a representação de fenômenos de grande escala, devido apresentar um estado de quase-balanço entre a precipitação e o transporte vertical de água pelo escoamento de grande escala (ALVES, 2006). Em detrimento, a parametrização de Grell é de uma forma geral utilizada para modelos que resolvem processos de mesoescala, os quais a resolução horizontal deve ser suficientemente fina para resolver o ambiente de nuvens cúmulos individuais, por exemplo, Complexos Convectivos de Mesoescala (ALONSO E SARAIVA, 2004).
Um outro fator que deve ser levado em consideração e, ao que parece, os campos de TSM (Diária, Climatológica e Média Mensal) não impuseram diferenças significativas no sinal intrasazonal da OMJ na região do oceano Índico para ambas parametrizações profunda de cúmulos. Todavia, algumas diferenças foram observadas quando aninhamentos de grades foram aplicados sobre a região de controle INDI e sobre a América do Sul.
Os resultados sugerem que o processo de interação “two-way” do modelo OLAM, entre as escalas global e/ou regional e micro escalas, possam ter, de certa forma, organizado modos de oscilação que gerassem perturbação na escala de tempo intrasazonal – afetando grandes extensões do globo, por exemplo, a região do Oceano Índico. Isto sugere que uma melhor representatividade do sinal intrasazonal nos modelos numéricos com interação
two-way, possa vir de um maior refinamento de grade, ou seja, resolvendo-se os
processos de menor escala para uma melhor interação com os processos da grande escala.
Quando da análise espectral do sinal intrasazonal da divergência em 200 mb, será mostrado que o expr2 apresentou energia na escala de tempo intrasazonal similar a do expr8 na grade 1, mostrando que o aninhamento de grades não impôs a variabilidade intrasazonal, mas de alguma forma amplificou o mesmo na região de controle INDI.
Em virtude dos resultados com expr8 vistos anteriormente, o mesmo será utilizado para as análises dos processos físicos e de propagação do sinal intrasazonal da OMJ para os resultados com a modelagem numérica. Discussões serão feitas acerca de comparativos com os resultados observacionais, para uma possível validação dos resultados do experimento 8 obtidos com o modelo OLAM v3.3. Tendo em vista, que a diferença na amplitude e variabilidade no campo da divergência em 200 mb – para todos os experimentos realizados, deve-se unicamente a forçante TSM aplicada, pois todos os outros parâmetros são os mesmos para cada experimento individualmente, com exceção dos discriminados na Tabela 4.4.