4.2 Espectro vertical da energia total transiente
4.3.3 Padr~ao de correlac~ao canonica
O primeiro padr~ao forcado da componente barotropica da atmosfera simulada foi asso- ciado as anomalias das SSTs no Pac co Tropical (cf. sec. 3.9.3). A m de confrontar o padr~ao simulado com as observac~oes, realizou-se uma analise de correlac~oes canonicas (CCA) entre os campos da circulac~ao barotropica observada e o ndice Ni~no3.4.
A CCA foi realizada na base das PCs, retendo na analise apenas as PCs 1,2,3,4,6 e 8 Bretherton et al., 1992]. Estas PCs s~ao aquelas cujos valores dos coe cientes de correlac~ao simples, entre cada PC e o ndice Ni~no3.4, s~ao superiores ao limiar com signi c^ancia estat stica de 95%, excepto para a PC4 cujo valor do coe ciente de correlac~ao e superior ao limiar de signi c^ancia estat stica de 80%. Os valores dos coe cientes de correlac~ao das PCs 5,7 e 9 s~ao inferiores ao limiar de signi c^ancia estat stica de 60%. As PCs retidas na analise representam, globalmente, 54.4% da variabilidade da componente barotropica.
O coe ciente de correlac~ao canonica e igual a 0.83 e o padr~ao da circulac~ao asso- ciado a variavel canonica da componente barotropica esta representado na gura 4.21. A energia total transiente associada a este padr~ao de variabilidade e igual a 9.4% da energia total transiente associada a componente barotropica.
O padr~ao canonico e muito semelhante ao padr~ao da primeira EOF da componente barotropica forcada, simulada pelo MU AGCM, con rmando que anomalias das SSTs do Pac co Tropical forcam a componente barotropica da circulac~ao atmosferica, es- sencialmente, sobre o oceano Pac co e America do Norte. Os sinais das anomalias das SSTs do Pac co Tropical na componente barotropica da circulac~ao atmosferica n~ao s~ao apreciaveis, sobre a regi~ao euro-asiatica. Deve notar-se, no entanto, que os centros de variabilidade forcada simulada pelo MU AGCM est~ao deslocados, entre 15 a 30o para oeste, relativamente aos respectivos centros do padr~ao canonico observado.
Li 1999] analisou um ensemble de 8 simulac~oes da circulac~ao atmosferica, relativa ao per odo de 1979-96, obtidas com uma vers~ao recente do LMD AGCM. Nesse estudo, Li calculou os padr~oes de regress~ao linear entre os campos do geopotencial aos 200hPa, simulados e observados (reanalises do NCEP), e o ndice Ni~no3, obtendo, tambem, um desfasamento espacial entre o padr~ao simulado e o observado, analogo ao descrito no paragrafo anterior, respeitante as simulac~oes do MU AGCM. Ainda no referido estudo, Li efectuou uma decomposic~ao em valores singulares dos campos do geopotencial aos 500 hPa, no Hemisferio Norte, e das SSTs, no Pac co Tropical, obtendo, de novo,
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Variabilidade Climatica nas Reanalises do NCEP
o mesmo tipo de desfasamento entre os padr~oes do geopotencial, simulado e observa- do, sobre a regi~ao do Pac co e America do Norte. Como hipotese para explicar o desfasamento entre os padr~oes, Li sugeriu existirem de ci^encias na parametrizac~ao da convecc~ao utilizada no LMD AGCM, em especial sobre o Pac co oriental.
De notar, nalmente, que o desfasamento entre os padr~oes simulado e o observado, encontrado neste trabalho, n~ao se deve ao facto de os padr~oes terem sido calculados com base em per odos diferentes. Com efeito, refazendo a CCA com base nas PCs calculadas para o per odo de Dez/76 a Fev/88, obtem-se um padr~ao de correlac~ao canonica (r = 0:76, g. 4.22) semelhante ao da gura 4.21, apresentando o mesmo desfasamento espacial com o padr~ao simulado. Nesta CCA retiveram-se apenas as PCs 2 a 5, sendo os valores dos coe cientes de correlac~ao simples, entre as PCs 2 e 5 e o ndice Ni~no3.4, superiores ao limiar de signi c^ancia estat stica de 95% e, no caso das PCs 3 e 4, superiores ao limiar de signi c^ancia de 77.5%. A PC1 (NAO) n~ao foi inclu da na analise, pois o valor da sua correlac~ao com o ndice Ni~no3.4 e pequeno, inferior ao limiar de signi c^ancia estat stica de 55%.
4.3 Componente barotropica
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Figura 4.21: Padr~ao da componente barotropica associado a variavel canonica (vmax: =
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Variabilidade Climatica nas Reanalises do NCEP
Figura 4.22: O mesmo que na gura 4.21 mas com a CCA calculada com base no per odo de Dez/76 a Fev/88 (vmax:= 7:0ms;1).
4.4 Quarta componente barocl nica
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4.4 Quarta componente baroclnica
A energia total transiente associada a quarta componente barocl nica da atmosfera NCEP apresenta um valor proximo do maximo relativo, associado com quinta com- ponente barocl nica (cf. g. 4.2). Por outro lado, a estrutura vertical da quarta com- ponente barocl nica, tendo, na alta troposfera (acima dos 460 hPa), sinal contrario ao que apresenta na baixa troposfera, possui as caracter sticas adequadas a captac~ao de variabilidade da atmosfera intertropical associada ao ciclo ENSO.
A gura 4.23 mostra o espectro horizontal da energia total transiente associada aos modos de Rossby e aos modos de Kelvin (s 3 l = 0) da quarta componente
barocl nica. Conforme se pode observar, os maiores valores da energia est~ao associados a modos com ndice meridionall 3, i.e., a modos intertropicais. Relembre que para
alturas equivalentes pequenas os modos de baixo ndice meridional cam con nados a regi~ao intertropical! e o valor da altura equivalente associada a func~ao de estrutura vertical da quarta componente barocl nica eh4 = 279m.
Os mapas da gura 4.24 mostram as distribuic~oes da energia total e da energia cinetica transientes associadas a quarta componente barocl nica. Tal como no caso da
Figura 4.23: Energia total transiente associada aos modos de Rossby e aos modos de Kelvin (s3 l= 0) da quarta componente barocl nica.
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Variabilidade Climatica nas Reanalises do NCEP
Figura 4.24: Energia total (em cima) e energia cinetica (em baixo) transientes asso- ciadas a quarta componente barocl nica. As unidades s~ao kJm;2.
atmosfera simulada, veri ca-se que a energia potencial dispon vel (i.e., a variabilidade do geopotencial) e a parcela dominante da variabilidade extratropical da circulac~ao projectada sobre a quarta componente barocl nica, enquanto que a energia cinetica e a contribuic~ao dominante, sobre a regi~ao equatorial.
4.4 Quarta componente barocl nica
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4.4.1 Padr~oes de variabilidade
Os padr~oes de variabilidade da circulac~ao projectada sobre a quarta componente baro- cl nica foram obtidos realizando a PCA sobre os modos de Kelvin (s3) e os modos
de Rossby com numero de onda zonal s5 e ndice meridionall11 (cf. g. 4.23).
A PC1 explica 19.3% da variabilidade da quarta componente barocl nica e o padr~ao que lhe esta associado ( g. 4.25, topo) e muito parecido, na regi~ao intertropical, com o padr~ao associado a PC1 forcada da quarta componente barocl nica simulada pelo MU AGCM. As semelhancas entre os padr~oes tornam-se, ainda, maiores, se a PCA for realizada apenas sobre os modos intertropicais (s 4l 5), tal como se
fez no caso da PCA da quarta componente barocl nica simulada. Na gura 4.25, o mapa inferior representa o padr~ao associado com a PC1 dos modos intertropicais da quarta componente barocl nica da atmosfera NCEP. E importante notar que a energia associada a esta PC corresponde a 29.2% da energia associada a circulac~ao projectada sobre os modos intertropicais, sendo igual a 90% da energia associada a PC1 calculada considerando todos os modos coms 5 e l11.
Tal como se observou no caso da componente barotropica, a EOF1-F da quarta componente barocl nica simulada apresenta um desfasamento espacial, entre 15 a 30o
para oeste, relativamente ao padr~ao observado. Nesta comparac~ao, deve, no entanto, ter-se em considerac~ao que a EOF1 observada pode conter uma fracc~ao de variabilidade interna.
No topo da gura 4.26 mostra-se o mapa da diverg^encia da EOF1 dos modos inter- tropicais. Este mapa representa um padr~ao de anomalias da diverg^encia da Circulac~ao de Walker, associadas ao ciclo ENSO, semelhante ao respectivo padr~ao obtido para a EOF1-F da quarta componente barocl nica simulada (cf. g. 3.35). De notar, tambem, o desfasamento espacial entre os campos da diverg^encia, simulada e observa- da, na regi~ao do Pac co, ja referido para os padr~oes das respectivas EOFs.
Indicando os resultados obtidos com o MU AGCM que o padr~ao associado a EOF1 da quarta componente barocl nica observada deve representar, essencialmente, circu- lac~ao forcada, investigou-se a exist^encia de um padr~ao de forcamento oce^anico, corre- lacionando a PC1 dos modos intertropicais com as SSTs sobre todos os oceanos. As SSTs foram obtidas da base de dados Global sea-Ice and Sea Surface Temperature (GISST) do Hadley Centre. Na gura 4.26 mostra-se o mapa de correlac~oes da PC1 com as anomalias das SSTs, calculadas com base nas medias de Inverno (DJF) no
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Variabilidade Climatica nas Reanalises do NCEP
per odo de 1973-94. Este mapa representa um padr~ao de forcamento associado ao ciclo ENSO, praticamente id^entico ao obtido pelas correlac~oes da PC1-F da quarta componente barocl nica simulada com as SSTs utilizadas para forcar o modelo (cf. g. 3.36). Recorde que os mapas de correlac~oes da PC1-F da componente barotropica e da PC1-F da quarta componente barocl nica com as SSTs s~ao id^enticos (cf. sec. 3.9.3).
4.4 Quarta componente barocl nica
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Figura 4.25: Padr~oes associados com a PC1 da quarta componente barocl nica da atmosfera NCEP, retendo na PCA os modos de Kelvin (s 3) e os modos de Rossby
com s 5 e l 11 (em cima, vmax: = 9:3ms
;1) e considerando apenas os modos
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Variabilidade Climatica nas Reanalises do NCEP
1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1.0Figura 4.26: Padr~ao da diverg^encia associada a EOF1 (em cima, em unidades de 10;7s;1) e mapa de correlac~oes da respectiva PC com as SSTs (em baixo). Estes
mapas foram obtidos retendo-se na PCA apenas os modos intertropicais associados a quarta componente barocl nica da atmosfera NCEP.