5 Variabilidade Climática no Atlântico
5.2 Variabilidade climática da pressão ao nível do mar no Atlântico
5.2.3 Predictabilidade do campo da pressão com base na sua variabilidade
De modo a avaliar a predictabilidade da pressão com base na sua própria variabilidade espaço-temporal analisam-se as correlações de vários conjuntos de ST-PCs desfasadas sazonalmente. A análise é elaborada para o Atlântico Norte (Tab. 5.6) e para o Atlântico Norte e Tropical (Tab. 5.7). Incluem-se os valores da correlação entre as ST-PCs da pressão de determinado ano com as ST-PCs da pressão das estações do ano seguinte e também os valores da correlação entre anos consecutivos. Deve salientar-se que nestas tabelas as correlações efectuadas para 1 ST-PC se referem à componente com maior densidade espectral e não a uma das componentes que formam o 1º par oscilatório e que foram efectuadas e apresentadas anteriormente na Fig. 5.27 (nesta figura e no caso do Outono, por ex., o 1º par oscilatório é formado pelas 3ª e 4ª ST-PCs).
Primavera Verão Outono Inverno Primavera
1 ST-PC 0.06 (6.5) 0.11 (5.6) -0.06 (8.1) 0.08 (7.2) 4 ST-PCs 0.06 (25.1) -0.05 (21.7) 0.13 (28.4) -0.12 (25.1) 10 ST-PCs 0.21 (52.8) 0.60 (50.1) 0.02 (56.8) -0.48 (53.7) 20 ST-PCs 0.31 (84.1) 0.12 (83.8) -0.04 (86.6) -0.27 (85.6)
Verão Outono Inverno Primavera Verão
1 ST-PC -0.02 (5.6) -0.01 (8.1) -0.14 (7.2) -0.41 (6.5) 4 ST-PCs 0.09 (21.7) 0.09 (28.4) -0.10 (25.1) 0.44 (25.1) 10 ST-PCs -0.03 (50.1) -0.01 (56.8) -0.12 (53.7) -0.18 (52.8) 20 ST-PCs -0.08 (83.8) 0.16 (86.6) 0.13 (85.6) 0.13 (84.1)
Outono Inverno Primavera Verão Outono
1 ST-PC -0.14 (8.1) 0.03 (7.2) 0.12 (6.5) 0.76 (5.6)
4 ST-PCs 0.12 (28.4) -0.03 (25.1) -0.08 (25.1) -0.12 (21.7) 10 ST-PCs 0.15 (56.8) -0.40 (53.7) 0.12 (52.8) -0.21 (50.1) 20 ST-PCs -0.13 (86.6) -0.14 (85.6) -0.05 (84.1) 0.01 (83.8)
Inverno Primavera Verão Outono Inverno
1 ST-PC -0.06 (7.2) 0.07 (6.5) 0.10 (5.6) 0.74 (8.1) 4 ST-PCs 0.11 (25.1) 0.09 (25.1) 0.22 (21.7) 0.78 (28.4) 10 ST-PCs 0.03 (53.7) 0.38 (52.8) 0.20 (50.1) 0.28 (56.8)
20 ST-PCs -0.01 (85.6) 0.36 (84.1) -0.21 (83.8) 0.10 (86.6)
Ano Primavera Verão Outono Inverno Ano
1 ST-PC 0.06 (7.2) -0.07 (6.5) 0.18 (5.6) -0.01 (8.1) 0.84 (7.8) 4 ST-PCs 0.02 (25.1) 0.08 (25.1) -0.01 (21.7) 0.06 (28.4) 0.36 (27.2) 10 ST-PCs 0.14 (53.7) 0.33 (52.8) 0.02 (50.1) -0.27 (56.8) -0.01 (55.2) 20 ST-PCs 0.17 (85.6) 0.20 (84.1) 0.12 (83.8) -0.26 (86.6) -0.08 (85.5)
Tabela 5.6 Valores da correlação de vários conjuntos de ST-PCs da pressão ao nível do mar no Atlântico
Norte em determinada estação do ano ou no ano com o mesmo número de ST-PCs das estações e ano seguintes. As correlações significativas para o nível de significância de 0.05 apresentam-se a bold. Entre parêntesis apresenta-se, em percentagem, a variância do campo total explicada pelo conjunto de ST-PCs.
Os resultados que sobressaem da análise na área do Atlântico Norte são correlações positivas entre:
- Primaveras e Outonos; - Invernos e Verões;
- Invernos e Invernos do ano seguinte; e negativas entre:
- Primaveras e Primaveras do ano seguinte; - Outonos e Primaveras.
No entanto, em geral, não se encontram simultaneamente correlações e fracções de variância explicada elevadas e não há estabilidade quando se altera o número de ST-PCs, pelo que não é de esperar grande predictabilidade. Os resultados mais interessantes são os que relacionam Primaveras e Outonos consecutivos, com troca de sinal no Outono.
Primavera Verão Outono Inverno Primavera
1 ST-PC 0.60 (6.1) 0.86 (6.6) -0.61 (6.9) 0.78 (6.6) 4 ST-PCs -0.08 (23.5) 0.06 (22.4) -0.01 (24.4) 0.28 (24.2) 10 ST-PCs -0.35 (51.5) 0.31 (41.8) -0.02 (51.2) 0.24 (52.1) 20 ST-PCs 0.02 (84.4) 0.04 (81.3) 0.06 (84.1) 0.16 (83.8)
Verão Outono Inverno Primavera Verão
1 ST-PC 0.57 (6.6) -0.48 (6.9) 0.56 (6.6) 0.62 (6.1) 4 ST-PCs 0.38 (22.4) -0.35 (24.4) 0.05 (24.2) 0.61 (23.5) 10 ST-PCs 0.22 (48.1) -0.21 (51.2) -0.23 (52.1) 0.39 (51.5)
20 ST-PCs 0.38 (81.3) -0.13 (84.1) -0.05 (83.8) 0.30 (84.4)
Outono Inverno Primavera Verão Outono
1 ST-PC -0.46 (6.9) 0.81 (6.6) 0.50 (6.1) 0.83 (6.6)
4 ST-PCs -0.20 (24.4) 0.11 (24.2) 0.36 (23.5) 0.62 (22.4) 10 ST-PCs -0.43 (51.2) 0.28 (52.1) 0.29 (51.5) 0.47 (48.1)
20 ST-PCs -0.20 (84.1) 0.15 (83.8) 0.02 (84.4) 0.25 (81.3)
Inverno Primavera Verão Outono Inverno
1 ST-PC -0.60 (6.6) -0.34 (6.1) -0.44 (6.6) 0.89 (6.9) 4 ST-PCs 0.24 (24.2) 0.19 (23.5) -0.30 (22.4) 0.78 (24.4) 10 ST-PCs -0.18 (52.1) -0.10 (51.5) -0.28 (48.1) 0.20 (51.2) 20 ST-PCs -0.22 (83.8) -0.19 (84.4) 0.07 (81.3) 0.05 (84.1)
Ano Primavera Verão Outono Inverno Ano
1 ST-PC -0.45 (6.6) -0.17 (6.1) -0.41 (6.6) 0.49 (6.9) 0.90 (7.4) 4 ST-PCs -0.27 (24.2) 0.27 (23.5) 0.13 (22.4) -0.53 (24.4) 0.76 (25.3)
10 ST-PCs -0.19 (52.1) 0.08 (51.5) 0.23 (48.1) -0.52 (51.2) -0.09 (53.5) 20 ST-PCs -0.08 (83.8) 0.10 (84.4) 0.15 (81.3) -0.38 (84.1) -0.14 (84.1)
Tabela 5.7 Valores da correlação de vários conjuntos de ST-PCs da pressão ao nível do mar no Atlântico
Norte e Tropical em determinada estação do ano ou no ano com o mesmo número de ST-PCs das estações e ano seguintes. As correlações significativas para o nível de significância de 0.05 apresentam-se a bold. Entre parêntesis apresenta-se, em percentagem, a variância do campo total explicada pelo conjunto de ST-PCs.
Sobressaem da análise na área do Atlântico Norte e Tropical, pela estabilidade com a variação do número de ST-PCs, as correlações positivas entre:
- Verões e Verões do ano seguinte; - Outonos e Outonos do ano seguinte; - Verões e Outonos;
e negativas entre:
- Outonos e Invernos;
- Anos e Invernos do ano seguinte.
Como pode verificar-se, a inclusão da área tropical do Oceano Atlântico aumenta a predictabilidade do campo da pressão.
5.2.4 Conclusões
A variabilidade do campo da pressão ao nível médio do mar no Atlântico exibe características significativamente diferentes do que seria de esperar de simples realizações de processos puramente aleatórios não correlacionados.
A pressão anual na área analisada (entre 20°S/80°N e 90/0°W) apresenta tendências de sinais opostos que se distribuem em largas áreas. Há tendência para diminuição significativa nas latitudes acima dos 70°N e também numa zona próxima da costa leste do Brasil. Há aumento significativo da pressão numa área aproximada entre 10 e 30° N ao longo de toda a zona longitudinal analisada. Esta faixa de aumento significativo da pressão anual mantém-se, em maior ou menor extensão zonal, em todas as estações do ano. No entanto, a tendência de diminuição nas latitudes superiores só é significativa, numa extensão comparável à anual, no Inverno. Esta tendência de enfraquecimento da pressão nas latitudes superiores e intensificação nas latitudes médias está associada à tendência positiva do índice da NAO e ao aumento do número de ocorrências da fase positiva.
No ano, na Primavera e, abrangendo uma maior extensão no Inverno, é a pressão numa área do Atlântico Norte à latitude da Península Ibérica que mais se relaciona, de modo directo, com a pressão de um ponto localizado em Portugal. No Verão, a área de maior correlação estende-se para sudoeste de Portugal e no Outono para sul. Em todas as estações do ano, e também anualmente, existe uma zona que se relaciona de modo inverso com a pressão em Portugal. Essa área, localizada a norte, apresenta maiores correlações e é mais extensa no Inverno.
O principal modo de variabilidade do campo anual da pressão no Atlântico Norte, conhecido como padrão da NAO, é representado por um dipolo com centros localizados na Islândia e nos Açores. Esta oscilação significa que uma depressão intensa na Islândia tende a ocorrer com um anticiclone forte nos Açores (fase positiva da NAO), e que uma depressão fraca na Islândia tende a ocorrer em conjunto com um anticiclone fraco nos Açores (fase negativa). O padrão, que se mantém como modo principal em todas as estações do ano, não é fixo, já que os centros de acção, coincidindo com as regiões de maior variabilidade da pressão, reflectem o movimento do ciclo anual destas regiões.
A NAO mantém-se como padrão principal da variabilidade da pressão anual quando se considera também a área do Atlântico Tropical passando, no entanto, a explicar uma menor percentagem da variância do campo. Na área do Atlântico Norte e Tropical, a NAO só é o
modo principal de variação da pressão no Inverno e na Primavera. Nas restantes estações do ano é o 2º modo que inclui, além de outros pólos, o padrão característico da NAO.
A variabilidade do campo da pressão anual revela componentes com características de periodicidade de cerca de 15 anos. Este tipo de periodicidade é detectado como significativo na análise da variabilidade espaço-temporal da pressão no Atlântico Norte. Ocorre também quando se inclui na análise a área do Atlântico Tropical mas, neste caso, de modo não significativo. Verifica-se, com a análise sazonal, que é o Inverno que domina a variabilidade anual do Atlântico Norte e Tropical. A análise da pressão de Inverno na área correspondente ao Atlântico Norte revela características de periodicidade mais curtas, significativas, de cerca de 9 anos. Nesta área parece ser a Primavera, onde se detecta um par de valores próprios significativos associado a componentes de cerca de 13 anos de período, a dominar este tipo de variabilidade anual. Deve referir-se que, apesar do interesse da análise, estes sinais sazonais de periodicidade mais longa são relativamente fracos visto que não se mantêm como significativos quando são projectados numa base mais restritiva. São os sinais de período curto, entre 2.5 e 3 anos, que se mantêm nesta base como significativos em todas as estações do ano no Atlântico Norte, com excepção da Primavera, onde as características significativas ocorrem para períodos de cerca de 4 anos.
O modo principal de variação espaço-temporal da pressão anual consiste num ciclo que se pode considerar (a origem do tempo é arbitrária) como tendo início num enfraquecimento da pressão nas latitudes a sul com simultâneo aumento de pressão nas latitudes a norte e que tem a duração de cerca de metade do período característico. Evolui durante 8 anos até uma fase oposta do padrão inicial, com pressões mais baixas que a média na região anticiclónica nas latitudes a sul e mais altas que a média na região depressionária nas latitudes a norte – fase negativa. O ciclo fica completo, com uma evolução em sentido contrário ao referido até cerca dos 15/16 anos, onde se obtém um padrão semelhante ao inicial, representando a fase positiva da NAO.
No Inverno a evolução é semelhante mas a periodicidade estimada é de cerca de 9 anos.
A variância do campo, explicada por grupos de componentes principais espaço- -temporais, não varia muito sazonal e anualmente. Como se poderia esperar devido à maior extensão da área e ao correspondente aumento de complexidade da variabilidade, o mesmo número de componentes explica, em geral, uma menor fracção de variância da pressão no Atlântico Norte e Tropical do que no Atlântico Norte. Mostra-se que com 20 componentes é possível explicar mais de 80% da variabilidade do campo.
A análise da variabilidade espaço-temporal do campo da pressão permite detectar várias correlações desfasadas significativas que poderão ser úteis em previsão climática e que foram oportunamente referidas. Mostra-se que a inclusão da área tropical do Atlântico permite, em vários casos, obter mais correlações que podem ser usadas em previsão.