Clima, Variabilidade Climática e Previsão Climática Sazonal

(1)

Clima, Variabilidade Climática e

Previsão Climática Sazonal

Ariane Frassoni dos Santos de Mattos Ariane.frassoni@cptec.inpe.br

Grupo de Previsão Climática Maio de 2012

(2)

Sumário

• Introdução

• Tempo X Clima

• Climatologia

• Fatores que determinam o clima

• Variabilidade climática

(3)

INTRODUÇÃO

Melhor entendimento sobre tempo e clima é essencial para o sucesso ou falha de atividades humanas

Falhas nos prognósticos de tempo e clima, ou falhas na utilização das previsões podem causar dados à sociedade

(4)

Tempo X Clima

Qual a diferença entre tempo e clima?

Quando as informações sobre o clima são mais úteis que as informações sobre o tempo?

(5)

TEMPO

É a condição da atmosfera em um dado lugar e tempo

Parâmetros: temperatura, umidade, vento, pressão, precipitação, nebulosidade

(6)

CLIMA

Em contraste, clima é um conjunto de condições meteorológicas que prevalecem em um local sobre um longo período de tempo

Pode variar em amplas escalas de tempo Belo Horizonte Altitude: 850 m Latitude: -19,93° Longitude: -43,93°

Valores climatológicos (1961-1990)

INMET

Inverno T mín (°C) T máx (°C) Prec (mm) Junho 13,4 25 11,5 Julho 13,1 24,6 15,3 Agosto 14,4 26,5 14,8

(7)

Antes de começarmos, vale saber de alguns conceitos importantes ... Tempo – condição observada em um dado local, em um determinado instante de tempo

Clima - conjunto de condições meteorológicas que

prevalecem em um local sobre um longo período de tempo

Variabilidade climática – mudança natural do clima, não periódica, complexa. Clima num dado ano diferente do clima de anos anteriores e seguintes

Mudanças climáticas – mudanças do clima em escala global ou regional ao longo do tempo em relação às médias

históricas

Anomalias (desvios) – diferença entre o campo observado e a climatologia

(8)

Climatologia

Belo Horizonte Altitude: 850 m Latitude: -19,93° Longitude: -43,93° Descrição e estudo do clima Inclui estudos estatísticos das condições de tempo em um longo período e análises descritivas das ocorrências do tempo passado Existem vários métodos para definir climatologia

Dados atmosféricos, oceânicos e

(9)

Sentido estrito:

É a “média do tempo” Científico: descrição estatística em termos

de média e variabilidade de quantidades relevantes sobre um período de tempo

Sentido mais amplo => é o estado do sistema climático que compreende:

Atmosfera _Biosfera _Criosfera

Litosfera Hidrosfera

(10)

Fatores que determinam o clima

Como o observador vê o dia corrente Observa: Vento Nebulosidade Temperatura Chuva

Como será o dia deste paulistano

(11)

Meteorologistas e climatologistas visualizam a Terra como uma elipse em 3D com os fluidos da atmosfera e oceano trabalhando para alcançar o equilíbrio (temperatura e densidade) inicialmente desestabilizado pelo aquecimento diferencial do sol Fonte: www.meted.ucar.edu

Diversos fatores

influenciam o clima de

uma região:

Fatores globais

Fatores locais

Fatores de escala

sinótica

(12)

CÉLULAS DE HADLEY = movimentos no sentido meridional

CIRCULAÇÕES DE GRANDE ESCALA

(13)

CIRCULAÇÕES DE GRANDE ESCALA

Padrão idealizado considerando gradientes de pressão e

Força de Coriolis

Padrão real devido à

distribuição continente-oceano

Extraído de The Atmosphere,

Lutgens and Tarbuck, 8th edition, 2001

(14)

Fatores globais

Escalas de 1000 km a movimentos planetários Inclui:

Inclinação do eixo da Terra Movimento em torno do sol

Distribuição de continentes e oceanos Posição latitudinal

(15)

Fatores de escala sinótica

Centenas de quilômetros a 1000 km Inclui: Massas de ar Sistemas frontais Correntes oceânicas Ciclos diurnos

Distribuição de diferentes tipos de

(16)

Fatores locais

De 1 km a poucas centenas de km Inclui:

Interação entre diferentes tipos de terreno

Interações ar/mar

Ventos locais dominantes Ilhas de calor urbanas

(17)

Questões?

?

? ?

?

(18)

Fatores locais que

afetam o clima

(19)

Serra da Mantiqueira

Serra do Mar Oceano Atlântico

Cachoeira Paulista, SP Latitude: -22,66° Longitude: -45,01° Altitude: 563 m Oceano Atlântico está ~100 km a sudeste

(20)

Tipo de solo

O tipo de solo descreve a superfície de um determinado local O albedo (refletividade) tem papel importante para determinar a climatologia de temperatura de uma região

(21)

Papel do albedo na manutenção da temperatura global

Fonte: www.meted.ucar.edu

Gero reflete mais Radiação

Alguns tipos de cobertura refletem menos

(22)

Menor absorção, menor quantidade de radiação de onda longa emitida

(23)

Fonte: www.earthobservatory.nasa.gov baixo alto Regiões geladas Desertos Alto albedo: Latitude, movimentos atmosféricos, quantidade de radiação recebida Florestas e asfalto: Baixo albedo Absorve mais radiação de onda curta Camada limite mais aquecida

(24)

Construções e asfalto contribuem para o efeito de “ilha de calor” Absorve calor durante o dia e libera energia durante a noite

Durante a noite o ar está mais aquecido sobre o centro urbano do que sobre as regiões mais afastadas

(25)

EFEITO ESTUFA

Presença de gases de efeito estufa e das nuvens é fundamental para aquecer a superfície da Terra e da baixa atmosfera

-Gases de Efeito Estufa

vapor de água (H2Ov)

dióxido de carb. (CO2)

- metano (CH4)

- óxido nitroso (N2O)

(26)

DIA

Encosta Acima- Vento Anabático

Quente Frio

B A

NOITE

Encosta Abaixo– Vento Catabático

Quente Frio B A B A Clima úmido Clima seco

Ventos Vale-Montanha

(27)

Mais quente, pode derreter neve, secar vegetação, inibir precipitação, aumentar a temperatura da região

(28)

Brisas marítima/terrestre resultam do aquecimento diferencial entre a água e o solo

Terra aquece mais rápido que a água durante o dia O ar sobre a terra é mais quente e sobe, causando baixa pressão, convergência O ar sobre o mar se

movimenta em direção à terra e ocorre subsidência sobre o mar

O ar ascendente sobre a terra promove tempestades durante a tarde

A brisa reverte durante a noite

Brisa marítima/terrestre

(29)

Questões?

?

? ?

?

(30)

Massas de ar

Frentes

FATORES DE ESCALA

SINÓTICA

(31)

Massas de Ar

Resultam das variações na intensidade do aquecimento, que ocorre próximo à superfície da Terra e disponibilidade de água

Classificação é baseada nas diferenças de temperatura e umidade:

Temperatura (polar ou tropical) Umidade (marítima ou continental)

Duas letras classificam as massas de ar m => marítima

c => continental

E => equatorial (quente) T => tropical (quente) P => polar (fria)

A => Ártica/Antártica (muito fria)

Polar continental – cP Polar marítima – mP Tropical marítima – mT Tropical continental – cT

(32)

Características das massas de ar

Tipo de

massa de ar Inverno Verão Inverno Verão

A estável Ext. fria, seca

cP Estável Estável Mto fria, seca Fria, seca cT Instável Instável Quente, seca Quente, seca mP (Pacífico) Instável Instável Moderada,

úmida Moderada, úmida mP (Atlântico) Instável Estável Fria, úmida Fria, úmida mT (Pacífico) Estável Estável Quente, _úmida Quente, _úmida

(33)

(34)

Frentes

As massas de ar deixam as suas regiões de origem em resposta às

configurações do escoamento em níveis altos e baixos. Tem-se como

exemplo o esquema ilustrado na Figura abaixo. As massas de ar frio

movem-se em direção ao equador a oeste de um cavado de ar

superior.

Crista Cavado Frio Quente HN Cavado Crista Frio Quente HS

(35)

Quando duas massas de regiões diferentes de origem, e

portanto com características diferentes, aproximam-se,

uma zona de transição desenvolve-se. Em alguns casos

esta zona, chamada zona frontal, é bastante abrupta

enquanto em outros casos ela pode ser bastante gradual

Quando o ar frio está avançando e substituindo o ar

quente, a borda anterior da zona frontal é marcada por

uma frente fria

Na borda posterior de uma zona frontal, quando o ar

quente está avançando e substituindo o ar frio, define-se

uma frente quente

Quando nenhuma das massas de ar está avançando, a

frente é chamada frente estacionária

(36)

(37)

Climatologia de

Frentes Frias:

Número médio

sazonal

(38)

(39)

(40)

Questões?

?

? ?

?

(41)

Ciclo Sazonal, Monções e

(42)

Ciclo Sazonal Global

Temperatura da Superfície do Mar (TSM)

Pressão reduzida ao Nível do Mar (PNM)

Precipitação

Monções

Sudeste Asiático

América do Sul

América do Norte

África

(43)

Correntes Oceânicas

Desempenham papel importante na determinação do clima Transportam calor em direção aos polos Sistemas de pressão semi-permanentes são perceptíveis nas correntes oceânicas Fonte: www.meted.ucar.edu

(44)

(45)

TSM: Principais Características

Poço quente do Atlântico

Poço quente do Pacífico

língua fria

equatorial

(46)

TSM

Equatorial é

mais quente

em abril

Línguas frias

equatoriais

são mais

intensas em

julho-outubro

(47)

Pressão ao Nível do Mar (PNM)

O ciclo anual é maior sobre o

Hemisfério Norte

O Hemisfério Sul exibe um ciclo anual

mais fraco

(48)

PNM: Principais Características

JAN

JUL

H

_H

H

L

H

L

H

(49)

(50)

Sistemas de pressão semi-permanentes

Sistemas de altas e baixas pressões semi-permanentes se desenvolvem em

resposta às circulações globais

Os sistemas sobre os

oceanos interagem com as correntes oceânicas; sobre os continentes, interagem com o tipo de solo:

impactam o clima

As características dos

sistemas podem mudar de ano para ano

(51)

Precipitação

Análise de precipitação: dados observados de estações

meteorológicas e estimativas de satélite

Precipitação: mais intensa sobre regiões de superfícies

quentes onde tem suficiente umidade disponível, e nas

zonas de tempestades extratropicais (latitudes médias)

Região Tropical Continental

Zonas de Convergência Intertropical (ZCIT)

Zona de Convergência do Pacífico Sul (ZCPS)

Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS)

Latitudes médias no inverno (storm tracks)

(52)

Precipitação: Principais Características

ZCPS

_ZCAS

ITCZ

Storm Tracks

(53)

Precipitação: Principais Características

Precipitação mínima ocorre em regiões continentais

com baixa umidade ou com subsidência acentuada,

e em regiões mais frias

Línguas frias equatoriais

Desertos

Sistemas de alta pressão subtropical

Altas latitudes

(54)

Precipitação: Janeiro

(55)

Precipitação: Julho

(56)

Ciclo anual - climatologia

(57)

Monções

Variação sazonal dos ventos

Regiões típicas de monção incluem:

Sudeste Asiático

América do Sul

América central / América do Norte

África

(58)

(59)

(60)

OLR, Linhas de Corrente (200-hPa) & Ventos (850-hPa)

6-10 Janeiro (1979-1995)

Ventos de baixos níveis do Atlântico equatorial se deslocam em direção à bacia Amazônica e, em seguida, se deslocam sul e sudeste em

direção ao sudeste da América do Sul

Um anticiclone de nível superior (A) é encontrado sobre a Bolívia.

Cavados meio-oceânicos (linhas tracejadas) são encontrados ao longo dos oceanos Pacífico Sul e Atlântico Sul. (setas indicam a direção do vento em 200 hPa).

Baixos valores de ROL, indicativo de convecção intensa profunda,

abrangem a maior parte da América do Sul tropical. Altos valores de

ROL, sem convecção profunda, abrangem a América Central e o Mar do Caribe.

(61)

OLR, Linhas de Corrente (200-hPa) & Ventos (850-hPa)

10-14 Julho (1979-1995)

Ventos de baixos níveis do Atlântico equatorial se deslocam em direção oeste sobre a América do Sul e o Pacífico equatorial.

Um anticiclone de nível superior (A) é encontrado sobre o norte do México. Cavados meio-oceânicos (linhas

tracejadas) são encontrados ao longo dos oceanos Pacífico Norte e

Atlântico Norte (setas indicam o a direção do vento em 200 hPa)

Baixos valores de ROL, indicativo de convecção intensa profunda,

abrangem a América Central e o sudeste do Oceano Pacífico Norte. Altos valores de ROL, sem convecção profunda, abrangem o centro da

América do Sul.

(62)

(63)

(64)

Zonas de Convergência Tropical

Zonas de Convergência Intertropical (ZCIT)

Zona de Convergência do Pacífico Sul (ZCPS)

Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS)

Baiu/ Mei-yu Front (Zona de Convergência do

Leste Asiático)

(65)

ZCPS

_ZCAS

ZCIT

Storm Tracks

(66)

ZCIT

Baiu/Meiyu Front Storm Tracks

Storm Tracks

(67)

Zonas de Convergência

Intertropical (ZCIT)

Regiões de confluência / convergência,

geralmente quando os alísios de nordeste do

Hemisfério Norte se encontram com os alísios do

sudeste do Hemisfério Sul

Formada pelo ramo ascendente

da célula de

(68)

Pacífico: ZCIT

ITCZ ITCZ

A Zona de

Convergência

Intertropical (ZCIT) é

mais distinta sobre o

Pacífico leste, onde

os ventos alísios de

Nordeste e Sudeste

convergem (entre

5°N e 10°N) e as

temperaturas da

superfície do mar

são quentes (veja o

próximo slide)

(69)

ZCPS

ZCIT ZCPS

ZCPS ocorre durante verão do HS (dez-mar), localizada

próximo do poço de água

quente no Oceano Pacífico Sul Frentes frias do HS que

avançam para o norte sobre o Pacífico Sul tendem a parar na região entre 10°S e 20°S, o que contribui para a

convergência de baixos níveis, o movimento vertical

ascendente e convecção intensa nessa região

ZCPS poço quente ZCIT EQ 20S 20N ZCPS ZCIT Precipitation (mm/d)

(70)

ZCIT

ZCIT é mais distinta sobre o

Atlântico leste e central,

onde os ventos alísios de

Nordeste e Sudeste

convergem (entre o

Equador e 15°N) e as TSM

são quentes (veja abaixo)

(71)

Oceano Índico

ZCOI ZCOI está presente durante o

inverno do HN (dez-mar). Os ventos alísios de sudeste (HS) convergem com os ventos de

nordeste da monção provenientes da Ásia. A ZCOI geralmente está localizada entre o equador e 15°S em uma região de convecção

intensa e altas TSM

EQ 20N

20S

(72)

ZCAS

Durante o início da monção da América do Sul

(setembro-outubro), convecção se expande sul e sudeste atravessando o

oeste da Bacia Amazônica e a região central do Brasil

Esse avanço para o sul é acompanhado por um aumento da

convecção sobre o Sul e o leste do Brasil

No final de setembro e início de outubro as duas regiões se

juntam formando uma banda orientada noroeste-sudeste, que é

uma característica comum na primavera, verão e início do

outono (outubro a início de março)

Esta banda de convecção é conhecida como a Zona de

(73)

Blue colors indicate cold cloud top temperatures, which in the Tropics are associated with deep convection.

(74)

Variabilidade da ZCAS:

Padrão Dipolo da América do Sul

O padrão dipolo se encontra sobre o leste da América do Sul, na região

de maior variabilidade de ROL, que se estende do sul do Brasil até o

(75)

The OLR anomaly patterns often show a dipole of positive and negative values along the east coast of Brazil.

Anomalias

de ROL

(76)

Frentes frias desempenham um papel importante

na organização de atividade convectiva na região

da ZCAS

Às vezes isto causa eventos extremos

(precipitação excepcionalmente forte e enchentes

ao longo de um período de vários dias)

Variabilidade da ZCAS:

(77)

Questões?

?

? ?

?

(78)

(79)

(80)

Rotação: a Terra gira em torno de seu eixo Responsável pelo ciclo dia-noite

(81)

Está mais próxima do sol em 3 de janeiro (periélio)

Está mais distante do sol em 4 de julho (afélio) Quando está mais próxima, a quantidade de radiação solar que chega no topo da atmosfera é ~3,4% maior do que quando está mais distante (pequena variação)

Estações do ano: causadas

pela inclinação do eixo de rotação da Terra em relação à perpendicular ao plano definido pela órbita

Inclinação faz orientação da Terra mudar durante a

translação

Translação: Terra gira em torno do sol em uma órbita elíptica

(82)

http://people.cas.sc.edu/carbone/modules/mods4car/earthsun/earthsun.html Exercício

(83)

Classificação climática de Köppen-Geiger

Classificação em zonas climáticas

Combinação de 3 letras (clima principal, precipitação, temperatura)

Baseado na latitude, elevação, efeitos de correntes oceânicas e padrões atmosféricos de grande escala

(84)

Cfa = clima subtropical úmido

Região sudeste dos continentes, exceto Antártica

Entre 24° e 37° de latitude Verões úmidos e quentes; invernos frios e amenos

Quantidades expressivas de chuva ao longo do ano

(85)

(86)

Questões?

?

? ?

?

(87)

(88)

(89)

Espectro de variabilidade climática

3-7 dias => sistemas de tempo de médias latitudes

30-60 dias => oscilações intrasazonais (Oscilação de Madden-Julian) 1-2 anos => oscilações interanuais (ENOS)

(90)

(91)

CIRCULAÇÕES DE GRANDE ESCALA

CIRCULAÇÃO DE WALKER

http://www3.geosc.psu.edu/courses/Geosc320/Lau.pdf

Movimentos no sentido zonal da faixa equatorial determinam

as áreas de convecção (chuva)

(92)

El Niño

Originalmente, o termo El Niño foi usado para

descrever a aparência anual de águas quentes

em torno do Natal ao longo da costa norte do

Peru. Esse fenômeno tem sido documentado

desde o começo do século 16

Em alguns anos, as águas quentes apareceram

mais cedo e permanecem por um período mais

longo

Eventualmente, o termo El Niño foi usado para descrever esses

períodos anômalos de aquecimento

(93)

Oscilação Sul (OS)

A partir do final do século 19, cientistas começaram

a descrever flutuações de pressão de grande escala

No iníco do século 20, Sir Gilbert Walker e seus

colegas ampliaram os estudos iniciais e estabeleceram

que a flutuação de pressão em escala global

(Oscilação do Sul - OS) está relacionada com

anomalias de precipitação em muitas áreas dos

trópicos (como por exemplo, Índia e América do Sul)

A OS foi usada como base para as previsões sazonais de precipitação

(94)

El Niño/ Oscilação Sul (ENOS)

El Niño e a Oscilação Sul foram estudados como

fenômenos separados até as décadas de 50-60

Trabalhos importantes de Berlage (1956) e J. Bjerknes (final da década de 1960) demonstraram uma relação entre os dois fenômenos Estudos naquela época também mostraram que o aquecimento anômalo das águas durante El Niño se

extende por uma grande área do Oceano Pacífico

(95)

O Ciclo ENOS

Fenômeno que ocorre naturalmente

O oceano Pacífico Equatorial oscila entre águas

superficias mais quentes do que a média (

El Niño

) e mais

frias do que a média (

La Niña

)

Grandes mudanças ocorrem nos padrões de

precipitação tropical, pressão (Oscilação Sul) e ventos

Alterações na intensidade e posição na corrente de jato e

no comportamento dos ciclones ocorrem em latitudes altas

(96)

O Ciclo ENOS (cont.)

As alterações na temperatura da superfície do mar

(TSM) influencia a distribuição da nos trópicos e o

padrão da circulação atmosférica

Quente

(97)

TSM

Língua fria Equatorial é mais fraca do que a média ou ausente durante El Niño, resultando em anomalias positivas de TSM Língua fria Equatorial é mais forte do que a média durante La Niña, resultando em anomalias negativas de TSM

(98)

Precipitação

Aumento de

precipitação ocorre em áreas onde a temperatura das

águas é maior do que a média durante El Niño Diminuição de precipitação ocorre em áreas onde a temperatura das águas é menor do que a média durante La Niña

(99)

PNM

• El Niño: anomalias positivas de PNM sobre o Pacífico tropical

ocidental, Indonésia e Austrália. Anomalias negativas de PNM

sobre o Pacífico leste tropical, nas latitudes altas e médias do

Pacífico Norte e sobre EUA

• Padrão oposto para La Niña

• As variações de pressão entre o Pacífico tropical leste e oeste é

conhecida como a Oscilação Sul

(100)

Impactos Globais de El Niño

Impactos

são

geralmente

mais

extensos

durante o

inverno no

HN

(101)

Típicos impactos globais de El Niño

Região

Período

Impacto

Indonésia

Vida do evento

Mais seco

Nordeste do Brazil

Março-Maio

Mais seco

América Central

/México

Maio-Outubro

Mais seco

Costa Oeste da

América do Sul

Março-Maio

Mais chuvoso

Sul da América

Central

Junho-Dezembro

Mais chuvoso

Sudeste da África

(102)

Anomalias de Precipitação. (mm/d):

Episódios de forte El Niño

Anomalias de

precipitação, >= ± 8

mm / d (762 mm

numa estação),

resultam em

mudanças no padrão

de aquecimento

tropical, e mudanças

nas posições e

intensidades das

correntes de jato em

latitudes médias e

ondas planetárias

(103)

Anomalias de Precipitação. (mm/d):

Episódios de El Niño Moderados

Anomalias de

precipitação são

menores durante

episódios quentes

fracos / moderados

Pequenas

modificações

ocorrem no padrão

de aquecimento

tropical, e nas

correntes de jato em

latitudes médias e

ondas planetárias

(104)

Impactos Globais de La Niña

Nas latitudes

médias

impactos

ocorrem

geralmente

durante a

temporada

de inverno

(HN -DJF;

HS- JJA)

(105)

Impactos globais: La Niña

Região

Período

Impacto

Indonésia

Vida do evento

Mais chuvoso

Nordeste do Brasil

Março-Maio

Mais chuvoso

América Central

/Mexico

Maio-Outubro

Mais chuvoso

Costa oeste da

América do Sul

Março-Maio

Mais seco

Sul da América

Central

Junho-Dezembro

Mais seco

(106)

Anomalias de Precipitação. (mm/d):

Episódios La Niña

Anomalias de

precipitação, >=

± 8 mm / d (762 mm

numa estacao),

resultam em

mudanças no

padrão de

aquecimento

tropical, e mudanças

nas posições e

intensidades das

correntes de jato em

latitudes médias e

ondas planetárias

(107)

Monitoramento do ciclo ENOS

Índices atmosféricos

Pressão ao nível do mar (Índice de Oscilação

Sul - SOI)

Vento zonal em baixos níveis

Vento zonal em altos níveis

(108)

Tahiti-Darwin SOI

(109)

Oscilação Sul - Fase alta do

índice

(La Niña)

Alta

Ventos de leste

Equatorial -

mais forte

do

que a média

Baixa

Aumento da

precipitação

PNM – acima

da média

T

D

PNM –

abaixo

da

média

(110)

Oscilação Sul - Fase baixa do

índice

(El Niño)

Baixa

Ventos de leste

Equatorial -

mais fracos

do que a média

Alta

Redução da

precipitação

PNM – abaixo

da média

T

D

PNM –

acima

da

média

Aumento da

precipitação

(111)

Monitoramento do

ciclo ENOS (cont.)

Índices Oceânicos

Temperatura da superfície do mar

(112)

Regiões Niño

A região Niño 1 +2 - região clássica do El Niño

A região Niño 3.4 - melhor índice para indicar as condições em geral relacionadas a ENOS

(113)

Costa oeste AS Costa oeste AS

(114)

(115)

Oceanic Niño Index (ONI)

• Baseado na medida principal de monitoramento,

previsão, e avaliação do ENOS (anomalias de TSM na

região Niño-3.4)

• Media corrida de três meses dos valores de anomalias

de TSM na região Niño-3.4, com base em um conjunto

de análises históricas homogêneas de TSM [Extended

Reconstructed SST (version 2), Smith and Reynolds,

2003, J. Climate, 16, 1495-1510]

• Usado para colocar as condições atuais em perspectiva

histórica

• Definições operacionais da NOAA para El Niño e La

Niña são diretamente relacionadas com o índice

(116)

Definições operacionais da

NOAA para El Niño e La Niña

El Niño:

caracterizado pelo ONI positivo maior ou

igual a 0,5 ° C.

La Niña:

caracterizado pelo ONI negativo menor ou

igual a -0,5 ° C.

(117)

(118)

Episódios históricos de El Niño e La Niña

Highest

El Niño ONI Value LowestLa Niña ONI Value

JJA 1951 – DJF 1951/52 1.2 ASO 1949 – JAS 1950 -1.4 DJF 1952/53 – JFM 1954 0.8 SON 1950 – JFM 1951 -0.8 MAM 1957 – JJA 1958 1.8 AMJ 1954 − NDJ 1956/57 -1.7 OND 1958 – FMA 1959 0.6 AMJ 1964 – DJF 1964/65 -0.8 MJJ 1963 – JFM 1964 1.4 JJA 1970 – DJF 1971/72 -1.3 AMJ 1965 – MAM 1966 1.9 AMJ 1973 – JJA 1974 -2.0 JAS 1968 – DJF 1969/70 1.1 SON 1974 – MAM 1976 -1.7 AMJ 1972 – FMA 1973 2.1 ASO 1983 – DJF 1983/84 -0.9 ASO 1976 - JFM 1977 0.8 SON 1984 – ASO 1985 -1.1 ASO 1977 – JFM 1978 0.8 AMJ 1988 – AMJ 1989 -1.9 AMJ 1982 – MJJ 1983 2.2 ASO 1995 – FMA 1996 -0.9 JAS 1986 – JFM 1988 1.6 JJA 1998 – FMA 2001 -1.7 AMJ 1991 – MJJ 1992 1.6 OND 2005 – FMA 2006 -0.9 ASO 1994 – FMA 1995 1.2 JAS 2007 – MJJ 2008 -1.5 AMJ 1997 – MAM 1998 2.4 JJA 2010 – MAM 2011 -1.5 AMJ 2002 – JFM 2003 1.3

JJA 2004 – DJF 2004/05 0.7 ASO 2006 – DJF 2006/07 1.0 JJA 2009 – MAM 2010 1.6

(119)

Evolução do Ciclo ENOS

Ciclo irregular, com períodos alternados de

condições quentes (El Niño) e frias (La Niña)

El Niño tem uma tendência de ocorrer a cada

4-5 anos e, geralmente, dura 12-14-5 meses

Episódios mais fortes de El Niño ocorrem a

cada 10-15 anos

Episódios de La Niña podem durar de 1 a 3

anos

(120)

El Niño

La Niña

Termoclina

se aprofunda nas

regiões oeste e

central do Pacífico

equatorial

Termoclina mais

profunda do que a

média em todo

Pacífico equatorial

Neutro

Termoclina torna-se

mais rasa no Pacífico

oeste e central

equatorial e se

aprofunda no leste do

Pacífico equatorial

Termoclina mais

rasa do que a

média em todo

Pacífico

equatorial

Transição

Rápida

Transição

Gradual

(121)

Evolução de Temp. Subsup.

El Niño 1997

(122)

Evolução de Temp. Subsup.

El Niño/ La Niña 1998

(123)

Evolução de Temp. Subsup.

La Niña 1999

(124)

Animação da tempertura

subsuperficial: 1996-1999

(125)

(126)

Resumo: O Ciclo ENOS

Fenômeno que ocorre naturalmente

O oceano Pacífico Equatorial oscila entre águas

superficias mais quentes do que a média (

El Niño

) e

mais frias do que a média (

La Niña

)

Grandes mudanças ocorrem nos padrões de

precipitação tropical, pressão (Oscilação Sul) e ventos

Alterações na intensidade e posição dos ventos em

altos níveis e comportamento dos ciclones ocorrem em

latitudes altas

As alterações na temperatura da superfície do mar

(TSM) influencia a distribuição da chuva nas regiões

tropicais e o padrão da circulação atmosférica

(127)

Questões?

?

? ?

?

(128)

Características gerais

do clima no Brasil

(129)

(130)

VARIAÇÃO SAZONAL - CLIMATOLOGIA

Elaborado com base nas Normais Climatológicas INMET 1961-1990 Elaborado com base nas Normais Climatológicas INMET 1961-1990

(131)

MONITORAMENTO CLIMÁTICO

Ampla rede de

estações

meteorológicas

de superfície

(estações

convencionais e

automáticas)

(132)

MONITORAMENTO CLIMÁTICO

Observado

(133)

(134)

ZCIT

(135)

(136)

(137)

Questões?

?

? ?

?

(138)

(139)

Uso da climatologia

Climatologia não é previsão!

A estatística e análise contribuem para

determinar como os elementos climáticos ocorrem em uma dada área

Requer um conjunto de dados significativo

30 anos de dados são recomendados para se obter a climatologia de um local

Elaborado com base nas Normais Climatológicas INMET 1961-1990 Elaborado com base nas Normais Climatológicas INMET 1961-1990

Média de Temperatura Mínima São Paulo (1961-1990)

(140)

As previsões climáticas contribuem para que

os tomadores de decisão e os usuários

planejem e adaptem suas atividades e projetos

às condições esperadas

Decisões podem ser tomadas em planejamento à

redução de risco e otimizando os benefícios

sócioeconômicos

(141)

Qual o papel da imprensa na correta divulgação das informações? Exemplo do Reino Unido – primavera de 2009 40% chuva cat. acima da climatologia 60% chuva cat. normal e abaixo da climatologia

Imprensa noticiou amplamente “Barbecue Summer”

(142)

Fontes de informação (oceanos e

continentes) com lenta variação

Persistência de condições semelhantes por

períodos de alguns meses

Padrões de circulação atmosférica afetam

condições climáticas de temperatura e

chuva de várias regiões do globo

Por que é possível fazer

previsões climáticas sazonais?

Temperatura da superfície do mar

Umidade do solo

(143)

~

63 K

m

~63 Km

Global Model

AGCM

T213L28

15 K m 15 Km

Regional

Model

ETA

(144)

(145)

PREVISÃO CLIMÁTICA SAZONAL

CPTEC

CPTEC AGCM, T062L28

• TSM persistida

• 15 membros

• Diferentes parametrizações

físicas

http://clima1.cptec.inpe.br/gpc/

Sistema operacional do

CPTEC foi recentemente

designado como GPC/OMM

Global Producing Centre for Long Range Forecasts (GPC)

(146)

GLOBAL PRODUCING CENTRES / WMO

(147)

GLOBAL PRODUCING CENTRES / WMO

(148)

PREVISÃO DE PRECIPITAÇÃO –

GPCs/WMO

(149)

6 meses of hindcasts, 10 membros

Produção das previsões climáticas sazonais com o MCGA/CPTEC

Modelo Global do CPTEC Parametrizações físicas

Condições de contorno: anomalias de TSM persistidas Condições iniciais: NCEP/NCAR de 15 diferentes dias

Período da climatologia do modelo (Hindcast): 1979 a 2008 (30 anos)

Jan 1979 Fev 1979 Mar 1979 Abr 1979 Mai 1979 Jun 1979 Jul 1979

(150)

1 ano: 10 membros x 12 meses = 120 rodadas

30 anos: 10 membros x 12 meses x 30 = 3600 rodadas

Total: 3600 rodadas x 6 meses = 21600 meses = 1800 anos de processamento

Cortesy of Coelho, 2012

Modelo Global do CPTEC Parametrizações físicas

Condições de contorno: anomalias de TSM persistidas Condições iniciais: NCEP/NCAR de 15 diferentes dias

Período da climatologia do modelo (Hindcast): 1979 a 2008 (30 anos) 6 meses of hindcasts, 10 membros

Jan 1979 Fev 1979 Mar 1979 Abr 1979 Mai 1979 Jun 1979 Jul 1979

Produção das previsões climáticas sazonais com o MCGA/CPTEC

(151)

Discussão

climática mensal

Índice de vegetação TSM

(152)

PREVISÃO CLIMÁTICA SAZONAL

COM MODELO REGIONAL ETA

Modelo Regional (Eta/CPTEC - 40km)

5 membros usando condições de contorno do AGCM CPTEC (KUO)

(153)

PREVISÃO DO SISTEMA HÍBRIDO

EUROBRISA

4 modelos acoplados (CPTEC, ECMWF, UKMO,

Meteo-France); 1 modelo empírico

http://eurobrisa.cptec.inpe.br

(154)

PREVISÃO CLIMÁTICA SAZONAL COM

MODELO DINÂMICO ACOPLADO

OCEANO-ATMOSFERA

(155)

PREVISÃO DE PRECIPITAÇÃO

(156)

Previsão de anomalia de precipitação

trimestral

2011 2011 O bs er va çã o O bs er va çã o P re vis ão P re vis ão

(157)

Questões?

?

? ?

?

(158)

COMO INTERPRETAR AS PREVISÕES

CLIMÁTICAS POR CONSENSO EM

(159)

Exemplos de mapas de

(160)

(161)

= 880 mm

y=

1 n

∑

_{i= 1} n

y

_i

Média:

s

_y

=



1 n

∑

_i=1

n



y

_i

_{−y }

2 Desvio Padrão:

= 311.9 mm

n = 160

(162)

Média: medida da tendência central

Desvio padrão: mede a dispersão dos valores individuais em torno da média

(163)

Mín = 226 mm

Máx = 1947 mm

754 mm

1012 mm

1/3=

33.33%

1/3=

33.33%

1/3=33.33%

53 observações

Acima da

normal

Abaixo da

normal

Dentro da normal

(164)

1012 mm

y=880 mm

754 mm

1/3

(165)

(mm)

Contagem dos

eventos (casos)

de precipitação

observados

usando 10 caixas

com intervalos

de 200 mm

(166)

1012 mm

754 mm

880 mm

1/3=

33.33%

1/3=

33.33%

1/3=

33.33%

(mm)

(167)

(mm)

1/3=

33.33%

1/3=

33.33%

1/3=

33.33%

y ~ N  y ,s

2 _y



y=880 mm

s

_y

=

311.9 mm

Distribuição

climatológica ou

climatologia

Área cinza:

Igual prob. p/

as 3 categorias

(168)

Como interpretar as previsões por tercis

Categoria acima do normal Categoria normal Na categoria abaixo do normal 10 50 100 150 (mm) Adaptado de http://www.bom.gov.au/water/ssf/faq.shtml 33,3% 33,3% 33,3%

(169)

Maior probabilidade de ocorrência de excesso de prec Categoria normal Na categoria abaixo do normal 10 50 100 150 200 (mm ) Adaptado de http://www.bom.gov.au/water/ssf/faq.shtml 25% _35% _45%