%0 Thesis
%4 sid.inpe.br/mtc-m21c/2020/09.04.17.19
%2 sid.inpe.br/mtc-m21c/2020/09.04.17.19.36
%T Estudo dos processos de interação oceano-atmosfera sobre o Atlântico Sudoeste durante a ocorrência de um ciclone extra-tropical
%J Study of ocean-atmosphere interaction processes over the Southwest Atlantic during an extratropical cyclone occurrence.
%D 2021
%8 2020-09-01
%9 Dissertação (Mestrado em Meteorologia)
%P 93
%A Antonio, Manuel Agostinho Victor,
%E Pezzi, Luciano Ponzi (presidente/orientador),
%E Aravéquia, José Antonio (orientador),
%E Souza, Ronald Buss de,
%E Gan, Manoel Alonso,
%E Quadro, Mario Francisco Leal de,
%I Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
%C São José dos Campos
%K interação oceano-atmosfera, ciclone, modelagem numérica regional acoplada, Atlântico Sudoeste, ocean-atmosphere interaction, cyclone, regional coupled numerical modeling, Southwest Atlantic.
%X Para compreender os processos de interação oceano-atmosfera sobre o Atlântico Sudoeste (ATLSW) durante o desenvolvimento de um ciclone extratropical, neste trabalho, foram realizados diversos experimentos numéricos desacoplados (modelo atmosférico) e acoplados (modelo atmosférico+oceânico) através do sistema de modelagem regional de alta resolução COAWST. Este ciclone foi escolhido por ocorrer no mesmo período em que decorria o experimento de campo OPERANTAR XXXII, de 13 a 16 de outubro de 2013, o que possibilitou o uso dos dados coletados in situ durante a campanha. Além disso, foram utilizadas também dados de reanálises atmosféricas e oceânicas adquiridas a partir do CFSv2, MUR e ERA5, bem como imagens de satélites fornecidas pelo CPTEC/INPE. A partir da análise sinótica percebeu-se que, a formação do ciclone ocorreu devido à pré-existência da convergência em superfície entre os fluxos dos anticiclones centrados em 33oS-32oW e 42oS-50oW, e o surgimento de um cavado de onda curta nos níveis médios da troposfera. Durante o ciclo de vida do ciclone, o valor mínimo da isóbara central alcançada foi de 1010 hPa no estágio inicial, 1004 hPa intensificação, 1002 hPa maturação e 1008 hPa no estágio de enfraquecimento. A avaliação dos processos termodinâmicos no desenvolvimento do ciclone realizado através da equação do balanço de calor sobre o centro de baixa pressão atmosférica mostraram, uma maior contribuição do termo adiabático, da advecção vertical de temperatura e do resíduo na baixa e média troposfera durante a fase inicial e de intensificação do ciclone. Enquanto na maturação, o forte aquecimento (12 x10−5 k.s−1) gerado pela advecção horizontal de temperatura foi o principal mecanismo responsável pelo desenvolvimento do ciclone. No estágio de enfraquecimento, todos esses termos se reduziram próximo de zero em baixos níveis. Através dos resultados dos experimentos acoplados e desacoplados pode-se perceber que em termos médios, as variáveis pressão e vento a 10 metros da superfície foram melhores representadas nos experimentos (acoplados e desacoplados) inicializados com 24h, devido ao surgimento prévio do centro de baixa pressão atmosférica nas Condições Iniciais (CIs). Por outro lado, mecanismos e distúrbios de meso-escala desenvolvidos nas simulações mais longas (na ausência do centro de baixa pressão nas CIs), foram importantes para o desenvolvimento das condições necessárias para a ciclogênese ocorrida no experimento inicializado com 48h, pois, isso garantiu uma representação mais realista da intensidade e trajetória do ciclone. Já em relação aos experimentos inicializados no prazo mais longo de 72h, observou-se um crescimento dos erros (viés e RMSE). Na verificação do modelo oceânico em simular a TSM sobre o ATLSW considera-se que este representou de forma adequada o padrão de distribuição e os gradientes térmicos, embora, as temperaturas baixas simuladas ao longo da plataforma continental no setor frio da Confluência Brasil-Malvinas (CBM), tenham influenciado diretamente no conteúdo de umidade específica à 2 metros. Em geral, ambos experimentos acoplados e desacoplados inicializados com 24 e 48h, demonstraram consistência em simular os perfis verticais da atmosfera comparando com as radiossondas coletadas in situ durante a OPERANTAR XXXII. ABSTRACT: To understand the ocean-atmosphere interaction processes over the Southwest Atlantic (ATLSW) during the development of an extratropical cyclone, in this work, several uncoupled numerical experiments (atmospheric model) and coupled (atmospheric+ oceanic model) were carried out through the regional modeling system for high-resolution COAWST. This cyclone was chosen, because it occurred in the same time as the field experiment OPERANTAR XXXII, from October 13th to 16th, 2013, that made it possible to use the data collected in situ. In addition, data from atmospheric and oceanic reanalysis acquired from CFSv2, MUR and ERA5 were also used, as well as satellite images provided by CPTEC/INPE. From the synoptic analysis it can be seen that, the formation of the cyclone occurred due to the preexistence of surface convergence between the flows of anticyclones centered at 33oS- 32oW and 42oS-50oW, and the appearance of a short wave trough in the medium levels of the troposphere. During the cyclones life cycle, the minimum value of the central isobar reached was 1010 hPa in the initial stage, 1004 hPa intensification, 1002 hPa maturation and 1008 hPa in the weakening stage. The evaluation of thermodynamic processes in the development of the cyclone carried out through the equation of the heat balance over the low pressure center has showed, a greater contribution of the adiabatic term, of the vertical advection of temperature and residue in the low and medium troposphere during the initial and intensification stages of the cyclone. While the strong heating (12 x 10−5 ks−1) generated by horizontal temperature advection, contributed more at the maturation stage. However, in the weakening stage, all these terms were reduced to near zero at low levels. Through the results of the coupled and uncoupled experiments, it can be seen that in average terms, the variables pressure and wind at 10 meters above the surface, were better represented in the experiments initialized with 24 hours (h), due to the previous appearance of the low pressure center in Initial Conditions (CIs). On the other hand, the mesoscale mechanisms and disturbance developed in the longest simulations (in the absence of the low pressure in ICs), were very crucial for the development of the conditions necessary for a cyclogenesis that occurred in the experiment initialized with 48h, therefore, this ensured a better trajectory and intensity representation of the cyclone. Regarding the experiments initialized in the longest period of 72h, there was an increase in errors (bias and RMSE). In verifying the oceanic model in simulating the SST over the ATLSW, it is considered that the model correctly represents the distribution pattern and the SST gradients, although its negative biases found along the continental shelf in the cold sector of the Brazil-Malvinas Confluence have influenced directly on the specific moisture content at 2 meters above the surface. Generally, both coupled and uncoupled experiments initialized at 24 and 48h, have showed consistency in representing the vertical profiles of the atmosphere compared to the radiosondes collected in situ during OPERANTAR XXXII.
%@language pt
%3 publicacao.pdf