Fechar

@PhDThesis{Parise:2014:RoSeIc,
               author = "Parise, Cl{\'a}udia Klose",
                title = "Sensitivity and memory of the current mean climate to increased 
                         Antarctic sea ice: The role of sea ice dynamics",
               school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
                 year = "2014",
              address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
                month = "2014-11-28",
             keywords = "antarctic sea ice increasing, climate sensitivity and memory, 
                         southern hemisphere storm tracks, South America climate, coupled 
                         climate modelling ensemble, aumento do gelo marinho 
                         ant{\'a}rtico, sensibilidade e mem{\'o}ria do clima atual, storm 
                         tracks no hemisf{\'e}rio sul, clima da Am{\'e}rica do Sul, 
                         modelagem acoplada em conjunto.",
             abstract = "Esta tese estuda a sensibilidade e mem{\'o}ria do clima global ao 
                         aumento do gelo marinho Ant{\'a}rtico, levando em 
                         considera{\c{c}}{\~a}o o tempo de persist{\^e}ncia dos 
                         m{\'a}ximos de gelo (concentra{\c{c}}{\~a}o e espessura) sob 
                         condi{\c{c}}{\~o}es clim{\'a}ticas atuais. A sensibilidade das 
                         \emph{storm tracks} no Hemisf{\'e}rio Sul e do clima da 
                         Am{\'e}rica do Sul ao aumento do gelo marinho tamb{\'e}m 
                         s{\~a}o analisadas, bem como o mecanismo envolvido na 
                         restaura{\c{c}}{\~a}o do equil{\'{\i}}brio clim{\'a}tico. 
                         Dois grupos de experimentos foram realizados. No primeiro o gelo 
                         marinho {\'e} simulado por um modelo de {\'u}nica camada que 
                         desconsidera a reologia do gelo, impedindo que o gelo mova quando 
                         espesso. No segundo, o gelo marinho {\'e} simulado por um modelo 
                         multi-camadas que resolve explicitamente a din{\^a}mica do gelo. 
                         Cada clima {\'e} perturbado com um extremo de 
                         condi{\c{c}}{\~o}es positivas (\emph{Max}) e 
                         climatol{\'o}gicas (\emph{ctl}) de concentra{\c{c}}{\~a}o e 
                         espessura de gelo marinho Ant{\'a}rtico em um conjunto de 
                         30-membros integrados por 10 anos cada. Altera{\c{c}}{\~o}es nas 
                         \emph{storm tracks} s{\~a}o analisadas atrav{\'e}s de um 
                         m{\'e}todo automatizado de identifica{\c{c}}{\~a}o e rastreio 
                         de ciclones extratropicais com base em vorticidade relativa. Os 
                         resultados mostram que um extremo de gelo marinho Ant{\'a}rtico 
                         {\'e} capaz de persistir \$\sim\$4-anos sob 
                         condi{\c{c}}{\~o}es clim{\'a}ticas atuais. Nos 4 anos seguintes 
                         o gelo marinho nos experimentos \emph{Max} {\'e} semelhante 
                         {\`a}quele dos experimentos \emph{ctl} e nos {\'u}ltimos 2-anos 
                         as diferen{\c{c}}as (\emph{max- ctl}) de gelo marinho s{\~a}o 
                         negativas. A persist{\^e}ncia dos m{\'a}ximos de gelo marinho 
                         varia setorialmente e em fun{\c{c}}{\~a}o do tipo de modelo de 
                         gelo. A presen{\c{c}}a de m{\'a}ximos de gelo marinho 
                         Ant{\'a}rtico reduz a temperatura do ar dos baixos aos 
                         m{\'e}dios n{\'{\i}}veis da troposfera. O resfriamento das 
                         altas latitudes aumenta o transporte de calor para sul e a 
                         converg{\^e}ncia em baixos n{\'{\i}}veis. A press{\~a}o 
                         m{\'e}dia ao n{\'{\i}}vel do mar {\'e} reduzida (aumentada) 
                         sobre as altas (m{\'e}dias) latitudes, padr{\~a}o 
                         t{\'{\i}}pico da fase positiva do Modo Anular Sul. O fluxo de 
                         calor sens{\'{\i}}vel do oceano para a atmosfera {\'e} intenso 
                         nas margens do gelo marinho, onde a baroclinia da atmosfera 
                         tamb{\'e}m aumenta. Os ventos de oeste se intensificam ao sul de 
                         \$50^{0}\$S e se enfraquecem entre \$45^{0}\$S e 
                         \$10^{0}\$S. A corrente de jato polar se intensifica em 
                         dire{\c{c}}{\~a}o aos p{\'o}los enquanto o jato subtropical se 
                         enfraquece em dire{\c{c}}{\~a}o ao equador. Em resposta ao 
                         fortalecimento do jato polar, a densidade de trajet{\'o}ricas dos 
                         ciclones, ciclog{\^e}nese e cicl{\'o}lise aumenta sobre as altas 
                         (m{\'e}dias) latitudes. Com o deslocamento das tempestades para 
                         sul, a atividade dos dist{\'u}rbios transientes {\'e} reduzida 
                         sobre a Am{\'e}rica do Sul, bem como a forma{\c{c}}{\~a}o de 
                         ciclones sobre as duas principais regi{\~o}es ciclogen{\'e}ticas 
                         (em \$30^{0}\$S e \$45^{0}\$S). O enfraquecimento do jato 
                         subtropical contribui para aumentar a estabilidade est{\'a}tica 
                         da atmosfera e reduzir a taxa de precipita{\c{c}}{\~a}o sobre a 
                         Am{\'e}rica do Sul. Os fortes ventos de oeste fortalecem a 
                         Corrente Circumpolar Ant{\'a}rtica e, conseq{\"u}entemente, a 
                         deriva de Ekman para o norte. O derretimento do m{\'a}ximo de 
                         gelo marinho gera uma entrada da {\'a}gua fria e pouco salina na 
                         camada de mistura do Oceano Austral. A medida que essa {\'a}gua 
                         superficial flui para o norte h{\'a} ressurg{\^e}ncia da 
                         {\'a}gua mais quente e salina (observada abaixo da camada de 
                         mistura do oceano) na Diverg{\^e}ncia Ant{\'a}rtica 
                         (\$60^{0}\$S). A mem{\'o}ria clim{\'a}tica (\$\sim\$8-anos) 
                         armazenada nas camadas superiores do oceano modula a intensidade e 
                         dura{\c{c}}{\~a}o da resposta atmosf{\'e}rica ao m{\'a}ximo de 
                         gelo marinho. ABSTRACT: This thesis explores the sensitivity and 
                         memory of the global climate to increased Antarctic sea ice, 
                         taking into account the persistence of sea ice maxima (in 
                         concentration and thickness) under current climate conditions. 
                         Moreover, the sensitivity of the Southern Hemisphere storm tracks 
                         and the South America climate to increasedAntartictic sea ice are 
                         also studied as well as the mechanisms involved in restoring the 
                         climate balance. In order to isolate the impacts of sea ice 
                         dynamics, two sets of sensitivity experiments are performed with 
                         the GFDL CM2.1 coupled climate model. In the first set the sea ice 
                         is simulated by a simple slab sea ice model which neglects the sea 
                         ice dynamics whereas in the second the sea ice is simulated by a 
                         sophisticated multi-layer model. The current climate is perturbed 
                         with maximum conditions of Antarctic sea ice (max) and compared to 
                         the respective control simulation (ctl). The four numerical 
                         experiments are integrated for 10 years each in a large 30-member 
                         ensemble. The changes to the Southern Hemisphere extratropical 
                         cyclones are analysed through an automated of cyclone 
                         identification and tracking based on relative vorticity. The 
                         impact of increased Antarctic sea ice on the South America climate 
                         is analysed through changes in the precipitation regime and the 
                         associated atmospheric systems. The results show that a maximum 
                         condition of Antarctic sea ice is able to persist 
                         \$\sim\$4-years under current climate conditions.In the 
                         following 4-years of model integration the sea ice in the max 
                         experiments is similar to that of the ctl experiments and in the 
                         last 2-years the (max-ctl) sea ice differences are negative. 
                         However, the persistence of Antarctic sea ice maxima varies 
                         sectorally and according to the sea ice model type. The Antarctic 
                         sea ice maxima reduce the air temperature from the low to 
                         mid-levels. This increases the poleward meridional temperature 
                         gradient, resulting in air ascending over the high-latitudes.The 
                         mean sea level pressure is reduced (increased) over the high 
                         (mid)-latitudes, a typical pattern of the Southern Annular Mode 
                         positive phase. The sensible heat flux from the ocean to the 
                         atmosphere is intensified at the sea ice edges increasing the 
                         atmospheric baroclinicity there. The westerly winds are 
                         intensified south of 50\$^{°}\$S and weakened from 45\$^{°}\$S 
                         to 10\$^{°}\$S. The polar jet stream intensifies poleward 
                         whereas the subtropical jet stream weakens toward the Equator. In 
                         response to the polar jet strengthening, the cyclone track 
                         density, cyclogenesis and cyclolysis have increased (decreased) 
                         over the high (mid)-latitudes. The eddy activity is reduced over 
                         South America as well as the cyclogenesis over the two main 
                         regions (at 30\$^{°}\$S and 45\$^{°}\$S ). The weaker 
                         subtropical jet contributes to enhanced atmospheric static 
                         stability and reduces the precipitation rate over South America. 
                         The stronger westerlies strengthen the Antarctic Circumpolar 
                         Current and, consequently, the Ekman drift northward. The melting 
                         of the sea maximum generates an imput of cold and fresh melt water 
                         into the ocean mixed-layer of the Southern Ocean (from the surface 
                         to 100 m ). As this surface water flows northward there is 
                         upwelling of the warmer and saltier water (observes below the 
                         ocean mixed-layer) on the Antarctic Divergence (60\$^{°}\$S). 
                         The climate memory stored in the upper ocean layers 
                         (\$\sim\$8-years) modulates the intensity and timing of the 
                         atmospheric response.",
            committee = "Gon{\c{c}}alves, Luis Gustavo Gon{\c{c}}alves de (presidente) 
                         and Pezzi, Luciano Ponzi (orientador) and Ferreira, Nelson Jesuz 
                         and Mata, Mauricio Magalh{\~a}es and Hodges, Kevin Ivan",
           copyholder = "SID/SCD",
         englishtitle = "Sensibilidade e mem{\'o}ria do clima m{\'e}dio e das storm 
                         tracks ao aumento do gelo marinho Ant{\'a}rtico",
             language = "en",
                pages = "218",
                  ibi = "8JMKD3MGP3W/3HE9QFS",
                  url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W/3HE9QFS",
           targetfile = "publicacao.pdf",
        urlaccessdate = "06 maio 2024"
}


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