Doutorado: Bloqueios atmosféricos associados à variabilidade extrema do gelo marinho antártico e impactos na América do Sul

Os bloqueios atmosféricos no Hemisfério Sul (HS) estão associados principalmente às forçantes térmicas. Isso ocorre devido à variação longitudinal da temperatura da superfície do mar (TSM) associada à localização assimétrica do continete antártico. Além disso, os bloqueios ocorrem principalmente entre as latitudes de 50° e 65° S e nos meses de inverno e primavera. Isso coincide com o período de máxima extensão de gelo marinho antártico, o qual possui um grande potencial de afetar a circulação atmosférica, da superfície até os níveis médios da troposfera. Assim, o objetivo deste estudo é compreender as relações entre os bloqueios atmosféricos no HS e a variabilidade interanual dos extremos de cobertura de gelo marinho antártico durante o inverno austral de 1979 a 2013, avaliando o impacto climático da América do Sul. Também avaliar o potencial de três modelos de circulação geral oceano-atmosfera (MIROC4, CCSM4 e NorESM1-M) em simular a atividade de bloqueios para o clima presente e em cenários futuros de mudanças climáticas. Em eventos extremos de retração (expansão) de gelo marinho no setor do mar de Weddell e dos mares de Bellingshausen-Amundsen (setor do mar de Ross) há anomalias negativas de TSM no Pacífico Sul, o que resulta em resfriamento da atmosfera adjacente. Portanto, existe um reforço dos gradientes meridionais de temperatura e pressão entre a borda do gelo marinho e a região de mar aberto, o que resulta em reforço do jato polar. Da mesma forma há um fortalecimento do cinturão circumpolar de baixas pressões e do ramo ascendente da Célula de Ferrel regional no setor do Pacífico Sudeste em torno de 50° S a 60° S. Essa configuração anômala desfavorece a formação de bloqueios atmosféricos. Consequentemente, há um aumento na densidade de ciclones. Por conservação de massa, há um enfraquecimento do ramo ascendente da Célula de Ferrel regional em torno de 40° S, o que indica um deslocamento para sul desta Célula. Também há um fortalecimento do ramo descendente da Célula de Hadley regional nos trópicos, o que sugere um fortalecimento da Alta Subtropical do Pacífico Sul. Assim, existe uma redução na densidade de ciclones nas latitudes entre 30° e 50° S. Sobre a América do Sul há um centro anômalo de alta pressão posicionado no centro-sul do continente, o que poderia indicar a atuação de massas de ar frias, contribuindo para as anomalias frias de temperatura do ar próximo à superfície até as latitudes intertropicais. O padrão de circulação é relativamente oposto em eventos extremos de retração (expansão) de gelo marinho no setor do mar de Ross, Oceano Índico e Oceano Pacífico Oeste (setor do mar de Weddell) devido ao aquecimento anômalo no Pacífico Sul. No geral, nossos resultados mostram que a extensão da resposta anômala da circulação atmosférica e da TSM é muito maior em eventos extremos de expansão de gelo marinho. Esse resultado altamente antissimétrico sugere que os processos envolvidos na relação entre eventos extremos de gelo marinho e anomalias da circulação atmosférica e da TSM são não lineares. Nos cenários futuros de mudanças climáticas, RCP4.5 e RCP8.5, com o aumento das concentrações de gases de efeito estufa na atmosfera, resultando em maior aquecimento troposférico e redução dos gradientes meridionais de temperatura do ar e pressão, existe uma redução na frequência de eventos de bloqueio no HS entre 2006 e 2100 em todos os modelos analisados. É importante ressaltar que uma relação de causa e efeito somente pode ser comprovada através de experimentos numéricos. Os resultados aqui apresentados sugerem que eventos extremos de gelo marinho antártico podem criar condições favoráveis ou desfavoráveis à ocorrência de eventos de bloqueio, evidenciando a interação entre fenômenos de baixa e alta frequência, o que sugere a natureza altamente não linear associada aos bloqueios atmosféricos.