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

 

Autor: 
Camila Bertoletti Carpenedo
Informações Gerais
Departamento: 
meteorologia
tipo: 
Doutorado
Data da Defesa: 
2017
Palavras-chave: 
bloqueios atmosféricos, gelo marinho, variabilidade de baixa frequência, interação criosfera-atmosfera
Orientadores
Orientador: 
Tercio Ambrizzi

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 continente antártico. Além disso, os bloqueios ocorrem principalmente entre as latitudes de 50° e 65° S e na estação fria. Esses bloqueios coincidem com o período de máxima extensão de gelo marinho antártico, demonstrando um grande potencial para 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 e, com isso, avaliar o respectivo impacto climático na 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. Os resultados mostram três padrões distintos de forçante tropical/extratropical associados aos eventos extremos de gelo marinho: Padrão Forçante Tropical 1 (PFT1), Padrão Forçante Tropical 2 (PFT2) e Padrão Forçante Extratropical (PFE). No PFT1, que ocorre durante os 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), existem anomalias negativas de TSM no Pacífico Equatorial, associado à supressão de convecção no Pacífico Equatorial centro-oeste. No Pacífico Sul existe anomalias negativas de TSM, o que resulta em resfriamento da atmosfera adjacente. Portanto, reforçando os 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, o cinturão circumpolar de baixas pressões e o ramo ascendente da Célula de Ferrel regional, no setor do Pacífico Sudeste, entre 50° S a 60° S,são fortalecidos.  Essa configuração anômala desfavorece a formação de bloqueios atmosféricos. Consequentemente há um aumento na densidade de ciclones. Por conservação de massa, existe 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 ocentro-sul da América do Sul, existe um centro anômalo de alta pressão, 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 anômalo de circulação atmosférica é relativamente oposto no PFT2. No PFE, que ocorre em eventos extremos de expansão de gelo marinho no setor do Oceano Índico e do Oceano Pacífico Oeste, ocorrem anomalias negativas de TSM no Pacífico Sudoeste e positivas no Atlântico Sul. Há anomalias negativas de pressão sobre o continente antártico e Pacífico Sudeste e anomalias positivas nas latitudes médias do Pacífico Sul e Atlântico Sudoeste, o que fortalece o jato polar, desfavorecendo os eventos de bloqueio, o que implica a uma maior densidade de ciclones nas latitudes em torno de 60° e 70° S, junto à costa da Antártica. Por outro lado, nas latitudes ao norte, ocorre uma menor densidade de ciclones. Ao avaliar os modelos que simulam a atividade de bloqueios para o clima presente, o modelo com maior subestimação (superestimação) de gelo marinho antártico, o MIROC5 (CCSM4), apresentou o jato polar enfraquecido (fortalecido) e maior (menor) altura geopotencial em 500 hPa em relação aos dados observados, resultando em um aumento (redução) na frequência de eventos de bloqueios. Em cenários futuros de mudanças climáticas, o nível de incerteza dos modelos é tão grande, que mesmo mudando a forçante, o sinal continua sendo fraco, de forma que os modelos têm dificuldades em reproduzir os bloqueios atmosféricos. 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.

AnexoTamanho
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