Publicação

Variabilidade climática da circulação atmosférica à escala global

Detalhes bibliográficos
Resumo:	Apresenta-se um estudo da Variabilidade Climática da Circulação Atmosférica Global para os meses de Dezembro, Janeiro e Fevereiro, baseado numa análise simultânea dos campos do geopotencial e do movimento horizontal, através de uma expansão daquele campos numa base de modos normais das equações primitivas linearizadas. Numa primeira parte (Capítulo 3), procedeu-se à análise da Variabilidade Climática simulada por um conjunto de 10 integrações paralelas e independentes da versão VII.1 do AGCM da Universidade de Melbourne, todas forçadas pelos mesmos campos observados das SSTs e da cobertura de gelos oceânicos, durante o período de Janeiro de 1979 a Dezembro de 1988. A fim de se reduzir a dimensionalidade dos dados de base, os campos do vento horizontal e do geopotencial foram expandidos nos modos normais da atmosfera de referência do modelo, permitindo realizar uma filtragem consistente dos campos de massa e do movimento da atmosfera. Através de uma análise de variância realizada sobre os coeficientes da expansão nos modos normais, a variabilidade da circulação foi decomposta nas suas componentes livre e forçada. Os modos de variabilidade da Circulação Global foram identificados através de uma análise em componentes principais complexas (CPCA), também realizada sobre os coeficientes da expansão nos modos normais. Os padrões de variabilidade forçada foram obtidos realizando a CPCA sobre os valores médios das 10 simulações para cada mês de cada ano, sendo os padrões de variabilidade livre identificados realizando a CPCA sobre os desvios dos valores simulados para cada mês em relação aos respectivos valores médios das 10 simulações. Com este método de análise, os padrões de teleconexão do Pacífico/América do Norte (PNA) e da Oscilação do Atlântico Norte (NAO) surgiram como padrões de variabilidade livre da Circulação Global. No caso da variabilidade forçada, realçam-se dois padrões, um para a componente barotrópica e outro para a quarta componente baroclínica, ambos relacionados com o efeito global devido às anomalias das SSTs associadas ao "ciclo" El Niño/Oscilação Austral. Numa segunda parte (Capítulo 4), procedeu-se ao estudo da variabilidade da Circulação Global representada pelas reanálises do National Centers for Environmental Prediction (NCEP), referentes ao período de Janeiro de 1973 a Dezembro de 1996. Os campos do geopotencial e do vento horizontal foram agora expandidos na base de modos normais da atmosfera de referência das reanálises. Igualmente através de uma CPCA realizada sobre os coeficientes da expansão e tomando os resultados das simulações como referência, calcularam-se os padrões de variabilidade da atmosfera reanalisada. Os resultados obtidos com as reanálises permitiram validar os das simulações, revelando igualmente padrões de variabilidade global associados à PNA e à NAO. Identificaram-se também padrões semelhantes aos do forçamento simulado, associados com as anomalias das SSTs no Pacífico tropical. Por fim, dada a maior resolução vertical da atmosfera reanalisada, foi ainda possível investigar a variabilidade da circulação da baixa estratosfera, bem como a sua conexão com a circulação troposférica. O modo de maior variabilidade da circulação global da baixa estratosfera descreve as flutuações de intensidade do vortex polar, durante o Inverno do Hemisfério Norte, e apresenta correlação significativa com as projecções das anomalias da circulação troposférica sobre um padrão característico da NAO. O segundo modo de variabilidade da circulação estratosférica estabelece uma associação entre a fase da QBO equatorial e a fase de um padrão de anomalias da circulação estratosférica extratopical, dominado pela contribuição do número de onda zonal s = 1. O estudo efectuado demonstra, de forma conclusiva, que a expansão da circulação atmosférica numa base de modos normais constitui um método, não só adequado, mas sobretudo útil para o estudo da variabilidade global da circulação, residindo essa utilidade no facto de as estatísticas da circulação poderem, assim, ser estabelecidas com base nas variáveis primitivas da circulação global e não apenas em informação proveniente de uma variável 'proxy' da circulação, tal como, por exemplo, o campo do geopotencial aos 500 hPa.
Autores principais:	Castanheira, José Manuel Henriques
Assunto:	Física Circulação atmosférica Alterações climáticas
Ano:	2000
País:	Portugal
Tipo de documento:	tese de doutoramento
Tipo de acesso:	acesso aberto
Instituição associada:	Universidade de Aveiro
Idioma:	português
Origem:	RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro

Descrição
Resumo:	Apresenta-se um estudo da Variabilidade Climática da Circulação Atmosférica Global para os meses de Dezembro, Janeiro e Fevereiro, baseado numa análise simultânea dos campos do geopotencial e do movimento horizontal, através de uma expansão daquele campos numa base de modos normais das equações primitivas linearizadas. Numa primeira parte (Capítulo 3), procedeu-se à análise da Variabilidade Climática simulada por um conjunto de 10 integrações paralelas e independentes da versão VII.1 do AGCM da Universidade de Melbourne, todas forçadas pelos mesmos campos observados das SSTs e da cobertura de gelos oceânicos, durante o período de Janeiro de 1979 a Dezembro de 1988. A fim de se reduzir a dimensionalidade dos dados de base, os campos do vento horizontal e do geopotencial foram expandidos nos modos normais da atmosfera de referência do modelo, permitindo realizar uma filtragem consistente dos campos de massa e do movimento da atmosfera. Através de uma análise de variância realizada sobre os coeficientes da expansão nos modos normais, a variabilidade da circulação foi decomposta nas suas componentes livre e forçada. Os modos de variabilidade da Circulação Global foram identificados através de uma análise em componentes principais complexas (CPCA), também realizada sobre os coeficientes da expansão nos modos normais. Os padrões de variabilidade forçada foram obtidos realizando a CPCA sobre os valores médios das 10 simulações para cada mês de cada ano, sendo os padrões de variabilidade livre identificados realizando a CPCA sobre os desvios dos valores simulados para cada mês em relação aos respectivos valores médios das 10 simulações. Com este método de análise, os padrões de teleconexão do Pacífico/América do Norte (PNA) e da Oscilação do Atlântico Norte (NAO) surgiram como padrões de variabilidade livre da Circulação Global. No caso da variabilidade forçada, realçam-se dois padrões, um para a componente barotrópica e outro para a quarta componente baroclínica, ambos relacionados com o efeito global devido às anomalias das SSTs associadas ao "ciclo" El Niño/Oscilação Austral. Numa segunda parte (Capítulo 4), procedeu-se ao estudo da variabilidade da Circulação Global representada pelas reanálises do National Centers for Environmental Prediction (NCEP), referentes ao período de Janeiro de 1973 a Dezembro de 1996. Os campos do geopotencial e do vento horizontal foram agora expandidos na base de modos normais da atmosfera de referência das reanálises. Igualmente através de uma CPCA realizada sobre os coeficientes da expansão e tomando os resultados das simulações como referência, calcularam-se os padrões de variabilidade da atmosfera reanalisada. Os resultados obtidos com as reanálises permitiram validar os das simulações, revelando igualmente padrões de variabilidade global associados à PNA e à NAO. Identificaram-se também padrões semelhantes aos do forçamento simulado, associados com as anomalias das SSTs no Pacífico tropical. Por fim, dada a maior resolução vertical da atmosfera reanalisada, foi ainda possível investigar a variabilidade da circulação da baixa estratosfera, bem como a sua conexão com a circulação troposférica. O modo de maior variabilidade da circulação global da baixa estratosfera descreve as flutuações de intensidade do vortex polar, durante o Inverno do Hemisfério Norte, e apresenta correlação significativa com as projecções das anomalias da circulação troposférica sobre um padrão característico da NAO. O segundo modo de variabilidade da circulação estratosférica estabelece uma associação entre a fase da QBO equatorial e a fase de um padrão de anomalias da circulação estratosférica extratopical, dominado pela contribuição do número de onda zonal s = 1. O estudo efectuado demonstra, de forma conclusiva, que a expansão da circulação atmosférica numa base de modos normais constitui um método, não só adequado, mas sobretudo útil para o estudo da variabilidade global da circulação, residindo essa utilidade no facto de as estatísticas da circulação poderem, assim, ser estabelecidas com base nas variáveis primitivas da circulação global e não apenas em informação proveniente de uma variável 'proxy' da circulação, tal como, por exemplo, o campo do geopotencial aos 500 hPa.