Fontes de ondas de Rossby: aspectos observacionais, simulações numéricas e projeções futuras

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Marília Harumi Shimizu
Data de Publicação: 2012
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE
Texto Completo: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m18/2012/03.26.12.36
Resumo: A circulação atmosférica é caracterizada por ondas de grande escala em latitudes médias e altas conhecidas como ondas de Rossby. A propagação dessas ondas é um dos mecanismos responsáveis pelos padrões de teleconexões, que tem um papel importante para a variabilidade do sistema climático, influenciando os regimes de temperatura e precipitação. Um mecanismo que pode agir como fonte de ondas de Rossby é a divergência em altos níveis resultante da convecção forçada por TSMs anômalas sobre os trópicos. Este estudo teve por objetivo principal realizar um estudo abrangente sobre as fontes de ondas de Rossby e suas componentes, com a utilização tanto de dados observados como de resultados de simulações numéricas. Os resultados da análise observacional permitiram a identificação das principais regiões com fontes de ondas de Rossby, como estas variam nas escala sazonal e interanual e quais fatores propiciam a formação de ondas de Rossby. A contribuição dos dois termos da fonte de ondas de Rossby variou de acordo com a região em que estavam localizados as fontes e sumidouros de ondas. Um estudo mais detalhado sobre as fontes de ondas em quatro áreas revelou que um dos fatores que influenciam a intensidade das fontes é a presença de um cavado em altos níveis, associado a um trem de ondas, a oeste da região com fontes de ondas de Rossby. Uma vez intensificadas, essas fontes disparam trens de ondas que propagam-se para leste e influenciam as fontes em outras regiões. Com relação às simulações numéricas, os resultados mostraram que tanto o MCGA do CPTEC como o HadGEM2-ES da Met Office foram hábeis em simular as principais regiões com fontes de ondas de Rossby, mas com diferenças em termos de intensidade com relação às fontes calculadas com a reanálise do NCEP/NCAR. Em função disso, há a necessidade de melhorias nas simulações dos campos de divergência em altos níveis e de vorticidade absoluta, de forma a obter uma melhor representação das fontes de ondas de Rossby. As simulações com o MCGA do CPTEC acerca da resposta atmosférica a uma fonte anômala de calor sobre o Pacífico Oeste indicaram o aumento da divergência em altos níveis e uma fonte de ondas anômala sobre o Pacífico Oeste que ocasionaram a propagação de trens de ondas de Rossby em ambos hemisférios. Além disso, em decorrência das mudanças no fluxo divergente em altos níveis e das circulações de Hadley e Walker, as fontes de ondas de Rossby sobre o leste da Ásia e América do Sul tiveram suas intensidades reduzidas. Experimentos de projeções de mudanças futuras em função do aumento da concentração de gases do efeito estufa indicaram redução da divergência e do fluxo divergente e, por consequência, da intensidade das fontes de ondas, especialmente sobre a América do Sul e sul da Austrália.
id INPE_0f1bb3b6b71e0cb62d5e2419ddf76de3
oai_identifier_str oai:urlib.net:sid.inpe.br/mtc-m18/2012/03.26.12.36.58-0
network_acronym_str INPE
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE
spelling info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisFontes de ondas de Rossby: aspectos observacionais, simulações numéricas e projeções futurasRossby wave sources: observational features, numerical simulations and future projections2012-04-13Iracema Fonseca de Albuquerque CavalcantiSilvio Nilo Figueroa RiveroTércio AmbrizziMarcelo Barreiro ParrilloMarília Harumi ShimizuInstituto Nacional de Pesquisas EspaciaisPrograma de Pós-Graduação do INPE em MeteorologiaINPEBRfonte de ondas de Rossbymodelos de circulação geralprojeções futurasRossby wave sourcegeneral circulation modelsfuture projectionsA circulação atmosférica é caracterizada por ondas de grande escala em latitudes médias e altas conhecidas como ondas de Rossby. A propagação dessas ondas é um dos mecanismos responsáveis pelos padrões de teleconexões, que tem um papel importante para a variabilidade do sistema climático, influenciando os regimes de temperatura e precipitação. Um mecanismo que pode agir como fonte de ondas de Rossby é a divergência em altos níveis resultante da convecção forçada por TSMs anômalas sobre os trópicos. Este estudo teve por objetivo principal realizar um estudo abrangente sobre as fontes de ondas de Rossby e suas componentes, com a utilização tanto de dados observados como de resultados de simulações numéricas. Os resultados da análise observacional permitiram a identificação das principais regiões com fontes de ondas de Rossby, como estas variam nas escala sazonal e interanual e quais fatores propiciam a formação de ondas de Rossby. A contribuição dos dois termos da fonte de ondas de Rossby variou de acordo com a região em que estavam localizados as fontes e sumidouros de ondas. Um estudo mais detalhado sobre as fontes de ondas em quatro áreas revelou que um dos fatores que influenciam a intensidade das fontes é a presença de um cavado em altos níveis, associado a um trem de ondas, a oeste da região com fontes de ondas de Rossby. Uma vez intensificadas, essas fontes disparam trens de ondas que propagam-se para leste e influenciam as fontes em outras regiões. Com relação às simulações numéricas, os resultados mostraram que tanto o MCGA do CPTEC como o HadGEM2-ES da Met Office foram hábeis em simular as principais regiões com fontes de ondas de Rossby, mas com diferenças em termos de intensidade com relação às fontes calculadas com a reanálise do NCEP/NCAR. Em função disso, há a necessidade de melhorias nas simulações dos campos de divergência em altos níveis e de vorticidade absoluta, de forma a obter uma melhor representação das fontes de ondas de Rossby. As simulações com o MCGA do CPTEC acerca da resposta atmosférica a uma fonte anômala de calor sobre o Pacífico Oeste indicaram o aumento da divergência em altos níveis e uma fonte de ondas anômala sobre o Pacífico Oeste que ocasionaram a propagação de trens de ondas de Rossby em ambos hemisférios. Além disso, em decorrência das mudanças no fluxo divergente em altos níveis e das circulações de Hadley e Walker, as fontes de ondas de Rossby sobre o leste da Ásia e América do Sul tiveram suas intensidades reduzidas. Experimentos de projeções de mudanças futuras em função do aumento da concentração de gases do efeito estufa indicaram redução da divergência e do fluxo divergente e, por consequência, da intensidade das fontes de ondas, especialmente sobre a América do Sul e sul da Austrália.Atmospheric circulation is characterized by large-scale waves in middle and high latitudes known as Rossby waves. The propagation of these waves is one of the mechanisms responsible for teleconnection patterns, which has an important role in c1imate system variability, influencing temperature and precipitation regimes. One mechanism that can act as Rossby wave sources is the upper tropospheric divergence resulting from the convection forced by anomalous tropical SSTs. This study aimed to provide a comprehensive study on Rossby wave sources and their components, using both observations and numerical simulations. The main Rossby wave sources were identified with reanalysis data, and it was determined how they vary in seasonal and interannual temporal scales and what factors favor Rossby wave generation. The contribution of the two terms of Rossby wave source varied with the region in which were located Rossby wave sources and sinks. A more detailed study on Rossby wave sources in four areas revealed that one of the factors that influence the intensity of sources is the presence of a trough at high levels, associated with a wave train, to the west of the Rossby wave source. Once intensified, these sources originate wave trains that propagate eastward and influence the sources in other regions. Numerical simulations showed that both CPTEC AGCM as HadGEM2-ES from Met Office were able to simulate the main areas with Rossby wave sources, but with differences in intensity with respect to the sources calculated with NCEP / NCAR reanalysis. As a result, there is a need for improvements in simulations of divergence at high levels and absolute vorticity, in order to obtain a better representation of Rossby wave sources. Simulations with CPTEC´s AGCM on atmospheric response to an anomalous heat source over Western Pacific showed an increase of divergence at high levels and an anomalous Rossby wave source over Western Pacific that led to Rossby wave trains propagation in both hemispheres. Furthermore, due to changes in divergent flow at high levels and Hadley and Walker circulations, Rossby wave sources intensities on East Asia and South America were reduced. Projections of future changes due to greenhouse gases increase indicate a reduction of divergence, divergent flow and Rossby wave sources intensity, especially over South America and southern Australia.http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m18/2012/03.26.12.36info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPEinstname:Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)instacron:INPE2021-07-31T06:53:15Zoai:urlib.net:sid.inpe.br/mtc-m18/2012/03.26.12.36.58-0Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bibdigital.sid.inpe.br/PUBhttp://bibdigital.sid.inpe.br/col/iconet.com.br/banon/2003/11.21.21.08/doc/oai.cgiopendoar:32772021-07-31 06:53:15.443Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)false
dc.title.pt.fl_str_mv Fontes de ondas de Rossby: aspectos observacionais, simulações numéricas e projeções futuras
dc.title.alternative.en.fl_str_mv Rossby wave sources: observational features, numerical simulations and future projections
title Fontes de ondas de Rossby: aspectos observacionais, simulações numéricas e projeções futuras
spellingShingle Fontes de ondas de Rossby: aspectos observacionais, simulações numéricas e projeções futuras
Marília Harumi Shimizu
title_short Fontes de ondas de Rossby: aspectos observacionais, simulações numéricas e projeções futuras
title_full Fontes de ondas de Rossby: aspectos observacionais, simulações numéricas e projeções futuras
title_fullStr Fontes de ondas de Rossby: aspectos observacionais, simulações numéricas e projeções futuras
title_full_unstemmed Fontes de ondas de Rossby: aspectos observacionais, simulações numéricas e projeções futuras
title_sort Fontes de ondas de Rossby: aspectos observacionais, simulações numéricas e projeções futuras
author Marília Harumi Shimizu
author_facet Marília Harumi Shimizu
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Iracema Fonseca de Albuquerque Cavalcanti
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Silvio Nilo Figueroa Rivero
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Tércio Ambrizzi
dc.contributor.referee3.fl_str_mv Marcelo Barreiro Parrillo
dc.contributor.author.fl_str_mv Marília Harumi Shimizu
contributor_str_mv Iracema Fonseca de Albuquerque Cavalcanti
Silvio Nilo Figueroa Rivero
Tércio Ambrizzi
Marcelo Barreiro Parrillo
dc.description.abstract.por.fl_txt_mv A circulação atmosférica é caracterizada por ondas de grande escala em latitudes médias e altas conhecidas como ondas de Rossby. A propagação dessas ondas é um dos mecanismos responsáveis pelos padrões de teleconexões, que tem um papel importante para a variabilidade do sistema climático, influenciando os regimes de temperatura e precipitação. Um mecanismo que pode agir como fonte de ondas de Rossby é a divergência em altos níveis resultante da convecção forçada por TSMs anômalas sobre os trópicos. Este estudo teve por objetivo principal realizar um estudo abrangente sobre as fontes de ondas de Rossby e suas componentes, com a utilização tanto de dados observados como de resultados de simulações numéricas. Os resultados da análise observacional permitiram a identificação das principais regiões com fontes de ondas de Rossby, como estas variam nas escala sazonal e interanual e quais fatores propiciam a formação de ondas de Rossby. A contribuição dos dois termos da fonte de ondas de Rossby variou de acordo com a região em que estavam localizados as fontes e sumidouros de ondas. Um estudo mais detalhado sobre as fontes de ondas em quatro áreas revelou que um dos fatores que influenciam a intensidade das fontes é a presença de um cavado em altos níveis, associado a um trem de ondas, a oeste da região com fontes de ondas de Rossby. Uma vez intensificadas, essas fontes disparam trens de ondas que propagam-se para leste e influenciam as fontes em outras regiões. Com relação às simulações numéricas, os resultados mostraram que tanto o MCGA do CPTEC como o HadGEM2-ES da Met Office foram hábeis em simular as principais regiões com fontes de ondas de Rossby, mas com diferenças em termos de intensidade com relação às fontes calculadas com a reanálise do NCEP/NCAR. Em função disso, há a necessidade de melhorias nas simulações dos campos de divergência em altos níveis e de vorticidade absoluta, de forma a obter uma melhor representação das fontes de ondas de Rossby. As simulações com o MCGA do CPTEC acerca da resposta atmosférica a uma fonte anômala de calor sobre o Pacífico Oeste indicaram o aumento da divergência em altos níveis e uma fonte de ondas anômala sobre o Pacífico Oeste que ocasionaram a propagação de trens de ondas de Rossby em ambos hemisférios. Além disso, em decorrência das mudanças no fluxo divergente em altos níveis e das circulações de Hadley e Walker, as fontes de ondas de Rossby sobre o leste da Ásia e América do Sul tiveram suas intensidades reduzidas. Experimentos de projeções de mudanças futuras em função do aumento da concentração de gases do efeito estufa indicaram redução da divergência e do fluxo divergente e, por consequência, da intensidade das fontes de ondas, especialmente sobre a América do Sul e sul da Austrália.
dc.description.abstract.eng.fl_txt_mv Atmospheric circulation is characterized by large-scale waves in middle and high latitudes known as Rossby waves. The propagation of these waves is one of the mechanisms responsible for teleconnection patterns, which has an important role in c1imate system variability, influencing temperature and precipitation regimes. One mechanism that can act as Rossby wave sources is the upper tropospheric divergence resulting from the convection forced by anomalous tropical SSTs. This study aimed to provide a comprehensive study on Rossby wave sources and their components, using both observations and numerical simulations. The main Rossby wave sources were identified with reanalysis data, and it was determined how they vary in seasonal and interannual temporal scales and what factors favor Rossby wave generation. The contribution of the two terms of Rossby wave source varied with the region in which were located Rossby wave sources and sinks. A more detailed study on Rossby wave sources in four areas revealed that one of the factors that influence the intensity of sources is the presence of a trough at high levels, associated with a wave train, to the west of the Rossby wave source. Once intensified, these sources originate wave trains that propagate eastward and influence the sources in other regions. Numerical simulations showed that both CPTEC AGCM as HadGEM2-ES from Met Office were able to simulate the main areas with Rossby wave sources, but with differences in intensity with respect to the sources calculated with NCEP / NCAR reanalysis. As a result, there is a need for improvements in simulations of divergence at high levels and absolute vorticity, in order to obtain a better representation of Rossby wave sources. Simulations with CPTEC´s AGCM on atmospheric response to an anomalous heat source over Western Pacific showed an increase of divergence at high levels and an anomalous Rossby wave source over Western Pacific that led to Rossby wave trains propagation in both hemispheres. Furthermore, due to changes in divergent flow at high levels and Hadley and Walker circulations, Rossby wave sources intensities on East Asia and South America were reduced. Projections of future changes due to greenhouse gases increase indicate a reduction of divergence, divergent flow and Rossby wave sources intensity, especially over South America and southern Australia.
description A circulação atmosférica é caracterizada por ondas de grande escala em latitudes médias e altas conhecidas como ondas de Rossby. A propagação dessas ondas é um dos mecanismos responsáveis pelos padrões de teleconexões, que tem um papel importante para a variabilidade do sistema climático, influenciando os regimes de temperatura e precipitação. Um mecanismo que pode agir como fonte de ondas de Rossby é a divergência em altos níveis resultante da convecção forçada por TSMs anômalas sobre os trópicos. Este estudo teve por objetivo principal realizar um estudo abrangente sobre as fontes de ondas de Rossby e suas componentes, com a utilização tanto de dados observados como de resultados de simulações numéricas. Os resultados da análise observacional permitiram a identificação das principais regiões com fontes de ondas de Rossby, como estas variam nas escala sazonal e interanual e quais fatores propiciam a formação de ondas de Rossby. A contribuição dos dois termos da fonte de ondas de Rossby variou de acordo com a região em que estavam localizados as fontes e sumidouros de ondas. Um estudo mais detalhado sobre as fontes de ondas em quatro áreas revelou que um dos fatores que influenciam a intensidade das fontes é a presença de um cavado em altos níveis, associado a um trem de ondas, a oeste da região com fontes de ondas de Rossby. Uma vez intensificadas, essas fontes disparam trens de ondas que propagam-se para leste e influenciam as fontes em outras regiões. Com relação às simulações numéricas, os resultados mostraram que tanto o MCGA do CPTEC como o HadGEM2-ES da Met Office foram hábeis em simular as principais regiões com fontes de ondas de Rossby, mas com diferenças em termos de intensidade com relação às fontes calculadas com a reanálise do NCEP/NCAR. Em função disso, há a necessidade de melhorias nas simulações dos campos de divergência em altos níveis e de vorticidade absoluta, de forma a obter uma melhor representação das fontes de ondas de Rossby. As simulações com o MCGA do CPTEC acerca da resposta atmosférica a uma fonte anômala de calor sobre o Pacífico Oeste indicaram o aumento da divergência em altos níveis e uma fonte de ondas anômala sobre o Pacífico Oeste que ocasionaram a propagação de trens de ondas de Rossby em ambos hemisférios. Além disso, em decorrência das mudanças no fluxo divergente em altos níveis e das circulações de Hadley e Walker, as fontes de ondas de Rossby sobre o leste da Ásia e América do Sul tiveram suas intensidades reduzidas. Experimentos de projeções de mudanças futuras em função do aumento da concentração de gases do efeito estufa indicaram redução da divergência e do fluxo divergente e, por consequência, da intensidade das fontes de ondas, especialmente sobre a América do Sul e sul da Austrália.
publishDate 2012
dc.date.issued.fl_str_mv 2012-04-13
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
status_str publishedVersion
format doctoralThesis
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m18/2012/03.26.12.36
url http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m18/2012/03.26.12.36
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação do INPE em Meteorologia
dc.publisher.initials.fl_str_mv INPE
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
publisher.none.fl_str_mv Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE
instname:Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
instacron:INPE
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE
instname_str Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
instacron_str INPE
institution INPE
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
repository.mail.fl_str_mv
publisher_program_txtF_mv Programa de Pós-Graduação do INPE em Meteorologia
contributor_advisor1_txtF_mv Iracema Fonseca de Albuquerque Cavalcanti
_version_ 1706809351650410496