Estudo das características das perturbações EOF extratropicais e seu impacto na previsão de tempo de médio prazo por conjunto

• Autor(a) principal: Antonio Marcos Mendonça
• Data de Publicação: 2008
• 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@80/2008/09.12.14.10

As características das perturbações EOF extratropicais são estudadas e seu impacto na previsão de tempo de médio prazo por conjunto é avaliado a partir de simulações com o Sistema de Previsão de Tempo por Conjunto do Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos (EPS-CPTEC). O método EOF, originalmente aplicado sobre regiões tropicais e para os campos de vento horizontal e temperatura, utiliza funções ortogonais empíricas (EOF) para determinar as perturbações iniciais de crescimento rápido, denominadas perturbações ótimas. Sete experimentos são realizados a fim de investigar os mecanismos responsáveis pelo crescimento das perturbações EOF iniciais nos extratrópicos. Este estudo é importante, já que os mecanismos de crescimento das perturbações nos trópicos são diferentes daqueles de latitudes médias, e as características das perturbações EOF nesta região é ainda desconhecido. Além da investigação das características das perturbações EOF em latitudes médias, também são realizadas análises sobre a inclusão de perturbações iniciais adicionais nos campos de pressão a superfície (P) e umidade específica (Q), perturbações em áreas alvos (target areas), e modificações na técnica de seleção dos modos de maior crescimento. Um teste utilizando uma versão simplificada do método de perturbação de condições iniciais breeding of growing modes também é realizado. Os resultados são apresentados para um período de verão austral (15 de dezembro de 2004 a 15 de fevereiro de 2005) e um estudo de caso de evento severo, o ciclone Catarina, ocorrido em março de 2004. Índices estatísticos adequados para a previsão de tempo por conjunto são calculados para avaliar, objetivamente, o impacto das modificações propostas em cada experimento, na qualidade das previsões de tempo por conjunto. Os resultados mostram que as perturbações baseadas em EOF extratropicais desenvolvem-se preferencialmente próximas a regiões com alta baroclinicidade em latitudes médias e próximas a áreas de sistemas sinóticos importantes que atuam nos trópicos-extratrópicos do Hemisfério Sul durante o verão austral. Perturbações em P e Q são importantes para obter perturbações que são espacialmente mais organizadas e com estrutura mais baroclínica, em latitudes médias. Esta modificação também produz perturbações que crescem mais rápido do que naqueles casos em que não são aplicadas perturbações em P e Q, durante a integração não linear do modelo. Avaliações estatísticas indicam que as perturbações baseadas em EOF extratropicais estendem-se sobre um subespaço no espaço de fase representando erros de crescimento rápido, contribuindo para melhoria da qualidade das previsões por conjunto, tanto num sentido determinístico quanto probabilístico e, além disso, incluem mais diversidade às perturbações iniciais do sistema de previsões. Perturbações baseadas em EOF regionais, calculadas separadamente sobre o norte da América do Sul e sul da América do Sul, em adição a perturbações hemisféricas contribuem, em um sentido geral, para melhoria das previsões locais sobre a região alvo. O método breeding simplificado apresenta desempenho semelhante ao método EOF nos extratrópicos, indicando ligeira vantagem apenas no espalhamento dos membros nesta região. Entretanto, nos trópicos e América do Sul, o método EOF apresenta melhores resultados, indicando que a utilização deste método, nestas regiões, é uma opção mais adequada. Os resultados do estudo de caso do ciclone Catarina mostram que perturbações adicionais nos extratrópicos e nos campos P e Q aumentam a capacidade dos membros do conjunto em indicar a presença do sistema, além de melhorar a previsão do valor da pressão no centro do ciclone.