Vórtices ciclônicos de altos níveis que atuam no nordeste do Brasil: estudo observacional e numérico

• Autor(a) principal: Michelyne Duarte Coutinho de Morais
• Data de Publicação: 2016
• 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-m21b/2016/01.25.15.04

Aspectos evolutivos dos Vórtices Ciclônicos de Altos Níveis (VCANs) do Nordeste do Brasil como estrutura vertical, precipitação associada e efeitos do aquecimento por condensação na região da periferia e proximidades são escassos na literatura. Com esta pesquisa desenvolveu-se um estudo observacional e numérico da estrutura físico-dinâmica durante a evolução destes sistemas. Inicialmente, examinaram-se as principais características em diferentes estágios do ciclo de vida através de uma climatologia objetiva para o período de 1984 a 2013, usando os dados das reanálises do ERA-Interim. Verificou-se que na camada 200-500 hPa, a intensidade destes sistemas é maior e mais variável do que na camada 500-1000 hPa e que a maioria não apresentou inclinação ou a inclinação é para leste com a altura. Houve dominância de sistemas que permanecem no nível de 200 hPa durante o desenvolvimento, contudo no estágio de profundidade máxima também predominaram vórtices na camada 200-400 hPa. Em uma segunda etapa, um novo modelo conceitual foi elaborado por meio da técnica de campos compostos usando dados do ERA-Interim e do \emph{Prediction Center Morphing Method} (CMORPH), de 2003 a 2013. Este modelo descreve a evolução do comportamento médio de variáveis atmosféricas na troposfera entre o centro e a periferia de quatro grupos de vórtices (profundos, rasos, lentos e rápidos). Notou-se que os profundos mostraram consideráveis variações horizontais de vento, temperatura, umidade e omega entre o centro e a periferia acima do nível de 700 hPa. Essas variações horizontais foram mais fracas e semelhantes entre os lentos e rápidos, que se diferenciaram em termos dinâmicos. Em adição, verificou-se que os profundos foram mais intensos e estão associados à precipitação substancial. Por outro lado, os rasos foram mais fracos e se associaram a precipitação amena. Constatou-se que o desenvolvimento de convecção no centro dos vórtices e proximidades é um possível indicativo para a dissipação. Simulações numéricas para um caso profundo foram executados com o modelo \emph{Weather Research and Forecasting} (WRF), forçado com dados de análises do Global Forecast System (GFS). Investigou-se a influência do aquecimento por condensação oriundo da convecção cumulus e da microfísica de nuvens na periferia do vórtice e proximidades durante o desenvolvimento. Evidências mostraram que os efeitos da redução deste aquecimento foram: redução do acumulado de precipitação e dos gradientes horizontais da temperatura e umidade entre o centro e a periferia do vórtice. Entretanto, quando a redução do aquecimento foi oriundo da convecção cumulus, o vórtice se enfraqueceu, a profundidade se manteve, a inclinação com a altura foi variável e o campo de vento em 200 hPa foi mais fraco e alterado. Ao contrário, quando este aquecimento foi derivado da microfísica de nuvens, o vórtice se intensificou com profundidade maior, o campo de vento em 200 hPa mudou pouco e a inclinação do vórtice com a altura foi similar à simulação controle. As simulações sem aquecimento latente reproduziram o vórtice, embora aquela inicializada previamente gerou o VCAN em decorrência da propagação de energia cinética através de um trem de ondas. Essas simulações e a com 50\% de redução do aquecimento latente pela convecção cumulus mantiveram o sistema por meio do trem de ondas, conduzindo a inferir que casos sem calor latente ou com nebulosidade associada podem ser mantidos por este processo dinâmico.