Variabilidade do clima da América do Sul e sua relação com os índices oceânicos e atmosféricos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Siqueira, Anderlan Henrique Batista
Data de Publicação: 2012
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal de Alagoas (UFAL)
Texto Completo: http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/2065
Resumo: The objective of this study was to analyze and evaluate the dynamics of climate observed in South America. To achieve this aim, we used time series of climatic indices of the Pacific Decadal Oscillation (PDO), Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO), Southern Oscillation and North Atlantic Oscillation, as well as the NCAR reanalysis data set of the variable precipitation rate. We applied statistical techniques to these four data sets, namely Hodrick – Prescott filter, wavelet analysis, exploratory data analysis and analysis of empirical orthogonal functions. The Hodrick – Prescott filter applied to the climatic indices time series generated two new time series for each index, the cyclical/random (high frequency variability) and trend (low frequency variability) components. Wavelet analysis was applied to the cyclical/random and trend components time series separately to search for possible apparent periodicities in the components time series. In the second step, we used the exploratory data analysis to identify periods of superposition between the PDO and AMO. Then, precipitation rate anomalies were calculated for the period 1981 to 2010 for each superposition period, namely 1948 to 1964 (PDO negative and AMO positive), 1965 to 1977 (PDO negative and AMO negative), 1978 to 1996 (PDO positive and AMO negative) and 1997 to 2006 (PDO positive and AMO positive). The third step was to calculate the correlation coefficients between the precipitation rate and the PDO and AMO indices for each period. After that, first and second components of empirical orthogonal functions for the rate of precipitation in the PDO cold and warm phases were calculated. It was found that the Hodrick - Precott filter is a good tool for analyzing time series of meteorological variables and separating their trend and cyclical/random components. It was noted that the oscillations may have the influence the lunar nodal cycle, since we found two distinct cycles in the wavelet analysis of the climatic indices trend and cyclical components, that is, the 9 and 18 year cycles. The correlation analysis suggested that the precipitation rate may have different behaviors depending on the phases of PDO and of the modes of AMO. It may increase, decrease or have no correlation with one or both oscillations. The first component of the precipitation rate showed a nucleus of high values in the center of South America in both PDO phases and it is most probably associated with the Bolivian High, resulting from the summer continental heating and convection, and South American Convergence Zone. The second component showed inverted signs between the Northern Region and the Center/Southeastern Region of Brazil, possibly related to El Niño/La Niña events that affect these regions and interact with large-scale atmospheric structures.
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The Hodrick – Prescott filter applied to the climatic indices time series generated two new time series for each index, the cyclical/random (high frequency variability) and trend (low frequency variability) components. Wavelet analysis was applied to the cyclical/random and trend components time series separately to search for possible apparent periodicities in the components time series. In the second step, we used the exploratory data analysis to identify periods of superposition between the PDO and AMO. Then, precipitation rate anomalies were calculated for the period 1981 to 2010 for each superposition period, namely 1948 to 1964 (PDO negative and AMO positive), 1965 to 1977 (PDO negative and AMO negative), 1978 to 1996 (PDO positive and AMO negative) and 1997 to 2006 (PDO positive and AMO positive). The third step was to calculate the correlation coefficients between the precipitation rate and the PDO and AMO indices for each period. After that, first and second components of empirical orthogonal functions for the rate of precipitation in the PDO cold and warm phases were calculated. It was found that the Hodrick - Precott filter is a good tool for analyzing time series of meteorological variables and separating their trend and cyclical/random components. It was noted that the oscillations may have the influence the lunar nodal cycle, since we found two distinct cycles in the wavelet analysis of the climatic indices trend and cyclical components, that is, the 9 and 18 year cycles. The correlation analysis suggested that the precipitation rate may have different behaviors depending on the phases of PDO and of the modes of AMO. It may increase, decrease or have no correlation with one or both oscillations. The first component of the precipitation rate showed a nucleus of high values in the center of South America in both PDO phases and it is most probably associated with the Bolivian High, resulting from the summer continental heating and convection, and South American Convergence Zone. The second component showed inverted signs between the Northern Region and the Center/Southeastern Region of Brazil, possibly related to El Niño/La Niña events that affect these regions and interact with large-scale atmospheric structures.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorO objetivo deste estudo foi analisar e avaliar a dinâmica do clima existente na América do Sul. Para tal, utilizaram-se dados dos índices climáticos da Oscilação Decadal do Pacifico (ODP), da Oscilação Multidecadal do Atlântico (OMA), da Oscilação do Sul (OS) e da Oscilação do Atlântico Norte (OAN), como, também, o conjunto de dados de reanálise do NCAR da variável meteorológica taxa de precipitação. Aplicaram-se nesses conjuntos de dados quatro técnicas estatísticas a saber, filtro Hodrick – Prescott, análise das ondeletas, análise exploratória de dados e análise das funções ortogonais empíricas. Com o filtro Hodrick – Prescott separaram-se a parte cíclica/aleatória (variabilidade de alta frequência) da tendência (variabilidade de baixa frequência) dos índices climáticos. Depois, para cada parte aplicou-se a análise das ondeletas na parte cíclica como também na parte da tendência para se captar possíveis periodicidades aparentes em ambas as novas séries. No segundo momento, utilizou-se a análise exploratória de dados para se observar a relação de superposição entre a ODP e OMA. Após, calcularam-se as anomalias da taxa de precipitação em relação ao período de 1981 a 2010 para cada período de superposição, ou seja, 1948 a 1964 (ODP negativa e OMA positiva), 1965 a 1977 (ODP negativa e OMA negativa), 1978 a 1996 (ODP positiva e OMA negativa) e 1997 a 2006 (ODP positiva e OMA positiva). No terceiro momento, calcularam-se os coeficientes de correlação direta entre a taxa de precipitação e os índices de ODP e OMA para cada período. No quarto momento, calcularam-se a primeira e segunda componentes das funções ortogonais empíricas para a taxa de precipitação nas fases fria e quente da ODP. Observou-se que o filtro Hodrick – Precott é uma boa ferramenta para análise de séries temporais. Sugeriu-se que as oscilações possam ter sofrido a influência do ciclo nodal lunar, uma vez que foram observados os dois ciclos distintos nas análises das ondeletas da parte cíclica e da tendência dos índices climáticos, ou seja, ciclos de 9 e 18 anos. Viu-se que a taxa de precipitação tem comportamento diferente, dependendo das fases da ODP e dos modos da OMA. Ou seja, a taxa de precipitação pode aumentar, diminuir ou não ter correlação com uma ou ambas as oscilações. A primeira componente da taxa de precipitação mostrou um núcleo interligado no centro da América do Sul em ambas as fases da ODP, provavelmente associado com a Alta da Bolívia, que resulta do aquecimento continental no verão, e a formação da Zona de convergência da América do Sul. A segunda componente apresentou sinais opostos entre as Regiões Norte e Centro/Sudeste do Brasil, possivelmente associados a eventos El Niño/La Niña e sua interação com as estruturas atmosféricas de grande escala.Universidade Federal de AlagoasBrasilPrograma de Pós-Graduação em MeteorologiaUFALMolion, Luiz Carlos Baldicerohttp://lattes.cnpq.br/5110326514774369Pace, Frederico Tejo Dihttp://lattes.cnpq.br/3353368456451334Moura, Antonio Divinohttp://lattes.cnpq.br/4014747126451200Siqueira, Anderlan Henrique Batista2017-10-17T12:43:24Z2017-10-112017-10-17T12:43:24Z2012-12-03info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfSIQUEIRA, Anderlan Henrique Batista. Variabilidade do clima da América do Sul e sua relação com os índices oceânicos e atmosféricos. 2012. 77 f. Dissertação (Mestrado em Meteorologia) – Instituto de Ciências Atmosféricas, Programa de Pós-Graduação em Meteorologia, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2012.http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/2065porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal de Alagoas (UFAL)instname:Universidade Federal de Alagoas (UFAL)instacron:UFAL2018-11-28T20:16:21Zoai:www.repositorio.ufal.br:riufal/2065Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufal.br/oai/requestri@sibi.ufal.bropendoar:2018-11-28T20:16:21Repositório Institucional da Universidade Federal de Alagoas (UFAL) - Universidade Federal de Alagoas (UFAL)false
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