Classificação dos tipos de ciclones sobre o Oceano Atlântico Sul em projeções com o RegCM4 E MCGs

Autores

DOI:

https://doi.org/10.55761/abclima.v30i18.14603

Palavras-chave:

Transição tropical. Ciclones tropicais. Ciclones extratropicais. Mudanças climáticas.

Resumo

Este estudo tem como objetivo classificar os tipos de ciclones sobre o oceano Atlântico Sul em três projeções do Regional Climate Model (RegCM4), bem como nos modelos globais (MCGs) que forneceram as condições de fronteira para o regional, e identificar sistemas que fazem transição para tropical (TT). O cenário climático utilizado é o RCP8.5. A classificação dos tipos de ciclones envolve a utilização de três algoritmos: o primeiro para identificar e rastrear os ciclones no oceano Atlântico Sul com base na vorticidade relativa em 925 hPa; o segundo para fornecer as características térmicas dos ciclones através da metodologia do Cyclone Phase Space e o terceiro para separar os ciclones com base em suas características térmicas. Considerando o período de 2020-2050 (2051-2080), o ensemble dos MCGs e do RegCM4 projetam ligeira redução (aumento) na frequência de ciclones tropicais quando comparados ao clima presente (1979-2005). Para os ciclones extratropicais é projetada tendência de diminuição da frequência. Uma das hipóteses iniciais do estudo era que num cenário de aquecimento, haveria um incremento no número de TT, entretanto os resultados obtidos não indicam mudança na frequência desses sistemas já que tanto no clima presente quanto futuro o número de transições é de ~2,8 sistemas por década em ambos os ensembles.

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Biografia do Autor

Vitor Hugo Marrafon, Instituto de Recursos Naturais, Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)

Bacharel em Ciências Atmosféricas pela Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI), Mestre em Meio Ambientes e Recursos Hídricos na mesma instituição. Prestador de servições para empresa Climatempo - a stormgeo company, atuando na equipe de modelagem atmosférica. Experiência com o modelo RegCM4, WRF e linguagens de programação/frameworks como: Fortran, Python, GRADs, CDO, wgrib e Shell Script. Atua principalmente nas áreas de eventos extremos, mudanças climáticas, ciclones e modelagem.

Michelle Simões Reboita, Instituto de Recursos Naturais, Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)

Graduada em Geografia (Bacharelado, 2001) e mestre em Engenharia Oceânica (2004) pela Fundação Universidade Federal do Rio Grande - FURG; doutora em Meteorologia pela Universidade de São Paulo - USP (2008). Realizou dois pós-doutorados em Meteorologia pela USP, sendo um sanduíche com a Universidade de Vigo (Espanha). Foi associada júnior do Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics da Itália entre 2013 e 2016 e de 2018 ao presente é associada regular. É docente do Instituto de Recursos Naturais (IRN) da Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI), orientadora do programa de mestrado em Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UNIFEI, coordenadora do grupo de Pesquisa e Extensão em Políticas Socioamientais (GPEPSA-UNIFEI-CNPQ) e pesquisadora do IRN, do Grupo de Estudos Climáticos (GrEC) do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da USP e do Núcleo de Apoio à Pesquisa em Mudanças Climáticas (INCLINE) da USP. Atua em diferentes linhas de pesquisa e extensão com grupos nacionais e internacionais (por exemplo, Espanha, Itália, Suécia e Paquistão).Tem experiência na coordenação de projetos financiados pelos principais órgãos de fomento do país bem como em projetos de pesquisa e extensão tecnológica financiados pelo setor elétrico. Foi coordenadora do curso de Ciências Atmosféricas da UNIFEI de 2015 a 2017 e coordenadora adjunta de 2018 a março de 2020; membro da Câmara de Assessoramento de Recursos Naturais, Ciências e Tecnologias Ambientais (CRA) da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG) de 2016 a 2018. Desde 2017 é editora assistente da Revista Brasileira de Meteorologia, desde setembro de 2020 é consultora regional do World Climate Research Programme (WCRP) e desde outubro de 2021 integra o grupo de monção das américas do WCRP. Tem experiência na área de Geociências, com ênfase em Meteorologia Sinótica, Climatologia e Modelagem Climática.

Rosmeri Porfírio da Rocha, Departamento de Ciências Atmosféricas, Universidade de São Paulo (USP)

Possui graduação em Meteorologia pela Universidade de São Paulo (1988), mestrado em Meteorologia pela Universidade de São Paulo (1992) e doutorado em Meteorologia pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (1999). Atualmente é professor do Depto. de Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo. Tem experiência na área de Geociências, com ênfase em Climatologia e climatologia dinâmica, atuando principalmente nos seguintes temas: simulação climática regional, jato de baixos níveis, previsão climática, climatologia, estudos da diâmica e previsão numérica de ciclogêneses sobre a América do Sul.

Eduardo Marcos de Jesus, Departamento de Ciências Atmosféricas, Universidade de São Paulo (USP)

Possui graduação em Meteorologia pela Universidade de São Paulo (2012) e mestrado em Meteorologia pela Universidade de São Paulo (2014), atuando principalmente nos seguintes temas: frente fria, climatologia, simulações , regcm4 e banco de dados.

Referências

ANDRELINA, B.; REBOITA, M.S. Climatology of the Tropical Cyclone Genesis Potential Index in the Oceans Adjacent to South America. Anuário do Instituto de Geociências da UFRJ, v. 44, p. 39515, 2021.

BENTLEY, A. M.; METZ, N. D. Tropical transition of an unnamed, high-latitude, tropical cyclone over the eastern North Pacific. Monthly Weather Review, v. 144, n. 2, p. 713-736, 2016.

CAMARGO, S. J. Global and regional aspects of tropical cyclone activity in the CMIP5 models. Journal of Climate, v. 26, n.24, p. 9880-9902, 2013.

CAMARGO, S. J. et al. Testing the performance of tropical cyclone genesis indices in future climates using the HiRAM model. Journal of Climate, p. 27, v. 24, p. 9171-9196, 2014.

CATTO, J. L. et al. The future of midlatitude cyclones. Current Climate Change Reports, v. 5, n. 4, p. 407-420, 2019.

CHANG, M. et al. The tropical transition in the western North Pacific: the case of tropical cyclone Peipah (2007). Journal of Geophysical Research: Atmospheres, v. 124, n. 10, p. 5151-5165, 2019.

CHANG, M. et al. Multiday evolution of convective bursts during western North Pacific tropical cyclone development and nondevelopment using geostationary satellite measurements. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, v. 122, n. 3, p. 1635-1649, 2017.

COLLINS, W. J. et al. Development and evaluation of an Earth-System model–HadGEM2. Geoscientific Model Development, v. 4, n. 4, p. 1051-1075, 2011.

DA ROCHA, R. P. et al. Subtropical cyclones over the oceanic basins: a review. Annals of the New York Academy of Sciences, v. 1436, n. 1, p. 138-156, 2019.

DAVIS, C. A.; BOSART, L. F. The formation of hurricane Humberto (2001): The importance of extra‐tropical precursors. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society: A journal of the atmospheric sciences, applied meteorology and physical oceanography, v. 132, n. 619, p. 2055-2085, 2006.

DAVIS, C. A.; BOSART, L. F. The TT problem: Forecasting the tropical transition of cyclones. Bulletin of the American Meteorological Society, v. 85, n. 11, p. 1657-1662, 2004.

DE JESUS, E. M. et al. Multi-model climate projections of the main cyclogenesis hot-spots and associated winds over the eastern coast of South America. Climate Dynamics, v. 56, p.537-557, 2021a.

DE JESUS, E. M. et al. Future climate trends of subtropical cyclones in the South Atlantic basin in an ensemble of global and regional projections. Climate Dynamics, 2021b.

DEE, D. P. et al. The ERA‐Interim reanalysis: Configuration and performance of the data assimilation system. Quarterly Journal of the royal meteorological society, v. 137, n. 656, p. 553-597, 2011.

DIAS PINTO, J. R., REBOITA, M. S., DA ROCHA, R. P. Synoptic and dynamical analysis of subtropical cyclone Anita (2010) and its potential for tropical transition over the South Atlantic Ocean. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, v. 118, n. 19, p. 10-870, 2013.

DUNNE, J. P. et al. GFDL’s ESM2 global coupled climate–carbon earth system models. Part I: Physical formulation and baseline simulation characteristics. Journal of climate, v. 25, n. 19, p. 6646-6665, 2012.

DUTRA, L. M. M. et al. Structure and evolution of subtropical cyclone Anita as evaluated by heat and vorticity budgets. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, v. 143, n. 704, p. 1539-1553, 2017.

EMANUEL, K. A. The dependence of hurricane intensity on climate. Nature, v. 326, n. 6112, p. 483-485, 1987.

EMANUEL, K.A. A scheme for representing cumulus convection in large-scale models. Journal of the Atmospheric Sciences, v. 48, n. 21, p. 2313-2329, 1991.

EMANUEL, K.A. Tropical cyclones. Annual review of earth and planetary sciences, v. 31, n. 1, p. 75-104, 2003.

EVANS, J. L.; BRAUN, A. A climatology of subtropical cyclones in the South Atlantic. Journal of Climate, v. 25, n. 21, p. 7328-7340, 2012.

FRANCO, B. C. et al. Climate change impacts on the atmospheric circulation, ocean, and fisheries in the southwest South Atlantic Ocean: a review. Climatic Change, v. 162, n. 4, p. 2359-2377, 2020.

GAN, M. A.; RAO, V. B. Surface cyclogenesis over South America. Monthly Weather Review, v. 119, n. 5, p. 1293-1302, 1991.

GIORGETTA, M. A. et al. Climate and carbon cycle changes from 1850 to 2100 in MPI‐ESM simulations for the Coupled Model Intercomparison Project phase 5. Journal of Advances in Modeling Earth Systems, v. 5, n. 3, p. 572-597, 2013.

GOZZO, L. F. et al. Climatology and numerical case study of moisture sources associated with subtropical cyclogenesis over the southwestern Atlantic Ocean. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, v. 122, n. 11, p. 5636-5653, 2017.

GOZZO, L. F. et al. Subtropical cyclones over the southwestern South Atlantic: Climatological aspects and case study. Journal of Climate, v. 27, n. 22, p. 8543-8562, 2014.

GRAY, W. M. Global view of the origin of tropical disturbances and storms. Atmospheric Sciences Papers, v. 114,112p, 1968.

HART, R. E. A cyclone phase space derived from thermal wind and thermal asymmetry. Monthly Weather Review, v. 131, n. 4, p. 585-616, 2003.

HODGES, K.; COBB, A.; VIDALE, P. L. How well are tropical cyclones represented in reanalysis datasets?. Journal of Climate, v. 30, n. 14, p. 5243-5264, 2017.

JULLIEN, S. et al. Impact of tropical cyclones on the heat budget of the South Pacific Ocean. Journal of physical oceanography, v. 42, n. 11, p. 1882-1906, 2012.

LAUTON, G. et al. Metocean modulators of the first recorded South Atlantic Hurricane: Catarina. Geophysical Research Letters, [S.I.], 2021.

MARTIUS, O.; RIVIÈRE, G. Rossby wave breaking: Climatology, interaction with low-frequency climate variability, and links to extreme weather events. In LI, J. SWINBANK, R.; GROTJAHN, R.; VOLKERT, H. (Eds.), Dynamics and Predictability of Large-Scale, High-Impact Weather and Climate Events (Special Publications of the International Union of Geodesy and Geophysics, pp. 69-78). Cambridge: Cambridge University Press.

MCTAGGART-COWAN, R. et al. Analysis of hurricane Catarina (2004). Monthly Weather Review, v. 134, n. 11, p. 3029-3053, 2006.

MCTAGGART-COWAN, R. et al. Climatology of tropical cyclogenesis in the North Atlantic (1948–2004). Monthly Weather Review, v. 136, n. 4, p. 1284-1304, 2008.

MCTAGGART-COWAN, R. et al. A global climatology of baroclinically influenced tropical cyclogenesis. Monthly Weather Review, v. 141, n. 6, p. 1963-1989, 2013.

PEZZA, A. B.; SIMMONDS, I. The first South Atlantic hurricane: unprecedented blocking, low shear and climate change. Geophysical Research Letters, v. 32, n. 15, 2005.

PORTMANN, R.; SPRENGER, M.; WERNLI, H. The three-dimensional life cycles of potential vorticity cutoffs: A global and selected regional climatologies in ERA-Interim (1979–2018). Weather and Climate Dynamics, v. 2, n. 2, p. 507-534, 2021.

REBOITA, M. S.; AMARO, T. R.; DE SOUZA, M. R. Winds: intensity and power density simulated by RegCM4 over South America in present and future climate. Climate Dynamics, v. 51, n. 1, p. 187-205, 2018b.

REBOITA, M. S. et al. Iba: the first pure tropical cyclogenesis over the western South Atlantic Ocean. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, v. 126, e2020JD033431, 2021.

REBOITA, M. S. et al. Trend and teleconnection patterns in the climatology of extratropical cyclones over the Southern Hemisphere. Climate Dynamics, v. 45, n. 7-8, p. 1929-1944, 2015.

REBOITA, M. S. et al. South Atlantic Ocean cyclogenesis climatology simulated by regional climate model (RegCM3). Climate Dynamics, v. 35, n. 7-8, p. 1331-1347, 2010.

REBOITA, M. S. et al. Extratropical cyclones over the southwestern South Atlantic Ocean: HadGEM2‐ES and RegCM4 projections. International Journal of Climatology, v. 38, n. 6, p. 2866-2879, 2018a.

REBOITA, M. S.; DA ROCHA, R. P.; OLIVEIRA, D. M. D. Key features and adverse weather of the named subtropical cyclones over the Southwestern South Atlantic Ocean. Atmosphere, v. 10(1), n. 6, 2019b.

REBOITA, M. S. et al. Ciclones em Superfície nas Latitudes Austrais: Parte I-Revisão Bibliográfica. Revista Brasileira de Meteorologia, v. 32, n. 2, p. 171-186, 2017.

REBOITA, M. S. et al. Entendendo o Tempo e o Clima na América do Sul. TerraE Didática, v. 8, n. 1, p. 34-50, 2012.

REBOITA, M. S. et al. Subtropical cyclone Anita's potential to tropical transition under warmer sea surface temperature scenarios. Geophysical Research Letters, v. 46, n. 14, p. 8484-8489, 2019a.

REBOITA, M. S. et al. Future Changes in the Wintertime Cyclonic Activity over the CORDEX-CORE Southern Hemisphere domains in a Multi-Model Approach. Climate Dynamics, v. 20, p. 1-17, 2020.

SHAPIRO, M. A.; KEYSER, D. A. Fronts, jet streams, and the tropopause. NOAA Tech. Memo. ERL-WPL-182, U.S. Department of Commerce, National Oceanic and Atmospheric Administration, Environmental Research Laboratories, Wave Propagation Laboratory, 75 pp. 1990.

VAN VUUREN, D. P. et al. The representative concentration pathways: an overview. Climatic change, v. 109, n. 1, p. 5-31, 2011.

YANASE, W. et al. Parameter spaces of environmental fields responsible for cyclone development from tropics to extratropics. Journal of Climate, v. 27, p. 652– 671, 2014.

YUE, S. et al. The influence of autocorrelation on the ability to detect trend in hydrological series. Hydrological processes, v. 16, n. 9, p. 1807-1829, 2002.

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Publicado

16-02-2022

Como Citar

Marrafon, V. H., Reboita, M. S., da Rocha, R. P., & de Jesus, E. M. (2022). Classificação dos tipos de ciclones sobre o Oceano Atlântico Sul em projeções com o RegCM4 E MCGs. Revista Brasileira De Climatologia, 30(18), 1–25. https://doi.org/10.55761/abclima.v30i18.14603

Edição

v. 30 (2022)

Seção

Artigos

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