Variabilidade interdecadal de precipitação na América do Sul : características, impactos e mecanismos
Abstract
Resumo: Para detectar mudanças climáticas antropogênicas e para planejamento de uso de recursos hídricos a médio e longo prazo, é necessário conhecer a variabilidade climática natural de baixa frequência. Devido à escassez de séries longas de dados, estudos abrangentes sobre esta variabilidade são ainda escassos. Este trabalho objetivou caracterizar a variabilidade interdecadal de precipitação da América do Sul em termos de padrões espaciais, evolução temporal e sazonalidade. Foram utilizadas séries temporais de precipitação mensal do conjunto de dados do Laboratório de Meteorologia da UFPR (séries de mais de 9000 estações pluviométricas espalhadas pelo continente, submetidas a rigoroso tratamento de dados espúrios), além de conjuntos para comparação - Climatic Research Unit (CRU) e Liebmann e Allured (2005). Modos de variabilidade foram obtidos pela aplicação da Análise de Componentes Principais (ACP) e periodicidades presentes nas séries foram investigadas com Análise Espectral. Correlações com temperatura da superfície do mar (TSM), índices climáticos interdecadais e composições de campos atmosféricos mostraram relações dos modos obtidos com diferentes variáveis. O estudo da modulação interdecadal de efeitos de fenômenos ENOS se deu por correlações móveis de séries de estações com o índice Southern Oscillation Index (SOI) e TSM da região do Niño 3. Os modos de variabilidade revelaram grande sazonalidade e regionalidade das oscilações interdecadais no continente. Diferentes ciclos de precipitação foram encontrados para a região de estudo, estando os períodos mais frequentes compreendidos entre 8 a 15 anos. Períodos mais longos estão, contudo, presentes nas estações chuvosas de vastas regiões. Verificaram-se conexões entre o modo de outono com componentes no Nordeste e TSM do Oceano Atlântico e índice AMO (Atlantic Multidecadal Oscillation). O modo de primavera, com padrão dipolar entre Centro-Leste e Sudeste da América do Sul, apresentou relacão com AMO e TSM do Oceano Atlântico e Oceano Pacífico. Sinais de modulação interdecadal de impactos de fenômenos ENOS foram encontrados em diversas partes do continente. Breve análise estatística de variações de regime devidas às oscilações interdecadais de precipitação revelou grandes alterações entre períodos chuvosos e secos, com a diferença entre as médias destes períodos alcançando quase 60% da média de longo período, em um dos estudos realizados. Abstract: For detection of anthropogenic climate change and for management of water resources in the medium and long term it is necessary to know the natural low frequency climate variability. Comprehensive studies on this variability are still rare due to the scarcity of long data series. This study aims to characterize the interdecadal variability of precipitation in South America, in terms of spatial patterns, temporal volution, and seasonality. The data set used consists of 9000 series from stations all over the continent, submitted to a rigorous process for identification of spurious data in the UFPR Laboratory of Meteorology. Two additional data sets were also used for comparison. Variability modes were determined with the Principal Component Analysis (PCA) and significant cycles were detected with Spectral Analysis. The relationships between these modes and atmospheric and oceanic fields were obtained through correlation with sea surface temperatures (SST) and climatic indices, as well as through composites of anomalous atmospheric fields. The interdecadal modulation of the ENSO impacts was analyzed through the running correlation of station data series with the Southern Oscillation Index (SOI) and the SST in the Ni˜no 3 region. The variability modes show the great seasonality and the regional preferences of the interdecadal oscillations in the continent. Several periods of oscillation were disclosed, the most frequent ones in the 8-15 years band. Longer periods are, however, present in the wet season of many regions. There are connections between the autumn mode describing the variability over Northeast Brazil and SST in the Atlantic Ocean and the AMO index. The spring mode displaying a dipole pattern between central-east and southeast South America shows connection to AMO and SST in the Atlantic and Pacific Oceans. Signals of interdecadal modulation of the ENSO impact were found in several parts of the continent. A brief analysis of the variations in rainfall regimes due to interdecadal oscillations shows great changes between wet and dry periods, with the difference between the averages reaching almost 60% of the long term mean.
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- Teses & Dissertações [9105]