Doutorado: Interações Multi-Escala, Variabilidade de Baixa Frequência e o Aquecimento Global

A capacidade que a oscilação de Madden-Julian (OMJ) possui de influenciar o tempo e o clima tanto da região tropical quanto das latitudes médias é de fundamental importância para toda a discussão envolvendo o aquecimento global e as mudanças climáticas. Neste contexto, o entendimento da resposta da OMJ à forçante ligada ao aquecimento do planeta é um passo necessário na construção de uma compreensão física da maneira como o aquecimento global influencia os eventos extremos nos campos de precipitação e temperatura. Neste trabalho a questão da resposta da OMJ sob aquecimento global é tratada por meio de um modelo simplificado baseado na interação não linear envolvendo dois modos equatoriais, sendo elas, uma onda de Kelvin e uma onda de Rossby equatorial, e uma onde de Rossby barotrópica. As duas ondas equatoriais reconhecidamente desempenham um importante papel na circulação tropical associada à OMJ. O modo barotrópico é responsável pelos padrões de teleconexão trópico-extratrópico. Adicionalmente, considerando o importante papel desempenhado pela convergência de umidade na dinâmica da OMJ nós usamos a formulação Wave-CISK para representar o acoplamento dos modos equatoriais com a convecção úmida. Nesta mesma formulação também é analisado o papel do ciclo diurno do campo de umidade, o qual pode acoplar o modo Rossby equatorial de maneira ressonante com um modo rápido como a onda de gravidade inercial. Este modo é considerado como representação dos sistemas convectivos de alta frequência existentes no interior da OMJ. O efeito do aquecimento global é analisado através da alteração do máximo valor do campo climatológico da umidade de fundo. Os resultados mostram que o aumento da umidade permite que a condição de ressonância entre os modos equatoriais e o modo barotrópico seja satisfeita, fazendo com que aconteça uma forte modulação na troca de energia no tripleto. Este aumento na eficiência da troca de energia dentro do tripleto pode ser interpretado como aumento na atividade da OMJ em um planeta mais quente (úmido). Outro resultado indica a possibilidade de o pacote de baixa frequência da OMJ possa excitar um modo de maior frequência como o modo de gravidade inercial. Neste trabalho também é mostrado que com o aumento da amplitude da onda de gravidade inercial a energia do tripleto sofre forte modulação, sendo que a energia passa do tripleto para a onda de gravidade e de volta para o tripleto, afetando além da onda de Rossby equatorial também a onda de Kelvin. Este resultado sugere que para melhor simular a resposta da OMJ ao aquecimento global é necessário que as ondas de gravidade sejam melhor representadas nos modelos de circulação global.