Doutorado: Avaliação e classificação de ciclones de escala sinótica sobre a América do Sul em simulações de alta resolução no clima presente e projeções futuras

1. Profa. Dra. Rosmeri Porfirio da Rocha - IAG/USP
2. Prof. Dr. Ricardo de Camargo - IAG/USP
3.  Profa. Dra. Erika Coppola – ICTP/Italia - por videoconferência
4. Profa. Dra. Claudine Pereira Dereczynski – UFRJ - por videoconferência
5. Profa. Dra. Natália Machado Crespo - Charles University/Tchéquia - por videoconferência

Os ciclones de escala sinótica influenciam o tempo e o clima com precipitação e ventos intensos, que podem causar desastres naturais e mortes. São também sistemas importantes no transporte meridional de calor-umidade-momento exercendo papel fundamental no clima do planeta. Assim, investigar as tendências futuras destes ciclones é crucial do ponto de vista científico para entender mudanças no clima e eventos extremos associados, enquanto do ponto de vista social estas informações são úteis para o planejamento de ações de mitigação e adaptação. Com isso, o objetivo principal deste trabalho é avaliar a habilidade de Modelos Climáticos Globais (GCMs) e Modelos Climáticos Regionais (RCMs) com resoluções mais refinadas em simular a climatologia atual (1979-2014) de ciclones (todos os tipos e subtropicais) e as tendências futuras até meados do século (2015-2050). Estas análises são conduzidas para América do Sul e Oceano Atlântico Sul focando nas características dos ciclones (frequências, tempo de vida, intensidade, padrões de circulação associados) em três principais regiões ciclogenéticas (SEBrazil, Uruguay e Argentina). Para tanto, três simulações RegCM4.7 e seis GCMs do HighResMIP-CMIP6 com resoluções de média (MR) e alta (HR), e duas reanálises (ERA5 e CFSR) são utilizados. Em termos gerais, as simulações (GCMs e RegCM4.7) representam claramente as três principais regiões ciclogenéticas fornecidas pelas reanálises, com algumas diferenças pontuais: a) no Uruguay apresentam viés negativo, que está associado com deficiências na simulação dos processos locais e de influência da Cordilheira dos Andes no desenvolvimento da ciclogênese; b) no SEBrazil as simulações do RegCM4.7 aninhadas nos GCMs indicam ciclones formando-se mais ao norte do que na reanálise. As simulações também reproduzem adequadamente os principais padrões de circulação em níveis baixos (vento, pressão ao nível médio do mar e precipitação) e superiores (jatos de altos níveis e cavados em 500 hPa) associados aos ciclones em comparação com o ERA5. No entanto, no HighResMIP-CMIP6 os padrões sinóticos simulados são mais fortes e pronunciados do que nas reanálises (ERA5 e CFSR) para as três regiões ciclogenéticas, enquanto o RegCM4.7 simula padrões mais próximos aos da reanálise. Nas projeções futuras, a maioria das projeções indicam tendência positiva de ciclogêneses no SEBrazil e no Uruguay, enquanto não existe um sinal claro na Argentina. Sazonalmente, a frequência de ciclones será maior no SEBrazil na primavera e no Uruguay no outono. As projeções indicam no futuro (2015-2050) um ambiente sinótico no SEBrazil caracterizado por intensificação das advecções quente no leste e fria no sul do ciclone, enquanto no Uruguai o fluxo de umidade e a sua convergência deverão ser mais intensos. Em ambas as regiões, o jato de altos níveis deverá se intensificar próximo do centro do ciclone, reforçando a divergência nos níveis superiores e, consequentemente, convergência nos níveis baixos. Adicionalmente, a classificação de ciclones selecionou ciclogêneses subtropical utilizando a ERA5 e o GCM ECEarth3P-HR sendo validada com trabalhos anteriores que usaram ERAInterim. A ERA5 identifica claramente a maior densidade de ciclones subtropicais no leste do sudeste do Brasil e maior frequência no verão-outono, como mostrado pela ERAInterim. No entanto, a ERA5 indica uma frequência maior destes ciclones do que a ERAInterim, provavelmente devido tanto à maior resolução da ERA5 como à inclusão de ciclones inicialmente mais fracos no processo inicial da classificação. O GCM ECEarth3P-HR simula mais ciclones subtropicais do que a ERA5, mas reproduz as principais características destes eventos mostradas na ERA5: frequência anual e sazonal, distribuição espacial, bem como as características de núcleo quente em baixos níveis e frio em altos níveis, além da simetria ao longo das trajetórias pelo Atlântico Sul. Embora os GCMs em alta resolução apresentem melhorias notáveis na representação de ciclones, os GCMs de resolução intermediária também fornecem informações confiáveis sobre os ciclones. Além disso, destaca-se ainda a maior habilidade dos modelos regionais em representar ciclones sinóticos em comparação com os modelos globais.

Palavras-chave: iclogênese, HighResMIP-CMIP6, RegCM4.7, características sinóticas, projeções futuras, Oceano Atlântico Sul, ciclones subtropicais