Variabilidade da largura e intensidade da Zona de Convergência Intertropical Atlântica: aspectos observacionais e de modelagem

• Ano de defesa: 2011
• Autor(a) principal: Miguel Ângelo Vargas de Carvalho
• Orientador(a): Marcos Daisuke Oyama
• Banca de defesa: Cleber Souza Corrêa
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Meteorologia
• País: BR
• Resumo em Inglês: This work presents an observational and modeling study of the Intertropical Convergence Zone (ITCZ) features on the central portion of the Tropical Atlantic Ocean. The variabilities of the position, width and mean precipitation (intensity) of ITCZ for 10 years (1999-2008) are obtained objectively from pentad precipitation data. The influence of the ITCZ over three areas with distinct pluviometric behavior in Northeast of Brazil (NEB), for March and April (1999-2008), when ITCZ is located in its southernmost position, is also studied. The sensitivity of the simulated precipitation from the MM5 regional model to different explicit convection schemes, activation of the Grell shallow convection scheme and adjustments in the Kain-Fritsch convective parameterization scheme (KF2) is tested. The adjustments in KF2 comprise changes in the minimum cloud depth necessary to activate deep convection, in the convective trigger function parameters and in the advective and convective time scales. The observational study confirmed previous works on the variability of ITCZ position and showed new aspects on the variability of ITCZ width and intensity. In the monthly scale, the ITCZ width and intensity tend to decrease when ITCZ reaches its southernmost positions (February, March and April). The amplitude of the annual variation is about 7° for the ITCZ position (1°N in April to 8°N in August), 3° for the width (3° in March to 6° in October) and 3 mm.dia$^{-1}$ for the intensity (10 mm.day$^{-1}$ in March to 13 mm.day$^{-1}$ in July). For the interannual variability of March and April, the largest correlation coefficients were found for the relation between the position and width of ITCZ and the precipitation in the northwestern coast of NEB. The modeling study showed that the use of warm rain scheme and Grell shallow convection scheme (together with KF2 shallow convection scheme) led to marked reduction of the simulated precipitation for the central portion of ITCZ. There were also improvements in the simulated precipitation under the following adjustments in the KF2: convective time increase (5400 s) and minimum cloud depth necessary to activate the convection increase (now ranging from 3500 to 7000 m). The inclusion of all the proposed changes not only removed the bias, but also reduced the root mean square error with a gain of 69\%, when compared to the control simulation.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m18/2011/02.23.23.13

Este trabalho apresenta um estudo observacional e de modelagem das características da Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) na porção central do Oceano Atlântico Tropical. As variabilidades da posição, largura e precipitação média (intensidade) da ZCIT durante 10 anos (1999-2008) são obtidas objetivamente de dados de precipitação pentadais. São estudadas também as influências da ZCIT nos meses de março e abril (1999-2008), quando ela se encontra em suas posições mais austrais, sobre três áreas do Nordeste Brasileiro (NEB) com comportamentos pluviométricos distintos. Com o modelo regional MM5, é testada a sensibilidade da precipitação simulada a diferentes esquemas de convecção explícita, à ativação do esquema de convecção rasa de Grell e a ajustes no esquema de convecção profunda Kain-Fritsch (KF2). Os ajustes no KF2 compreenderam mudanças na profundidade mínima de nuvem necessária para ativar a convecção, em parâmetros da função trigger convectiva e nas escalas de tempo advectivo e convectivo. O estudo observacional confirmou trabalhos anteriores sobre a variabilidade da posição e apresentou aspectos novos em relação à variabilidade da largura e intensidade. Na escala mensal, a largura e intensidade da ZCIT tendem a diminuir ao atingir as suas posições mais austrais (fevereiro, março e abril). A amplitude da variação anual foi de aproximadamente 7° para a posição (de 1°N em abril a 8°N em agosto), 3° para a largura (de 3° em março a 6° em outubro) e 3 mm.dia$^{-1}$ para a intensidade (de 10 mm.dia$^{-1}$ em março a 13 mm.dia$^{-1}$ em julho). Na análise da variabilidade interanual dos meses de março e abril, os maiores coeficientes de correlação foram encontrados entre a posição e largura da ZCIT e a precipitação na costa noroeste do NEB. O estudo de modelagem mostrou que a utilização dos esquemas de convecção explícita warm rain e convecção rasa de Grell (juntamente com o inline no KF2) reduziu substancialmente a superestimativa de precipitação encontrada nas simulações para a região de atuação da ZCIT. Houve melhorias também na precipitação simulada depois de implementados os seguintes ajustes no esquema KF2: aumento do tempo convectivo (5400s) e aumento da profundidade mínima da nuvem para ativar a convecção (agora variando de 3500 a 7000 m). A inclusão de todas as mudanças propostas não somente removeram o viés, como também reduziram a raiz quadrada do erro quadrático médio com um ganho de 69\%, quando comparado com a simulação de controle.