Estudo das causas da subestimativa da precipitação em previsão de tempo pelo novo modelo atmosférico global do CPTEC (versão 4.1) sobre a região da Bacia do Prata - Graziela Luzia da Costa (2015)
O Modelo de Circulação Geral Atmosférico (MCGA) do Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (CPTEC/INPE) subestima sistematicamente a previsão de precipitação sobre a região da Bacia do Prata, sobretudo na região sul do Brasil. Esta diferença é observada em rodadas longas, porém, em integrações curtas já é possível notar esta falha, com VIÉS negativo nas previsões de 1 a 5 dias. Neste trabalho, foi proposto investigar as possíveis causas dessa falha na previsão de tempo utilizando-se a nova versão do MCGA (v.4.1) apresentando cinco hipóteses, sendo elas: 1) as falhas em simular a precipitação na região são devidas a baixa resolução do modelo; 2) o esquema de parametrização da superfície não simula adequadamente os processos de troca de umidade próximo a superfície, o que pode gerar um deficit na umidade disponível na camada limite planetária; 3) o modelo de microfísica de nuvens falha ao simular os processos de formação de precipitação; 4) os padrões de circulação da atmosfera na América do Sul, incluindo os Jatos de Baixos Níveis (JBN) e suas consequências na formação de chuva na região da Bacia do Prata, não estão sendo bem simulados e 5) efeitos não-locais, como a má representação de sistemas de escala global atuando sobre o sul do Oceano Pacífico ou Índico, favorecendo precipitação em locais equivocados e seca na região da Bacia do Prata. Os resultados mostraram que a versão em alta resolução do MCGA (T666L64, 20 km de resolução horizontal) sem nenhum ajuste nas parametrizações físicas apresenta muito pouca melhora na previsão de chuva na região de estudo em relação a versão T299L64 (45 km). Da mesma maneira, os testes com diferentes parametrizações de microfísica e de superfície apresentaram pouca diferença em relação ao experimento controle. Os padrões de circulação sobre a América do Sul, no geral, estão sendo bem representados pelo MCGA, embora diferenças na distribuição da umidade tenha sido observada durante o período com ocorrência de JBN. Os resultados obtidos não foram conclusivos sobre a causa da subestimativa da precipitação em estudo, pois em alguns casos o deficit de chuva sobre a região do Prata esteve associado ao erro do modelo em simular o JBN, enquanto em outros não. A avaliação das previsões de bloqueios pelo MCGA mostrou que, para previsões com 24 h de antecedência, o modelo apresentou boa destreza, ao contrário das previsões para 120 h, em que o modelo não foi capaz de simular tão bem todos os eventos, bem como sua localização e intensidade. Entretanto, não foi encontrada relação entre bloqueios nos oceanos Índico e Pacífico Central e Oeste com a chuva sobre a região do Prata. Existem evidências, embora não conclusivas, de que erros na simulação de bloqueios ao oeste do Chile (Oceano Pacífico leste) podem gerar erros na precipitação sobre a região de estudo. ABSTRACT: The Atmospheric General Circulation Model (AGCM) from CPTEC/INPE systematicalIy underestimates the prediction of rainfalI over La Plata Basin, especialIy in southern Brazil. This difference is observed on long simulations, however in short integrations it is already possible to notice this failure with negative BIAS in forecasts for 1-5 days. In this work, it was proposed to investigate the possible causes of failure in forecast using the new version of MCGA (v.4.1) featuring five hypotheses, which are: 1) the failure to simulate the rainfalI in the region are due to low resolution model; 2) the surface parameterization scheme does not adequately simulate the moisture exchange processes near the surface, which can generate a deficit in moisture available in the planetary boundary layer; 3) microphysics scheme fails to simulate the cloud precipitation formation process; 4) atmospheric circulation pat¬terns in South America, including the low level jets (LLJ) and its consequences in the rain formation over La Plata Basin region are not well simulated and 5) this Iailure may be related to non-local effects such as the misrepresentation of global systems acting on the South Pacific or Indian Ocean, favoring precipitation in wrong places and drought in the La Plata Basin. The results showed that the high resolu¬tion version of the.ACGM (T666L64, 20 km horizontal resolution) shows very little improvement in the rain prediction over the T299 version (45 km), simmilar the tests with different parameterizations of microphysics and surface. The circulation patterns over South America, in general, are being well represented by the ACGM. meanwhile differences in distribuction of humidity have been observed during period with LLJ occurrence. Results for this item were inconclusive as the cause of underestimation because in some cases the rain deficit over la Plata region it was associated with model error in simulating the LLJ, while in others noto The study of atmospheric blockings prediction by ACGM showed that for forecasts 24 hours in advance, the model showed good results, oposite to predictions for 120h, where the model was not able to simulate so well all events as well as its location and intensity. However, it was not found relationship between atmospheric blockings in the Indian Ocean and the Pacific Central and West with rain on the La Plata region. There is evidence, though not conclusive, that errors in the atmospheric blocking simulation over west of Chile (eastern Pacific) can generate errors in precipitation over study area.