Episódios de precipitação intensa no sudeste do Brasil e a influência das anomalias de temperatura da superfície do mar e da topografia

• Ano de defesa: 2010
• Autor(a) principal: Kellen Carla Lima
• Orientador(a): Prakki Satyamurty, Julio Pablo Reyes Fernandez
• Banca de defesa: Maria Gertrudes Alvarez Justi, Rosane Rodrigues Chaves
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Meteorologia
• País: BR
• Resumo em Inglês: Heavy rainfall is responsible for many catastrophic phenomena such as landslides, mudslides and inundations that cause serious problems for the population including loss of life. First, an observational study is undertaken in three steps. (i) Establish the synoptic-scale characteristics of the atmospheric flow associated with Heavy Rainfall Events (HRE) and Normal Rainfall Events (NRE) in Southeast Brazil (SEB) during the rainy season (November-March) for the period of 1960-2005, caused by cold front (CF) incursions and by South Atlantic Convergence Zone (SACZ) formation. Essentially the differences between HREs associated with CF and SACZ are in the intensities of the cyclonic centers and the convergence of water vapor flux during and before the events. Another difference is the presence of a high pressure center in the upper troposphere, characteristic of the regions with strong convective activity. (ii) Determine the differences between the synoptic scale characteristics between HREs and NREs caused by SACZ in the month of March, since march rains are more disastrous than the rains in the rainy season. They show large differences that can be used as tools for the severe weather prediction in SEB. The convergence of water vapor flux over the region is 50\% larger in the HRE than in NRE. A strong increase in the water vapor convergence from two days before to the day of the event seems to be a reliable precursor for strong rains. The low level jet was weaker during March events and hardly observed south of 25°S, indicating strong convergence of moisture over SEB. The liberation of latent heat associated with the convection seems to provide a positive feedback. (iii) Investigate possible relationships between the Sea Surface Temperature Anomalies (SSTA) in the Atlantic and the HRE. In general, negative SSTA over the South Atlantic subtropics and positive SSTA over the extratropical South Atlantic were associated with HREs. Lastly, with the help of the Eta regional model and the technique of separation of factors it was possible to verify the isolated effects of the SSTA and the regional orography for two selected cases of HRE. The results show the important role of orography for the development of extreme precipitation events. The Serra do Mar and Mantiqueira ranges act as a barrier for the humid air from south into SEB and provide the mechanism for strong moisture convergence over the coastal belt and in the Paraiba valley. The effect of the SST on the latent heat flux was not so prevalent in the short time scales of two days.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m19@80/2010/06.14.17.11

A ocorrência de precipitação intensa causa diversos danos à população desde deslizamentos de terra, alagamentos, enxurradas até consequências mais catastróficas como mortes de seres humanos. Diante disto nesta pesquisa, primeiramente, realizou-se um estudo observacional que constituiu de três etapas. (i) Estabelecer características dos padrões anômalos atmosféricos em escala sinótica, associados a eventos de precipitação normal (EPN) ou intensa (EPI) que ocorreram no Sudeste do Brasil (SEB) durante a estação chuvosa (novembro a março) para o período de 1960-2005, provocadas por incursões de Sistemas Frontais (SF) ou formações de Zonas de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS). Essencialmente, as diferenças entre EPIs de SF e ZCAS foram as intensidades de sistemas ciclônicos e a convergência de umidade antes e durante os eventos. Outra diferença foi a presença de alta pressão na alta troposfera sobre SEB, uma característica das regiões intensamente convectivas. (ii) Determinar características anômalas do padrão atmosférico em escala sinótica associadas aos EPNs e EPIs sobre o SEB causados somente por ZCAS durante o mês de março, assim como compará-los com os EPIs dos meses de novembro a fevereiro. Os resultados mostraram que a comparação entre os EPNs e EPIs apresentou grandes diferenças que podem ser utilizadas como ferramentas para a previsão deste tipo de evento. A convergência do fluxo de umidade sobre a região nos EPIs foi 50\% maior do que nos casos de EPNs. Um forte aumento na convergência de umidade desde dois dias anteriores até a ocorrência do evento pareceu ser um indicador da possibilidade de EPIs. O Jato de Baixo Nível foi mais fraco nos casos de março e, portanto, a umidade da Amazônia não foi transportada para o sul de 25°S. Desta forma, a convergência de umidade sobre o SEB aumentou, e a convecção úmida liberou calor latente, que por sua vez deu suporte para a manutenção da perturbação. (iii) Investigar a possível relação das anomalias de TSM com resolução de 0,25°latitude x 0,25°longitude com a ocorrência dos EPNs e EPIs. De maneira geral, observou-se que as anomalias de TSM negativas sobre o Atlântico Sul Subtropical e positivas sobre o Atlântico Sul Extratropical estiveram associadas a eventos chuvosos sobre a região. Na última etapa desta pesquisa, por meio do modelo de mesoescala Eta com a aplicação da técnica de separação de fatores, foi possível verificar o efeito isolado das anomalias de TSM e da orografia em dois casos de precipitação intensa selecionados, assim como seu efeito conjunto. Os experimentos de sensibilidade foram realizados com as anomalias de TSM do Atlântico Subtropical e com a topografia do SEB. Os resultados mostraram o importante papel da orografia e das condições de larga escala no desenvolvimento dos eventos extremos estudados, o primeiro atuando como uma barreira que força o levantamento e/ou confinamento do fluxo na região de precipitação intensa e o segundo forneceu as condições dinâmicas para a intensificação do vento e umidade sobre o SEB. Destaca-se ainda que o papel das anomalias de TSM que influenciaram o fluxo de calor latente sobre o oceano foram importantes, porém na escala de tempo de, dois dias, este fator não foi tão preponderante nas simulações e/ou desenvolvimento dos EPIs.