Sensitivity and memory of the current mean climate to increased Antarctic sea ice: The role of sea ice dynamics - Cláudia Klose Parise (2014)
Esta tese estuda a sensibilidade e memória do clima global ao aumento do gelo marinho Antártico, levando em consideração o tempo de persistência dos máximos de gelo (concentração e espessura) sob condições climáticas atuais. A sensibilidade das storm tracks no Hemisfério Sul e do clima da América do Sul ao aumento do gelo marinho também são analisadas, bem como o mecanismo envolvido na restauração do equilíbrio climático. Dois grupos de experimentos foram realizados. No primeiro o gelo marinho é simulado por um modelo de única camada que desconsidera a reologia do gelo, impedindo que o gelo mova quando espesso. No segundo, o gelo marinho é simulado por um modelo multi-camadas que resolve explicitamente a dinâmica do gelo. Cada clima é perturbado com um extremo de condições positivas (Max) e climatológicas (ctl) de concentração e espessura de gelo marinho Antártico em um conjunto de 30-membros integrados por 10 anos cada. Alterações nas storm tracks são analisadas através de um método automatizado de identificação e rastreio de ciclones extratropicais com base em vorticidade relativa. Os resultados mostram que um extremo de gelo marinho Antártico é capaz de persistir $\sim$4-anos sob condições climáticas atuais. Nos 4 anos seguintes o gelo marinho nos experimentos Max é semelhante àquele dos experimentos ctl e nos últimos 2-anos as diferenças (max- ctl) de gelo marinho são negativas. A persistência dos máximos de gelo marinho varia setorialmente e em função do tipo de modelo de gelo. A presença de máximos de gelo marinho Antártico reduz a temperatura do ar dos baixos aos médios níveis da troposfera. O resfriamento das altas latitudes aumenta o transporte de calor para sul e a convergência em baixos níveis. A pressão média ao nível do mar é reduzida (aumentada) sobre as altas (médias) latitudes, padrão típico da fase positiva do Modo Anular Sul. O fluxo de calor sensível do oceano para a atmosfera é intenso nas margens do gelo marinho, onde a baroclinia da atmosfera também aumenta. Os ventos de oeste se intensificam ao sul de $50^{0}$S e se enfraquecem entre $45^{0}$S e $10^{0}$S. A corrente de jato polar se intensifica em direção aos pólos enquanto o jato subtropical se enfraquece em direção ao equador. Em resposta ao fortalecimento do jato polar, a densidade de trajetóricas dos ciclones, ciclogênese e ciclólise aumenta sobre as altas (médias) latitudes. Com o deslocamento das tempestades para sul, a atividade dos distúrbios transientes é reduzida sobre a América do Sul, bem como a formação de ciclones sobre as duas principais regiões ciclogenéticas (em $30^{0}$S e $45^{0}$S). O enfraquecimento do jato subtropical contribui para aumentar a estabilidade estática da atmosfera e reduzir a taxa de precipitação sobre a América do Sul. Os fortes ventos de oeste fortalecem a Corrente Circumpolar Antártica e, conseqüentemente, a deriva de Ekman para o norte. O derretimento do máximo de gelo marinho gera uma entrada da água fria e pouco salina na camada de mistura do Oceano Austral. A medida que essa água superficial flui para o norte há ressurgência da água mais quente e salina (observada abaixo da camada de mistura do oceano) na Divergência Antártica ($60^{0}$S). A memória climática ($\sim$8-anos) armazenada nas camadas superiores do oceano modula a intensidade e duração da resposta atmosférica ao máximo de gelo marinho.