Estudo de ciclogêneses explosivas no Atlântico Sul

Abstract

O objetivo deste trabalho foi estudar casos de ciclogênese explosiva no sul do oceano Atlântico, tendo em conta que estes fenômenos são potencialmente perigosos por causa dos ventos fortes, precipitação intensa e redução da visibilidade decorrentes do aumento muito rápido do gradiente horizontal de pressão. Espera-se que os resultados deste trabalho, proporcionando um incremento dos conhecimentos sobre estes fenômenos, venham contribuir para a previsão dos mesmos. Para tal, foram utilizados os dados de reanálise do MERRA-2, bem como imagens do satélite GOES-13, no Canal 3 do Vapor d’água. Foram detectados os casos de ocorrência de ciclogêneses explosivas, ou seja, aqueles casos em que ocorreu uma taxa de aprofundamento da pressão central de pelo menos um Bergeron (queda de 1hPa/h durante 24 horas), para o período compreendido entre os anos de 2012 e 2016, e classificados segundo a intensidade pelo critério de Sanders. Foi detectado um número bem maior de ciclones comparado com outras literaturas, provavelmente por causa da melhor qualidade dos dados de reanálises de alta resolução e pela inspeção direta destes dados, mas com resultados semelhantes no que se refere a detecção de mais casos no inverno e média de apenas dois casos fortes por ano. Foram selecionados casos de inverno e de verão segundo a intensidade para comparação, bem como um ocorrido na primavera que apresentou características muito especiais de ciclone subtropical. Foi verificado que em todos os casos ocorre anomalia da tropopausa dinâmica com intrusão de ar seco com altos valores de vorticidade potencial da estratosfera na região de formação do ciclone. Foi observado também, que a ciclogênese tende a ocorrer quando ocorre confluência, seguida de difluência, dos jatos polar e subtropical sobre o sul da América do Sul ou do oceano Atlântico, com a geração de um jet streak (máximo de velocidade do vento na corrente de jato) na região onde os jatos confluem e o ciclone em superfície formando-se na saída deste jet streak, já na direita desta saída, ou tendendo para a direita na sequência, ou seja, para o lado polar do jato, o qual tem circulação ciclônica. A intensidade da ciclogênese está associada com a perturbação dos jatos traduzida como forte ondulação, de origem baroclínica, e envolvendo uma interação do escoamento anticiclônico em altos níveis no lado equatorial do jato subtropical, com o escoamento ciclônico em altos níveis no lado polar do jato polar, tendo como resultado desta interação a confluência destes jatos sobre o sul da América do Sul, com energia potencial e cinética sendo tomada de um dos jatos pelo outro ao difluir. Além disso, observa-se que o escoamento de ar quente e úmido proveniente da Amazônia contribui para os desenvolvimentos explosivos. A totalidade dos casos estudados neste trabalho indicaram que os ciclones explosivos desenvolvem-se segundo o modelo conceitual de Shapiro e Keyser (1990).

The objective of this work was to study explosive cyclogenesis cases in the south of Atlantic Ocean taking into account that these phenomena are potentially dangerous due to the strong winds, intense precipitation and reduced visibility caused by the very fast increase of the horizontal pressure gradient. It is expected that the results of this work providing an increment of the knowledge about this phenomena contribute to their forecasting. Reanalysis data from MERRA-2, as well as GOES-13 imagery of the channel 3 watervapour were used in this work. Explosive cyclogenesis cases were detected when a surface pressure deepening rate of at least one Bergeron (drop of 1 hPa/h during 24 hours) was reached for the period of 2012 to 2016 years. Then the cases were classified by Sanders intensity criterion. The number of detected cases were higher compared to other literature probably by the superior quality of the high resolution reanalysis data and direct inspection of these data. Otherwise the results were similar referring to the detection of more cases in the winter and an average of only two strong cases by year. Cases of winter and summer with different intensities were selected for comparison, as well as a spring case that presented special features of subtropical cyclone. It was found that in all cases occurs in the region where the cyclone develops a dynamic tropopause anomaly with intrusion of ozone rich stratospheric air with high values of potential vorticity. It was also observed that the cyclogenesis tend to take place when occurs difluence followed by difluence of the polar and subtropical jet streams over the south region of South America or Atlantic Ocean with the generation of a jet streak in the confluence region and the surface cyclone developing in the exit region of that jet streak in the right side since the beginning or in the sequence, that is to the polar side of the polar jet stream where the circulation is cyclonic. The cyclogenesis intensity was associated with the baroclinic originated jet streams perturbation in the form of enhanced undulation and comprehends an interaction of the high level anticyclonic flow in the equatorial side of the subtropical jet stream with the high level cyclonic circulation in the polar side of the polar jet stream resulting in confluence of the jet streams over the south region of South America with one of the jet streams taking potential and kinetic energy from the other in the difluence region. In addiction it was observed that the hot and humid air flow from Amazon forest contributes to the explosive development of the cyclones. All the cases studied in this work indicated that the explosive cyclones develop following the Shapiro and Keyser (1990) conceptual model.