Climatologia de Frentes Usando a Função Frontogenética de Peterssen

Éder Paulo Vendrasco

LABORATÓRIO DE METEOROLOGIA SINÓTICA ACA-433

Referências Bibliográficas

Petterssen afirma que frontogêneses implica uma tendência para a formação de uma descontinuidade ou intensificação de uma zona de transição já existente, enquanto o termo frontólise indica o oposto, (Petterssen, 1956).

Trabalhos mostram a importância do campo de deformação horizontal associado a ondas baroclínicas na formação de frentes (Phillips, 1956).

Eady (1949) afirma que a instabilidade baroclínica é responsável pela intensificação de sistemas extratropicais.

Continuação

Begeron (1928) propõe que frontogêneses atmosféricas são causadas por campo de deformação horizontal do vento agindo em um pré-existente gradiente de temperatura.

Eliassen (1959) critica a hipótese de Begeron dizendo que o campo de deformação na superfície deve persistir por 2 ou 3 dias para produzir os gradientes encontrados em frentes atmosféricas, enquanto que estes campos persistem, geralmente, por aproximadamente 1 dia. Mais tarde, Eliassen conclui que a hipótese de Begeron é plausível, (Eliassen, 1962).

O posicionamento do núcleo do jato em altos níveis é importante para o desenvolvimento de sistemas convectivos (Ucellini e Johnson, 1979).

Objetivos

Identificar regiões frontogenêticas e frontolíticas no globo dando ênfase na América do Sul e estudar a sazonalidade destas.

Investigar se uma climatologia com mais de 50 anos de dados com o dobro da resolução espacial e temporal utilizados por Satyamurty e Mattos (1989) irá alterar as conclusões obtidas em seu trabalho com relação a regiões frontogenêticas e frontolíticas no globo.

Continuação

Estudar a influência de episódios de El Niño e La Niña na formação de frentes na região de interesse.

Por fim, estudar mais detalhadamente, usando a função frontogenética, um caso intenso de uma frente que tenha adentrado a América do Sul atingindo o estado de São Paulo.

Dados Variáveis

Vento zonal / meridional Temperatura do ar Umidade específica Pressão Atmosférica na superfície

Dados médios de longo período (1948 – 2003) Dados médios mensais Dados diários com resolução de 6h Precipitação acumulada em 1 dia

Climate Diagnostics Center (www.cdc.noaa.gov) Reanálise NCEP/NCAR

Estação meteorológica situada no prédio do IAG-USP e da Água Funda.

Métodos

Função Frontogenética

22cos

2

DTF v

xT

yT

tgd

dtg

VirtualaTemperatur

deGradientejy

Ti

x

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aDivergênciy

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HorizontalDeformaçãoddD

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Continuação

Desvio Padrão

dadosdosmédiovalory

idadoy

dadosdenúmeron

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i

n

imi

2

1

22 1

Resultados

Resultados (continuação)

Resultados (continuação)

Resultados (continuação)

Resultados (continuação)

Resultados (continuação)

Resultados ( Desvio Padrão )

Resultados ( América do Sul )

Resultados ( América do Sul )

Resultados ( América do Sul )

Resultados ( América do Sul )

Resultados ( América do Sul )

Resultados ( América do Sul )

Resultados ( El Niño e La Niña – 37,5S 69,0W )

Resultados ( El Niño e La Niña – 42,5S 80,0W )

Resultados ( El Niño e La Niña – 40,0S 75,0W )

Resultados ( El Niño e La Niña )

Resultados ( El Niño e La Niña )

Resultados ( El Niño e La Niña )

Resultados ( Estudo de Caso )

Resultados ( Estudo de Caso )

Caso 1

1 à 10 de maio de 2003

Caso 2

9 de agosto de 2003

Imagens de Satélite

Resultados ( Estudo de Caso )

Resultados ( Estudo de Caso )

Resultados ( Estudo de Caso )

Resultados ( Estudo de Caso )

Caso 1

Linha de corrente em 250 hPa Temperatura 850 hPa Vetor Vento 850 hPa Função Frontogenética 850 hPa

Resultados ( Estudo de Caso )

Resultados ( Estudo de Caso )

Resultados ( Estudo de Caso )

Caso 2

Linha de corrente em 250 hPa Temperatura 850 hPa Vetor Vento 850 hPa Função Frontogenética 850 hPa

Conclusões

A função frontogenética representou satisfatoriamente regiões do globo as quais são conhecidas na literatura como frontogenéticas, mostrou-se coerente com a oscilação sazonal das regiões frontogenéticas no globo em especial na América do Sul.

Pôde-se perceber também que a região mais favorável a frontogênese na América do Sul migra para o Oceano Pacifico em julho e retorna em janeiro, e de acordo com o esperado, valores mais altos foram observados em julho.

Conclusões

Com um conjunto maior de dados foi possível observar mais detalhes nos campos da função frontogenética, assim como identificar regiões com pouca intensidade em módulo, porém, o padrão das regiões frontogenéticas e frontolíticas um pouco mais intensas ficaram bem similares aos encontrados no trabalho de Satyamurty e Mattos (1989).

Conclusões

O resultado do estudo das diferenças na função frontogenética devido a episódios de Niños e Niñas sugere que valores médios maiores, estão associados a episódios de La Niña, valores médios menores, à episódios de El Niño.

É importante ressaltar que o ideal é fazer uma climatologia com um maior número de episódios atípicos de temperatura do Pacífico

Conclusões

No estudo de Caso ficou evidente como valores altos de função frontogenética estão associados com o jato em altos níveis, o que está de acordo com Ucellini e Johnson (1979).

Referências Bibliográficas

Begeron, T. – Uber Die Dreidimensional Verknupfende Wetterananlvse, Geofys. Publik., Vol 5, N6. Apud Petterssen (1956).

Djuric, D. - Weather Analysis - Prentice-Hall Inc. Cap 1 - 1994

Eady, E. – Long Waves Cyclonic Waves, Tellus, Vol 1, N3. Apud Mattos (1989).

Eliassen, A. 1959 – On the Formation of Fronts in Atmosphere. The Atmosphere and the Sea in Motion, Oxford, Oxford University Press. Apud Stone (1966).

--------, 1962: On the Vertical Circulation in Frontal Zones. Geof. Publ., Vol 24, N4. Apud Stone (1966).

Referências Bibliográficas

Hoskins, B. J. The Mathematical Theory of Frontogenesis. In: Annual Reviews in Fluids Mechanics. Palo Alto, CA, Annual Reviews, 1982, Vol 14.

Hoskins, B. J. ; Bretherton, F. P. Atmospheric Frontogenesis Models: Mathematical Formulation and Solution. Jou. Atm. Sci, Vol 29, N1. Apud Mattos (1988).

Mattos, L. F. – O Papel na Deformação Horizontal na Frontogênese na Região Sul Brasileira – Dissertação de Mestrado – Instituto de Pesquisas Espaciais.

Orlanski, I. ; Ross, B. ; Polinsky, L. ; Shaginaw, R. - Advances in the Theory of Atmospheric Fronts. In: Advances in Geophisics. Orlando, FL, Academic, 1985, V 28b.

Petterssen, S. - Weather Analisys and Forecasting, New York, NY McGrawHill. 2a ed, 1956 V 1.

Referências Bibliográficas Pezza, A. B. – Comunicação através de correio eletrônico no dia 7 de

novembro de 2003. Phillips, N. A. – The General Circulation of the Atmospheric. A

Numerical Experiment. Quart. J. Roy. Meteorol. Soc., Vol 82, N352. Apud Mattos (1988).

Reed, R. J. ; Sanders, F. – An Investigation of Development of a Mid-Tropospheric Frontal Zone and Its Associated Vorticity Field. Jou. Meteor. Vol 6. Apud Stone (1966).

Satyamurty, P. ; Mattos, L. F. – Climatological Lower Tropospheric Frontogenetics in the Midlatitudes Due to Horizontal Deformation and Divergence. Mon. Wea. Rev., Vol 117, N6.

Stone, P. H. – Frontogenesis by Horizontal Wind Deformation Fields. Jou. Atm. Sci., Vol 23 N5.

Ucellini, L. W. ; Johnson, D. R. – The Coupling of Upper and Lower Tropospheric Jet Streaks and Implications for the Development of Severe Convective Storms. Mon. Wea. Rev., Vol 107, N6. Apud Mattos (1988).