Resumo em Português:

O presente trabalho analisa a previsibilidade inter-sazonal da precipitação durante o verão austral em uma sub-região do Sudeste da América do Sul, que inclui Rio Grande do Sul e o Norte do Uruguai (RGS-NU), e propõe uma metodologia para produzir previsões probabilísticas da precipitação baseada no uso do CFS v2 da NOAA. Verifica-se que a correlação entre o ENOS e a precipitação sobre RGS-NU em dezembro-janeiro-fevereiro é estatisticamente significativa nos últimos 30 anos, mas não nos 30 anos anteriores a estes. Em vista desta mudança na relação em diferentes períodos multi-decenais, consideramos útil explorar um sistema de prognósticos baseados em modelo numérico, o CFS v2 da NOAA. Estudamos as previsões retrospectivas do CFS v2 iniciadas em outubro dos anos 1983 a 2009, e achamos que o valor médio das previsões retrospectivas de vento meridional em 850 hPa sobre determinada região da América do Sul, têm habilidade estatisticamente significativa, em termos de coeficiente de correlação, de prever a precipitação observada em RGS-NU. Esta relação é a base da metodologia para produzir previsões da precipitação. As previsões retrospectivas do CFS v2 também mostram padrões de circulação anômala realistas, associados com as precipitações na região e na época considerada. Isto é encorajador, no sentido de que há potencial para melhorar ainda mais as previsões através do uso de modelos regionais combinados com as saídas do CFS v2.

Resumo em Inglês:

The present work analyses the inter-seasonal predictability of precipitation during the austral summer in a subregion of Southeastern South America that includes Rio Grande do Sul and Northern Uruguay (RGS-NU), and proposes a methodology to produce probabilistic precipitation forecasts for this region, based on the use of NOAA CFS v2. It is found that the correlation between ENSO and the precipitation over RGS-NU during December-January-February is statistically significant after the late 70's, but not before. Considering that this relationship changes in different multidecadal periods, it is useful to explore a forecast system based on numerical models. We studied the hindcasts from NOAA CFS v2 initialized during October of the years 1983 to 2009, and found that the hindcasts of meridional wind at 850 hPa averaged over certain region of South America have statistically significant skill, in terms of correlation, to predict the observed precipitation over RGS-NU. The proposed forecasts are based on this relationship. The CFS v2 hindcasts also show realistic anomalous circulation patterns associated with the anomalous precipitation in the region and the season considered. This suggests that the forecasts may be further improved by using regional models combined with the CFS v2 outputs.

Resumo em Português:

As condições adversas do tempo, nos períodos críticos do desenvolvimento vegetativo da planta influenciam o rendimento da cultura, sendo um parâmetro fundamental para a previsão da safra. Um aumento na acurácea da previsão pode ser obtido ao se aplicar correções estatísticas para remover o erro sistemático do modelo. Neste trabalho foram realizadas correções estatísticas nas previsões de tempo por conjunto do modelo de circulação geral atmosférico (MGCA) CPTEC/COLA (Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos/Center for Ocean - Land - Atmosphere Studies), através da remoção do erro médio, para três localidades do Sul do Brasil. As previsões de precipitação obtidas pelo modelo sem correção foram comparadas com as previsões corrigidas e ambas com os dados observados nas respectivas estações meteorológicas. Os resultados mostraram que a correção estatística pode melhorar o desempenho do modelo em algumas situações, sendo que ambos os resultados do modelo corrigido e sem correção apresentam uma alta acerácea, indicando que o modelo de previsão de tempo por conjunto pode apresentar-se como uma ferramenta auxiliar para o monitoramento das safras agrícolas.

Resumo em Inglês:

Adverse weather conditions in critical periods of vegetative plant growth affect crop productivity, being a fundamental parameter for yield forecast. An increase in weather forecasting accuracy may be obtained by applying statistical correction to remove model bias. This study used statistical correction of ensemble forecasting with the atmospheric general circulation model (Center for Weather Forecasting and Climate Studies/Center for Ocean - Land - Atmosphere Studies - CPTEC/COLA) by mean error removal for three cities in the South of Brazil. Comparisons were made between corrected and original precipitation forecasts, and between these and data observed at their respective meteorological stations. Results showed that the applied statistical correction method may improve forecasting performance in some situations and that the term of forecast present high accuracy, indicating the importance of ensemble forecasting as an auxiliary tool in agricultural crop monitoring.

Resumo em Português:

Foram examinadas tendências lineares nos índices de extremos climáticos derivados de dados de precipitação e temperatura para a estação meteorológica de Rio Claro, São Paulo - Brasil, para o período de 1966 - 2005, correspondente a 40 anos e os dados estão disponíveis no Instituto de Pesquisas Meteorológicas (IPMET) da Universidade do Estado de São Paulo (UNESP). Os índices climáticos baseados na precipitação não mostraram tendências com significância estatística. Quando correlacionados com os índices relacionados à TSM dos Oceanos Pacífico e Atlântico, as análises mostram influência fraca, mas positiva do El Niño e TNAI (Tropical North Atlantic Index) sobre o comportamento das chuvas sobre a região de Rio Claro. De forma geral, as temperaturas estão aumentando nos últimos 40 anos com um sinal de aumento na amplitude térmica diária, especialmente nos últimos anos devido ao aumento das temperaturas máximas.

Resumo em Inglês:

Linear trends in climate extreme indices derived from precipitation and temperature data at the Rio Claro station, São Paulo-Brazil, are examined for the 40-year period 1966-2005 and the dataset is available at the Instituto de Pesquisas Meteorológicas (IPMET) of the State University of São Paulo (UNESP). The precipitation based climate indices did not show statistically significant trends. When correlated with the SST related indices in the Pacific and Atlantic Oceans, the analysis shows some weak but positive influence of El Niño and the TNAI (Tropical North Atlantic Index) over the rainfall behavior of the Rio Claro region. Overall, the temperatures are rising in the last 40 years with an indication of increasing the diurnal temperature range, especially in the recent past due to an increase in the maximum temperature.

Resumo em Espanhol:

La elección del método de estimación de efectos determinísticos dentro de series climáticas es el punto de partida de la mayoría de los estudios sobre variabilidad climática. Este análisis es más sensible cuando se desea explorar sobre la presencia de fenómenos no lineales. Por esto, en este trabajo se analiza la robustez y estabilidad de diferentes métodos para estimar la onda anual en series de temperatura diaria. Se comparan distintos estimadores robustos y se muestra que el cálculo de la onda anual a partir de la mediana produce una estimación más robusta para períodos de información menores a 50 años. Sin embargo, para períodos mayores de información no se observan diferencias entre los distintos estimadores. Respecto a la persistencia de las series de temperatura se muestra que existe una dependencia entre el tiempo de independencia (To) y el período analizado (existe una variación interanual de To que puede variar entre 3 y 7 días). Además se observa un mayor To si se considera el término no lineal de las anomalías, es decir el análisis de ésta componente conduce a estimar efectos más persistentes que se ven afectados por la pendiente de la onda anual. Se muestra la presencia de asimetrías en la onda anual de temperatura que en algunos casos son producto de interacciones no lineales entre la onda anual y las perturbaciones. Por ultimo, los procesos que muestran una mayor dependencia con la onda anual evidencian una mayor persistencia de las anomalías cálidas. Esto esta asociado a procesos advectivos lentos donde las masas de aire cálido permanecen durante varios días, efecto que se evidencia en mejor medida sobre la temperatura mínima. Por esto se propone que en general, la estimación de las anomalías respecto de la onda anual debe contemplar los efectos independientes (lineales) y dependientes (no lineales) de la onda anual.

Resumo em Inglês:

The choice of estimation of deterministic effect method in climate series is usually the starting point for most studies on climate variability. This decision is more sensitive when the presence of nonlinear phenomena is explored. Therefore, this paper analyzes the robustness and stability of different methods to estimate the annual cycle in time series of daily temperature. Robust estimators are compared and show that the calculation of the annual cycle using the median is the more robust estimate for reporting periods of less than 50 years. However, for longer periods of information no differences between the various estimators were observed. Regarding the persistence of the temperature series, there is a dependency between the time of independence (To) and the period under review (there is a variation of To which can vary between 3 and 7 days). In addition, the non-lineal component of the anomalies tend to represent higher values of To if compared with the linear departures, i.e. the analysis of this component leads to estimate long lasting effects that are affected by the slope of the annual cycle. Asymmetries in the annual temperature cycle in some cases are the result of nonlinear interactions between the annual wave and disturbances. Finally, the processes that show higher dependence in the annual cycle are characterized by greater persistence of warm anomalies. This is associated with slow advective processes where warm air masses remain for several days. This effect is better represented for minimum temperature. Therefore it is proposed that in general, the estimation or design of the anomalies with respect to the annual wave should be considered as a series expansion that considers the independent effects (linear) and dependent (nonlinear) of the annual cycle.

Resumo em Português:

O presente artigo aborda a regionalização de curvas de permanência de vazões para os rios das regiões hidrográficas da Calha Norte e do Xingu no Estado do Pará. Os modelos tiveram como base de dados 25 estações fluviométricas localizadas nas referidas regiões. As curvas de permanência foram calibradas utilizando-se 5 modelos matemáticos de regressão (potência, exponencial, logarítmico, quadrático e cúbico). O modelo cúbico foi o que se ajustou melhor aos dados observados das estações da Calha Norte. Já para a região do Xingu, foi o modelo exponencial, que melhor se ajustou. Modelos de regionalização foram estabelecidos, usando-se a técnica de regressão múltipla. A variação espacial dos parâmetros dos modelos, foi explicada em termos de área de drenagem, precipitação média anual, comprimento e desnível do rio. Os modelos foram validados através de duas bacias-alvo de cada região, obtendo resultados satisfatórios pelos ajustes gráficos das vazões simuladas e observadas. Matematicamente, o bom ajuste foi representado pelos erros quadráticos relativos médios percentuais e coeficientes de Nash-Sutcliffe calculados para o modelo cúbico (Calha Norte) e exponencial (Xingu). O bom desempenho dos modelos, os credencia na estimativa das curvas de permanência de vazões das regiões de estudo.

Resumo em Inglês:

This paper describes the regionalization of flow duration curves for rivers located in the Calha Norte and Xingu hydrologic regions, in the Brazilian state of Pará. Recorded data at 25 stream gauge stations located in the regions were used for model fitting. The flow duration curves were calibrated by using of 5 regression models (power, exponential, logarithmic, quadratic, and cubic). The cubic model was found to be the best-fit to the flow duration curves of the Calha Norte. The exponential model was found to be the best-fit to the flow duration curves of the Xingu. The spatial variation of each model parameter was studied in order to explain its corresponding variation in terms of the drainage area, mean annual precipitation, river length and slope. The models were validated to estimating the flow duration curves at two chosen watersheds of each region, with good agreement of the simulated and observed plotting flows. In mathematical words, the good fitting was represented by the relative mean square error and the Nash-Sutcliffe coefficient calculated for the cubic model (Calha Norte) and for the exponential model (Xingu) . The good performance of the models suggests that they can be used to simulate the flow duration curves for the considered regions.

Resumo em Português:

O presente estudo objetiva determinar e analisar os principais padrões climatológicos da precipitação na Amazônia Oriental, e associá-los aos sistemas meteorológicos que atuam na região, com base na precipitação mensal de 128 postos pluviométricos para o período 1980-2009. Empregou-se o método de Análise Fatorial em Componentes Principais (ACP) e Agrupamento Hierárquico de Ward para determinar os principais padrões de variabilidade espaço-temporal e identificação das regiões homogêneas de precipitação, respectivamente. Os resultados obtidos pela ACP mostraram a existência de três padrões pluviométricos ou estações da precipitação climatológica que explicaram aproximadamente 92% da variância total dos dados. A primeira, estação chuvosa, é influenciada diretamente pela atuação da Zona de Convergência Intertropical (ZCIT), principal mecanismo gerador de chuvas no norte da região. A segunda, estação de transição, está associada a eventos de grande e mesoescala, tal como a ZCIT e as Linhas de Instabilidade. A terceira estação, a menos chuvosa, evidencia a influência da atuação da Zona de Convergência do Atlântico Sul, associada à penetração de sistemas frontais oriundos da região S/SE do Brasil, bem como sistemas de escala local. Sugere-se que as oscilações interanuais da precipitação sazonal são principalmente devidas à variabilidade climática associada aos eventos ENOS e de Dipolo do Atlântico. Identificaram-se e caracterizaram-se quatro regiões homogêneas de acordo com as variabilidades sazonais e interanuais de precipitação na Amazônia Oriental.

Resumo em Inglês:

This paper aims to determine and analyze the main climatological patterns of the precipitation over the Eastern Amazon, and associate them with the weather systems operating in the region, based on monthly rainfall at 128 meteorological stations for the period 1980-2009. The methods of Principal Components Factor Analysis (PCA) and Ward Hierarchical Grouping were used to determine the main patterns of space-time variability and to identify homogeneous regions of precipitation, respectively. The results obtained by PCA showed the existence of three rainfall patterns or seasons of the climatological rainfall, which explained approximately 92% of the total data variance. The first one, the rainy season, is directly influenced by the Intertropical Convergence Zone (ITCZ), the main mechanism generating rainfall in the northern region. The second one, the transition season, is associated with large and mesoscale events, such as ITCZ and Instability Lines. The third and drier season, shows the influence of the South Atlantic Convergence Zone, associated with the frontal system penetration coming from the S/SE of Brazil, as well as systems of local scale. It is suggested that the interannual variations of seasonal rainfall is mainly due to climate variability associated with events of ENSO and the Atlantic Dipole. Four homogeneous regions were identified and characterized according to the seasonal and interannual variability of precipitation over the Eastern Amazon.

Resumo em Português:

O presente estudo tenta trazer um novo ponto de vista sobre a importância do Oceano Atlântico Equatorial no padrão sazonal, durante o período de verão e de outono da região Amazônica. Desta maneira, contribui de uma forma diferente para os estudos na área de modelagem climática e variabilidade pluviométrica na região. Para isto, foi utilizado o modelo RegCM3, com esquema de convecção Grell, aplicando a técnica donwscaling e utilizando como condição inicial os dados de reanalise do NCEP/NCAR. Após a obtenção das simulações foi aplicado o método estatístico Viés para avaliar o quanto o modelo consegue reproduzir a precipitação sazonal. Em uma primeira análise, constata-se que o modelo é sensível a entrada de SF ou ZCAS, bem como, aproxima-se da dinâmica dos trópicos e extratropicos. Os resultados sugerem que a baixa resolução e a parametrização Grell são os principais fatores para a inadequação da qualidade das simulações. Apesar de o esquema Grell ser indicado para regiões com intensa convecção e fortes movimentos verticais, o mesmo necessita ser ajustado com as características físicas da região. Este estudo contribuiu para o aprimoramento dos modelos climáticos regionais para a região amazônica, considerando a contribuição dos processos oceano-atmosfera, durante o período de verão e outono do hemisfério sul.

Resumo em Inglês:

The present study tries to bring a new perspective of the Equatorial Atlantic Ocean importance on seasonal pattern, during the summer and fall on the Amazon region. It contributes in a different way for studies in the area of climate modeling and variability of rainfall over the region. For this study, we used the model RegCM3 with Grell convection scheme, applying the donwscaling technique and using, as initial condition, NCEP/NCAR reanalysis data. After the simulations statistical method of the Bias was applied to evaluate how the accurately the model can reproduce the reanalysis seasonal rainfall. In a first analysis, it appears that the model is sensitive to FS or SAZC occurrences, as well as approaching the dynamics of the tropics and extratropics. The results suggest that the low resolution and the Grell parameterization are the main factors for inadequate quality of the simulations. Although the Grell scheme is suitable for areas with intense convection and strong vertical movements, an adjustment to the physical characteristics of the region is required. This study contributed to the improvement of regional climate models for the Amazon region, considering the contribution of ocean-atmosphere processes, during the summer and autumn in the southern hemisphere.

Resumo em Português:

A Baixa do Chaco (BCH) é um sistema característico da estação chuvosa e um dos componentes das Monções da América do Sul. O presente trabalho analisa aspectos ainda não definidos da BCH, como seu ciclo de vida e os processos físicos associados, assim como, o papel que este sistema desempenha na circulação atmosférica. O estudo tem como foco os meses de verão e utiliza as reanálises elaboradas com o modelo Eta/CPTEC (2000-2004). A metodologia se baseia na escolha de três mínimos e máximos de pressão no ponto 22ºS,60ºW para cada mês do período analisado, a partir dos quais se realizaram compostos dos casos "baixos" e "altos". O ciclo de vida da BCH está relacionado com a passagem de uma perturbação de tipo frontal, de escala sinótica ou maior, que afeta especialmente a baixa troposfera. A variabilidade da BCH está associada a fortes anomalias de temperatura, vento e umidade em boa parte da porção tropical e subtropical da América do Sul. Existe também uma clara relação entre a BCH e outros sistemas típicos dessa região, como a Zona de Convergência do Atlântico Sul, a Baixa do Noroeste Argentino e o Jato de Baixos Níveis. A BCH desenvolve-se, em média, devido à ocorrência de precipitação convectiva e à presença de céu claro, enquanto que sua dissipação está ligada à advecção fria pós-frontal.

Resumo em Inglês:

The Chaco Low (CHL) is a typical feature of the rainy season and an important component of the South American Monsoon System. In this work we describe several aspects of the Chaco Low do not define yet, including its lifecycle and associated processes, as well as its role on the continental-scale circulation. The study focuses on the summer months using the ETA-CPTEC reanalysis (2000-2004). A composite of "high" and "low" CHL stages was performed using three monthly cases of maximum and minimum surface pressure at 22°S-60°W. The CHL lifecycle is related with the passage of a frontal-like disturbance of synoptic scale (or larger) affecting the lower troposphere, and occurs in concert with strong anomalies of temperature, wind and moisture over tropical/subtropical South America. There is also a clear connection between the CHL and other regional systems such as the South Atlantic Convergence Zone, the Northwestern Argentinean Low and the Low Level Jet. The deepening of the low is related with the occurrence of convective precipitation and clear skies, while the weakening of the low is mainly due to post frontal cold advection.

Resumo em Português:

Na Região Metropolitana de São Paulo, a rede de monitoramento da qualidade do ar registra frequentemente valores de concentração de ozônio superiores aos estabelecidos pela legislação em vigor no Brasil. Em algumas ocasiões, condições meteorológicas favoráveis ao processo de formação de ozônio possibilitam a ocorrência de altas concentrações de ozônio durante diversos dias consecutivos na região. A influência de condições meteorológicas no episódio de poluição, registrado entre os dias de 24 de fevereiro e 05 de março de 2003, foi avaliada através de simulações numéricas com o modelo SPM-BRAMS. Estudos observacionais mostram que a ocorrência de ventos fracos, principalmente, durante o período noturno e durante as manhãs, favorece a formação de altas concentrações de ozônio sobre a região. O horário de entrada e a atuação da brisa marítima são fundamentais para o transporte do ozônio e de seus precursores. Essas condições foram bem simuladas pelo modelo. Para os dias mais críticos, quando diversas estações de monitoramento registraram a ocorrência de violações ao padrão nacional de qualidade do ar, o modelo simulou adequadamente as condições atmosféricas determinantes para a manutenção de valores elevados nas concentrações de ozônio, sem a necessidade de nenhum procedimento artificial ao longo das integrações.

Resumo em Inglês:

In the Metropolitan Area of Sao Paulo, air quality monitoring network often register ozone concentration values higher than those established by Brazilian legislation. In some occasions, weather conditions favorable to ozone formation allow the occurrence of high concentration values for several consecutive days in the area. The influence of meteorological conditions on the air pollution episode registered between February 24 and March 05, 2003 was assessed through numerical simulations with the SPM-BRAMS model. Observational studies show that the occurrence of calm winds, especially during the night and morning, favor the formation of high ozone concentration values over the region. The penetration time and the influence of the sea breeze are essential for the transport of ozone and its precursors. These conditions were well simulated by the model. For the most critical days, when several monitoring stations recorded the occurrence of violations to the ozone National Air Quality Standard, the model simulated properly the atmospheric conditions needed for the maintenance of high ozone concentration values, without any artificial procedure during the integrations.

Resumo em Português:

Este estudo visa apresentar uma análise atmosférica da variabilidade espacial e temporal da Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) nas cidades de Belém, Jakarta e Nairóbi, que estão localizadas sobre os continentes da América do Sul, Ásia e África, respectivamente. Para isso, foram utilizados dados diários de precipitação observada e radiação de onda longa para o período de 1999 a 2008, e aplicadas as técnicas matemáticas e estatísticas, como a média aritmética e a transformada em ondeletas Morlet. Em geral, os resultados indicam que do ponto de vista espacial, a precipitação mensal varia consideravelmente, pois as três cidades estudadas localizam-se em diferentes continentes da faixa tropical. Isto ocorre principalmente, durante os meses de Janeiro a Maio, período de maior atuação da ZCIT no hemisfério sul. As variações atmosféricas observadas, a partir dos escalogramas de fase, - de ondeleta indicam que as escalas interdecadal, anual, interanual e intrassazonal são moduladoras da precipitação. Tais escalas podem ser representadas pelos mecanismos oceano-atmosfera dos fenômenos El Niño Oscilação Sul e da oscilação intrassazonal de Madden e Julian. A contribuição destes fenômenos na distribuição da chuva nessas regiões é evidente durante o período estudado, sendo que Nairóbi, apesar de estar localizada em latitude semelhante à de Belém, apresenta pouca evidência do ciclo anual e forte na escala interdecadal. No caso de Belém e de Jakarta as oscilações de múltiescala de precipitação concentram-se nas escalas dos mecanismos moduladores da chuva associados com o ciclo anual e intrassazonal, durante todo o período.

Resumo em Inglês:

This study aims to present an atmospheric analysis of spatial and temporal variability of the Intertropical Convergence Zone (ITCZ) in Belem, Jakarta and Nairobi, which are located on the continents of South America, Asia and Africa, respectively. For this, daily precipitation and observed long wave radiation data for the period 1999 to 2008 were used, and mathematical and statistical techniques, such as the arithmetic mean and the Morlet wavelet transform were applied. In general, the results indicate that spatially, the month rainfall varies considerably, since that the three studied cities are located far apart in different continents in the tropical zone. This occurs mainly during the months from January to May, period of greatest activity of the ITCZ in the southern hemisphere. The atmospheric variations observed from the phase wavelet scalograms indicate that the interdecadal scales, annual, interannual and intraseasonal scales are rainfall modulators. Such scales can be represented by the ocean-atmosphere phenomenon mechanisms of El Niño Southern Oscillation and intraseasonal oscillation of Madden and Julian. The contribution of these phenomena to the rainfall distribution over these regions is evident during the study period, and Nairobi, in spite of being located at latitude similar to that of Belem, shows low evidence of the annual cycle and high at interdecadal scale. In the case of Belem and Jakarta oscillations at multiscale rainfall concentrated in the mechanisms scales that modulate the rain associated with the annual cycle and intraseasonal cycle during the period.

Resumo em Português:

O objetivo desse estudo foi avaliar um método simplificado, baseado em classes de NDVI para refinamento das imagens de temperatura da superfície (Ts), obtidas pelo sensor TM do Landsat 5 referentes aos anos de 2005 e 2006. Para tanto, foram propostos e comparados três modelos de refinamento baseados no método de regressão linear. Os erros percentuais e erros médios quadráticos obtidos com a utilização dos modelos avaliados foram, respectivamente, da ordem de 0,37% e 1,38 ºC, enquanto o modelo original apresentou erro médio quadrático da ordem de 1,32 ºC. Foram constatados que os erros obtidos com as calibrações realizadas não influenciaram significativamente nos valores médios das imagens termais, e que os resultados contribuíram substancialmente para a melhoria da resolução espacial das mesmas. O refinamento permitiu ainda a identificação precisa de alvos da superfície e a identificação de feições não detectáveis na resolução original. Isto evidencia que o método simplificado sugerido neste estudo, permite um refinamento preciso com uma forma de obtenção mais simples em relação ao modelo original.

Resumo em Inglês:

The objective of this study was to use a simplified method based on NDVI classes for the sharpening of the Landsat 5 - TM surface temperature images (Ts) obtained during the years of 2005 and 2006. Thus, three sharpening models, based on the linear regression method, were proposed and compared. The relative and the root mean square errors obtained through the suggested models were of 0.37% and 1.38 ºC, respectively, while the original model presented root mean square error of 1.32 ºC. It was verified that the errors obtained with the accomplished calibrations did not significantly influence in the average values of the thermal images and the results contributed substantially to the improvement of their spatial resolution. The sharpening allowed the precise identification of the targets and features undetectable at the original spatial resolution. This evidences that the simplified method, suggested in this study, allows an accurate sharpening more easily applicable than the original model.