Variabilidade do transporte meridional de energia associada ao Enso e ao Modo anular do hemisfério norte

Abstract

Neste trabalho procedeu-se ao cálculo do integral vertical do transporte meridi-onal de energia na atmosfera, utilizando dados das reanálises ERA-Interim do European Centre for Medium Range Weather Forecasts (ECMWF), para o perí-odo compreendido entre janeiro de 1979 e dezembro de 2012. Uma vez que as reanálises ERA-Interim não conservam a massa da atmosfera, propõe-se uma correção para o transporte meridional, integrado zonalmente e verticalmente. A correção foi aplicada individualmente aos transportes de calor sensível, calor latente e de energia potencial. Os resultados mostram a importância da aplica-ção do método de correção aqui proposto, para a obtenção de melhores estima-tivas do transporte meridional de energia na atmosfera, bem como para a dimi-nuição dos fluxos de energia através do equador. Os valores do transporte e dos fluxos através do equador obtidos neste trabalho, são comparáveis aos de ou-tros trabalhos, que aplicaram métodos de correção diferentes. Obteve-se ainda a decomposição estatística do transporte das várias formas de energia (sem correção ao fluxo de massa) nas circulações transiente, estacionária e meridio-nal média. Com os dados do transporte meridional de energia corrigido, calcularam-se os compósitos do transporte de energia para eventos de El Niño e para eventos de La Ninã. Os resultados mostram que grande parte da variabilidade do transporte de energia devida a estes eventos está associada a variações de intensidade da célula de Hadley, sendo o transporte maior durante períodos de El Niño e em dezembro-janeiro-fevereiro (DJF). Procedeu-se também ao cálculo das correla-ções cruzadas entre as anomalias do transporte de energia e os índices tempo-rais do modo anular do Hemisfério Norte aos 1000 hPa (Oscilação Ártica (AO)) e aos 50 hPa (associado a variações da intensidade do vórtice polar estratosfé-rico). Os resultados sugerem que o deslocamento para latitudes mais elevadas dos sistemas de tempo, acompanhando alterações de amplitude e/ou fase das ondas planetárias em resposta a variações da intensidade do vórtice polar, po-derá funcionar como um dos mecanismos para o estabelecimento da fase posi-tiva da AO. Este resultado contraria a ideia prevalecente na literatura de que é a variabilidade da AO que modula as trajetórias dos sistemas de tempo. O índice da AO será apenas a manifestação estatística dos processos que determinam a variabilidade da circulação na baixa troposfera. Por fim, para validar os resulta-dos das correlações anteriores, calcularam-se os compósitos das anomalias di-árias do transporte de vapor de água, para períodos em que se observa uma intensificação rápida da AO, tendo-se chegado às mesmas conclusões que na análise das correlações cruzadas.

In this work the vertically integrated meridional energy transport by the atmos-phere was computed using ERA-Interim reanalysis data from the European Cen-tre for Medium Range Weather Forecasts (ECMWF). The data covers a period of 34 years, from January 1979 to December 2012. Since ERA-Interim reanalysis have errors associated with mass conservation, in this work it is proposed a cor-rection method for the mass flux divergence in the evaluation of the vertically integrated meridional energy transport. This transport was obtained for the sen-sible heat, latent heat, potential energy and total energy (sum of the previous forms of energy, plus kinetic energy). The results show the importance of imple-menting the correction method here proposed, to obtain better estimates of the meridional energy transport in the atmosphere and reduction of the cross equa-torial mass fluxes. The values of the transport and cross equatorial fluxes, ob-tained in this study are comparable to those of other studies that applied different correction methods. The transport was also statistically decomposed into contri-butions from transient, stationary and mean meridional circulations (without mass flux correction). With the data from the corrected energy transport, the composites of the energy transport onto El Niño and La Niña events were computed. The results show that much of the variability of the energy transport due to this events is associated with variations in the intensity of the Hadley cell, and that the largest values of transport occur during El Niño periods in DJF. Cross-correlations between daily anomalies of the energy transport and temporal index of the annular modes at 1000 hPa (associated with Arctic Oscillation variability (AO)) and 50 hPa (asso-ciated with stratospheric polar vortex intensity) were also obtained. The results show that the northward displacement of the weather systems and changes in amplitude/phase of planetary waves in response to the variations in stratospheric polar vortex intensity, could work as one of the mechanisms for the establishment of the AO positive phase. This result contradicts the idea that AO variability mod-ulates transient weather systems trajectories. The AO index may be only the ex-pression of the processes that determine the variability of the circulation in the low troposphere. Finally, to validate the results of the cross-correlations, the daily transport anomalies were composited for the periods of strong intensification of the AO, leading to the same conclusions as in the cross-correlations analysis.