Dinâmica e variabilidade do vapor de água na Península Ibérica

Abstract

O papel da atmosfera no Ciclo Hidrológico é fundamental. É na atmosfera que ocorrem os movimentos verticais que, com o arrefecimento adiabático, levam à condensação e à formação de nuvens. E as nuvens são as “células” geradoras da precipitação que inicia o ramo terrestre do ciclo da água. É, também, na atmosfera que se realiza o transporte de água, sobretudo na fase vapor, que suscita o importante ramo aéreo do Ciclo Hidrológico. Os propósitos principais desta dissertação foram: descrever a dinâmica do vapor de água na atmosfera, indagar as causas físicas que estão por detrás da variabilidade da divergência do vapor de água e sua ligação com os padrões de circulação atmosférica. Para descrever a dinâmica, considerando uma escala global e regional da Península Ibérica (PI), foi necessário proceder a um estudo do comportamento latitudinal, meridional e vertical de alguns campos meteorológicos, como por exemplo, humidade específica e água precipitável. O campo da divergência é seguramente o mais importante para a conexão dos ramos aéreo e terrestre, pois o valor numérico é equivalente à taxa da diferença entre a evaporação e a precipitação. A variabilidade foi estudada pela análise de Componentes Principais, a qual subdividiu a Península Ibérica em três regiões que descrevem 91% da variância total. De forma semelhante as séries temporais que descrevem a evolução dos padrões espaciais foram correlacionadas com os padrões de circulação. Esta correlação revelou que os padrões NAO, EA/WR e WP são os principais factores que influenciam a variabilidade da divergência do vapor de água na Península Ibérica.

ABSTRACT: Water is the source of all life on earth. The distribution of water, however, is quite varied; many locations have plenty of it while others have very little. Water exists on earth as a solid, liquid or gas. Oceans, rivers, clouds, and rain, all of which contain water, are in a frequent state of change. However, the total amount of the earth's water does not change. The circulation and conservation of earth's water is called the Hydrologic Cycle. The Hydrologic Cycle has two major branches: the terrestrial and the atmospheric branches. The terrestrial branch consists of the inflow, outflow, and the storage of water in its various forms on and in the continents and in oceans, while the atmospheric branch consists of the atmospheric transports of water. The main purposes on this thesis are: to describe the dynamics of water vapor in the atmosphere and to understand the physical causes behind the variability of divergence of water vapor and its connection with the circulation patterns. The importance of the divergence field of water vapor in the atmosphere depends on its relationship with the mean difference of evaporation and precipitation. The spatial variability of the water vapor divergence was examined using principal component analysis. The divergence fields are well represented by the first three principal components, which describe 91% of the total variance. The relationship between the three leading PCs and circulation patterns was also investigated. The PC1 is related to East Atlantic/West Russia Pattern (EAWR). The PC2 is related to West Pacific Pattern (WP) and to the North Atlantic Oscillation (NAO), while the PC3 depends mainly on West Pacific Pattern (WP) influences.