Influência do Enso, Sam e Psa na precipitação do sudeste da América do Sul de 1951 a 2020

Abstract

Este trabalho analisou a influência temporal e espacial de três modos de variabilidade climática: o El Niño – Oscilação Sul (ENSO), Modo Anular do Hemisfério Sul (SAM) e Modo Pacífico – América do Sul (PSA); e Baixa do Mar de Amundsen (BMA), na precipitação anômala do Sudeste da América do Sul (SEAS) entre 1951 e 2020. Foram utilizadas as reanálises CRU versão 4.05 com resolução de 0,5° x 0,5° para precipitação, bem como as variáveis de altura geopotencial, vento zonal e meridional e pressão em nível do mar provenientes do NCEP/NCAR também com resolução de 0,5° x 0,5°. Inicialmente, o SEAS foi regionalizado pela análise de agrupamento hierárquico, sendo dividido em três setores: argentino, uruguaio e brasileiro. Posteriormente, foram feitas análises temporais utilizando quebras estruturais, regressão linear e transformada de ondaletas. As análises espaciais foram realizadas por meio de composições e funções ortogonais empíricas. Foram encontradas quebras estruturais no SEAS Argentino entre 1965-1984 e no SEAS Brasileiro entre 1981-1982. Após as quebras estruturais, as ondaletas identificaram um aumento de frequência e intensidade nas anomalias positivas e redução de frequência e aumento de intensidade nas anomalias negativas nestes setores. As regressões utilizando as anomalias de precipitação do SEAS e os índices ENSO, SAM, PSA e BMA detectaram que todos os índices afetam a precipitação do SEAS com e sem defasagem. A mudança no padrão de precipitação ocorreu após o evento de El Niño de 1982-83 e pela tendência do SAM à fase positiva de até 0,8 desvios padrões, que também influenciou o índice PSA a uma tendência negativa de até -0,5 desvio padrão. Esta inversão fez com que a fase negativa do PSA e BMA se tornasse inversamente proporcional às anomalias de precipitação no SEAS Argentino, bem como contribuiu para o aumento das anomalias nos setores uruguaio e brasileiro em até 60 mm acima da média. O PSA mostrou relações diretamente proporcionais com o El Niño (La Niña) antes (após) da sua mudança de tendência. Na parte argentina, o PSA é inversamente proporcional. No SEAS Uruguaio, o índice PSA variou direta e indiretamente em vários momentos. No SEAS Brasileiro, há uma relação inversa entre a fase negativa do PSA e o aumento das anomalias de precipitação. Este movimento ocorreu a partir de 1986. A inversão na variação das séries temporais sugere que a influência do ENSO altere a influência do PSA no SEAS Brasileiro em casos de El Niño e La Niña fortes. As componentes da EOF revelaram relações inversas dos subtrópicos tanto com o polo (de -50 a 75%) quanto com os trópicos (-75%). A oscilação temporal do dipolo encontrado na primeira componente contribuiu para as quebras estruturais vistas no SEAS Argentino e Brasileiro. Identificamos que o PSA influencia as anomalias de precipitação do SEAS em até 50% dos casos. A contribuição desta teleconexão climática para as anomalias de precipitação dependerá tanto da região do SEAS a ser estudada quanto da atuação conjunta dos demais modos de variabilidade climática.

This work analyzed the temporal and spatial influence of three climatic modes of variability, El Niño – Southern Oscillation (ENSO), Southern Annular Mode (SAM) and the Pacific – South America mode (PSA) and the Amundsen Sea Low (ASL) in the precipitation anomalies in Southeastern South America (SEAS) from 1951 to 2020. Reanalysis from CRU (version 4.05) were used with 0.5ºx0.5º of resolution grid for precipitation database and NCEP/NCAR reanalysis were used, also with the same resolution, for geopotential height, zonal and meridional wind database. Firstly, SEAS was regionalized with cluster analysis and divided in three sectors: Argentinean, Uruguayan and Brazilian. Temporal analyses were created by using structural breaks, linear regression and wavelet transform. For spatial analyses, compositions and empirical orthogonal functions were generated. It was found that structural breaks in Argentinean sector between 1965 and 1984. Also, Brazilian sector revealed a structural break during 1981 and 1982. After, wavelet identified an increasing in frequency and intensity in positive anomalies and a decrease (increase) in frequency (intensity) in negative anomalies in these two sectors. Linear regressions detected that all climate modes of variability index affected precipitation in all SEAS, with and without lags. The change in precipitation patterns occurred after the 1982-83 El Niño episode and also because of the SAM (PSA) positive (negative) tendency of 0.8 (-0.5) standard deviations. This inversion have contributed to PSA/BMA index became inversely proportional to precipitation anomalies in Argentinean SEAS, as well as cooperated to an increasing in positive anomalies in Uruguayan and Brazilian sector by up to 60 mm above average. PSA index was directly proportional to El Niño (La Niña) before (after) the change in its tendency. In Argentinean sector, PSA is inversely proportional to precipitation anomalies. In Uruguayan SEAS, PSA index varied directly and inversely in different moments. In Brazilian SEAS, it was found an inversely relation between negative phase of PSA and the increasing of positive precipitation anomalies. This change occurred since 1986. The inversion of time series variation suggested that ENSO influence had altered the PSA influence in Brazilian SEAS during strong El Niño and La Niña events. The EOF components revealed inverse relations with subtropics with the polar (from -50 to 75%) and with the tropics (-75%). Temporal oscillation os the dipole found in first component have contributed to structural breaks in Argentinean and Brazilian SEAS. We identified that PSA index influences precipitation anomalies in SEAS region in up to 50% of cases. The contribution of this teleconnection to the precipitation anomalies will depend of the region o SEAS and the joint action of the other climatic modes of variability.