Estudo estatístico da ocorrência de jatos no perfil vertical do vento na baixa atmosfera e a sua relação com eventos de intensa precipitação pluvial no Rio Grande do Sul

Abstract

Neste estudo buscou-se entender as relações dos Jatos de Nível Baixo (JNB) na geração de convecção em escala sinótica e a sua associação com eventos de intensa precipitação. Observou-se o perfil vertical do vento através de radiossondagens realizadas no Aeroporto Internacional Salgado Filho em Porto Alegre e em Uruguaiana no interior do estado do Rio Grande do Sul, Brasil. Analisou-se a sua variabilidade sazonal, intra e inter-sazonalidade. Estimaram-se suas escalas e intensidades predominantes, descrevendo a interação dos JNB's e o seu importante papel na circulação geral da atmosfera e no transporte de vapor de água e calor das regiões equatoriais para regiões de latitudes médias, influenciando diretamente o balanço hídrico de extensas bacias hidrográficas interligadas neste transporte. Os JNB's associados neste intenso transporte apresentam uma tendência de estarem ligados a eventos convectivos noturnos e na geração de Complexos Convectivos de Mesoescala (CCM), que geram elevados índices pluviométricos que podem causar importante impacto econômico. Utilizam-se várias técnicas estatísticas para realização deste estudo, como a Análise das Componentes Principais, Classificação Não-Hierárquica dos JNB's, cálculo das correlações dos sinais das séries temporais dos JNB's e as precipitações, com a utilização de técnicas "Bootstrap", uso de técnicas geoestatísticas, com o cálculo do variograma da precipitação máxima e dos seus dias de evento com ajustamento de um modelo para o variograma teórico. Realiza-se a modelagem com o uso do modelo meteorológico "Model Mesoscale Five" (MM5) para estudar a estrutura e caracterizar o transporte realizado pelo JNB. O emprego destas metodologias facilita o entendimento da complexidade das interações de diferentes escalas meteorológicas envolvidas nos processos sinóticos de macro e mesoescala. Em tal complexidade, o trabalho realizado pelos JNB's nesta interação é o de ser a escala efetiva de transporte na baixa atmosfera, que realiza o importante papel de acoplar a meteorologia regional e o ciclo hidrológico em escala continental.

This study analyses the relation between Low-Level Jets (LLJ) generating convection at the synoptic scale, and associated events of intense rainfall, using vertical wind profiles obtained by radiosonde at the Salgado Filho International Airport in Porto Alegre, Brazil, and at Uruguaiana, in the interior of the State of Rio Grande do Sul. Both within-season and between-season variability’s are analysed, and their scales and predominant intensities are estimated. The work describes the important role of LLJs in general atmospheric circulation and in the transport of heat and water vapour from equatorial regions to the middle latitudes, directly influencing the water balance of extensive drainage basins affected by this transport. The LLJs involved in this large-scale transport tend to be associated with nocturnal convective events and with the generation of Mesoscale Convective Complexes (MCCs), giving high rainfall intensities, which may have important economic consequences. To describe the relations involved, the study uses a range of statistical methods including principal component analysis, non-hierarchical classification of LLJs, correlation between signs of LLJ time series and rainfall, using bootstrap methods. Geostatistical methods were used to fit a theoretical variogram to maximum annual rainfalls and their times of occurrence. High-resolution modelling of a synoptic system with LLJs was used to study its structure and to characterise the transport mechanisms, by means of the meteorological model “Model Mesoscale Five” (MM5). Use of these methods helps to understand the complex interactions operating at meteorological scales involved in synoptic processes, from macro- to meso-scale. In such complexity, the role played by LLJs in this interaction is to be the effective transport scale in the lower atmosphere, thereby coupling regional meteorology and water circulation at the continental scale.