ABSTRACT This paper analyzed the anomalous rainy austral summer of 2020 over the southeastern region of Brazil (SEB), investigating its possible mechanisms. The SEB experienced dry summers in the years before 2020; however, the austral summer of 2020 in this region was the wettest since 1991. A wave train starting from the Indian Ocean to the Pacific Ocean, plus a wave train from the tropical north (U-shape), and another from the western equatorial Pacific (PSA-like) contributed to an anomalous anticyclonic circulation at high levels southward South America. This merged wave train continued its path with an anomalous cyclonic circulation over the southern region of Brazil and the state of Sao Paulo, and anticyclonic northward, enhancing (inhibiting) convection over SEB (southern Brazil). Besides, the Southern Annular Mode (SAM) pattern was in a positive phase, and there were negative sea surface temperature (SST) anomalies near SEB and Argentina, contributing for the configuration over the continent. Comparisons of the main differences between the austral summer of 2019 (dry) and the summer of 2020 show there was no anomalous divergence at high levels over the Indian Ocean in 2019, triggering a wave train from this region to the Pacific. The two wave trains from the Pacific merged in an anomalous anticyclonic circulation over the southeastern Pacific, near the South American coast. The SAM pattern was neutral in 2019; however, there were positive SST anomalies near SEB, southern Brazil and Argentina coastal. The South Atlantic SST and the wave trains generated an anticyclonic anomalous circulation over the southern region of Brazil and cyclonic northward, in opposition to the 2020 configuration.

RESUMEN Se analizan las anomalías del verano austral húmedo de 2020 en el sudeste de Brasil (SEB) y se investigan sus posibles mecanismos. En los años previos a 2020 se registraron veranos secos en el SEB; no obstante, el verano de 2020 fue el más lluvioso desde 1991. Un tren de ondas iniciado en el océano Índico con dirección al océano Pacífico, más un tren de ondas del norte tropical (con forma de U) y otro del Pacífico ecuatorial occidental (similar al patrón Pacífico-América del Sur), contribuyeron a una circulación anticiclónica anómala en altos niveles hacia el sur de Sudamérica. Este tren de ondas combinado continuó su trayectoria como circulación ciclónica anómala sobre el sur de Brasil y el estado de Sao Paulo, y como circulación anticiclónica hacia el norte, acentuando/inhibiendo la convección sobre el SEB. Por otra parte, el patrón del Modo Anular del Sur (SAM, por sus siglas en inglés) se encontraba en fase positiva y se detectó la presencia de anomalías negativas en la temperatura superficial del mar (SST) cerca del SEB y Argentina, lo cual contribuyó a la configuración del fenómeno sobre el continente. Comparaciones entre el verano austral de 2019 (seco) y el de 2020 para establecer sus principales diferencias muestran que no hubo una divergencia anómala en altos niveles sobre el océano Pacífico en 2019 que haya desencadenado un tren de ondas de esta región al Pacífico. Los dos trenes de ondas procedentes del Pacífico se combinaron como circulación anticiclónica anómala sobre el Pacífico sudoccidental, cerca de la costa de Sudamérica. El SAM fue neutral en 2019; sin embargo, hubo anomalías positivas de la SST cerca del SEB, el sur de Brasil y la costa de Argentina. La SST del Atlántico sur y los trenes de ondas generaron una circulación anticiclónica anómala sobre el sur de Brasil y ciclónica hacia el norte, en contraposición con la configuración de 2020.

ABSTRACT The Southern Annular Mode (SAM) is an extratropical pattern that influences the climate of all Southern Hemisphere. However, the variability of this mode is an active area of research. The influence of lower frequency modes on SAM is a path to better knowledge about this pattern. The relationship between Quasi-Biennial Oscillation (QBO) and SAM’s counterpart in the Northern Hemisphere (Northern Annular Mode) has been addressed by previous work. Still, few studies focus on the association between QBO and SAM. The goal of this work was to evaluate the possible QBO-SAM relationship through statistical analyses. This association was investigated by comparing QBO and SAM indices, the latter on different levels of the troposphere and stratosphere, for the 1981-2010 period. The wavelet analysis showed that the SAM indices for troposphere and stratosphere presented variability in many scales, including a two-year band. Cross-wavelets techniques between QBO and SAM ratified that this relation has a complex interaction. There was a significant common high power around the two-year band, with lags varying over the analyzed period, including no lag. Further analysis without lag confirmed previous studies, indicating that the negative (positive) SAM phase is more frequent for easterly (westerly) QBO. However, this was not valid for all months. Some additional analysis suggested that the upward wave propagation to the stratosphere for each QBO phase changes the stratospheric jet and, consequently, the SAM phase.

RESUMEN El Modo Anular del Sur (SAM) es un patrón extratropical que influye en el clima de todo el hemisferio sur. Sin embargo, la variabilidad de este modo es un área de investigación activa. La influencia de los modos de frecuencia más baja en SAM es un camino hacia un mejor conocimiento sobre este patrón. La relación entre la Oscilación Cuasi-Bienal (QBO) y la contraparte de SAM en el Hemisferio Norte (Modo Anular del Norte) se ha abordado en trabajos anteriores. Aún así, pocos estudios se centran en la asociación entre QBO y SAM. El objetivo de este trabajo fue evaluar la posible relación QBO-SAM mediante análisis estadísticos. Esta asociación se investigó comparando los índices QBO y SAM, este último en diferentes niveles de la tropósfera y la estratósfera, para el período 1981-2010. El análisis de ondeletas mostró que los índices SAM para la tropósfera y la estratósfera presentaban variabilidad en muchas escalas, incluida una banda de dos años. La técnica de ondeletas cruzadas (“cross-wavelets”) entre QBO y SAM identificó que dicha relación tiene una interacción compleja. Hubo una alta potencia común significativa alrededor de la banda de dos años, con rezagos que variaron durante el período analizado, incluido sin rezago. Un análisis adicional sin rezago confirmó estudios previos, lo que indica que la fase SAM negativa (positiva) es más frecuente para QBO del este (oeste). Sin embargo, esto no fue válido para todos los meses. Algunos análisis adicionales sugirieron que la propagación de ondas ascendentes a la estratósfera para cada fase de QBO cambia el chorro estratosférico y, en consecuencia, la fase de SAM.

As chuvas intensas na Região Sudeste freqüentemente causam enchentes e deslizamentos, principalmente nas proximidades da Serra do Mar. Por esta razão, o estudo de eventos intensos nesta região é importante para entender o comportamento dos mesmos e melhorar suas representações em modelos numéricos de previsão. Dois casos de chuva intensa foram escolhidos para este estudo (02/02/1983 e 25/05/2005). Em ambos os casos houve ocorrência de um aglomerado convectivo embebido em um sistema frontal. No primeiro caso a situação sinótica possuía configurações de um sistema tipo Y, cuja principal característica é a presença de nebulosidade sobre a América do Sul de forma semelhante a um "Y". Essa nebulosidade está relacionada a três sistemas: um sistema frontal, Alta da Bolívia e um VCAN próximo ao nordeste brasileiro. No segundo caso havia linhas de instabilidade junto ao sistema frontal. Em ambos os casos, o Modelo Eta de alta resolução (com espaçamentos horizontais de grade de 5 e 10 Km) simulou razoavelmente bem as características da atmosfera na região, assim como um máximo de precipitação, embora apresentando ligeiros erros de fase quanto ao posicionamento da banda de precipitação mais intensa. Características de mesoescala puderam ser analisadas nos resultados do modelo, tais como a ação da brisa marítima (primeiro caso) e orografia (primeiro e segundo caso), cuja atuação contribuiu para a intensa precipitação causada pela ação dos sistemas sinóticos presentes. Valores altos de índices de instabilidade também foram obtidos dos resultados do modelo para os dois casos, indicando um bom desempenho do mesmo para alertas de intensa precipitação na região.

Intense rainfall over Southeastern Brazil frequently causes flooding and landslides, mainly in Serra do Mar region. For this reason, the study of significant rainfall events over this region is important to understand their behavior and improve their representation in numerical prediction models. Two cases of intense rainfall were chosen for this study (02/02/1983 and 25/05/2005). Both cases were associated with a convective cluster embedded in a frontal system. The synoptic analysis depicted, in the first case, a type Y configuration, consisting of a frontal system and cloudiness associated with the Bolivian High and the Upper Level Cyclonic Vortex over Northeastern Brazil. The second case consisted of squall lines associated with a frontal system. Despite some slight phase errors regarding the location of the most significant rainfall sector, the atmospheric pattern associated with the extreme rainfall cases over Serra do Mar were well simulated by the regional eta model, including the magnitude of the intense precipitation. Mesoscale features were analyzed in the high resolution model outputs, such as the sea breeze (first case) and orography (first and second case), which contributed to the significant rainfall near the coast in both cases. High values of instability indexes were also obtained from the model results indicating a good performance for intense precipitation alert.