Resumo O entendimento dos processos de formação, bem como a previsibilidade das geadas, é de suma importância para evitar prejuízos socioeconômicos, principalmente nas regiões que são propícias a ocorrência do fenômeno, como nas Regiões Sul e Sudeste do Brasil. Dentre os diversos métodos de prever as geadas, destaca-se a modelagem numérica, a qual, para este estudo, utilizou-se o modelo regional WRF. Este modelo permite escolher o conjunto de parametrizações, o que torna possível avaliar aquelas que melhor reproduzem as condições atmosféricas. Neste trabalho a avaliação das parametrizações foi realizada a partir de cinco eventos de geada, abrangendo sete municípios da Região Sul do Brasil. O modelo foi executado com aninhamento de grade para três domínios (30, 10 e 3 km de resolução) e para três conjuntos de parametrizações. O resultado apontou o menor erro quando se utilizou o seguinte conjunto de parametrizações: Dudhia para onda curta, RRTM para onda longa, WDM6 para microfísica de nuvens e YSU para a camada limite planetária. Posteriormente, um índice de geada (IG) foi aplicado para determinar qual melhor conjunto reproduz as condições da ocorrência da geada. O mesmo conjunto de parametrizações mostrou um melhor ajuste, evidenciando que a microfísica de nuvens e a radiação possuem pesos mais significativos na previsão do fenômeno geada.

Abstract Understanding the formation processes, as well as the predictability of frosts, is of paramount importance to avoid socioeconomic damage, especially in regions that are prone to the occurrence of the phenomenon, such as in the South and Southeast of Brazil. Among the various methods of forecasting frosts, numerical modeling stands out, which, for this study, used the regional model WRF. This model uses physical parameterizations to represent the sub-grid processes. The WRF allows to choose the parameterization set to be used, in this way, it is possible to evaluate the ones that best reproduce the atmospheric conditions. In this work, the evaluation of the parameterizations was carried out for a set of five cases, covering seven municipalities in the Southern Region of Brazil. The model was executed with grid nesting for three domains: 30, 10 and 3 km of resolution. and for three sets of parameterizations. The result showed that the smallest error was obtained when using the following set of parameterizations: Dudhia for short wave, RRTM for long wave, WDM6 for cloud microphysics and YSU for the planetary boundary layer. Subsequently, a frost index (GI) was applied to the data in order to determine which would better predict the conditions for the occurrence of frost. Again, the same set of parameterizations was better compared to the other sets, showing that the cloud and radiation microphysics have more significant weights in the forecast of the frost phenomenon.

Resumo Os sistemas meteorológicos que ocasionam tempestades acompanhadas de ventos fortes, como frentes frias e ciclones extratropicais e subtropicais, muitas vezes interferem na condição de agitação do mar. Como consequência, o nível do mar pode se elevar extraordinariamente causando inundações na costa. Os anos de 2015 e 2016 foram caracterizados pela ocorrência da fase positiva do fenômeno El Niño - Oscilação Sul, com intensidade muito forte. O Sul do Brasil apresentou maiores condições de instabilidade atmosférica, com frequentes passagens de sistemas frontais e formação de ciclones extratropicais, interferindo nas condições de mar do litoral Sul e do Sudeste do Brasil. Diante do exposto, este estudo objetivou avaliar as condições atmosféricas durante eventos de ressaca no litoral Sul e do Sudeste do Brasil durante o El Niño 2015/2016, através de informações presentes nos Avisos de Mau Tempo, emitidos pelo Centro de Hidrografia da Marinha do Brasil. Por meio desses avisos e dos dados de reanálise do ERA-Interim, foram analisadas as distribuições por área marítima, por mês e por estação do ano, bem como foi realizada a análise de campos sinóticos plotados em superfície para os 12 eventos de maior destaque. Como resultados, os meses de outono e de inverno registraram as maiores ocorrências de ressaca em ambas as áreas, durante o período do El Niño 2015/2016. De um modo geral, quatro padrões atmosféricos favoráveis aos eventos de ressaca foram identificados, em função da atuação de ciclones extratropicais e a atuação de sistemas de alta pressão pós-frontal.

Abstract The weather systems that cause storms accompanied by strong winds, such as cold fronts and extratropical and subtropical cyclones, often interfere with the sea condition. As a consequence, sea levels can rise dramatically causing coastal flooding. The 2015 and 2016 years were characterized by the occurrence of the positive phase of the phenomenon El Niño - Southern Oscillation, with very strong intensity. The Southern Brazil presented greater conditions of atmospheric instability, with frequent passages of frontal systems and formation of extratropical cyclones, interfering in the sea conditions. In view of the above, this study aimed to evaluate the atmospheric conditions during rough sea events in the South and Southeast of Brazil during 2015/2016 El Niño, through information presented in the Warnings of Bad Weather, issued by the Hydrographic Center of the Brazilian Navy. Through these warnings and ERA-Interim reanalysis data, we analyzed the distributions by sea area, by month and by season of the year, as well as the analysis of synoptic fields plotted on the surface for the 12 most prominent events. As a result, the autumn and winter months recorded the highest occurrences of rough sea in both areas during the 2015/2016 El Niño. In general, four atmospheric patterns favorable to rough sea events were identified, due to the action of extratropical cyclones and the performance of post-frontal high pressure systems.

Estudos têm sugerido uma intensificação e um deslocamento do máximo da tensão de cisalhamento do vento (TCV) para latitudes mais altas no Oceano Austral, em função de um aumento na magnitude do vento em latitudes extratropicais no Hemisfério Sul. Diante do exposto, o objetivo do trabalho é investigar o comportamento anômalo das circulações oceânica e atmosférica devido ao aumento da TCV em 50% na região equatorial e extratropical do Hemisfério Sul. Pretende-se, especificamente, analisar as alterações no gradiente inter-hemisférico de anomalias de TSM e na Oscilação Antártica. Para tal fim, utiliza-se um modelo climático acoplado de complexidade intermediária (SPEEDO). Os resultados demonstram que a intensificação da TCV na região equatorial, ocasiona uma diminuição da temperatura da superfície do mar na região tropical, devido ao aumento da ressurgência, favorecendo a mudanças no gradiente inter-hemisférico de anomalias de TSM e uma intensificação da precipitação no nordeste brasileiro. Por outro lado, a intensificação da TCV na região extratropical do Hemisfério Sul induz a um aumento da temperatura da superfície do mar e do ar em médias e altas latitudes do Hemisfério Sul, além de uma redução na espessura do gelo marinho Antártico, favorecendo ao enfraquecimento da fase positiva da Oscilação Antártica.

Studies have suggested intensification and shift of the wind stress maximum towards the south in the Southern Ocean due to wind intensification in extratropical latitudes in the Southern Hemisphere. Considering these evidences, the objective of this study is to investigate the impacts in atmospheric and oceanic circulation due to the increasing wind stress by 50% in the equatorial region and in the extratropical Southern Hemisphere region. Specifically, changes in the Atlantic Dipole and Antarctic Oscillation are analyzed. For this purpose, a coupled climate model of intermediate complexity (SPEEDO) is employed. The results show that the wind stress intensification in the equatorial region causes a decrease in sea surface temperature in the tropical region, due to increased upwelling. This causes changes in Atlantic Dipole and enhanced precipitation over Brazilian northeast. Moreover, the wind stress intensification in the extratropical Southern Hemisphere region induces an increase in sea surface temperature and air temperature in high latitudes of the Southern Hemisphere, and a reduction in the Antarctic sea ice thickness, favoring a weakening of positive Antarctic Oscillation phase.

Baseado em simulações numéricas realizadas com um modelo acoplado (ECBilt-Clio), investigam-se as anomalias atmosféricas e oceânicas associadas ao aumento de água doce no Atlântico Norte sob condições glaciais. Os resultados demonstram que um enfraquecimento da corrente termohalina provoca rápidas mudanças no volume global de gelo marinho, bem como uma redução no transporte de calor em direção ao Hemisfério Norte (HN). No Hemisfério Sul (HS), no entanto, o transporte oceânico de calor aumenta substancialmente. Como resultado, ocorre um forte esfriamento ao longo do Atlântico Norte, enquanto que a região extratropical do HS aquece. A inibição da circulação termohalina também muda drasticamente a circulação atmosférica. Intensas anomalias de ventos da região equatorial induzem um transport de águas quentes e salinas, assim como são associadas com um aumento na advecção de ar quente dos trópicos. Esta interação oceano-atmosfera opõe-se à tendência climática inicial imposta pelo aumento de água doce no Atlântico Norte.

Based on coupled model simulations (ECBilt-Clio), we investigate the atmospheric and oceanic response to sustained freshwater input into the North Atlantic under the glacial maximum background state. The results demonstrate that a weakening of the thermohaline circulation triggered by weaker density flux leads to rapid changes in global sea-ice volume and reduced poleward heat transport in the Northern Hemisphere (NH). In the Southern Hemisphere (SH), however, the oceanic heat transport increases substantially. This in turn leads to strong cooling over the North Atlantic whereas the SH extratropical region warms up. The suppression of the NADW also drastically changes the atmospheric circulation. The associated northward wind anomalies over the North Atlantic increase the warm air advection from the tropics and induce the transport of tropical saltier water to mid-latitudes. This negative atmospheric-oceanic feedback should play an important role to resume the NADW, after the freshwater forcing ends up.