Desenvolvimento de um algoritmo computacional para identificação de vórtices ciclônicos associados à zona de convergência do Atlântico Sul

Abstract

Desastres naturais associados aos grandes volumes de chuva acarretam em grandes perdas e danos socioeconômicos e prejuízo à sociedade. Em vista disso, o objetivo geral deste trabalho é identificar a ocorrência da formação de vórtices ciclônicos de mesoescala (VCM) durante episódios de Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS) e relacionar seus impactos ao longo da zona de convergência por meio de um algoritmo computacional, que poderá auxiliar na previsão do tempo. As análises foram feitas dos casos de ZCAS de 1991 a 2020 com dados de reanálises do modelo numérico Climate Forescast System Reanalysis / Climate Forecast System Version 2 (CFSR / CFSv2) e analisadas as componentes zonal e meridional do vento para identificação dos vórtices e a precipitação do produto de precipitação MERGE do Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climático (CPTEC). O algoritmo detectou 7.151 vórtices durante o período. Os VCMs foram detectados em maior número nos meses do início e do auge do verão e com maior frequência nos meses após o ápice do verão, com maior ocorrência no período noturno ao diurno e nos níveis mais baixos da troposfera em relação aos médios níveis. No que diz respeito a precipitação, 85% dos VCMs tem precipitação associada a sua ocorrência e os vórtices com menos profundidades apresentaram a maior frequência entre os casos com precipitação superior a 120 mm. Quanto à distribuição espacial, VCMs associados a precipitações superiores a 30 mm em todas as profundidades tiveram diversas ocorrências próximas a vales e serras. Nos 7 estudos de caso do verão de 2021/2022 houveram casos com vórtices de profundidade superior ao máximo climatológico, VCMs localizados próximos a casos de situação de emergência e com a tendência de atuar preferencialmente na porção sul da zona de convergência.

Natural disasters associated with large volumes of rain lead to socioeconomic losses and injuries to society.The objective of this paper is to identify the occurrence of the formation of mesoscale cyclonic vortices (MCV) during episodes of the South Atlantic Convergence Zone (SACZ) and to relate their impacts along the convergence zone through an algorithm developed in GraDs. The analysis were made of SACZ cases from 1991 to 2020 with data from the Climate Forescast System Reanalysis / Climate Forecast System Version 2 (CFSR / CFSv2) numerical weather forecast model with the zonal and meridional wind components and MERGE/CPTEC precipitation which can assistant with weather forecasting. The algorithm detected 7,151 vortices. VCMs were detected in greater numbers in the months of the beginning and climax of summer and high frequency in months after the climax of summer. Vortices occur frequently at the night and at the lowest levels of the troposphere in relation to the average levels. Regarding rainfall, 85% of the VCMs have precipitation associated with their occurrence and the vortices with less depths had the highest frequency among cases with precipitation greater than 120 mm. About the spatial distribution, VCMs associated with precipitation greater than 30 mm at all depths had several occurrences near valleys and mountains. During the 7 cases of the summer of 2021/2022, there were cases with vortices of depth greater than the climatological maximum, VCMs located close to cases of emergency situation and with a tendency to act preferentially in the southern portion of the convergence zone.