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Título: Estudo do balanço de umidade por meio de modelos regionais para o clima do passado e do futuro sobre a América do Sul
Título(s) alternativo(s): Moisture budget stydy of regioal models into through for past and future climates of the South America
Autor(es): Coutinho, Maytê Duarte Leal
Palavras-chave: Transporte de umidade;Ensemble;Modelos climáticos regionais;Outliers
Data do documento: 18-Jun-2015
Editor: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Citação: COUTINHO, Maytê Duarte Leal. Estudo do balanço de umidade por meio de modelos regionais para o clima do passado e do futuro sobre a América do Sul. 2015. 154f. Tese (Doutorado em Ciências Climáticas) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2015.
Resumo: In the context of climate change over South America (SA) has been observed that the combination of high temperatures and rain more temperatures less rainfall, cause different impacts such as extreme precipitation events, favorable conditions for fires and droughts. As a result, these regions face growing threat of water shortage, local or generalized. Thus, the water availability in Brazil depends largely on the weather and its variations in different time scales. In this sense, the main objective of this research is to study the moisture budget through regional climate models (RCM) from Project Regional Climate Change Assessments for La Plata Basin (CLARIS-LPB) and combine these RCM through two statistical techniques in an attempt to improve prediction on three areas of AS: Amazon (AMZ), Northeast Brazil (NEB) and the Plata Basin (LPB) in past climates (1961-1990) and future (2071-2100). The moisture transport on AS was investigated through the moisture fluxes vertically integrated. The main results showed that the average fluxes of water vapor in the tropics (AMZ and NEB) are higher across the eastern and northern edges, thus indicating that the contributions of the trade winds of the North Atlantic and South are equally important for the entry moisture during the months of JJA and DJF. This configuration was observed in all the models and climates. In comparison climates, it was found that the convergence of the flow of moisture in the past weather was smaller in the future in various regions and seasons. Similarly, the majority of the SPC simulates the future climate, reduced precipitation in tropical regions (AMZ and NEB), and an increase in the LPB region. The second phase of this research was to carry out combination of RCM in more accurately predict precipitation, through the multiple regression techniques for components Main (C.RPC) and convex combination (C.EQM), and then analyze and compare combinations of RCM (ensemble). The results indicated that the combination was better in RPC represent precipitation observed in both climates. Since, in addition to showing values be close to those observed, the technique obtained coefficient of correlation of moderate to strong magnitude in almost every month in different climates and regions, also lower dispersion of data (RMSE). A significant advantage of the combination of methods was the ability to capture extreme events (outliers) for the study regions. In general, it was observed that the wet C.EQM captures more extreme, while C.RPC can capture more extreme dry climates and in the three regions studied.
metadata.dc.description.resumo: No contexto de mudanças climáticas sobre a América do Sul (AS) tem-se observado que a combinação de altas temperaturas mais chuvas e altas temperaturas menos chuvas, provocam diferentes impactos como: eventos extremos de precipitação, condições favoráveis para queimadas e secas. Com isto, estas regiões enfrentam ameaça crescente de escassez de água, local ou generalizada. Assim, a disponibilidade de água no Brasil depende em grande parte, do clima e de suas variações em diversas escalas de tempo. Neste sentido, o objetivo principal desta pesquisa é estudar o balanço de umidade por meio de Regional Climate Models (RCM) do Project Regional Climate Change Assessments for La Plata Basin (CLARIS- LPB), assim como, combinar estes RCM por meio de duas técnicas estatísticas, na tentativa de melhorar a previsão sobre três áreas da AS: Amazônia (AMZ), Nordeste do Brasil (NEB) e Bacia do Prata (LPB) nos climas do passado (1961-1990) e do futuro (2071-2100). O transporte de umidade sobre AS foi investigado por meio do fluxo de umidade integrado verticalmente. Os principais resultados mostraram que os fluxos médios de vapor d’água nas regiões tropicais (AMZ e NEB) são maiores através das bordas leste e norte, assim indicando que as contribuições dos ventos alísios do Atlântico Norte e do Sul são igualmente importantes para a entrada de umidade durante os meses de JJA e DJF. Esta configuração foi observada em todos os modelos e climas. Na comparação dos climas verificou-se que a convergência do fluxo de umidade no clima passado foi menor em relação ao futuro em diferentes regiões e épocas. De forma semelhante, constatou-se que a precipitação foi reduzida no clima futuro nas regiões tropicais (AMZ e NEB), possivelmente devido os intensos fluxos de umidade que adentraram nas regiões. Por intermédio das técnicas de Regressão Múltipla por Componente Principal (C_RCP) e da combinação convexa (C_EQM), analisamos e comparamos as combinações dos modelos (ensemble). Os resultados indicaram que a combinação por RCP foi melhor em representar a precipitação observada em ambos os climas. Sendo que, além dos valores mostrarem ser próximos aos observados, a técnica obteve coeficiente de correlação de moderada à forte magnitude, em praticamente todos os meses nos diferentes climas e regiões. Além do mais, na avaliação das técnicas de combinação, a tendência percentual (PBIAS) mostrou que em geral, a C_RCP obteve valores de baixa magnitude (PBIAS = 0%) indicando ter um desempenho “muito bom” no clima passado e (PBIAS = -4% a 3%) para o clima futuro, sobre as regiões de estudo. Enquanto a C_EQM mostrou no clima passado, que a AMZ obteve um desempenho “bom” e nas regiões do NEB e LPB obtiveram desempenho de “bom a satisfatório”. Logo, os resultados mostraram que as técnicas tem um potencial promissor para aplicações operacionais em centro de previsão de tempo e clima.
URI: http://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/20587
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