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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.14.2020.tde-31012020-154545
Document
Author
Full name
Andressa Andrade Cardoso
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2019
Supervisor
Committee
Rocha, Rosmeri Porfirio da (President)
Gozzo, Luiz Felippe
Silva, Natália Pillar da
Title in Portuguese
Ciclones subtropicais e ventos em superfície no sudoeste do Oceano Atlântico Sul: climatologia e extremos. 
Keywords in Portuguese
Ciclone subtropical
extremo de vento
intensidade do vento
Oceano Atlântico Sul.
vento próximo à superfície
Abstract in Portuguese
A velocidade do vento é uma das variáveis meteorológicas com grande impacto para a economia e sociedade, principalmente quando ocorrem eventos extremos. No Oceano Atlântico Sul, mais especificamente na costa do sudeste do Brasil, aumentou nos últimos anos a exploração de petróleo do pré-sal, tornando-se mais relevante conhecer os extremos de vento que afetam a região. Os sistemas transientes impactam na velocidade do vento próximo à superfície, conduzindo muitas vezes a eventos extremos. Desta forma, o objetivo principal desta pesquisa é investigar a relação entre intensidade e extremos de vento com os ciclones subtropicais no leste do sudeste do Brasil. Inicialmente, apresenta-se uma estatística descritiva das observações da velocidade de vento médio diário para nove estações meteorológicas automáticas e cinco boias meteoceanográficas localizadas na costa sudeste do Brasil. Estas observações locais são também usadas para validação das reanálises CFSR e ERA5. Os resultados mostram que as localidades com maiores correlações para a série temporal diária em relação as observações (entre 0,5 e 0,9) em ambas as reanálises também representam os padrões de média anual e ciclo anual para a velocidade do vento em maior concordância com as observações locais. Na maioria das estações meteorológicas sobre o continente as reanálises superestimam a velocidade, enquanto sobre o oceano subestimam. Considerando todas as localidades, as duas reanálises mostram desempenho semelhante para representar as observações locais. A relação entre ventos e os ciclones subropicais (tanto para a intensidade como para extremos de vento, identificados com o percentil de 95%) é investigada considerando a forma Lagrangeana, ou seja, seguindo os centros dos ciclones, e Euleriana que considera apenas os horários com ciclones subtropicais. Estas análises mostram que os ventos intensos situam-se principalmente à leste da região com maior densidade de ciclones subtropicais. Em termos sazonais, a maior intensidade do vento é observada no verão, seguido do outono. Para extremos de velocidade encontra-se sazonalidade similar, porém com algumas diferenças. No verão, enquanto os maiores valores de intensidade do vento estão à leste da região de maior densidade de ciclones, nos extremos localizam-se na própria região de maior densidade de ciclones. As maiores velocidades do vento no verão são influenciadas pelo gradiente zonal de pressão climatológico e pelos ciclones subtropicais. Por outro lado, no outono os ciclones subtropicais representam a principal influência na intensidade dos extremos de vento, pois nesta estação estes sistemas são mais intensos e organizados.
Title in English
Subtropical cyclones and surface winds in the southwest of the South Atlantic Ocean: Climatology and extremes
Keywords in English
South Atlantic Ocean.
Subtropical cyclone
wind extreme
wind near the surface
wind speed
Abstract in English
Wind speed is one of the weather variables that has a major impact on the economy and society, especially in the occurrence of extreme events. In the South Atlantic Ocean, more specifically on the southeastern coast of Brazil, the exploration of pre-salt oil has increased in recent years, making it more relevant to know the wind extremes that affect the region. Transient systems impact near-surface wind speeds, often leading to extreme events. Thus, the main objective of this research is to investigate the relationship between wind intensity and extremes with subtropical cyclones in eastern of southeastern Brazil. Initially, a descriptive statistic of the mean daily wind speed observations is presented for nine automatic weather stations and five buoys located in the southeastern coast of Brazil. These local observations are also used to validate of CFSR and ERA5 reanalyses. The results show that the locations with the stronger correlations for the daily time series (between 0.5 and 0.9) in both reanalyses also represent the annual mean and annual cycle patterns for wind speed in greater agreement with local observations. In most weather stations on the continent reanalyses overestimate speed, while over the ocean they underestimate it. Considering all localities, both reanalyses show similar performance to represent local observations. The relationship between winds and subtropical cyclones (both for intensity and wind extremes, identified with the 95% percentile) is investigated considering the Lagrangean form, i.e., following the centers of the cyclones, and the Eulerian one, which considers only the timesteps with subtropical cyclones. These analyses show that strong winds are mainly to the east of the region with the highest density of subtropical cyclones. In seasonal terms, the highest wind intensity is observed in summer, followed by autumn. For wind extremes there is similar seasonality, but with some differences. In summer, while the highest wind intensity values are to the east of the highest cyclone density region, at the extremes they are located in the region of greater cyclone density. Higher wind speeds in summer are influenced by the climatologic zonal gradient of pressure and subtropical cyclones. On the other hand, in autumn, subtropical cyclone represent the major influence on wind extremes, since in this season these systems are more intense and organized.
 
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Publishing Date
2020-03-17
 
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