@PhDThesis{Laureanti:2024:ExInOc,
author = "Laureanti, Nicole Cristine",
title = "Exploring the influences of the ocean in South Atlantic
Convergence Zone extreme events",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2024",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2023-12-14",
keywords = "air-sea interactions, extreme weather events, South Atlantic
convergence zone, South Atlantic ocean, regional circulation
models, modelo regional de circula{\c{c}}{\~a}o,
intera{\c{c}}{\~o}es Oceano-Atmosfera, zona de converg{\^e}ncia
do Atl{\^a}ntico Sul, oceano Atl{\^a}ntico Sul, eventos extremos
de precipita{\c{c}}{\~a}o.",
abstract = "This study explores how oceanic mesoscale conditions can improve
the extreme weather events forecast weeks in advance, focusing on
the South Atlantic Convergence Zone (SACZ). This phenomenon
significantly contributes to the variability of extreme
precipitation events on the South American continent, influencing
and being influenced by the Southwestern Atlantic Ocean (SWA). The
analysis comprises observing these influences within different
SACZ developments with observational data and simulations. Based
on observational datasets, SACZ events are classified and grouped
by position and intensity using Empirical Orthogonal Function
(EOF) analysis. The results describe the characteristics of 170
SACZ extreme events and 187 inactive or weakened events, further
classified as Southern SACZ (66) and SACZ inactivity (121). The
dynamic structure in each case indicates that the wind circulation
near the surface plays a determined role in establishing the sea
surface temperature (SST) conditions. For the simulations, an
atmospheric-only Regional Climate Model (RCM) reproduces the most
persistent and intense events, analyzing the impacts of inserting
different SST field resolutions. An ocean model generates the
fields, whose evaluation with a 20-year climatologic run confirms
its accurate reproduction of the SWA circulation and
thermodynamics, including high-resolution challenging structures
like eddies. The SACZ simulations revealed, mainly for weakened
events, the challenges in forecasting characteristics like
positioning, persistence, and intensity weeks in advance. However,
high-resolution SST reproduced wind strength and precipitation
amounts more precisely than low-resolution inputs, especially near
the Brazilian coastline. The SST resolution significantly impacts
the diabatic heating exchange processes, affecting small to large
scales. Overall, the outcomes of this study contributed valuable
insights to the broader knowledge of extreme weather prediction.
RESUMO: Este estudo explora como as condi{\c{c}}{\~o}es
oce{\^a}nicas de mesoescala podem contribuir para a previs{\~a}o
de eventos extremos de tempo com semanas de anteced{\^e}ncia,
focando na Zona de Converg{\^e}ncia do Atl{\^a}ntico Sul (ZCAS).
Este fen{\^o}meno contribui significantemente para a
variabilidade de eventos de precipita{\c{c}}{\~a}o extrema no
continente Sulamericado, influenciando e sendo influenciado pelo
Oceano Atl{\^a}ntico Sudoeste (OAS). A an{\'a}lise compreende a
observa{\c{c}}{\~a}o dessas influ{\^e}ncias para diferentes
desenvolvimentos da ZCAS, com dados observacionais e
simula{\c{c}}{\~o}es. Com base em dados observacionais, eventos
de ZCAS s{\~a}o estudados e agrupados pelo seu posicionamento e
intensidade usando An{\'a}lise de Fun{\c{c}}{\~o}es
Emp{\'{\i}}ricas Ortogonais. Os resultados descrevem as
caracter{\'{\i}}sticas de 170 eventos extremos de ZCAS e 187
eventos com a ZCAS com atividade desfavorecida, posteriormente
classificados em ZCAS Sul (66) e ZCAS Inativa (121). A estrutura
din{\^a}mica em cada caso indica que a circula{\c{c}}{\~a}o de
vento pr{\'o}xima a superf{\'{\i}}cie tem papel determinante
para o estabelecimento das condi{\c{c}}{\~o}es de Temperatura da
Superf{\'{\i}}cie do Mar (TSM). Para as simula{\c{c}}{\~o}es,
um Modelo Regional de Circula{\c{c}}{\~a}o (MCR)
atmosf{\'e}rico reproduz os eventos mais intensos e persistentes,
analisando os impactos da inser{\c{c}}{\~a}o de campos de TSM de
diferentes resolu{\c{c}}{\~o}es. Um modelo oce{\^a}nico
obt{\'e}m os campos, cuja avalia{\c{c}}{\~a}o com uma rodada
climatol{\'o}gica de 20 anos confirma a acurada
reprodu{\c{c}}{\~a}o da circula{\c{c}}{\~a}o e
termodin{\^a}mica do OAS, inclusive estruturas de alta
resolu{\c{c}}{\~a}o desafiadoras, como v{\'o}rtices de
mesoescala. As simula{\c{c}}{\~o}es da ZCAS revelaram,
principalmente para eventos de desfavorecimento, os desafios em
prever caracter{\'{\i}}sticas como posicionamento,
persist{\^e}ncia e intensidade com semanas de anteced{\^e}ncia.
Entretanto, a TSM de alta resolu{\c{c}}{\~a}o reproduziu a
velocidade do vento e da quantidade de precipita{\c{c}}{\~a}o
mais precisamente do que a baixa resolu{\c{c}}{\~a}o,
especialmente pr{\'o}ximo ao litoral Brasileiro. A
resolu{\c{c}}{\~a}o da TSM impacta significativamente nos
processos diab{\'a}ticos de troca de calor, afetando da menor
at{\'e} a maior escala. No geral, os resultados contribuem com
informa{\c{c}}{\~o}es valiosas para o conhecimento mais amplo da
previs{\~a}o de condi{\c{c}}{\~o}es meteorol{\'o}gicas
extremas.",
committee = "Figueroa, Silvio Nilo (presidente) and Chan, Chou Sin
(orientadora) and Maita, Rosio Del Pilar Camayo and Curchitser,
Enrique and Capistrano, Vinicius Buscioli",
englishtitle = "Investiga{\c{c}}{\~a}o das influ{\^e}ncias do oceano nos
eventos extremos da ZCAS",
language = "en",
pages = "117",
ibi = "8JMKD3MGP3W34T/4ALS5DE",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34T/4ALS5DE",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "2024, May 05"
}