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Since the beginning of the satellite era, only three tropical cyclones have been recorded over the South Atlantic Ocean. To investigate the potential occurrence of such systems since the 1900s, ERA20C, a centennial reanalysis, was utilised. This study first evaluates the performance of ERA20C in reproducing the climatology of all cyclone types over the southwestern South Atlantic Ocean by comparing it with a modern reanalysis (ERA5) for the period 1979–2010. Despite its simpler construction, ERA20C is able to reproduce key climatological features, such as frequency, location, seasonality, intensity, and thermal structure of cyclones similar to ERA5. Then, the Cyclone Phase Space (CPS) methodology was applied to determine the thermal structure at each time step for every cyclone between 1900 and 2010 in ERA20C. The cyclones were then categorised into different types (extratropical, subtropical, and tropical), and systems exhibiting a warm core at their initial time step were classified as tropical cyclogenesis. Between 1900 and 2010, 96 cases of tropical cyclogenesis were identified over the South Atlantic. Additionally, throughout the lifetime of all cyclones, a total of 1838 time steps exhibited a tropical structure, indicating that cyclones can acquire a warm core at different stages of their lifecycle. The coasts of southeastern and southern sectors of northeast Brazil emerged as the most favourable for cyclones with tropical structures during their lifecycle. The findings of this study highlight the occurrence of tropical cyclones in the South Atlantic prior to the satellite era, providing a foundation for future research into the physical mechanisms that enabled these events.

Abstract Seasonal precipitation forecasts are essential for water resource management, agricultural activities, and the operational planning of hydropower systems. Any methodological advancement that enhances the accuracy of precipitation predictions will yield considerable societal benefits. In this context, this study proposes and evaluates two approaches for refining seasonal precipitation forecasts in Brazil, using simple data-based models, such as multiple linear regression (MLR) and nonlinear support vector machine (SVM). These models employ climate indices related to different teleconnection patterns that affect seasonal precipitation in Brazil, the unified gauge-based analysis of global daily precipitation from the Climate Prediction Center (CPC), and the precipitation forecasts from the Seasonal Forecast System 5 (SEAS5) as input variables. Both MLR and SVM models were validated from Jan-2017 to Dec-2020 using precipitation from the CPC as ground truth. The results suggest that, compared to SEAS5, MLR and SVM models enhance predictive accuracy and reduce bias in precipitation forecasts for the Southeast, Midwest, and North regions of Brazil during the austral summer. However, the performance of the models was found to be on par with the original predictions of SEAS5 in the Northeast and South regions, sectors of Brazil where the climate is significantly influenced by the El Niño-Southern Oscillation.

This review, which was adapted from a Tenth International Workshop on Tropical Cyclones (IWTC-10) report, discusses research findings and operational practices relevant to cyclone types and phase transitions (extratropical, subtropical, and tropical). The cyclone phase space (CPS) method is widely used in both historical investigations and real-time evaluation of cyclone type and transition; however, CPS parameter values depend on input data resolution, and universal thresholds do not currently exist to delineate when a cyclone transitions from one type to another. Assessments of phase transitions in a changing climate highlight potential latitude shifts in extratropical transition and increased potential for tropical transition, but realistic projections of future trends likely require high-resolution simulations that can capture the cyclone warm core.Operational meteorological centers apply varied approaches to cyclone classification via CPS parameters and other criteria, some of which depend on the tropical basin, yet these approaches cannot fully address challenges in operational classification and subsequently in communicating risks associated with these phase transitions. We recommend a multivariate historical assessment of tropical and subtropical cyclones across all basins in which they occur, including the South Atlantic Ocean and the Mediterranean Sea, to identify the potential for a more universal cyclone classification approach that meets operational needs.

Tropical cyclones are rare in the South Atlantic Ocean. Hurricane Catarina (2004), developed from a tropical transition, was the first documented case, followed by Iba (2019), which had a purely tropical genesis. In February 2024, the southeastern South Atlantic recorded its third tropical cyclone, Akará, initially a subtropical system. Due to the specific conditions required for tropical cyclones to develop in this ocean basin, the main purpose of this study is to describe the physical mechanisms that triggered the genesis of Akará’s precursor and its tropical transition. Data from various sources and methodologies, including the cyclone phase space diagram, are used in this study. Results show that the passage of a cold front created an environment with horizontal wind shear, contributing to most of the cyclonic relative vorticity in the genesis region. This was the primary driver of cyclogenesis at 1200 UTC on 15 February, along with other secondary processes. The tropical transition occurred as the vertical shear weakened, and turbulent heat fluxes from the ocean to the atmosphere increased, enhancing diabatic processes that warmed the atmosphere. This led to the tropical transition at 0600 UTC on 17 February.

Since 2020, southern Brazil’s Rio Grande do Sul (RS) State has been affected by extreme precipitation episodes caused by different atmospheric systems. However, the most extreme was registered between the end of April and the beginning of May 2024. This extreme precipitation caused floods in most parts of the state, affecting 2,398,255 people and leading to 183 deaths and 27 missing persons. Due to the severity of this episode, we need to understand its drivers. In this context, the main objective of this study is a multi-scale analysis of the extreme precipitation between 26 April and 5 May, i.e., an analysis of the large-scale patterns of the atmosphere, a description of the synoptic environment, and an analysis of the mesoscale viewpoint (cloud-top features and lightning). Data from different sources (reanalysis, satellite, radar, and pluviometers) were used in this study, and different methods were applied. The National Center for Monitoring and Early Warning of Natural Disasters (CEMADEN) registered accumulated rainfall above 400 mm between 26 April and 5 May using 27 pluviometers located in the central-northern part of RS. The monthly volumes reached 667 mm and 803 mm, respectively, for April and May 2024, against a climatological average of 151 mm and 137 mm for these months. The maximum precipitation recorded was 300 mm in a single day on 30 April 2024. From a large-scale point of view, an anomalous heat source in the western Indian Ocean triggered a Rossby wave that contributed to a barotropic anticyclonic anomalous circulation over mid-southeastern Brazil. While the precipitant systems were inhibited over this region (the synoptic view), the anomalous stronger subtropical jet southward of the anticyclonic circulation caused uplift over RS State and, consequently, conditions leading to mesoscale convective system (MCS) development. In addition, the low-level jet east of the Andes transported warm and moist air to southern Brazil, which also interacted with two cold fronts that reached RS during the 10-day period, helping to establish the precipitation. Severe deep MCSs (with a cloud-top temperature lower than −80 °C) were responsible for a high lightning rate (above 10 flashes km−2 in 10 days) and accumulated precipitation (above 600 mm in 10 days), as observed by satellite measurements. This high volume of rainfall caused an increase in soil moisture, which exceeded a volume fraction of 0.55, making water infiltration into the soil difficult and, consequently, favoring flood occurrence.

The limited success of international efforts to reduce global warming at levels established in the Paris Agreement, and the increasing frequency and strength of climate impacts, highlight the urgent need of adaptation, particularly in developing countries. Unfortunately, current levels of adaptation initiatives are not enough to counteract the observed impacts and projected risks from climate change in Latin America and the Caribbean (LAC). In this paper, we review and highlight relevant issues that have limited the capacity to transform climate knowledge and parties’ ambitions into action in the region. Current vulnerabilities and climatic impact-drivers in LAC are diverse, complex, and region-specific and their effects are expected to be exacerbated by climate change. However, the advancement of regional and domestic climate agendas has been hindered by scientific gaps, political support, institutional capacity, and financial, technical, human, and economic limitations that are common to many LAC countries. Transforming climate data into multidimensional metrics with useful thresholds for different sectors and understanding their contribution for feasible adaptation strategies are delayed by regional and local conundrums such as lack of inclusive governance, data availability, equity, justice, and transboundary issues. We discuss ways to move forward to develop local and regional climate resilient development actions and a more sustainable future in LAC. The climate science community in LAC needs to strengthen its local, national, and international connections and with decision/policymakers and society to establish a three-way engagement by proposing suitable adaptation actions and international negotiations to reduce the risks and vulnerability associated with climate extremes, climate variability and climate change in the region. The discussions and insights presented in this work could be extrapolated to other countries in the Global South.

This paper examines the linear relationship between climate events in the La Plata Basin (LP) from 1980 to 2018 and atmospheric moisture transport from major sources using a Lagrangian approach. The standardized precipitation evapotranspiration index (SPEI-1) was utilized to assess climate events, as monthly water balance variations may be related to changes in atmospheric moisture transport. A total of 49 dry and 46 wet events were identified through sequences of negative and positive SPEI-1 values, respectively. Lagrangian analysis tracked changes in moisture uptake and supply from sources to the LP during these events. Simple linear regression analysis revealed a relationship between moisture transport from the Amazonas (AM), North Atlantic (NA), and Tocantins (TO) basins and the severity and duration of climate events. Increased moisture supply from the São Francisco basin (SF) and Eastern Brazil oceanic (EBO) sources intensified the duration and severity of wet events. Peak wet events were linked to increased moisture supply from the northern South America basins (AM, NA, and TO), while peak droughts were related to decreased moisture uptake from eastern sources (TO, SF, and EBO). Our findings highlight how the water balance in distant regions affects the LP via moisture transport, emphasizing the need for interconnected adaptive strategies.

Thunderstorms can generate intense electrical activity, hail, and result in substantial economic and human losses. The development of very short-term forecasting tools (nowcasting) is essential to provide information to alert systems in order to mobilize most efficiently the population. However, the development of nowcasting tools depends on a better understanding of the physics and microphysics of clouds and lightning formation and evolution. In this context, the objectives of this study are: (a) to describe the environmental conditions that led to a genesis of a thunderstorm that produce hail on 7 January 2012, in the Metropolitan Area of São Paulo (MASP) during the CHUVA-Vale campaign, and (b) to evaluate the thunderstorm microphysical properties and vertical structure of electrical charge. Data from different sources were used: field campaign data, such as S-band radar, and 2- and 3-dimensional lightning networks, satellite data from the Geostationary Operational Environmental Satellite-13 (GOES-13), the Meteosat Second Generation (MSG), and reanalysis of the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts Reanalysis v5 (ERA5). The thunderstorm developed in a region of low-pressure due to the presence of a near-surface inverted trough and moisture convergence, which favored convection. Convective Available Potential Energy (CAPE) of 1053.6 J kg−1 at the start of the thunderstorm indicated that strong convective energy was present. Microphysical variables such as Vertically Integrated Liquid water content (VIL) and Vertically Integrated Ice (VII) showed peaks of 140 and 130 kg m−2, respectively, before the hail reached the surface, followed by a decrease, indicating content removal from within the clouds to the ground surface. The thunderstorm charge structure evolved from a dipolar structure (with a negative center between 4 and 6 km and a positive center between 8 and 10 km) to a tripolar structure (negative center between 6 and 7.5 km) in the most intense phase. The first lightning peak (100 flashes in 5 min−1) before the hail showed that there had been a lightning jump. The maximum lightning occurred around 18:17 UTC, with approximately 350 flashes 5 min−1 with values higher than 4000 sources 500 m−1 in 5 min−1. Likewise, the vertical cross-sections indicated that the lightning occurred ahead of the thunderstorm’s displacement (maximum reflectivity), which could be useful in predicting these events.

This study evaluated the performance of 50 global climate models (GCMs) from the Coupled Model Intercomparison Project Phase 6 (CMIP6) in simulating the statistical features of precipitation and air temperature in five subdomains of South America during the historical period (1995–2014). Monthly precipitation and temperature simulations were validated with data from the Climate Prediction Center Merged Analysis of Precipitation, the Global Precipitation Climatology Project, and the ERA5 reanalysis. The models’ performance was evaluated using a ranking analysis with statistical metrics such as mean, standard deviation, Pearson’s spatial correlation, annual cycle amplitude, and linear trend. The analyses considered the representation of precipitation and air temperature separately for each subdomain, the representation for all five regions together, and the joint representation of precipitation and air temperature for all five subdomains. In the Brazilian Amazon, the best-performing models were EC-Earth3-Veg, INM-CM4-8, and INMCM5-0 (precipitation), and IPSL-CM6A-LR, MPI-ESM2-0, and IITM-ESM (temperature). In the La Plata Basin, KACE-1-0-G, ACCESS-CM2, and IPSL-CM6A-LR (precipitation), and GFDL-ESM4, TaiESM1, and EC-Earth3-Veg (temperature) yielded the best simulations. In Northeast Brazil, SAM0-UNICON, CESM2, and MCM-UA-1-0 (precipitation), BCC-CSM2-MR, KACE-1-0-G, and CESM2 (temperature) showed the best results. In Argentine Patagonia, the GCMs ACCESS-CM2, ACCESS-ESM1-5 and EC-Earth3-Veg-LR (precipitation), and CAMS-CSM1-0, CMCC-CM2-HR4, and GFDL-ESM4 (temperature) outperformed. Finally, for Southeast Brazil, the models ACCESS-CM2, ACCESS-ESM1-5, and EC-Earth3-Veg-LR (precipitation), and CAMS-CSM1-0, CMCC-CM2-HR4, and GFDL-ESM4 (temperature) yielded the best simulations. The joint evaluation of the regions and variables indicated that the best models are CESM2, TaiESM1, CMCC-CM2-HR4, FIO-ESM-2-0, and MRI-ESM2-0.

Little is known about how climate intervention through stratospheric aerosol injection (SAI) may affect the climatology of the Southern Hemisphere extratropical cyclones under warming scenarios. To address this knowledge gap, we tracked extratropical cyclones from 2015 to 2099 in a set of projections of three international projects: the Assessing Responses and Impacts of Solar Climate Intervention on the Earth System with Stratospheric Aerosol Injection (ARISE), the Stratospheric Aerosol Geoengineering Large Ensemble (GLENS), and the Geoengineering Model Intercomparison Project (GeoMIP/G6sulfur). Comparisons were performed between no-SAI and SAI scenarios as well as between different timeslices and their reference period (2015–2024). Among the findings, both no-SAI and SAI project a decrease in cyclone frequency towards the end of the century although weaker under SAI scenarios. On the other hand, cyclones tend to be stronger under no-SAI scenarios while keeping their intensity more similar to the reference period under SAI scenarios. This means that under SAI scenarios the climatology of cyclones is less affected by global warming than under no-SAI. Other features of these systems, such as travelling distance, lifetime, and mean velocity show small differences between no-SAI and SAI scenarios and between reference and future periods.

Extreme precipitation events are becoming increasingly frequent and intense in southeastern Brazil, leading to socio-economic problems. While it is not possible to control these events, providing accurate weather forecasts can help society be better prepared. In this study, we assess the performance of the Weather Research and Forecasting (WRF) model in simulating a period of extreme precipitation from 31 December 2021 to 2 January 2022 in the southern region of Minas Gerais (SMG) state in southeastern Brazil. We conducted five simulations using two nested grids: a 12 km grid (coarse resolution) and a 3 km grid (high resolution). For the coarse resolution, we tested the performance of five cumulus convection parameterization schemes: Kain–Fritsch, Betts–Miller–Janjic, Grell–Freitas, Grell–Devenyi, and New Tiedke. We evaluated the impact of these simulations on driving the high-resolution simulations. To assess the performance of the simulations, we compared them with satellite estimates, in situ precipitation measurements from thirteen meteorological stations, and other variables from ERA5 reanalysis. Based on the results, we found that the Grell–Freitas scheme has better performance in simulating the spatial pattern and intensity of precipitation for the studied region when compared with the other four analyzed schemes.

This study analyzed the main features (onset, demise, and length) of the South American Monsoon System (SAMS) projected in different time slices (2020–2039, 2040–2059, 2060–2079, and 2080–2099) and climate scenarios (SSP2–4.5 and SSP5–8.5). Eight global climate models (GCMs) from the Coupled Model Intercomparison Project Phase 6 (CMIP6) that perform well in representing South America’s historical climate (1995–2014) were initially selected. Thus, the bias correction–statistical downscaling (BCSD) technique, using quantile delta mapping (QDM), was applied in each model to obtain higher-resolution projections than their original grid. The horizontal resolution adopted was 0.5° of latitude × longitude, the same as the Climate Prediction Center precipitation analysis used as a reference dataset in BCSD. The QDM technique improved the monsoon onset west of 60° W and the simulated demise and length in southwestern Amazonia. Raw and BCSD ensembles project an onset delay of approximately three pentads compared to the historical period over almost all regions and a demise delay of two pentads northward 20° S. Additionally, the BCSD ensemble projects a reduced length with statistical significance in most South Atlantic Convergence Zone regions and a delay of three pentads in the demise over the Brazilian Amazon from the second half of the 21st century.

Resumo A comunidade científica por muito tempo considerou a existência de apenas dois tipos de ciclones de escala sinótica em superfície, tropicais e extratropicais, com base nas características de gênese e local de atuação desses sistemas. A metodologia do Cyclone Phase Space (CPS) desenvolvida por Hart, no início da década de 2000, deixou evidente que não há apenas os dois tipos mencionados, mas que existe um continuum, de forma que os ciclones podem evoluir de um tipo a outro. Diante desse contexto, o objetivo do estudo é descrever a evolução sinótica da transição do ciclone Talim, que teve gênese como ciclone tropical e decaiu como ciclone extratropical. Esse sistema se desenvolveu no oeste do oceano Pacífico Norte no dia 10 de setembro de 2017. Através do CPS, foram definidas quatro fases no ciclo de vida do Talim: a de ciclone tropical, início da transição para extratropical, fim da transição e fase de ciclone extratropical. A fase de transição foi marcada pelo início da interação do sistema tropical com uma região com baroclinia, enquanto que o término da transição ocorreu quando o sistema adquiriu um núcleo frio e sistemas frontais associados.

Dry conditions occurred over São Paulo state (southeastern Brazil) from February to July 2018, causing the driest semester in 35 years. Socioeconomic impacts included a record number of fire spots, most adverse conditions to pollutant dispersion in 3 years and the winter's lowest water reservoirs stored volume in 17 years. This paper discusses climate drivers to the onset and persistence of the dry conditions, with special attention to the intraseasonal forcing. Barotropic atmospheric circulations forced by the intraseasonal Pacific-South America teleconnection pattern, embedded in the lower frequency setup of the Pacific Decadal Oscillation and the Atlantic Multidecadal Oscillation, were identified as main large-scale forcings to reduce precipitation. Drought evolution was modulated by other intraseasonal drivers such as the Madden Julian, Antarctic and 10–30 days Oscillations. A break in the 6-month dry condition, in March 2018, highlighted the important role of such oscillations in determining precipitation anomalies over SP. Results show that intraseasonal phenomena and their interactions control drought characteristics such as magnitude, persistence and spatial distribution within a setup determined by lower-frequency oscillations. The intraseasonal timescale seems to be key and must be considered for a complete description and understanding of the complex drought evolution process in São Paulo.

Resumo Esse estudo tem como objetivo apresentar a análise da energética de quatro casos de ciclones em latitudes austrais, sendo dois extratropicais (um do tipo Bjerknes e Solberg e o outro do tipo Shapiro e Keyser), um tropical e um subtropical, a fim de complementar o trabalho “Ciclones em Superfície nas Latitudes Austrais: Parte II Estudo de Casos”. Para tanto, utilizou-se a equação da energia cinética do distúrbio desenvolvida por Orlanski e Katzfey, pois ela contempla os principais mecanismos para a formação e dissipação dos sistemas transientes, isto é, as instabilidades baroclínica e a barotrópica, além do desenvolvimento corrente abaixo. A análise da energética mostra que o termo de conversão baroclínica foi o mais importante durante o ciclo de vida dos quatro ciclones estudados, já o termo barotrópico foi pequeno. Por outro lado, o termo de desenvolvimento corrente abaixo, conhecido como convergência do fluxo ageostrófico, atuou negativamente em todos os casos, exportando energia cinética para fora da região do ciclone.

No dia 21 de maio de 2017 a cidade de Bauru, localizada no interior do Estado de São Paulo, foi afetada por uma tempestade que causou diversos alagamentos e enchentes. Nesse contexto, o presente estudo tem como objetivo apresentar o ambiente sinótico e as propriedades físicas das nuvens que estiveram associadas com a ocorrência da tempestade que atingiu Bauru. Para a realização do estudo foram utilizados dados da European Centre for Medium Range Weather Forecast Reanalysis (ERA5 e ERA-Interim), da estação meteorológica do Centro de Meteorologia de Bauru, imagens de radar e satélite e dados de relâmpagos. A tempestade apresentou características multicelular com formato linear possuindo diversos núcleos convectivos embebidos em seu interior e formou-se a oeste do Estado de São Paulo num ambiente de alta Convective Available Potential Energy (2500 J kg-1). O ambiente sinótico foi favorecido pelo deslocamento para leste do Anticiclone Subtropical do Atlântico Sul em relação a sua posição climatológica e de um cavado pouco amplificado com eixo entre o Mato Grosso do Sul e Rio Grande do Sul, fatores que permitiram a formação de uma região de menor pressão entre o sudeste do Brasil e o oceano Atlântico. A tempestade ainda apresentou modesto valor de Vertically Integrated Liquid Water Content (2 kg m-2), porém moderada refletividade (44 dBZ); sendo a sua longa duração (1 h e 29 min) na área de abrangência do radar, a provável responsável pelo grande acumulado de precipitação. O pico de relâmpagos (0,08 relâmpagos por km2 num intervalo de 7,5 min) ocorreu 23 min antes do evento em superfície, mostrando-se como um importante parâmetro preditor de eventos severos. Além disso, a tempestade multicelular apresentou núcleos convectivos e um vórtice ciclônico convectivo de mesoescala, formado devido à ocorrência de uma assinatura em formato de vírgula (do inglês, Comma Echo); assinatura característica de tempestade intensa. Esses resultados demonstraram a importância da combinação das informações sinóticas, físicas e elétricas das tempestades para auxiliar na previsão imediata de tempo.

At the end of June 2020, an explosive extratropical cyclone was responsible for an environment in which a squall line developed and caused life and economic losses in Santa Catarina state, southern Brazil. The aims of this case study are the following: (a) to describe the drivers of the cyclogenesis; (b) to investigate through numerical simulations the contribution of sea–air interaction to the development of the cyclone as an explosive system; and (c) to present the physical properties of the clouds associated with the squall line. The cyclogenesis started at 1200 UTC on 30 June 2020 on the border of southern Brazil and Uruguay, having a trough at middle-upper levels as a forcing, which is a common driver of cyclogenesis in the studied region. In addition, the cyclone’s lifecycle followed Bjerknes and Solberg’s conceptual model of cyclone development. A special feature of this cyclone was its fast deepening, reaching the explosive status 12 h after its genesis. A comparison between numerical experiments with sensible and latent turbulent heat fluxes switched on and off showed that the sea–air interaction (turbulent heat fluxes) contributed to the cyclone’s deepening leading it to the explosive status. The cold front, which is a component of the cyclone, favored the development of a pre-frontal squall line, responsible for the rough weather conditions in Santa Catarina state. While satellite images do not clearly show the squall line located ahead of the cold front in the cyclone wave due to their coarse resolution, radar reflectivity data represent the propagation of the squall line over southern Brazil. On 30 June 2020, the clouds in the squall line had more than 10 km of vertical extension and a reflectivity higher than 40 dBZ in some parts of the storm; this is an indicator of hail and, consequently, is a required condition for storm electrification. In fact, electrical activity was registered on this day.

Vórtices ciclônicos de altos níveis (VCANs) são sistemas com núcleo frio que se desenvolvem na média e alta troposfera e que podem causar alterações nas condições atmosféricas em superfície. Existem VCANs de origem tropical e subtropical/extratropical. O foco do presente estudo são os VCANs tropicais, que ocorrem nas cercanias do Nordeste do Brasil (NEB) e têm literatura pouco extensa. Diante disso, os objetivos deste estudo são identificar os casos de VCANs ocorridos nas cercanias do NEB, nos meses de verão entre 2006 e 2019, para obtenção de uma descrição das características médias desses sistemas, e uma associação da localização dos VCANs com as anomalias de precipitação no NEB. Além disso, é investigada a contribuição da intrusão de vorticidade potencial isentrópica (VPI) na gênese desses sistemas. Os VCANs foram identificados por meio da análise visual da circulação atmosférica e do desvio zonal de temperatura do ar em 200 hPa obtidos da reanálise ERA-Interim. Os resultados indicam a ocorrência de 175 casos no período de estudo, com maior frequência nos meses de dezembro (65 casos) e janeiro (58 casos). Os VCANs propiciam precipitação nas regiões sob suas bordas e condições secas sob seu centro. Consequentemente, quando o centro desses sistemas ocorre sobre o NEB, em geral, eles contribuem para anomalias negativas de precipitação na região. Na análise da VPI associada aos VCANs, sugere-se que essa possa ser um mecanismo que contribua para a formação desses sistemas.

O monitoramento de focos de calor por satélites pode ser um importante subsídio para a definição de estratégias de combate e prevenção de incêndios, bem como para a avaliação de danos ecológicos, econômicos e sociais. Como no Brasil, o conhecimento sobre a evolução espacial e temporal dos focos de calor ainda é limitado, esse estudo tem como objetivo descrever a distribuição espacial e temporal de focos de calor e avaliar as cidades com as maiores ocorrências desses focos (definido como cidades hotspots) no Estado de Minas Gerais (MG). Além disso, é analisado a correlação dos focos de calor com a precipitação. Foram utilizados 15 (2003-2017) anos de dados de focos de calor estimados por meio de dados do satélite de órbita polar Earth Observation System – AQUA. No Estado de MG, a média anual de focos de calor é de aproximadamente de 11.421 detecções, sendo esses eventos mais frequentes entre os meses de julho a outubro, isto é, entre a estação seca e início da chuvosa, com máximo mensal em setembro (3.700 focos). Em termos espaciais, a maior concentração de focos de calor ocorre nos setores norte e noroeste do Estado. Por outro lado, a maioria das cidades hotspots (locais com as maiores ocorrências de focos de calor) localizam-se no noroeste do Estado, com a cidade de Paracatu sendo a de maior frequência desses eventos, com 3.376 focos durante o período de estudo, isto é, cerca de 50 % a mais de focos em relação à cidade que ficou em décimo lugar. As análises de correlação interanual e mensal mostraram que os focos de calor apresentam correlação negativa com a precipitação, isto é, anos mais secos possuem maior frequência de focos de calor. O maior coeficiente de correlação de Pearson (-0,52) foi obtido para uma defasagem temporal mensal de 2 meses, isto é, embora o inverno seja a estação do ano mais seca, os máximos de focos de calor ocorrem entre setembro e outubro. Portanto, a persistência de um solo seco por cerca de 60 dias antes fornece condições em parte favoráveis para a ocorrência de queimadas, seja de forma natural ou antrópica.

This work analyzed the 3.5 land surface scheme coupled in the Regional Climate Model RegCM4 (RegCLM), seeking to identify the impact of this coupling in the climatology and in the interannual variability, mainly in the Southeast of Brazil. The climatology analysis showed that the RegCLM, for DJF, is more humid than the set of observations used, overestimating the South Atlantic Convergence Zone (SACZ) due to the RegCLM simulate more intense the northeast trade winds, and with this, there is a transportation of moisture from the Tropical Atlantic Ocean to the continent trhought the Low Level Jet (LLJ), intensifying the SACZ. For air temperature, RegCLM is colder than observations in the SDE region. This result also occurs in the analysis of the annual cycle and, especially in winter, reaching the difference of 1.8o C. During summer, lowest simulation errors were found for this variable. For the interannual variability for the SDE, the simulated precipitation presents an intensify pattern of the signal and reverse the phase of the observed anomaly. For air temperature, the simulation agrees with the observations, intensifying in some years the anomalies.

Climate change is undeniable, and its effects, like droughts and intense precipitation, evidence this reality. However, many questions remain unanswered, such as climate extremes’ future frequency and intensity. International collaboration projects such as the Coordinated Regional Climate Downscaling Experiment (CORDEX)-Coordinated Output for Regional Evaluations (CORE) have emerged to address these questions, creating protocols to facilitate the intercomparison among simulations obtained by different regional climate models (RCMs). Given this context, this study aims to describe the projected changes in the extreme precipitation events over the South America domain by using a set of projections of three RCMs (Eta, RegCM, and REMO) under the CORDEX-CORE framework (except Eta). These models were nested in different global climate models (GCMs) from Coupled Model Intercomparison Project phase 5 (CMIP5) under the RCP8.5 scenario and integrated with a grid space of 25 km. In addition, six climate indices (PRCPTOT, SDII, R95p, P95, CDD, and CWD) were computed by season for the historical period (1995–2014) and four future time-slices (2020–2039, 2040–2059, 2060–2079, and 2080–2099). For brevity, this study focuses on the austral summer. RCMs are generally capable of representing the spatial pattern of climate indices but with differences in intensity. The ensemble with all RCMs shows a slightly better spatial correlation with the reference data than the ensemble of each RCM. The signal of the projections is similar between RegCM and REMO and, in general, opposite to Eta (mainly in the South Atlantic Convergence Zone region). Of the six climate indices analyzed, the ensemble performed with the three RCMs projects statistically significant negative (positive) trends for four indices in the Amazon (La Plata Basin), indicating a signal of dry (wet) conditions increasing towards the end of the century. Furthermore, both regions have significant positive (negative) trends of consecutive dry (wet) days. The region with higher uncertainties lies over southeastern Brazil, where Eta projects a dry climate and RegCM and REMO, a wet one.

This study analyses observed trends in extreme rainfall events in the Metropolitan Area of São Paulo (MASP). Rainfall data sets with more than 60 years of record in MASP are used. In MASP, extreme rainfall events represent hydro meteorological hazards that trigger flash floods and landslides. Changes in rainfall extremes can be partly due to natural climate variability. In addition, it can also be related to global warming and/or urbanization. Total annual precipitation and the number of days with precipitation of 20 mm exhibit the largest significant increase during 1930–2019. This is better noticed during summer. This tendency is also noticed in the number of days with precipitation of 100 mm or more. Therefore, the positive trend in annual precipitation is mainly due to an increase in the frequency of extreme precipitation events. On the other hand, our analysis shows that the number of consecutive dry days increased. Though these results appear to be contradictory, they indicate an important climate change in recent times. Intense precipitation is concentrated in few days, separated by longer dry spells. The focus is on how atmospheric circulation variations are contributing to these changes. During 1960–2019 the South Atlantic Subtropical Anticyclone has intensified and slightly moved southwestward of its normal position. This change influences the transport of humidity and therefore impact precipitation. This can explain the increase in the precipitation extremes in the MASP. However, other atmospheric systems may also be important.

Tropical cyclones that have wind intensity equal or higher than 119 km/h, when formed in the western sector of the tropical Pacific Ocean, are called typhoons. These systems are responsible for great devastation over continental areas. Two cases that reached the Philippines and attracted the international attention were the typhoons Haiyan and Haima. Haiyan was the strongest typhoon recorded since 1979 in the western Pacific and remained active from 3 to 11 November 2013. Haima was the second typhoon that reached winds with an intensity exceeding 220 km/h since 1979. The purpose of the present study is to describe the evolution of the lifecycle of Haiyan and Haima typhoons (lagrangian analysis), to show similarities and differences between them, and to evaluate the impact of these systems on atmospheric variables close to the Philippines (eulerian analysis). The atmospheric variables used in the study were obtained from the Global Forecast System Analysis and the Tropical Rainfall Measuring Mission. The cyclogenesis region of the Haiyan and Haima typhoons showed positive sea surface temperature anomalies of 0.7 °C and 1.1 ° C, respectively. Along the trajectory, the typhoons produced a cold trail on the ocean. Near the Philippines, the Haiyan caused winds with an intensity of 232 km/h and the Haima of 226 km/h. Regarding the lifecycle of these systems, the maturation phase shows more intense cyclonic relative vorticity and the highest zonal departure of air temperature in the core of the typhoons in relation to the neighborhood

The South Atlantic Subtropical Anticyclone (SASA) is the main feature of the atmospheric circulation over the South Atlantic Ocean, and its study is of great importance to explain many characteristics of the Brazilian weather and climate. Therefore, this study aims to present (1) a review of the literature on SASA including the drivers of the semi-permanent anticyclones and (2) the main features of the SASA in the future climate obtained through the projections of three global climate models (HadGEM2-ES, GFDL-ESM2M, and MPI-ESM-MR), from the Coupled Model Intercomparison Project (CMIP5), using the Representative Concentration Pathway 8.5 (RCP8.5) scenario. SASA is zonally wider in winter and retracted to the east in summer, when it presents a more circular format. These features of the SASA in the present climate (1979–2005) are well represented by the three global climate models, which also project this same SASA seasonal pattern for the future climate (2065–2095). Considering the projections, they indicate a slightly poleward expansion of the SASA, which is associated with the widening of the Hadley cell. At the SASA core, the pressure can be similar or slightly more intense than the present climate.

Este estudo mostra uma comparação da climatologia do jato de baixos níveis (JBN) a leste dos Andes obtida com a reanálise 1 do NCEP-NCAR (resolução horizontal de 2,5º) e a reanálise ERA-Interim do ECMWF (resolução horizontal de 0,75º) no período de 2001 a 2015. Os JBN foram identificados com o critério 1 de Bonner. O estudo enfoca 8 localidades que estão na trajetória do JBN. Em Santa Cruz, Mariscal, Foz do Iguaçu e Trinidad; há respectivamente, cerca de 94,06%, 50,72%, 21,83% e 96,30% menos registros de jatos no NCEP-NCAR do que na ERA-Interim. A reanálise do NCEP-NCAR registra maior ocorrência de JBN nas cidades localizadas em latitudes mais tropicais (Cojiba, Trindad, Santa Cruz e Robore) no verão, enquanto nas situadas mais nos subtrópicos (Mariscal, Assunção, Curitiba e Foz do Iguaçu), no inverno. Já a reanálise ERA-Interim discorda nas cidades de Santa Cruz e Robore, pois segundo essa reanálise os resultados indicam maior frequência de JBN no inverno. Em geral, ambas as reanálises indicam que os JBNs ocorrem majoritariamente entre 06 e 12 UTC. Por fim, com relação à variabilidade interanual, os JBNs tendem a possuir maior frequência em anos de El Niño.

O clima da Terra é controlado tanto por forçantes externas quanto internas ao sistema terrestre. Entre as forçantes externas têm-se os parâmetros orbitais de Milankovitch: excentricidade, precessão e obliquidade. Como a definição desses parâmetros e a influência deles no clima terrestre são abordadas de forma superficial nos livros-texto do ensino médio e até nos do superior, o presente estudo tem dois objetivos: (1) explicar cada parâmetro orbital de Milankovitch e como o clima da Terra é afetado por esses parâmetros e (2) avaliar, por meio de simulações numéricas, a influência do ângulo de inclinação do eixo de rotação da Terra na distribuição espacial e sazonal da temperatura do ar global. Entre os resultados, é mostrado que, quanto maior a obliquidade do eixo de rotação da Terra, a faixa de maior aquecimento durante o verão de um dado hemisfério se desloca para latitudes mais altas.

A América do Sul (AS) possui uma geografia diversificada, propícia ao desenvolvimento e atuação de diferentes sistemas atmosféricos que contribuem para não-homogeneidade espacial e temporal da precipitação. Diante disso, os objetivos deste estudo são: (a) discutir os conceitos básicos de tempo e clima, (b) apresentar a climatologia de precipitação no continente sul-americano e (c) descrever os sistemas atmosféricos que contribuem para os diferentes ciclos anuais de precipitação nos diversos setores da AS, com base em revisão da literatura. De modo geral, a estação chuvosa da AS é o verão e a seca, o inverno. Nessas estações do ano, diferentes sistemas atmosféricos são responsáveis pela precipitação.

Southeastern Brazil is the most populated and economically developed region of this country. Its climate consists of two distinct seasons: the dry season, extending from April to September, the precipitation is significantly reduced in comparison to that of the wet season, which extends from October to March. However, during nine days of the 2016 dry season, successive convective systems were associated with atypical precipitation events, tornadoes and at least one microburst over the southern part of this region. These events led to flooding, damages to buildings, shortages of electricity and water in several places, many injuries, and two documented deaths. The present study investigates the synoptic and dynamical features related to these anomalous events. The convective systems were embedded in an unstable environment with intense low-level jet flow and strong wind shear and were supported by a sequence of extratropical cyclones occurring over the Southwest Atlantic Ocean. These features were intensified by the Madden–Julian oscillation (MJO) in its phase 8 and by intense negative values of the Pacific South America (PSA) 2 mode.

O objetivo deste estudo é apresentar uma descrição das características da atmosfera que contribuíram para elevados totais de precipitação no sul de Minas Gerais e que foram precursores de dois episódios de inundação e alagamento na cidade de Itajubá: um em 16 de janeiro de 1991 e outro em 02 de janeiro de 2000. Para tanto, foram utilizados dados do Climate Prediction Center e da reanálise ERA-Interim do European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF). Entre os resultados, têm-se que os episódios de inundação e alagamento ocorridos na cidade de Itajubá, em ambos os anos, estiveram associados à atuação da Zona de Convergência do Atlântico Sul, que se estendia da Amazônia, passando pelo sudeste do Brasil, e chegava ao Atlântico Sul.

Tendo em vista a rápida urbanização durante as duas últimas décadas da cidade de Florianópolis (SC), o objetivo do estudo foi analisar as variações nas características de temperatura aparente da superfície (Tas) obtidas via procedimentos matemáticos a partir de imagens do satélite Landsat 5 TM, para a região da Bacia Hidrográfica do Rio Tavares, em decorrência das modificações em superfície impostas pelo desenvolvimento urbano da região ao longo das décadas de 1990 e 2000. Os resultados obtidos indicaram que a bacia apresentou uma diminuição nas áreas dominadas pelas classes de Mata Atlântica, solo exposto ou vegetação rasteira e corpos hídricos, como consequência da expansão das atividades e áreas urbanas. Este estudo concluiu que as porções da bacia que apresentaram maior Tas estão associadas a áreas de maior urbanização e ausência de vegetação expressiva, demonstrando a influência das características dos materiais que recobrem a superfície no balanço de calor do meio físico.

In this study, the moisture sources acting over each sea (Weddell, King Haakon VII, East Antarctic, Amundsen-Bellingshausen, and Ross-Amundsen) of the Southern Ocean during 1980−2015 are identified with the FLEXPART Lagrangian model and by using two approaches: backward and forward analyses. Backward analysis provides the moisture sources (positive values of Evaporation minus Precipitation, E − P > 0), while forward analysis identifies the moisture sinks (E − P < 0). The most important moisture sources for the austral seas come from midlatitude storm tracks, reaching a maximum between austral winter and spring. The maximum in moisture sinks, in general, occurs in austral end-summer/autumn. There is a negative correlation (higher with 2-months lagged) between moisture sink and sea ice concentration (SIC), indicating that an increase in the moisture sink can be associated with the decrease in the SIC. This correlation is investigated by focusing on extremes (high and low) of the moisture sink over the Weddell Sea. Periods of high (low) moisture sinks show changes in the atmospheric circulation with a consequent positive (negative) temperature anomaly contributing to decreasing (increasing) the SIC over the Weddell Sea. This study also suggests possible relationships between the positive (negative) phase of the Southern Annular Mode with the increase (decrease) in the moisture that travels from the midlatitude sources to the Weddell Sea.

Embora o sertão do nordeste do Brasil esteja localizado em latitudes tropicais, é uma região com baixos totais anuais de precipitação, o que a difere das demais regiões na mesma banda latitudinal. Diante do exposto, o presente estudo analisa tanto a influência das células de circulação geral da atmosfera (células de Walker e Hadley) quanto do planalto da Borborema (que se encontra no centro-norte do sertão) na produção das condições semi-áridas no sertão nordestino. Inicialmente, o estudo apresenta uma caracterização geográfica e meteorológica da região nordeste do Brasil e, na sequência, faz a análise das células de circulação. Entre os resultados, têm-se que os movimentos subsidentes das células de Walker e Hadley são mais importantes para a semi-aridez do sertão nordestino do que o planalto da Borborema. A influência desse planalto ocorre quando o escoamento no seu lado sotavento se acopla com os movimentos descentes das células de circulação geral da atmosfera, o que intensifica as anomalias positivas de temperatura do ar e negativas de umidade específica e relativa na baixa troposfera. Portanto, são os movimentos subsidentes das células de circulação que atuam sobre todo o sertão inibindo à convecção e, portanto, a formação de nuvens e precipitação.

Este trabalho apresenta uma análise das condições sinótica e dinâmica associadas ao desenvolvimento do ciclone ocorrido entre 12 e 19 de setembro de 2008, com o objetivo de destacar diferenças e semelhanças com o ambiente em que se inseriu o evento Catarina em março de 2004. As principais semelhanças foram encontradas no padrão sinótico geral: a ocorrência de um padrão típico de bloqueio do tipo dipolo associado à anomalia de vorticidade potencial em altos níveis; cavado em níveis médios com inclinação para oeste; a presença de uma coluna de vorticidade ciclônica desde a superfície até a baixa estratosfera; e, em superfície, o padrão de uma alta ao sul de uma baixa pressão. Apesar das semelhanças no padrão geral, diferenças ocorreram entre os dois eventos que influenciaram na intensidade dos sistemas: o Catarina ocorreu em latitudes mais baixas em relação ao caso de setembro de 2008; o padrão típico de bloqueio associado ao caso de setembro de 2008 durou um dia e meio, enquanto no evento Catarina foi de três dias; a configuração da advecção de temperatura na camada entre 1000-500 hPa favoreceu o deslocamento do evento de setembro de 2008 para leste/sudeste, ao contrário do Catarina, a advecção de ar quente a leste do ciclone foi praticamente suprimida e a tendência de altura geopotencial passou a ser positiva, padrões que impedem o deslocamento do sistema para leste; no caso de setembro de 2008 o padrão da inversão do gradiente meridional de temperatura potencial na superfície de -2,0 unidade de vorticidade potencial (UVP) foi caracterizado pela incursão de uma região alongada de ar quente vinda do equador em direção ao sul e ar frio vinda do sul em direção ao equador, enquanto no caso Catarina a inversão ocorre pelo isolamento de uma bolha de ar frio ao norte e uma bolha de ar quente ao sul, o que pode ter contribuído para maior duração do padrão de bloqueio, pois a dissipação neste caso é dificultada. Sistemas como o Catarina podem ser raros no Atlântico Sul, mas isso não ocorre em relação ao ambiente sinótico em que se formou o Catarina. Para melhor entender o processo atmosférico que levou à formação do Catarina, é necessário realizar experimentos numéricos de sensibilidade para o caso de setembro de 2008 com o objetivo de verificar a possibilidade do ciclone extratropical se tornar um ciclone tropical.In this work a synoptic/dynamic analysis of atmospheric conditions associated with the cyclone development occurred between 2008 September 12 and 19 is presented, aiming to highlight differences and similarities to the environment of Catarina event in March 2004. The main similarities were found in the synoptic patterns: occurrence of a pattern typical of dipole blocking associated with the potential vorticity anomaly at upper levels; a trough at middle levels with westward slope; the presence of a column of cyclonic vorticity from surface to lower stratosphere; and on the surface, the pattern of a higher pressure to the south of a lower pressure. Despite these similarities, differences that influence the intensity of the systems were found: the Catarina occurred in lower latitudes compared to the 2008 September case; the blocking pattern associated with September 2008 case was a day and a half long, while the Catarina lasted three days; the configuration of temperature advection in the 1000-500 hPa layer favored the displacement of the September 2008 event from eastward/southeastward, in contrast to Catarina, in which the warm advection to the east of the cyclone was suppressed and the local tendency of geopotential height was positive, which hinder the displacement of the system eastward; in the case of 2008 September the pattern of the meridional temperature gradient inversion on the -2.0 units of potential vorticity (UPV) surface was characterized by the incursion of an elongated region of warm air from the equator toward the south and cold air from the south toward the equator, while in the Catarina that inversion occurred by the isolation of a cold air bubble to the north and a warm air bubble to the south, which may have contributed to increase the duration of the dipole blocking pattern in this case, because the dissipation gets harder. Systems such as Catarina may be rare in the South Atlantic Ocean, but this does not occur for the synoptic environment which formed the Catarina. In order to better understand the atmospheric processes that led to the formation of Catarina it is necessary to perform numerical experiments of sensitivity to the 2008 September case with the objective of verifying the possibility of becoming a tropical cyclone.

This work documents the main features of six subtropical cyclones occurred between the years 2010 and 2016 over the southwestern South Atlantic Ocean, near the Brazilian coast, which received names (with the exception of one) from the Brazilian Navy Hydrographic Center. The fine-resolution ERA5 reanalysis and rainfall estimates from the Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) were used to describe the synoptic environment and the adverse weather conditions during the six events. The support of a small-amplitude trough at mid-levels or a cut-off low, weak vertical wind shear, and moisture flux convergence are the main features contributing to the subtropical cyclogenesis at the surface. On the other hand, sea surface temperature (SST) presents a secondary contribution since the cyclones develop over the ocean with a wide range of SST values (from 22.5 °C to 28.6 °C in the initial phase of cyclones). The six subtropical cyclones are less deep in the atmosphere column than the tropical ones and, unlike the extratropical cyclones, they have little or no westward tilt with an increase in height. The studied subtropical cyclones produced adverse weather conditions such as (a) strong winds (reaching 17 m·s−1 at 10 m high) for a long period occurring east/southeastward of the cyclone center, and (b) high amounts of rainfall along the southeastern coast of Brazil, where the accumulated rainfall varied between 170 to 350 mm, being in most cases higher than the monthly climatology. Over the continent, the Brazilian states of Rio de Janeiro and Espírito Santo were the most affected by the intense rainfall associated with the cyclones.

Como a América do Sul se estende por diferentes latitudes e possui formas de relevo variadas, proporciona a atuação e o desenvolvimento de diferentes sistemas atmosféricos, os quais contribuem para a não homogeneidade climática da região. Portanto o objetivo deste estudo é apresentar uma revisão dos sistemas atmosféricos que atuam nos diferentes setores do continente sul-americano e que contribuem para a precipitação.The distribution of South American lands on different latitudes and its diversified topography can influence the development and action of many atmospheric systems contributing to a non-homogeneous climate in this region. This work presents a review on the atmospheric systems present in the different sectors of South America contributing to the precipitation variability in these regions.

Na primeira semana de maio de 2008, durante quatro dias, um ciclone em superfície permaneceu semi-estacionário na costa da região sul do Brasil. Este sistema foi responsável por chuvas e ventos fortes no Rio Grande do Sul e Santa Catarina, os quais causaram muitos danos (queda de árvores, enchentes e desabamentos). O objetivo deste trabalho é avaliar o processo de formação e entender os mecanismos responsáveis pelo lento deslocamento do ciclone, já que a maioria dos ciclones nesta região possui deslocamento mais rápido. A equação de desenvolvimento de Sutcliffe mostrou que a advecção de vorticidade absoluta ciclônica na média troposfera e a advecção de ar quente na camada entre 1000-500 hPa foram mecanismos importantes para a ciclogênese. Neste período, o intenso aquecimento diabático também contribuiu para a ciclogênese, à medida que se contrapôs ao intenso resfriamento adiabático devido aos movimentos verticais ascendentes. A advecção de vorticidade absoluta ciclônica que favoreceu a ciclogênese esteve associada a um Vórtice Ciclônico em Altos Níveis (VCAN), que se formou numa região de anomalia de vorticidade potencial. O VCAN se manteve semi-estacionário e compôs o setor norte de um bloqueio do tipo dipolo. Tal bloqueio intensificou um anticiclone em superfície, situado a sul/leste do ciclone, o que contribuiu para o ciclone se manter semi-estacionário. O movimento atípico e lento do ciclone para sul, e em alguns períodos para sudoeste, esteve associado com advecções de vorticidade absoluta ciclônica na média troposfera e de ar quente no seu setor sul. Somente quando o bloqueio em níveis médios e a anomalia de vorticidade potencial em níveis médios/altos se enfraqueceram, o ciclone em superfície se afastou da costa sul do Brasil.On the first week of May 2008, during four days, a semi-stationary surface cyclone acted over the coast of southern Brazil. This system was responsible for large amount of rain and strong near surface winds over Rio Grande do Sul and Santa Catarina causing many damages (fallen trees, floodings and landslides). This work evaluated cyclone development process to understand the reasons for its slow displacement, once most cyclones developed in this region move faster. The Sutcliffe development equation showed that cyclonic absolute vorticity advection in middle troposphere, and positive thermal advection in layer between 1000-500 hPa were important mechanisms for cyclogenesis processes. In this same period, diabatic heating also contributes to cyclogenesis as far as it was opposite to adiabatic cooling due to strong upward movement. Cyclonic absolute vorticity advection which propitiated cyclogenesis was associated with an Upper Level Cyclonic Vortex (ULCV) developed in a potential vorticity anomaly region. The ULCV was semi-stationary and part of a blocking dipole pattern. This blocking intensified a surface anticyclone at south/east of the cyclone, contributing to the cyclone staying semi-stationary near the coast of southern Brazil. The slow and unusual surface cyclone movement to south and sometimes to southwest was associated with middle level cyclonic absolute vorticity and warm air advections in their southern sector. Only when middle levels blocking and middle/high levels potential vorticity anomaly weakened, surface cyclone moved away from the coast of Southern Brazil.

Seasonal relationship between the Southern Annular Mode (SAM) and the spatial distribution of the cyclone systems over Southern Hemisphere is investigated for the period 1980 to 1999. In addition, seasonal frontogenesis and rainfall distribution over South America and South Atlantic Ocean during different SAM phases were also analyzed. It is observed that during negative SAM phases the cyclone trajectories move northward when compared to the positive one, and in the South America and South Atlantic sector there is intense frontogenetic activity and positive anomaly precipitation over the Southeast of the South America. In general, SAM positive phase shows opposite signals.A relação sazonal entre o Modo Anular Sul (Southern Annular Mode - SAM) e a distribuição espacial dos sistemas ciclônicos sobre o Hemisfério Sul foi investigada no período de 1980 a 1999. Também foram analisados os padrões sazonais de frontogêneses e de distribuição de precipitação, sobre a América do Sul e oceano Atlântico Sul, durante as diferentes fases da SAM. Na fase negativa da SAM foi observado que a trajetória dos ciclones em todo o Hemisfério Sul move-se para norte, comparada à fase positiva, e que no setor da América do Sul e Atlântico Sul há intensa atividade frontogenética e anomalias positivas de precipitação na costa sudeste da América do Sul. Em geral, na fase positiva da SAM são observadas condições inversas.

A caracterização do clima de um determinado local é um aspecto importante para vários setores da economia como, por exemplo, na prática agrícola. Diante disso, o objetivo desse estudo é apresentar alguns dos principais aspectos climáticos do estado de Minas Gerais (MG): precipitação, temperaturas mínima, média e máxima, intensidade e direção dos ventos a 10 metros de altura, classificação climática de Köppen-Geiger e índice de aridez. Para isso, se utilizaram dados de diferentes fontes. Entre os resultados têm-se que os maiores totais anuais de precipitação ocorrem no sul do estado; as temperaturas são influenciadas tanto pela latitude quanto pela topografia, com o setor sul de MG apresentando médias anuais de cerca de 20ºC e o norte de 26ºC; os ventos em escala sinótica são de direção nordeste a maior parte do ano; o clima Aw é dominante em MG, de acordo com a classificação de Köppen-Geiger; e, em relação ao índice de aridez, MG tem condições úmidas em toda sua área no verão e, predominantemente, áridas no inverno.

Este estudo abordou três objetivos: (1) determinar a climatologia de frentes frias (FFs) em 8 cidades ao longo da costa leste da América do Sul no período de 2007 a 2013 com base em análise visual de cartas sinóticas e com um método objetivo usando duas diferentes reanálises; (2) mostrar a necessidade de estudos pontuais para definição de limiares quando do emprego de métodos automáticos para a identificação de FFs e (3) relacionar a ocorrência de FFs com as diferentes fases do Modo Anular Sul (MAS). Os resultados mostraram que o número médio anual de FFs diminui das maiores para as menores latitudes. De acordo com a média sazonal, baseada nas análises das cartas sinóticas, a ocorrência de FFs nas cidades argentinas praticamente não apresenta variabilidade sazonal. Já no Brasil, todas as cidades mostraram maior ocorrência de FFs no inverno e menor no verão. Em geral, as climatologias baseadas no emprego de um método automático dirigido com as reanálises subestimam o número de FFs. A relação da ocorrência de FFs com as fases do MAS mostrou uma preferência pela ocorrência de FFs na fase positiva do MAS na estação de verão e na fase negativa nas estações de inverno e primavera, para quase todas as cidades do estudo. Portanto, estudos como esse são importantes para monitoramento climático e para previsão de tempo.

Nesse estudo foram identificados os eventos de ondas de frio na Região Sul de Minas Gerais (RSMG) entre maio a setembro do período de 1965 a 2014 e caracterizados os padrões sinóticos associados com tais eventos. A média anual de ocorrência de ondas de frio é de 1,8 eventos, mas há grande variabilidade anual. Por exemplo, enquanto em 1968 foram registradas 8 ondas de frio na RSMG em 2014 não ocorreu nenhum evento. Os padrões sinóticos associados às ondas de frio foram caracterizados tanto em superfície, usando dados de pressão ao nível médio do mar, quanto em 500 hPa, com dados de altura geopotencial. Para isso, empregou-se a técnica de Padrões de Sequências Principais (PSPs) considerando o período desde dois dias antes do evento até o dia da ocorrência das ondas de frio. Em superfície, foram identificados 6 PSPs de ondas de frio, sendo 4 relacionados a processos advectivos e 2 a processos radiativos. Já em 500 hPa, foram encontrados 3 PSPs devido à menor variabilidade dos dados. Em superfície, o PSP que explica a maior variabilidade dos dados é o associado com um anticiclone entre o Pacífico e o sul da América do Sul e um ciclone no oceano Atlântico. Esses sistemas estão baroclinicamente acoplados com os em 500 hPa.

Este estudo tem dois objetivos: (1) apresentar uma revisão sobre o que são teleconexões e a influência do fenômeno El Niño-Oscilação Sul (ENOS) e das anomalias de temperatura da superfície do mar (TSM) no oceano Atlântico Tropical no clima da América do Sul bem como (2) avaliar conjuntamente a influência das anomalias de TSM do Pacífico Tropical e do Atlântico Tropical na precipitação das regiões Norte e Nordeste do Brasil, assim como na posição e intensidade da Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) no Atlântico. Entre os resultados é mostrado que nem sempre na ocorrência de El Niño há déficit de precipitação nas regiões Norte e Nordeste do Brasil, pois a influência das anomalias de TSM do Atlântico Tropical sul e¤ou norte se acopla ao efeito das anomalias de TSM do Pacífico Tropical, alterando ou fortalecendo o sinal das anomalias de precipitação sobre o Brasil tropical.

Este estudo quantificou a passagem de frentes frias pela Região Sul de Minas Gerais (RSMG) no período de 2004 a2010. Para tanto, utilizaram-se as variáveis atmosféricas temperatura do ar a 2 mde altura, pressão ao nível médio do mar e a componente meridional do vento a 10 metrosde altura da reanálise ERA-Interim do European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) e um esquema objetivo para identificação das frentes. Além disso, verificou-se a influência das passagens frontais frias na precipitação sazonal e ocorrência de geadas. Em média anual, há a passagem de 27 frentes pela RSMG, sendo a primavera e o inverno as estações com maior ocorrência de frentes frias. Embora a primavera seja uma estação do ano com grande frequência de passagens frontais, é no inverno que as frentes frias contribuem em maior porcentagem na precipitação. Com relação aos eventos de geada, as passagens frontais possuem pouca influência. Em todas as estações do ano, o padrão sinótico médio da evolução espaço-temporal das frentes frias é associado a um anticiclone migratório que se desloca do Pacífico em direção ao Atlântico.

This study shows climate projections of air temperature and precipitation over South America (SA) from the Regional Climate Model version 3 (RegCM3) nested in ECHAM5 and HadCM3 global models. The projections consider the A1B scenario from Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) and three time-slices: present (1960–1990), near- (2010–2040), and far-future (2070–2100) climates. In the future, RegCM3 projections indicate general warming throughout all SA and seasons, which is more pronounced in the far-future period. In this late period the RegCM3 projections indicate that the negative trend of precipitation over northern SA is also higher. In addition, a precipitation increase over southeastern SA is projected, mainly during summer and spring. The lifecycle of the South American monsoon (SAM) was also investigated in the present and future climates. In the near-future, the projections show a slight delay (one pentad) of the beginning of the rainy season, resulting in a small reduction of the SAM length. In the far-future, there is no agreement between projections related to the SAM features.

Resumo Este estudo avalia a destreza de dois modelos climáticos globais (CPTEC e CFSv2) e de um modelo climático regional (RegCM4) em prever o clima sazonal em diferentes regiões do Brasil. O RegCM4 foi dirigido tanto com as saídas do sistema CFSv2 quanto do modelo do CPTEC. Também foram utilizadas duas versões do RegCM: a 4.3 e a 4.5. O RegCM4.3 foi dirigido por seis membros do CFSv2, enquanto o RegCM4.5 foi dirigido por um membro do modelo global do CPTEC. Todas as previsões iniciaram cerca de dois meses antes do trimestre a ser previsto e ao todo foram realizadas 94 simulações com o modelo regional. De forma geral, o RegCM4 adiciona valor às previsões dos modelos climáticos globais, principalmente, quando é aninhado às saídas do modelo do CPTEC. Quando o RegCM4.5 é dirigido por esse modelo global e é utilizada a parametrização de convecção cumulus de Emanuel há uma boa performance do modelo regional na previsão da precipitação e temperatura do ar em quase todo o Brasil.

Resumo O El Niño (EN) é caracterizado pelo aquecimento anômalo das águas superficiais do oceano Pacífico Tropical central e leste que afeta o clima global e regional através das anomalias da circulação da atmosfera. O EN 2015/2016 foi classificado como um evento muito forte. Portanto, esse estudo tem como objetivo mostrar as características da atmosfera durante a ocorrência desse evento nos meses de setembro, outubro e novembro de 2015. Entre os resultados, têm-se o deslocamento para leste da célula de circulação zonal de Walker, intensificação dos jatos subtropical e polar, presença de anomalias positivas de altura geopotencial no oceano Pacífico próximas ao sul da América do Sul e anomalias negativas no sudeste desse continente e no oceano Atlântico. Além disso, há maior frequência de ciclones nas latitudes subtropicais do oceano Atlântico e convergência do fluxo de umidade integrado na vertical sobre o sudeste da América do Sul. Essas características contribuem para anomalias de precipitação e temperatura do ar na América do Sul.

Resumo Com o objetivo de organizar o conhecimento sinótico sobre ciclones em superfície em latitudes austrais, este trabalho (o primeiro de um conjunto de dois) apresenta uma síntese das principais características de quatro tipos de ciclones: extratropical do tipo Bjerknes e Solberg, extratropical do tipo Shapiro e Keyser, tropical e subtropical. Ao longo do texto são apresentados modelos conceituais bem como os mecanismos de ciclogênese, intensificação e ciclólise de cada tipo de ciclone. As principais diferenças entre os quatros tipos de ciclones em superfície estão nas estruturas horizontais e verticais dos campos de temperatura e vorticidade relativa.

Resumo O presente estudo tem como objetivo identificar relações entre variáveis atmosféricas e concentrações de material particulado inalável (MP10) e ozônio (O3) registradas no estado de São Paulo. Para isso, foram utilizados dados entre 2005 a 2014 de cinco estações de monitoramento de qualidade do ar. O estudo foi baseado em duas metodologias: Análise de Componentes Principais (ACP) e campos médios meteorológicos. Nas ACP para as concentrações de O3, encontraram-se correlações positivas entorno de 0,5 e 0,6 com temperatura do ar, e correlações negativas, entre 0,4 e 0,6 com umidade relativa do ar. As contribuições das componentes do vento nas concentrações de O3 diferem de uma localidade para outra, sendo em Cubatão e Bauru maior a relação com ventos meridionais e nas demais a maior contribuição é da componente zonal, contudo, em todas as localidades as correlações são negativas com o O3. Para o MP10 teve-se as menores correlações, negativas para umidade, e praticamente nulas para temperatura. As correlações com as componentes do vento variam de acordo com a localidade. Com isso, é possível concluir que relações de MP10 com umidade são mais significativas e no caso do O3, dentre todas as variáveis, destaca-se a correlação com temperatura como a mais importante, já com relação ao vento ressalta-se a forte ligação deste com as características locais e particulares de cada estação. Os campos médios das variáveis atmosféricas revelam durante altas concentrações de MP10 e O3 a predominância da atuação do Anticiclone Subtropical do Atlântico Sul (ASAS) sobre a região Sudeste do Brasil. Com relação à temperatura do ar, as maiores concentrações de ozônio ocorreram em dias com temperaturas elevadas, e sem diferença significativa em dias de altas concentrações de MP10. Por fim, as maiores concentrações de MP10 e O3 ocorreram em dias secos e de ventos fracos.

Resumo Em janeiro de 1989, a estação meteorológica convencional de Rio Grande, RS, pertencente ao Instituto Nacional de Meteorologia, mudou-se da área central da cidade para o campus da Universidade Federal do Rio Grande. Com os dados dessa estação, no início da década de 2000, foi publicado um livro com as Normais Climatológicas Provisórias (NCP) de Rio Grande, no período de 1991 a 2000, seguindo as normas da Organização Meteorológica Mundial (OMM). Passada mais de uma década dessa publicação, foi possível atualizar esse estudo considerando o período de 1991 a 2010. Portanto, apresenta-se um roteiro para controle de qualidade de dados de estações meteorológicas convencionais de superfície e as NCP de 1991 a 2010 de Rio Grande, bem como uma comparação entre as NCP das décadas 1991-2000 e 2001-2010. Como foi identificada não-homogeneidade nas séries temporais de umidade relativa e intensidade do vento, as NCP não foram computadas para essas variáveis. Rio Grande é uma cidade com pouca variabilidade mensal de precipitação, possui verão quente e inverno frio e, de acordo com a classificação climática de Köppen-Geiger, o clima é temperado sempre úmido e com verão quente (Cfa) e, pela classificação de Strahler, é subtropical úmido.

Resumo Esse trabalho apresenta a análise sinótica de quatro tipos de ciclones em latitudes austrais: extratropical do tipo Bjerknes e Solberg, extratropical do tipo Shapiro e Keyser, tropical e subtropical. Portanto, seu principal objetivo é destacar as diferenças entre esses sistemas e complementar, com análise sinótica de alguns casos, o artigo “Ciclones em Superfície nas Latitudes Austrais: Parte I Revisão Bibliográfica”, em que foi realizada uma revisão da literatura sobre os tipos de ciclones. No presente estudo, são analisados dois ciclones extratropicais ocorridos no sudoeste do oceano Atlântico Sul; o ciclone subtropical Arani também ocorrido no Atlântico Sul e um ciclone tropical, que teve gênese a nordeste da Austrália sobre o oceano Pacífico e chamado de Ului. Foram enfatizadas as características desses ciclones em quatro estágios: pré-ciclogênese, ciclogênese, maturidade (oclusão) e decaimento. Além disso, o ciclo de vida dos ciclones foi investigado através de um diagrama de fase (Cyclone Phase Space), que permite identificar o tipo de ciclone apenas com uma análise da estrutura térmica da atmosfera. Entre os resultados destacam-se que os ciclones extratropicais tiveram gênese associada à presença de gradientes horizontais de temperatura em superfície e proximidade de um cavado em 300 hPa; que o ciclone subtropical teve um aporte dinâmico de um cavado de onda curta em 500 hPa, que foi importante para a manutenção de movimentos ascendentes na atmosfera; e que o ciclone tropical se originou numa região com fraca vorticidade relativa ciclônica em baixos níveis e convergência de massa em superfície.

Resumo Os Vórtices Ciclônicos de Altos Níveis (VCANs) subtropicais são sistemas de baixa pressão em médios e altos níveis da atmosfera, com centro frio e que se encontram segregados para o lado equatorial das correntes de jato. A divergência de massa no setor a jusante dos VCANs pode organizar os movimentos ascendentes na atmosfera e precipitação. Diante da contribuição dos VCANs para alterações no tempo e os poucos estudos desses sistemas na literatura, o presente trabalho descreve a evolução sinótica e energética de um VCAN que causou evento extremo chuvoso no deserto do Atacama, entre os dias 24 e 26 de março de 2015. Para o desenvolvimento do estudo foram utilizadas a reanálise NCEP/DOE, dados de precipitação do TRMM e informações do satélite GOES-13. Entre os resultados têm-se que a advecção horizontal de vorticidade relativa anticiclônica é importante para amplificar a crista que adentra o setor sudoeste/sul do cavado em 300 hPa fazendo com que o ar frio fique aprisionado em latitudes mais baixas, contribuindo para a formação do VCAN. A energética de Lorenz mostrou que o ambiente ao qual o VCAN estava inserido participou de forma importante no ciclo de vida do VCAN. Por exemplo, na fase de VCAN, os processos baroclínico, barotrópico e de fluxo na fronteira atuaram como fonte de energia cinética do distúrbio (KE).