A identificação de teleconexões e a análise de suas influências na estrutura horizontal da circulação atmosférica pode ser útil para a compreensão da ocorrência de eventos anômalos em várias regiões do globo. Análises de teleconexões compreendem uma visão geral da circulação atmosférica, onde forçantes locais agem para influenciar regiões remotas. Essas análises tem sido usadas principalmente para estudar as flutuações de grande escala, de baixa frequência, na atmosfera. Estudos de teleconexões tem fornecido um bom exemplo da união entre observações, teoria e modelos, como discutido por Hoskins (1983). A teoria de propagação de ondas de Rossby devido a um forçante local pode explicar as configurações de trens de onda obtidos em estudos observacionais e em resultados de modelos, como pode ser visto em Hoskins and Karoly (1981). Contudo, Frederiksen and Webster (1988) discutem a necessidade de uma teoria unificada de propagação de ondas de Rossby e instabilidade baroclínica para explicar as configurações de teleconexões observadas. Essa teoria seria a de instabilidade em três dimensões, que poderia ser usada para examinar a ocorrência de anomalias de baixa frequência. Um outro aspecto de estudos de teleconexões é a utilidade destes para previsão de longo prazo. Quando algumas configurações de teleconexões no H.N. foram consideradas em um modelo de previsão, as anomalias encontradas em uma escala maior que a sinótica puderam ser corretamente previstas, como descrito em Opsteegh and Doel (1980).

Os primeiros estudos de teleconexões foram relacionados com a Oscilação Sul. Analisando dados de pressão ao nível do mar, Walker and Bliss (1932) encontraram correlações negativas entre as regiões do Oceano Pacífico Sul e da Austrália/ Oceano Índico.

2-Teleconexões no Hemisfério Norte

Walker and Bliss (1932), quando identificaram a Oscilação Sul, também encontraram oscilações entre a região Polar e a região do Oceano Pacífico- North Pacific (NP) e entre a região Polar e a região do Oceano Atlântico Norte- North Atlantic (NA). Esta última foi também estudada por van Loon and Rogers (1978), que descreveram a oscilação entre a Groenlândia e o norte da Europa. Quando a pressão estava acima da normal sobre o Noroeste da Europa, era abaixo da normal sobre a Groenlândia.

Cinco configurações de teleconexões para o inverno do H.N. foram identificadas por Wallace and Gutzler (1981), através de uma análise de correlação de altura geopotencial em 500 hPa e pressão à superfície. As configurações eram mais nítidas em 500 hPa e apresentavam uma estrutura horizontal do tipo ondulatória com múltiplos centros de ação. Essas configurações foram chamadas de Pacific North America (PNA), West Atlantic (WA), East Atlantic (EA), Eurasian (EU) e West Pacific (WP). As mesmas configurações de teleconectividade (máxima correlação negativa), apresentando fortes dipolos entre latitudes altas e subtropicais sobre os dois oceanos Atlântico e Pacífico se assemelham às duas oscilações NA e NP identificadas por Walker and Bliss (1932).

A configuração PNA foi também identificada por Namias (1978) quando analisou a situação anômala sobre os Estados Unidos que causou seca no noroeste associada com uma crista amplificada , e presença de ar muito frio no sudeste associado com um cavado amplificado. Horel and Wallace (1981), em um estudo observacional, analisando a influência do aquecimento da Temperatura da Superfície do Mar , na atmosfera, também encontraram a configuração PNA. Essa configuração tem sido associada à Oscilação Sul, pelo forçante de aquecimento diabático nos trópicos (Blackmon et al, 1983; Shukla and Wallace (1983).

Os resultados de Nakamura et al (1987) sugerem que as configurações PNA e EA são mantidas parcialmente pela instabilidade barotrópica na região de saída da corrente de jato. Essa configurações são localizadas na região de saída do jato, onde há uma estrutura ondulatória associada com dispersão de ondas de Rossby para leste dos centros de ação. As configurações WA e WP consistiam de estruturas horizontais ao longo das trajetórias dos distúrbios de alta frequência (`storm tracks') na região oeste dos oceanos Atlântico e Pacífico.

Blackmon et al (1984) aplicaram um filtro para analisar as configurações obtidas por Wallace and Gutzler (1981). Flutuações de grande escala (30 e 90 dias) eram dominadas por uma estrutura de dipolo norte-sul, fixada geograficamente, enquanto que a escala intermediária (entre 10 e 30 dias) apresentava trens de onda que se originavam na região de saída do jato e se propagavam zonalmente, ao longo de guia de ondas. Instabilidade barotrópica com transferência de energia do escoamento médio para os distúrbios mensais na região de saída do jato foi indicada, por Wallace and Lau (1985), como um fator de contribuição para a geração e manutenção de teleconexões.

3-Teleconexões no Hemisfério Sul.

Mo and White (1985) aplicaram para o Hemisfério Sul (H.S.) o mesmo método usado por Wallace e Gutzler (1981). Foram usados dados de anomalias médias mensais de pressão ao nível do mar e geopotencial em 500 hPa , no período de 1972 a 1980 para uma análise de correlação ponto a ponto. Os resultados mostraram diferentes fases entre latitudes baixas, médias e altas e os mapas de correlação revelaram a estrutura horizontal. Uma estrutura de número de onda 3 foi identificada em ambas as estações de verão e inverno, porém com os centros em diferentes posições. Calculando um índice para o número de onda 3, obtiveram mapas para compostos de índices positivo e negativo os quais sugerem que a circulação atmosférica do H.S. apresenta transições entre circulações zonalmente simétricas e circulações apresentando estrutura horizontal com número de onda 3.

A dominância do número de onda 3 foi documentada em outras análises observacionais do H.S., como em Trenberth (1980), van Loon e Jenne (1972), Fraedrich e Lutz (1986) e Cavalcanti (1992). A região sul da América do Sul é profundamente afetada por esta configuração, quando o centro positivo ou negativo se localiza a SE do continente. Esta estrutura também tem uma importante relação com eventos de bloqueio, como mostrado por Trenberth e Mo (1985) e é associada com um dos regimes de circulação do H.S. como analisado por Hansen e Sutera ( 1991).. Dois regimes de circulação foram encontrados por esses autores para a estação de inverno, os quais foram devido à variabilidade do número de onda 3 e também associados à configuração do número de onda 1. Eles sugeriram que a interação onda/onda entre eddies de escala intermediária (número de onda 4 a 6), e eddies com número de onda 3, era uma fonte de energia para manter a configuração de onda 3 , enquanto a interação onda/escoamento médio era um sumidouro para esta onda. A ausência desta bimodalidade no verão seria associada à mais fraca interação onda/onda nesta estação.

O número de onda 1 tem sido associado com uma teleconexão entre regiões ao sul da Austrália e regiões ao sul da América do Sul. Pittock (1980) determinou um índice entre essas duas regiões ao qual chamou de índice transpolar, que é calculado pela diferença de pressão entre 43oS, 147oW (ao sul da Austrália) e 52oS, 58oW (ao sul da América do Sul). Este índice revela a excentricidade do vórtice polar, o qual exibe uma tendência de se deslocar em direção à América do Sul ou Austrália. Fraedrich e Lutz (1986) calcularam um índice semelhante, tomando a altura geopotencial em 500 hP em 150oE e 40oW na latitude de 50oS. O quarto autovetor de Kidson (1975) para pressão à superfície também mostrou uma correlação entre o Atlântico Sudoeste e o sudeste da Austrália.

Uma teleconexão entre os dois lados da América do Sul foi discutida por Fraedrich and Lutz (1986) e Mo and Ghil (1987). Os primeiros a chamaram de teleconexão da América do Sul, a qual tinha um dipolo zonal, formado por um centro sobre o Pacífico Sul Leste (90oW) e outro sobre o Atlântico Sul Oeste (40oW). Essas análises foram feitas em 50oS com dados de altura geopotencial. Foi sugerida a influência da Cordilheira dos Andes nesta configuração. Mo and Ghil (1987) também encontraram uma conexão entre o Pacífico Sul e o Atlântico Sul, a qual chamaram de Configuração do Pacífico e Atlântico Sul (PAS).

Ghil and Mo (1991) analisando oscilações intrasazonais no H.S. encontraram dois modos de oscilação, um o qual eles chamaram de S23, que era um modo de 21 a 26 dias, e outro S40, um modo de 36 a 40 dias. O primeiro modo era dominante e tinha um número de onda 4 que se deslocava para leste, em latitudes médias. A maior amplitude foi encontrada perto da América do Sul, o que sugeriu uma relação com a configuração PAS. O segundo modo foi dominado pelos números de onda 3 e 4, e tinha componentes estacionárias e também que se deslocavam. Estas apresentavam características no setor do Pacífico mais fortes que as do setor do Atlântico e Índico.

Usando dados de geopotencial em 250 hPa filtrados entre 35 a 60 dias, Graves and Stanford (1989) encontraram uma configuração de correlação nas latitudes médias do H.S. que não era correlacionada com os trópicos. O ponto de referência estava localizado ao sul da África, em uma região com a maior variância de geopotencial. Essa região também apresenta a mais alta atividade de energia associada com os eddies de alta frequência no H.S., como mostrado por diversos autores, como Hoskins et al (1983), Trenberth (1981) e Physic (1981).

Berbery et al. (1992) investigaram a associação entre teleconexões extratropicais e conceitos de propagação de Ondas de Rossby. Eles consideraram 4 regiões no H.S. usando pêntadas de anomalias de altura geopotencial e função de corrente. Os trens de onda foram encontrados em regiões de propagação de Ondas de Rossby, em geral com direção aos trópicos.

Configurações de teleconexões para o H.S. foram compiladas em um Atlas da NOAA (1992), através de correlações de dados do NCEP de altura geopotencial em 500 hPa, para dois períodos: maio a setembro (inverno) e novembro a março (verão) de 1979 a 1990. As correlações foram calculadas a cada 10o de latitude e de longitude. Estas configurações são mostradas nas Tabelas 1 e 2.

Teleconexões no H.S e suas influências na circulação da América do Sul foram também estudadas por Cavalcanti (1992). Neste estudo foram utilizados dados de função de corrente em 250 hPa calculados a partir de coeficientes espectrais de vorticidade obtidos do ECMWF, para os períodos de junho a agosto (inverno) e dezembro a fevereiro (verão), de 1982 a 1989. Os dados foram analisados na banda de 10 a 90 dias. As análises de correlação indicaram configurações de trens de onda de altas para baixas latitudes, principalmente sobre a América do Sul e Austrália, nas duas estações de inverno e verão, embora com diferentes orientações. Uma configuração representando o Jato Australiano e a região de bloqueios próxima à Nova Zelândia foi bem distinta no inverno. Nas regiões subtropicais, no verão, foram destacados centros alongados zonalmente. Nesse mesmo estudo, Cavalcanti (1992) identificou, utilizando funções ortogonais empíricas, os três primeiros autovetores de baixa frequência para o inverno e verão ( Fig.1 e Figura 2 ) . No inverno, o primeiro autovetor apresentou uma configuração com número de onda zonal 3 nas médias e altas latitudes , e número de onda zonal 1 na região tropical. O segundo autovetor foi semelhante ao trem de ondas do Pacífico para o Atlântico, passando sobre a América do Sul, obtido nas análises de correlação. O terceiro autovetor representou a alternância de sinais sobre a América do Sul, característica observada anteriormente com dados de precipitação (Pittock, 1980), com dados de pressão (Kousky e Ferreira, 1981) e com dados de Radiação de Onda Longa (Casarin e Kousky, 1986; Kousky e Cavalcanti, 1988).

No verão, o número de onda zonal 4 pode ser identificado no primeiro autovetor. Características da configuração Pacific South America, (PSA) e da Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS) são reconhecidas no segundo autovetor. O terceiro autovetor apresenta um trem de ondas semelhante ao segundo autovetor obtido no inverno.

Cavalcanti (1992) concluiu ainda que o trem de ondas passando ao sul da América do Sul mostra a mesma estrutura horizontal da trajetória seguida por sistemas sinóticos que atravessam do Pacífico para o Atlântico. Observações em imagens de satélite confirmam essa trajetória. Gan (1994) fez análises de correlação com lag (-2 a + 3 dias), a partir de dados de geopotencial filtrados, para enfatizar as freqüências altas ao redor da América do Sul. Nessas análises ele obteve centros com sinais opostos dos dois lados do ponto base, que indicavam a propagação dos sistemas sinóticos. A similaridade das configurações entre as baixas e as altas freqüências em uma escala espacial ao redor do ponto base pode ser relacionada com o fato da possível existência de uma circulação de baixa freqüência que agiria como um guia de ondas para os distúrbios transientes.

Cavalcanti e Fleschfresser (1994), estudaram as anomalias de baixa freqüência de função de corrente em termos de amplitude e duração, para determinar períodos de persistência, para algumas regiões do Hemisfério Sul. Foram estabelecidas regiões através dos centros de configurações obtidos em análises de funções ortogonais empíricas e de correlação em Cavalcanti (1992). Foram utilizados para análise dados de função de corrente em 250 hPa, filtrados para remoção de variações menores que 10 dias e dados não filtrados de altura geopotencial e componentes u e v do vento em 200 hPa, ambos provenientes do ECMWF, para o período de junho, julho e agosto de 1982 a 1989. Um dos resultados da análise feita foi o comportamento consistente da circulação de escala sinótica com as configurações dos compostos de anomalias positivas e negativas de baixa freqüência em períodos de persistência. As condições estacionárias fornecidas pelas anomalias persistentes podem causar um forte impacto no tempo local, pela ação contínua dos sistemas sinóticos em determinadas regiões. Essas condições podem ser reconhecidas nos padrões de baixa freqüência, e assim, os centros de ação podem ser monitorados para a análise do desenvolvimento de uma situação sinótica.

Hoskins e Ambrizzi (1993), utilizaram um modelo barotrópico, linearizado para um escoamento médio climatológico em 300 hPa entre dezembro e fevereiro, para estudar a propagação de ondas de Rossby em um escoamento realístico variando longitudinalmente. O propósito do trabalho era determinar se alguns padrões de teleconexões observados poderiam ser simulados por um modelo barotrópico, linearizado para média climatológica em um período de inverno (H.N), para uma forçante local. Os resultados obtidos neste trabalho foram sumarizados na Fig. 3 , onde são representados alguns dos padrões da onda estacionária do escoamento básico. Os três guias de onda, o jato Norte Africano-Asiático, o jato da região do Atlântico Norte-Norte Europeu, e o jato do Hemisfério Sul, são mostrados pelas setas com linhas diagonais. A propagação preferencial em direção e para fora destes guias de onda é indicada pelas setas cheias. Em geral, os resultados obtidos pelo modelo barotrópico conseguiram representar bem as observações, e em particular as de Hsu e Lin (1992), Kiladis e Weickmann (1992), e, no Hemisfério Sul, Gao e Stanford (1988) e Berbery et al. (1992).

Ambrizzi et al. (1995), estudaram a propagação de ondas de Rossby e padrões de teleconexões no inverno austral. O objetivo do trabalho foi dar uma evidência numérica e observacional aos padrões de teleconexões nos Hemisférios Sul e Norte e apresentar características ondulatórias de Rossby no período de Junho a Agosto. Foram utilizados dados do ECMWF das 12 UTC, média de 1979 a 1989, para inicializar o modelo barotrópico. A conclusão do trabalho de Ambrizzi, pode ser observada na Fig.4 , a qual é um resumo dos resultados da performance dos experimentos barotrópicos lineares usando o escoamento em 300 hPa em junho-julho-agosto (JJA). Como na Figura 3 , são apresentados alguns dos padrões da onda estacionária do escoamento básico. Os quatro guias de onda, o jato Norte Africano-Asiático, o jato da região do Atlântico Norte-Norte Europeu, o jato subtropical do Hemisfério Sul (Australiano), e o jato polar, são mostrados pelas setas com linhas diagonais. A propagação preferencial em direção e para fora destes guias de onda é indicado pelas setas cheias. Não houve evidência de propagação de ondas entre hemisférios, o que seria esperado porque a região equatorial é geralmente dominada por ventos de leste, neste período. Comparando os resultados das Figura 3 e Figura 4 com resultados observacionais, foi mostrado que eles são similares. As três possíveis rotas do Atlântico Sul, uma passando às margens da Região Nordeste do Brasil, outra, até o sul do continente Africano, e outra indo em direção ao guia de onda polar, estiveram em boa concordância com os resultados das análises de correlação com lag.de 3 dias.

4-Conclusão

As configurações obtidas nos estudos de teleconexão, para o H.S. mostram que a América do Sul é afetada por centros de anomalias, e estes podem influir na persistência de situações meteorológicas. A dominância do número de onda zonal 3, no inverno, trens de onda que passam sobre a América do Sul, e interações da região tropical com as latitudes médias, são características importantes que devem ser continuamente monitoradas em análises climáticas mensais.

Referências

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