The eastern coast of the Northeast Brazil (NEB) is a region where transient weather systems interact with local systems, modulating their frequency and intensity. Understanding the mechanisms of such interactions may be instrumental in explaining the observed precipitation patterns in this region. The objective of this work is quite within this scope and takes a new approach, namely the study of time series using spectral decomposition. The wavelet transform was adopted for it has proven to be a very powerful tool in dealing with local data in many areas. It furnishes a hierarchical frame that allows the double location in time and frequency domains. The hourly averaged series of wind speed and direction, air temperature, humidity and precipitation were taken at an observing tower at the 12.40 high during the October, 2004 October 2005 period in the Santa Rita island (mangrove area) at 9° 42 18 S e 35° 48 32 W. Relevant characteristics of the seasonality, transport and intensity of the breeze systems were noted, showing a clear distinction among the rainy, dry and transitional periods. Mesoscale systems are more active during the dry period because they are quite dependent of the daily cycle of heating and cooling. Large scale transient systems are more prominent during the rainy season, being responsible for the highest observed precipitation rates. The local wind system of sea land breezes shows a predominant southeast (SE) direction, thus evidencing the sea breeze. It was also noted that the highest amplitudes and wind persistency from SE were reinforced by the SE Trade Winds, creating a constructive interference in the signal. The prevailing winds from northwest (NW) were only observed during the dawn, thus characterizing the land breeze branch of the local circulation. The sea/land breeze variability affected the precipitation regime, by forming a surface convergence zone (rising motions) in accord with the time of the precipitations. These also showed a conic multifractal pattern in the periodgram, typical of high space-time variability. / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Alagoas / A costa leste do NEB é palco da ação simultânea de fenômenos transientes que interagem com os sistemas locais, modificando sua freqüência e intensidade. O conhecimento destas interações pode revelar o padrão das precipitações junto à costa do NEB. O objetivo desta dissertação se encaixa neste contexto e aborda os dados sob uma perspectiva nova, que consiste no estudo das séries temporais através de decomposição espectral. Para este fim, adotou-se a Transformada em Ondeletas (TO), que nas ultimas décadas tem alcançado notável êxito em diversas áreas da ciência. Trata-se de uma ferramenta matemática poderosa na detecção das freqüências e intensidades das séries temporais. Esta técnica fornece uma moldura hierárquica que permite a dupla localização em tempo e freqüência. Os dados horários de velocidade e direção do vento, temperatura do ar, umidade e precipitação foram medidos numa torre ao nível de 12,40m acima do solo, durante o período (Outubro de 2004 Outubro de 2005) numa área de proteção ambiental da Ilha de Santa Rita, localizada no mangue natural a 9° 42 18 S e 35° 48 32 W. Foram patenteadas características relevantes de transporte, sazonalidade e intensidade dos sistemas de brisas. As características do sinal mostraram a distinção entre as quadras seca e chuvosa, bem como as respectivas transições. Os sistemas de mesoescala atuam com mais intensidade no período seco, pelo fato de se ajustar ao ciclo diário da forçante térmica (radiação solar). Para a quadra chuvosa, predominam os sistemas transientes de grande escala, que são os responsáveis pelos maiores índices pluviométricos. O regime de ventos locais, caracterizado pelos sistemas das brisas de terra e mar, assinala que a direção do vento predominante é de sudeste (SE), o que caracteriza a brisa marítima. Foi verificado que as maiores amplitudes e persistência dos ventos de SE foram incrementadas pelos ventos Alísios de SE, que sopraram o ano inteiro, criando uma interferência construtiva no sinal. Os ventos predominantes de noroeste (NW) só foram observados no período da madrugada, distintivos da brisa terrestre. A mudança das brisas terrestres/marítimas apresentou intervenção no sistema de precipitação, criando uma zona de convergência em superfície (movimentos ascendentes) corroborando com os horários em que ocorreram as precipitações. Estas exibiram uma configuração multifractal cônica no periodograma, típica da sua alta variabilidade espaço-temporal.

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Para alcan?ar os objetivos propostos na Tese foram feitos quatro ESTUDOS EXPERIMENTAIS. O primeiro, denominado de Piloto, onde estudou-se 13 modelos de mudan?as clim?ticas para avaliar e selecionar o modelo que melhor expressava a atua??o dos VCANs no NEB. O segundo onde, uma vez selecionado o melhor modelo, o MIROC4h, avaliou a efici?ncia desse modelo comparando com dados de rean?lise para um per?odo de 31 anos (1975-2005). O terceiro onde foram analisados os cen?rios clim?ticos futuros do MIROC4h para o per?odo de 21 anos (2015-2035). E o quarto onde foi analisado a contribui??o dos VCANs na precipita??o sobre o NEB atrav?s dos dados de rean?lise do NCEP/NCAR/DOE. Foram utilizadas duas abordagens estat?sticas comparativas nos Estudos Experimentais 1 e 2, a primeira utilizando o N?mero de Dias de Atua??o de VCANs (N.D.A.VCANs) mensais e a segunda usando o comparativo da atua??o de VCANs di?rio, com a utiliza??o dos ?ndices estat?sticos: correla??es de Pearson, Kendall e Spearman, Raiz quadrada do erro quadr?tico m?dio (RMSE), Raiz quadrada do erro quadr?tico m?dio normalizada (NRMSE), Nash-Sutcliffe (NSE), Kling-Gupta (KGE), ?ndice de Concord?ncia de Willmott (d), ?ndice de Propor??o Correta (PC), ?ndice de Sucesso Cr?tico (ISC), Probabilidade de Detec??o (POD), Taxa de alarme Falso (TAF) e Taxa de Tend?ncia (VI?S). E nos Experimentos 3 e 4 foram calculados desvios e m?dias. Os resultados mostraram a viabilidade na representa??o dos VCANs nos modelos de mudan?as clim?ticas do CMIP5, seja para o clima atual como nos cen?rios futuros. Com rela??o a contribui??o dos VCANs para a precipita??o do NEB estes apresentam percentuais que variam de 47,88% (LNE) a 49,89%(NNE) para o per?odo de outubro a mar?o. Sendo que Cear? (49,89%), Piau? (49,49%) e Maranh?o (47,88%) s?o os Estados onde os VCANs induzem mais precipita??o e Alagoas (41,93%) e Sergipe (38,03%) os Estados onde os VCANs induzem menos precipita??o. A proje??o de cen?rio futuro para os VCANs revelaram um desvio negativo 8,97% na ocorr?ncia deste fen?meno no NEB e ?reas adjacentes para o per?odo de 2015 a 2035. O que poder? impactar em -4,08% a precipita??o do NEB neste per?odo. / In this work, was analysed the climate change models's output from IPCC/AR5/CMIP5 that best express the performance of Upper Tropospheric Cyclonic Vortices (UTCV) in Northeast Brazil (NEB), its influence on rainfall and the possibility of projection of future climate scenarios. To achieve the proposed objectives in the thesis were made four EXPERIMENTAL STUDIES.The first, called Pilot, which were evaluated 13 models of climate change and selected the model that best expressed the actions of UTCV in the NEB. The second that evaluated the efficiency of the best model (MIROC4h), comparing it with reanalysis data for a period of 31 years (1975-2005). The third where the future climate scenarios from MIROC4h were analyzed for the period of 21 years (2015-2035). And the fourth where it was analyzed the contribution of UTCV in precipitation over the NEB through the reanalysis data from NCEP/NCAR/DOE. Two approaches comparative statistics were used in the Experimental Studies 1 and 2 with the use of statistical indices: Pearson , Kendall and Spearman's correlations, mean square error of the square root (RMSE), square of the normalized root mean square error (NRMSE), Nash-Sutcliffe (NSE), Kling-Gupta (KGE), Willmott Index (d) Proportion Correct Index (PCI), Critical Success Index (CSI), Probability of Detection (POD), False Alarm Rate (TAF ) and trend rate (BIAS). And in Experiments 3 and 4 were calculated deviations and averages. The results show that the representation of UTCV in climate change models of CMIP5 is feasible, either for the past climate and for the projection of future scenarios. Regarding the contribution of UTCV to precipitate the NEB these present percentages ranging from 47.88% (LNE) to 49.89% (NNE) for the period from October to March. Cear? (49.89%), Piau? (49.49%) and Maranh?o (47.88%) are the states where UTCV induce more rainfall and Alagoas (41.93%) and Sergipe (38.03%) are the states where UTCV induce less precipitation. The projection of future scenario for UTCV revealed a 8.97% negative difference in the occurrence of this phenomenon in the NEB and surrounding areas for the period 2015 to 2035. What may impact -4.08% the precipitation of the NEB.