Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho tem como objetivo estudar as influências frontais sobre a Região Nordeste do Brasil. Procurando-se encontrar quais fatores são responsáveis pela formação de processos convectivos sobre esta Região, organizados pela extremidade frontal sobre o Atlântico Tropical Sul (ATS). Buscando-se, dessa forma, estabelecer um padrão de circulação para esses casos, o que poderá facilitar a previsão desses eventos. Assim, foi realizada a análise de 103 eventos de sistemas frontais, que influenciaram as condições de tempo sobre a Região Nordeste do Brasil, para o período de dez anos (2000-2009). Os casos foram divididos em dois grupos (G), de acordo com desenvolvimento ou não da convecção. G1- atividades convectivas sobre a região Nordeste do Brasil, organizadas pela extremidade frontal sobre o Atlântico Tropical Sul (ATS); G2 - banda de nebulosidade pouco ativa sobre a Região Nordeste do Brasil, organizada pela extremidade frontal, sobre o ATS. As frentes foram identificadas, utilizando-se métodos sinóticos clássicos e imagens de satélite. Foram utilizados dados de reanálise do modelo global do NCEP/NCAR, imagens de satélite do canal infravermelho e dados de radiossondagens. Após uma comparação entre os dois grupos foram definidos oito fatores dinâmicos (F) que influenciaram na formação de atividades convectivas associadas à extremidade frontal. Sendo esses fatores em baixos níveis: F1 Zona de Convergência Intertropical (ZCIT); F2 fluxo bifurcado sobre o Atlântico e convergência sobre o Nordeste; F3 borda oeste da Alta Subtropical do Atlântico Sul (ASAS). Em níveis médios: F4 convergência e cavado sobre o NEB; F5 cavado com eixo NW-SE; F6 cavado ciclone do HN. Em altos níveis: F7 cavado em 200 hPa; F8 Interação entre a AB e o VCAN. Foram analisados perfis termodinâmicos SkewT-LogP e os índices de instabilidade CAPE, K, TT e LI para avaliar o potencial de desenvolvimento convectivo sobre o NEB, para os eventos do G1 e G2. Durante o período de estudo foram verificados 68 casos do G1 e 35 casos do G2. Os casos do G1 foram encontrados durante todas as estações do ano, porém de forma muito mais frequente durante o verão austral e, muito raro durante o inverno, com apenas um caso. Em 11 oportunidades, esses casos estiveram relacionados com eventos de ZCAS. Os eventos do G2 foram mais frequentes durante o inverno austral e não foram observados durante o verão austral. Os fatores (F) para níveis inferiores foram encontrados com frequências semelhantes sendo que F1, F2 e F3 estiveram presentes respectivamente em 45, 50 e 43% dos casos estudados. Para níveis médios, o fator mais frequente foi o F4, presente em cerca de 60% dos casos. Para altos níveis, em 75% dos casos foi encontrada a interação entre a AB e o VCAN (F8). Com isso temos como padrões de circulação em maior frequência as interações F1/F4/F8; F2/F4/F8 e F3/F4/F8, em 25, 22 e 25%, respectivamente. A análise termodinâmica mostrou padrões semelhantes para os casos do G1 e do G2. Os índices de instabilidade CAPE e LI mostraram um forte potencial convectivo (com valores de CAPE acima de 1500 J/Kg) em 88% dos casos do G1 e 63% dos casos do G2, para 12 horas anteriores a atuação da zona frontal sobre o nordeste. Os índices K e TT não mostraram potencial convectivo para a quase totalidade dos casos do G1 e G2. Portanto, os processos convectivos organizados pela extremidade frontal ocorrem preferencialmente quando se tem confluência em níveis médios, e forte difluência em altos níveis. Tendo em níveis baixos convergência no escoamento e/ou atuação conjunta ao sistema frontal da ZCIT. A avaliação somente de índices de instabilidade não se mostrou eficiente para determinar os processos convectivos associados à zona frontal. Sendo os mecanismos dinâmicos preponderantes para o desenvolvimento desses processos.

The use of numerical weather prediction (NWP) has brought significant improvements to severe weather outbreak forecasting; however, determination of the primary mode of severe weather (in particular tornadic and nontornadic outbreaks) continues to be a challenge. Uncertainty in model runs contributes to forecasting difficulty; therefore it is beneficial to a forecaster to understand the sources and magnitude of uncertainty in a severe weather forecast. This research examines the impact of data assimilation, microphysics parameterizations, and planetary boundary layer (PBL) physics parameterizations on severe weather forecast accuracy and model variability, both at a mesoscale and synoptic-scale level. NWP model simulations of twenty United States tornadic and twenty nontornadic outbreaks are generated. In the first research phase, each case is modeled with three different modes of data assimilation and a control. In the second phase, each event is modeled with 15 combinations of physics parameterizations: five microphysics and three PBL, all of which were designed to perform well in convective weather situations. A learning machine technique known as a support vector machine (SVM) is used to predict outbreak mode for each run for both the data assimilated model simulations and the different parameterization simulations. Parameters determined to be significant for outbreak discrimination are extracted from the model simulations and input to the SVM, which issues a diagnosis of outbreak type (tornadic or nontornadic) for each model run. In the third phase, standard synoptic parameters are extracted from the model simulations and a k-means cluster analysis is performed on tornadic and nontornadic outbreak data sets to generate synoptically distinct clusters representing atmospheric conditions found in each type of outbreak. Variations among the synoptic features in each cluster are examined across the varied physics parameterization and data assimilation runs. Phase I found that conventional and HIRS-4 radiance assimilation performs best of all examined assimilation variations by lowering false alarm ratios relative to other runs. Phase II found that the selection of PBL physics produces greater spread in the SVM classification ability. Phase III found that data assimilation generates greater model changes in the strength of synoptic-scale features than either microphysics or PBL physics parameterization.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O objetivo principal deste trabalho baseou-se na elaboração e estudo das freqüências de distribuições espaciais das Correntes de Jato próximo do Nordeste Brasileiro (CJNEB) e sistemas sinóticos associados. Esta pesquisa foi realizada devido à necessidade de um maior conhecimento sobre a influência desse sistema na região e a pouca quantidade de artigos relacionados a este tipo de pesquisa. O período escolhido contou com 16 anos de análises entre os anos de 1994 e 2009. Foram utilizados os dados de reanálise do National Centers for Environmental Prediction (NCEP) no nível de 200 hPa e imagens de satélite no canal infravermelho do banco de dados do Space Science and Engineering Center (SSEC) da University of Wisconsin. A partir daí foram encontrados 1.100 casos desta corrente, representando um total de 19% dos dias analisados e 4.740 (81%) casos de ventos com velocidades entre 20 e 30 m/s. Apesar de serem registrados ventos acima de 30 m/s em todas as estações do ano, os meses que contaram com as maiores freqüências e ocorrências deste vento foram os de outono e inverno. O vento máximo registrado para esta corrente de ar em nível superior ocorreu no mês de inverno, alcançando 64 m/s (230 km/h). Em todo período foram notadas variações anuais com ciclos de 4 ou 5 anos de maiores ou menores ocorrências. Os sistemas associados à CJNEB foram os vórtices ciclônicos de altos níveis (VCAN s), cavados (CAV), alta da Bolívia (AB), ciclones do hemisfério norte (CHN) e anticiclones no atlântico sul (AAS) próximo ao equador. As distribuições espaciais encontradas das CJNEB foram referentes às direções de NW-SE, SW-NE, SE-NW, W-E, S-N e N-S. As direções de NW-SE e SW-NE foram os casos mais observadas durante todo o estudo. Foram elaborados modelos conceituais dos três tipos de CJNEB associados com seguintes sistemas sinóticos: I) AB junto com VCAN do tipo clássico perto do NEB no Atlântico e ou cavado; II) Anticiclone do Atlântico junto com VCAN no NEB tipo clássico e ou cavado; III) cavado perto do NEB junto com ciclone do hemisfério norte. Estes tipos de CJNEB tinham seguintes direções: tipo 1 de sul, sudeste e sudoeste; tipo 2 de norte e noroeste; e tipo 3 de leste e sudoeste.