Nuvem como obstáculo para a propagação do Modo Anular do Sul

O Modo Anular do Sul (SAM), com um padrão de vento zonal dipolar icônico centrado em torno do eixo da trajetória da tempestade, é o modo mais dominante de variabilidade orquestrando o clima e o vento dos subtrópicos aos polos. Sua origem, manutenção e feedback têm sido um dos temas centrais da dinâmica atmosférica. Mas qual papel as nuvens desempenham no ciclo de vida do modo anular permanece em grande parte desconhecido até agora, enquanto o padrão de vento associado ao SAM tem sido observado há muito tempo para organizar a distribuição de nuvens na trajetória da tempestade.

O trabalho está publicado na Revista de Pesquisa Geofísica: Atmosferas.

Este estudo implementou uma técnica de bloqueio de nuvens no componente atmosférico do Energy Exascale Earth System Model (E3SM) do Departamento de Energia (DOE), substituindo os campos de nuvens que são radiativamente ativos em cada passo de tempo em que o módulo de radiação é chamado, desligando assim a interação entre a nuvem e outras quantidades dinâmicas e termodinâmicas. Uma análise cuidadosa de feedback revela que a variabilidade da nuvem organizada pelo SAM atua radiativamente como um freio à propagação do AM.

A nuvem e seu efeito radiativo estão entre os processos determinantes para o balanço energético do clima global; eles também são os processos mais desafiadores para os modelos climáticos simularem, portanto, uma grande fonte de viés e incerteza do modelo. O efeito de freio identificado da nuvem na propagação do SAM implica uma representação imprecisa da nuvem como uma importante fonte de viés e incerteza do modelo nas características espaço-temporais simuladas do AM. Capturar o sinal correto do feedback da nuvem para o AM pode ser uma métrica valiosa para medir a fidelidade do modelo.

O SAM é o modo natural mais dominante de variabilidade nas latitudes médias do hemisfério sul (SH). No entanto, tanto o sinal quanto a magnitude do feedback dos processos diabáticos, especialmente aqueles associados a nuvens, no SAM permanecem indefinidos. Ao aplicar a técnica de bloqueio de nuvens ao modelo de atmosfera E3SM, este estudo isolou o efeito radiativo interativo da nuvem (CRE) e o feedback relacionado ao SAM foi analisado em estruturas de função ortogonal empírica única (EOF) e EOF cruzada.

Embora a magnitude do feedback do CRE pareça ser secundária em comparação ao feedback dos processos secos e outros processos diabáticos, os efeitos indiretos do CRE por meio da interação com outros processos dinâmicos e termodinâmicos parecem desempenhar um papel tão importante quanto o CRE direto no ciclo de vida do SAM.

A análise cruzada de EOF revela ainda o papel obstrutivo do CRE interativo no modo de propagação do vento zonal SH, tanto diretamente através da fonte de onda do CRE quanto indiretamente através da modulação de outros processos diabáticos. Como resultado, o modo de propagação se torna mais persistente e o SAM que ele representa se torna mais previsível quando o CRE interativo é desabilitado.