D6 Diagnóstico de Ondas e Circulação

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O diagnóstico de ondas e circulação aplica técnicas analíticas aos campos tridimensionais de vento, temperatura e pressão fornecidos por reanálises, modelos numéricos de previsão do tempo ou radiossondas, a fim de identificar, quantificar e prever padrões de fluxo em grande escala e a atividade de ondas atmosféricas que se propagam dentro deles. Uma dessas técnicas, a análise espectral espaço-temporal de Wheeler-Kiladis, decompõe esses campos convectivos e dinâmicos de acordo com a escala espacial e o período de tempo de cada componente. Essa decomposição permite a separação, dentro do mesmo campo, dos diferentes modos de ondas equatoriais: ondas de Kelvin, ondas de Rossby e ondas mistas.

Outra técnica, os vetores de Eliassen-Palm, é o método diagnóstico padrão para rastrear o transporte e a dissipação de ondas de Rossby e ondas de gravidade ao longo do plano de uma latitude para outra e de uma altitude para outra. A divergência desses vetores de Eliassen-Palm mede o quanto essas mesmas ondas aceleram ou desaceleram o fluxo zonal médio que as transporta, e essa medição é crucial para a compreensão de três fenômenos distintos: o aquecimento súbito da estratosfera, a circulação de Brewer-Dobson e a formação da corrente de jato polar.

Uma terceira técnica, a inversão de vorticidade potencial quase-geostrófica, permite a reconstrução dos campos de vento e temperatura a partir de um único campo — o da vorticidade potencial — e, ao fazê-lo, separa, dentro desse campo, o equilíbrio dinâmico do fluxo de fundo das perturbações ondulatórias que se propagam sobre ele.

Uma quarta técnica, o diagnóstico ômega, resolve um problema diferente: o movimento vertical da atmosfera, expresso em coordenadas de pressão, não é uma variável que a maioria das observações possa medir diretamente. Portanto, o diagnóstico ômega utiliza uma equação que relaciona esse movimento vertical aos mesmos campos de vento e temperatura observados e, a partir dessa relação, infere o movimento vertical que nenhuma radiossonda ou satélite mediu diretamente.

Assim, as quatro técnicas de diagnóstico de ondas e circulação — análise espectral espaço-temporal de Wheeler-Kiladis, vetores de Eliassen-Palm, inversão de vorticidade potencial quase-geostrófica e diagnóstico ômega — partem dos mesmos campos tridimensionais de vento, temperatura e pressão, e buscam o mesmo resultado: identificar as estruturas dinâmicas que controlam o clima e o tempo, seja na escala de um sistema sinótico de alguns dias ou na escala planetária de semanas e meses.

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