Estimation of convective precipitation extremes over the eastern sector of Northeast Brazil originating from cold clouds.

Authors

DOI:

https://doi.org/10.29150/jhrs.v13.3.p389-403

Keywords:

2ACLIM, TRMM, Quarters

Abstract

À luz desta pesquisa, o objetivo é caracterizar duas variáveis ​​físicas de nuvens geradoras de precipitação extrema sobre a região Nordeste Oriental do Brasil (ENEB), trimestralmente, entre os anos de 1998 a 2014. Esta caracterização foca especificamente em nuvens frias (Ice Water Path > 0). Para a realização deste estudo foram utilizados dados provenientes do instrumento Microwave Imager (TMI) do satélite TRMM, do produto 2ACLIM. As variáveis ​​analisadas por meio desses sensores foram: Teor de Gelo Integrado (kg/m²) e estimativa de Precipitação Convectiva (mm/h). Para analisar essas variáveis ​​sobre o ENEB foram empregados métodos e medidas estatísticas como média, percentil 99, análise de variância (ANOVA) e testes não paramétricos de Kruskal-Wallis e Dunn. Esses testes avaliaram se havia diferença estatística entre as médias das variáveis ​​dos sistemas de nuvens geradoras de precipitação convectiva extrema entre os trimestres analisados ​​para o ENEB. As principais conclusões indicam que durante os trimestres de Dezembro a Fevereiro e de Março a Maio, foram observadas maiores quantidades de estimativas de precipitação convectiva extrema e conteúdo de gelo integrado para sistemas de nuvens que geram precipitação extrema sobre o ENEB. Contudo, constatou-se que existiam diferenças estatísticas em pelo menos dois pares de médias dessas variáveis ​​entre os trimestres, ou seja, (p-valor < 0,01). Em última análise, o estudo conclui que extremos de precipitação convectiva originados de nuvens frias ocorrem na região examinada.

Palavras-chave: 2ACLIM, TRMM, Trimestres.

Author Biographies

Eduardo Almeida da Silva, UFRN

Graduado em Meteorologia pela Universidade Federal de Campina Grande - UFCG (2020). Mestre e Doutorando em Ciências Climáticas (PPGCC), pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN, com área de concentração em Estudos Observacionais em Tempo e Clima (2021-2023). Revisor Periódico da Revista Científica Multidisciplinar - RECIMA 21 ISSN 2675-6218. Participa do Grupo de Pesquisa em Biometeorologia e Mudanças Climáticas da Universidade Federal Oeste do Pará (UFOPA), sob liderança da professora Dra. Ana Carla dos Santos Gomes e participou do Grupo de Pesquisa em Gerenciamento do Risco de Desastres Naturais e Ambientais (GENAT) da Universidade Federal da Paraíba (UFPB) durante o ano de 2021, sob liderança do professor Dr. Saulo Roberto de Oliveira Vital. Integrante do Grupo de Estudos Observacionais e de Modelagem da Interação Biosfera-Atmosfera (GEOMA)/UFRN.Tem experiência na área de Geociências, com ênfase em Meteorologia e foco na área de Meteorologia de Meso e Grandes Escalas e sub-áreas em Climatologia, Estatística Aplicada, Sensoriamento Remoto, seguindo os seguintes temas: Precipitação, Eventos Extremos. Mudanças Climáticas e Microfísica de Nuvens. Web of Science ResearcherID: AAO-9327-2020 ; ORCID: 0000-0002-5809-0454. Linkedin: linkedin.com/in/eduardo-almeida-9505a0217. E-mail: eduardometeorologistaufcg@gmail.com ou eduardometeorologistaufrn@gmail.com

Gabriel Víctor Silva do Nascimento , UFRN

Mestrando pelo Programa de Pós-Graduação em Ciências Climáticas (PPGCC) - UFRN. Especialista em Meio Ambiente e Sustentabilidade pelo Centro Universitário FAVENI. Graduado no curso de Licenciatura em Geografia pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Pernambuco - Campus Recife. Bolsista no Programa Institucional de Bolsas de Iniciação Científica (PIBIC) entre agosto de 2018 e agosto de 2021. Atua principalmente nos seguintes temas: Eventos Extremos, Índices Climáticos e Balanço Hídrico Climatológico. Membro do Grupo de Pesquisa Investigações Climáticas do Nordeste do Brasil (INCLINE) e do Grupo de Estudos Observacionais e de Modelagem da Interação Biosfera-Atmosfera (GEOMA).

Ingrid Paloma Carneiro de Lima , UFCG

Possui graduação em Meteorologia pela Universidade Federal de Campina Grande (2019) e mestrado em Meteorologia pela Universidade Federal de Campina Grande (2022), onde trabalhou com Modelagem hidroclimática em bacias hidrográficas inseridas no Semiárido do Nordeste Brasileiro. Atualmente é aluna do Doutorado no Programa de Pós-Graduação em Meteorologia pela Universidade Federal de Campina Grande. Atuou no desenvolvimento de trabalhos sobre Análise da relação entre a formação das linhas de instabilidade amazônicas e a temperatura da superfície dos Oceanos Atlântico e Pacífico. Tem experiência na área de Meteorologia, com ênfase em Meteorologia de Mesoescala, Climatologia e Modelagem Hidrológica, atuando principalmente nos seguintes temas: precipitação, eventos extremos e ciclo hidrológico. Foi bolsista de Desenvolvimento Tecnológico Industrial C (DTI-C), com vinculação CNPq/MCTI/LISAT/UFRN atuando na área de Gestão de Riscos, vulnerabilidades socioambientais, sustentabilidade e capacidade adaptativa climática em cidades do Semiárido do Nordeste.

Tiago Bentes Mandú, INPE

Doutorando em Meteorologia no Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, representante discente (2022-2023) e organizador geral do XXI Encontro dos Alunos de Pós-Graduação em Meteorologia do INPE (XXI EPGMET). Mestre em Meteorologia pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espacias (INPE). Graduado em Ciências Atmosféricas pela Universidade Federal do Oeste do Pará, onde desenvolveu pesquisas voltadas à caracterização climática das ondas de calor nas capitais da região Norte do Brasil. Possui conhecimento na área da geociências, com ênfase em Meteorologia, atuando principalmente nas áreas de modelagem numérica da atmosfera, assimilação de dados, descargas elétricas e radar meteorológico. Possui experiência nas áreas de eventos climáticos extremos, ondas de calor, biometeorologia humana, conforto térmico humano, modelagem estocástica, e climatologia da Amazônia. Contato: tiago.mandu@inpe.br

Maria Uilhiana Gomes de Andrade, UFRN

É professora de Ensino de Física, graduada pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte (IFRN)- Campus João Câmara, durante a graduação participou do Programa Institucional de Iniciação à Docência (PIBID) e o Programa Residência Pedagógica (RP). É especialista em Ensino de Ciências Naturais na Educação Básica pelo IFRN-Campus João Câmara. É mestra em Ciências Climáticas pelo PPgCC- UFRN. Tem experiência na área de Física e Ciências naturais com ênfase na educação básica, atuando em trabalhos dos seguintes temas: Ensino de Física, Ensino de Astronomia, Olímpiadas Brasileira de Física (OBF), Residência Pedagógica, PIBID e Atividades Pedagógicas. Também possui experiência em pesquisas na área de Geociências, em tópicos aplicados a Geográfica Física, com os seguintes temas: Análise de Séries Temporais, Métodos de Interpolação Espacial (Geoestatística), Climatologia e Hidrologia.

Matheus Henrique Bezerra de Melo

Meteorologista formado pela Universidade Federal do Rio Grande Do Norte (UFRN). Mestrando em Meteorologia pela Universidade Federal de Campina Grande (UFCG), com área de concentração nas linhas de hidrologia e manejo de Bacias Hidrográficas em relação as projeções climáticas do Painel Intergovernamental de mudanças climáticas ( IPCC).

Weber Andrade Gonçalves

Possui graduação em Meteorologia pela Universidade Federal de Campina Grande (2007). É mestre em meteorologia pelo INPE, com atuação em meteorologia focada para o sensoriamento remoto da atmosfera (2009). É doutor em Meteorologia no INPE com estágio no exterior, realizado na City University of New York nos Estados Unidos (2013). Realizou Pós-doutorado na Universidade Federal de Campina Grande. Trabalhou na área de meteorologia operacional no Centro Nacional de Monitoramento e Alertas de Desastres Naturais (2014-2015). Atualmente é Professor do Magistério Superior no Departamento de Ciências Atmosféricas e Climáticas na Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Tem experiência na área de Geociências, com ênfase em Meteorologia Sinótica, Climatologia e Sensoriamento Remoto da Atmosfera.

References

Abreu, L. P., Gonçalves, W. A., Mattos, E. V., Mutti, P. R., Rodrigues, D. T., Silva, M. P. A. 2021. Clouds Microphysical Properties and Their Relationship With Lightning Activity In Northeast Brazil. Remote Sensing, 13(21),. 4491. https://doi.org/10.3390/rs13214491

Alvares, C. A., Stape, J. L., Sentelhas, P. C., Gonçalves, J. L. M., Sparovek, G. 2013. Koppen's Climate Classification Map For Brazil. meteorologische zeitschrift, 22(6), 711-728.

Box, G.e.P. and Cox, D.R. 1964 an analysis of transformations (with discussion). journal of the royal statistical society b, 26, 211–252.

Climanálise, 2011. climanálise boletim. disponível: http://climanalise.cptec.inpe.br/~rclimanl/boletim/ index0411.shtml.acesso: 14 ago 2023.

Dunn, O. J. Multiple Comparisons Using Rank Sums. 1964. Technometrics, 6(3), 241- 252.

Fialho. W. M. B. & Molion, L. C. B. Eventos de Chuva Extremos: Recife-PE em abril de 2011. 2019. Revista Ambientale, 3(6), 56-64, 2019.

Figueroa, S. N., Nobre, C. A. 1990. Precipitation Distribution Over Central And Western

Tropical South America. Climanálise, 5, 36-44.

Han, M., Braun, S. A.;,Olson, W. S., Persson, P. O. G. and Bao, J. W. Application Of Trmm PR and TMI Measurements TO Assess Cloud Microphysical Schemes In The MM5 for a Winter Storm. 2010. Journal Of Applied Meteorology And Climatology, 49 (6), 1129-1148.https://doi.org/10.1175/2010JAMC2327.1

Heiblum, R. H., Koren, I. and Sltaratz, O. 2011. Analyzing Coastal Precipitation Using TRMM Observations. Atmospheric Chemistry And Physics, 11(24), 13201-13217. https://doi.org/10.5194/acp-11-13201-2011

IPCC - Intergovernmental Panel On Climate Change. Climate Change 2021: The Physical Science Basis, Summary For Policy Makers. IPCC geneva, 2021.

Kousky, V.E. Frontal Influences On Northeast Brazil. Mon. Wea.Rev. 107, 1142-1153.

Liu, C., Zipser, E. J., Cecil, D. J., Nesbitt, S. W. 2008. And Sherwood, S. a Cloud And Precipitation Feature Database From Nine Years Of TRMM Observations. Journal of Applied Meteorology and Climatology, 47(10), 2712-2728. https://doi.org/10.1175/2008JAMC1890.1

Li, C., Von Storch, J.S., Marotzke, J. 2013. Deep-Ocean Heat Uptake And Equilibrium Climate Response. Climate Dynamics, 40(5-6), 1071-1086.

Marengo, J. A., Schaeffer, R., Zee, D., Pinto, H. S. 2017. Mudanças Climáticas e Eventos Extremos no Brasil. (1 ed.).

Moura, A. D & Shukla, J. 1981. On the Dynamics Of Droughts in Northeast Brazil: Observations, Theory and Numerical Experiments With a General Circulation Model. Journal of The Atmospheric Sciences, 38 (12), 2653-2675.

Myles H. And Douglas A.W. 1973. Nonparametric Statistical Methods. New Vork: John Wiley & Sons, p. 115–120.

Oliva, F. G. 2019. Climatologia e Variabilidade dos Principais Sistemas Meteorológicos Atuantes no Brasil, Relação com Chuvas Intensas e Impactos Associados. Revista da Pós-Graduação em Geografia da Puc-Rio, 12(23), 74-99.

Oliveira, P. T., Silva, C. M., Santos e Silva., Lima, K. C. 2016. Climatology and Trend Analysis of Extreme Precipitation in Subregions of Northeast Brazil. Theoretical and Applied Climatology, 130 (1-2), 77-90. DOI 10.1007/s00704-016-1865-z

Palharini, R. S. A & Vila, D. A. 2017. Climatological Behavior of Precipitating Clouds in The Northeast Region of Brazil. Advances in Meteorology, 2017, 1-12. https://doi.org/10.1155/2017/5916150

Qin, F.; Xian, T & Fu, Y. (2018). Cloud-Precipitation Parameters and Radiative Forcing of Warm Precipitating Cloud Over The Tropical Pacific Ocean Based on TRMM Datasets and Radiative Transfer Model. Atmosphere, 9 (6), 2-18. https://doi.org/10.3390/atmos9060206

Rao, V. B. & Hada, K. (1990). Characteristics of Rainfall Over Brazil: Annual Variations and

Connections With Southern Oscillations. Theoretical and Applied Climatology, 42, p. 81-91.

Reboita, M. S., Krusche, N., Ambrizz, T., Rocha, R. P. 2012. Entendendo o Tempo e o Clima na América do Sul. Terra e Didática, 1( 8), 34-50. https://doi.org/10.20396/td.v8i1.8637425

Ribeiro, B. Z.; Nunes, A. B. Uso de Sensoriamento Remoto Para Análise de uma Linha de Instablidade: Estudo de caso para o Rio Grande do sul. in: xv simpósio brasileiro de sensoriamento remoto, 2011, curitiba - pr. anais do xv simpósio brasileiro de sensoriamento remoto. são josé dos campos: mct/inpe, 2011. v. 15. p. 2150-2156.

Rodrigues, D. T., Gonçalves, W. A., Spyrides, M. h. c., Silva, C. M. S., Souza, D. O. 2020. Spatial Distribution Of The Level Of Return Of Extreme Precipitation Events in Northeast Brazil. International Journal of Climatology, v. 40, 12, 5098-5113. https://doi.org/10.1002/joc.6507

Rodrigues, D. T. 2019. Análise de Eventos Extremos de Precipitação no Nordeste do Brasil. [Tese de Doutorado, Universidade Federal do Rio Grande do Norte]. BDTD - repositório Digital da UFRN. https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/28110

Silva, E. A., M, T. B., Lima, I. P. C., Melo, M. H. B.; Andrade, Maria, U. G. 2021 Análise da Variabilidade Temporal da Precipitação em Recife-PE. Recima21 - Revista Científica Multidisciplinar, São Paulo, 2(7), 27512. https://doi.org/10.47820/recima21.v2i7.512

Silva, E. A.; Silva, M. T., Melo, M. M. M. Silva; Mandú, T. B., Lima, I. P. C., Souza, B. S, 2022. Climate and Analysis of The Extreme Precipitation Trends in Recife-PE. Journal Of Hyperspectral Remote Sensing, 11(6), 317, https://doi.org/10.29150/2237-2202.2021.252132

Silva, E. A. 2020. Análise da Variabilidade Temporal da Precipitação Em Recife-PE [Trabalho de Conclusão de Curso, Universidade Federal de Campina Grande]

Silva, H. J. F., Goncalves, W. A., Bezerra, B. G., Silva, C. M. S., Oliveira, C. P., Mutti, P. R. 2022. Analysis of The influence of Deforestation on the Microphysical Parameters of Clouds in the Amazon. Remote Sensing, 14(21) v. 14 (21) 2-23. https://doi.org/10.3390/rs14215353

Silva, P. E., Silva, C. M. S., Spyrides, M. H. C., Andrade, L. M. B. 2018. Precipitation and Air Temperature Extremes in the Amazon and Northeast Brazil. International Journal of Climatology, 39, 579-595. https://doi.org/10.1002/joc.5829

Utida, G., Cruz, F. W., Etourneau, J., Bouloubassi, I., Schefub, E., Vuille, M., Novello, V. F., Prado, L. F., Sifeddine, A., Klein, V. 2019. Tropical South Atlantic Influence on Northeastern Brazil Precipitation and ITCZ Displacement During the Past 2300 years. Scientific Reports, 9(1), 1-8. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30737460/

Yang, Y.J., Wang, H., Chen, F., Zheng, X.; Fu, Y., Zhou, S. 2019. TRMM-based Optical and Microphysical Features of Precipitating clouds in summer over the yangtze–huaihe river valley, china. Pure and Applied Geophysics, 176 (1), 357-370. DOI: 10.1007/s00024-018-1940-8

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Published

2023-12-30

Issue

Vol. 13 No. 3 (2023): Journal of Hyprespectral Remote Sensing

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Environmental Applications

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