Analysis of the impacts of low frequency variabilities in the tropical Atlantic and northeastern Brazil using the twentieth century reanalysis ERA 20C

Inicialmente o presente trabalho buscou avaliar a representação da variabilidade climática sobre o Atlântico tropical norte (ATN) associado ao El Niño Oscilação Sul (ENSO) e a influência do fenômeno nos extremos de precipitação no Ceará, utilizando reanálises de longo período, especificamente a ERA 20C e a NOAA 20CR. Os resultados indicaram que ambas as reanálises representaram os padrões de circulação já conhecidos referentes ao impacto do ENSO sobre o Atlântico tropical de forma realista, no entanto a reanálise ERA 20C se destacou em relação ao NOAA 20CR no que concerne a representação do deslocamento da Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) nos anos de ocorrência do fenômeno. Posteriormente, utilizando 110 anos da reanálise ERA 20C foi avaliado como os padrões de teleconexões associados à fase negativa da Oscilação do Atlântico Norte (NAO) e ao El Niño (do Pacífico Central - El Niño PC e do Pacífico Leste - El Niño PL) modificam a circulação atmosférica e a temperatura da superfície do mar (TSM) no ATN e as chuvas no Nordeste do Brasil (NEB). Neste sentido é mostrado que os três fenômenos (NAO negativa, El Niño PL e PC), sem diferenciar as fases da Oscilação Multidecadal do Atlântico (AMO), estão associados ao enfraquecimento da alta subtropical do Atlântico Norte, e ao desenvolvimento de anomalias de vento de sul próximas ao equador que resultam no aquecimento das águas de todo o ATN do verão ao outono. Porém, os impactos desses fenômenos de baixa frequência são diferentes quando é feita a diferenciação das fases da AMO. Assim, a combinação NAO e AMO simultaneamente negativas resulta em fracas anomalias de vento de oeste (entre 10°-20°N) e não são notadas anomalias de sul próximas ao equador como ocorre quando não há diferenciação entre as fases da AMO. Assim, anomalias positivas de TSM ocorrem somente ao norte de 10°N, e as condições de chuva no NEB ficam próximas da neutralidade. A NAO negativa e o El Niño PC, cada um combinado com a fase positiva da AMO, resultam em anomalias de vento de oeste (entre 10-20°N) e de sul (entre 0-10°N), maiores do que quando não há separação das fases da AMO. Também é notado um maior aquecimento anômalo das águas no ATN, resultando em chuvas abaixo da média no norte do NEB. O El Niño PL, independente das fases da AMO, está associado à intensas anomalias de vento de oeste (entre 10-20°N) e de sul (entre 0-10°N) resultando também em intensas anomalias positivas de TSM no ATN. Esse fenômeno é o principal modulador de precipitação no norte do NEB, estando ligado à condições de seca tanto na fase negativa como na fase positiva da AMO. Por último, a combinação do El Niño PC com a AMO negativa está associado à fracas anomalias de vento de oeste (entre 10-20°N) e não são observadas anomalias de vento de sul próximas ao equador. As anomalias positivas de TSM se concentram ao norte de 10°N e no NEB são observadas em geral chuva acima da média.Initially, the present work assesses the representation of the tropical north Atlantic (ATN) climatic variability associated with El Niño Southern Oscillation (ENSO) and its influence on the extremes of precipitation over Ceará, using the long term reanalyses ERA 20C and NOAA 20CR. The results showed that both reanalyses realistically represent the main circulation patterns on the ATN related to ENSO, although the ERA 20C stood out in the representation of the positioning of the Intertropical Convergence Zone (ZCIT) during ENSO years. Posteriorly, 110 years of data from ERA 20C were used to show how the teleconnection patterns associated with the negative phase of the North Atlantic Oscillation (NAO) and El Niño (Central Pacific - El Niño PC and East Pacific - El Niño PL) modify the atmospheric circulation and sea surface temperature (SST) over the ATN and the rainy season in northeast Brazil (NEB). The three phenomena (NAO negative, El Niño PL and PC), without distinguishing the phases of the Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO), are associated to the weakening of the North Atlantic subtropical anticyclone and to the development of southerly anomalous winds near the equator, which result in positive SST anomalies in the ATN from summer to autumn. However, the impacts of these low frequency phenomena are different when the distinction of the AMO phases is considered. Therefore, the simultaneously occurrence of NAO and AMO negative phases result in weak westerly anomalies (between 10°-20 °N) and the southerly anomalies are not evident near the equator as occurs when there is no distinction between the AMO phases. Thus, positive SST anomalies occur only northward of 10°N and the rainfall conditions are close to neutrality in NEB. The negative NAO and the El Niño PC, each combined with the positive AMO phase, result in westerly (between 10-20°N) and southerly (between 0-10°N) anomalies stronger than when there is no distinction between the AMO phases. It is also noted a greater warming over the ATN, resulting in below than average rainfall in NEB. The El Niño PL, in both AMO phases, is associated with intense westerly (between 10-20°N) and southerly (between 0-10°N) anomalies also resulting in intense positive SST anomalies over the ATN. This phenomenon is the main modulator of rainfall in NEB, being associated with drought conditions in both the negative and positive AMO phases Finally, the combination of El Niño PC with negative AMO is associated with weak westerly (between 10-20°N) anomalies, and no southerly anomalies are observed near the equator. In this case, positive SST anomalies are concentrated northward of 10°N and in NEB rainfall is in general above average