Variability of the West Atlantic Intertropical Convergence Zone Position and the Madden-Julian Oscillation

A Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) é um dos sistemas meteorológicos mais importantes e evidentes nos trópicos. Esse sistema tem fundamental importância na determinação dos regimes de precipitação nesta região. Uma das principais características da ZCIT é seu deslocamento latitudinal, que representa seu ciclo anual. A ZCIT no Atlântico (ZCIT-A) pode chegar a 2º S em março e abril e 14º N entre agosto e setembro, período em que a ZCIT se encontra em seus extremos austrais e boreais, respectivamente. Além do deslocamento sazonal, a ZCIT também pode ser modulada na escala intrassazonal. A principal fonte de variabilidade intrassazonal na atmosfera é a Oscilação de Madden-Julian (OMJ), que pode modular sistemas em regiões remotas do globo. Além disso, a OMJ é o principal mecanismo atmosférico que modula a precipitação na Região Nordeste e no leste da Amazônia na escala intrassazonal. O monitoramento da posição média da ZCIT-A e sua associação com outros sistemas meteorológicos possui grande importância para a determinação da estação chuvosa das Regiões Norte e Nordeste, principalmente sobre a região costeira dessas áreas. O presente trabalho teve como principal objetivo investigar as flutuações intrassazonais de posições latitudinais da ZCIT do Atlântico Oeste (ZCIT-AO) e sua relação com a OMJ. Para isso, foi desenvolvido um índice para localizar a ZCIT-AO latitudinalmente. Através desse índice foram feitas análises estatísticas e os resultados puderam ser associados à atividade da OMJ. As análises mostraram que o índice elaborado é eficiente pois conseguiu descrever bem o ciclo anual da ZCIT-AO. Após a filtragem do índice na banda intrassazonal, a comparação de eventos extremos com as fases da OMJ permitiu identificar um padrão na ocorrência de eventos, principalmente no outono no qual foi identificada uma maior ocorrência de eventos extremos austrais durante as fases 3 a 6, enquanto os extremos boreais foram mais frequentes nas fases 7 a 2 da OMJ. Essa relação pode influenciar diretamente em regimes de precipitação das regiões adjacentes ao Atlântico tropical, bem como a Região Nordeste do Brasil. Além disso, composições de radiação de onda longa emergente (ROLE), vento próximo à superfície, precipitação, função de corrente e vento meridional em altos níveis, permitiram analisar os padrões intrassazonais dessas variáveis em cada uma das fases, para cada estação. As análises de composições e de padrões de teleconexão permitiram concluir que as perturbações atmosféricas geradas pela OMJ na região dos Oceanos Índico e Pacífico podem modular indiretamente o posicionamento da ZCIT-AO através de trens de ondas de Rossby. O fortalecimento, enfraquecimento ou deslocamento da Alta Subtropical do Atlântico Sul (ASAS) e da Alta Subtropical do Atlântico Norte (ASAN) foram alguns dos mecanismos observados nesse trabalho associados ao deslocamento latitudinal da ZCIT-AO. Na maioria dos casos, um trem de ondas se desloca sobre o Pacífico Norte e/ou Sul e chega à região do Atlântico Norte e/ou Sul favorecendo anomalias ciclônicas ou anticiclônicas, contribuindo diretamente para o enfraquecimento ou fortalecimento dos alísios, o que favorece o deslocamento da ZCIT-AO para norte ou sul. Por fim, um breve estudo de casos extremos permitiu verificar que outros mecanismos podem atuar e modular a variabilidade intrassazonal da posição da ZCIT-AO, pois os eventos extremos austrais selecionados atuaram durante a inatividade da OMJ. Os eventos extremos boreais apresentaram a ZCIT-AO bem melhor definida quando comparado aos extremos austrais. Dessa forma, o presente trabalho sugere que as fases da OMJ podem contribuir para o deslocamento da ZCIT-AO e para o favorecimento ou não de precipitação sobre o Brasil, principalmente Regiões Norte e Nordeste, colaborando para o avanço do conhecimento desta importante interação.The Intertropical Convergence Zone (ITCZ) is one of the most important and evident weather systems in the tropics. This system has a fundamental importance in determining precipitation regimes in this region. One of the main features of ITCZ is its latitudinal displacement, which represents its annual cycle. ITCZ in the Atlantic can reach 2° S in March and April and 14° N between August and September, during which time ITCZ is at its austral and boreal extremes, respectively. In addition to seasonal displacement, ITCZ can also be modulated on the intraseasonal scale. The main source of intraseasonal variability in the atmosphere is the Madden-Julian Oscillation (MJO), which can modulate systems in remote regions of the globe. In addition, MJO is the main atmospheric mechanism that modulates precipitation in the Northeast and eastern Amazonia on the intraseasonal scale. Monitoring the mean position of ITCZ-A and its association with other meteorological systems is very important in determining the rainy season of the North and Northeast Regions, especially in the coastal region of these areas. The main goal of the present work was to investigate the intraseasonal fluctuations of latitudinal positions of the West Atlantic ITCZ (ITCZ-WA) and its relationship with the MJO. For this, an index was developed latitudinally locate the ITCZ-WA. Through this index statistical analysis were made and the results could be associated with the activity of the MJO. The analysis showed that the elaborated index is efficient because it is able to well describe the annual cycle of ITCZ-WA. After filtering the index in the intraseasonal band, the comparison of extreme events with the MJO phases allowed to identify a pattern in the occurrence of events, especially in the fall when a greater occurrence of austral extreme events was identified during phases 3 to 6, while boreal extremes were more frequent in phases 7 to 2 of the MJO. This relationship can directly influence precipitation regimes of tropical Atlantic adjacent regions, as well as the Northeast Region of Brazil. In addition, outgoing long-wave radiation (OLR), surface wind, precipitation, stream function and meridional wind at high levels compositions allowed to analyze the intraseasonal patterns of these variables in each phase for each season. The composites and teleconnection patterns analysis allowed to conclude that the atmospheric disturbances generated by MJO in the Indian and Pacific Oceans can indirectly modulate the positioning of the ITCZ-WA through Rossby wave trains. The strengthening, weakening or displacement of South Atlantic Subtropical High (SASH) and North Atlantic Subtropical High (NASH) were some of the mechanisms observed in this work associated with the latitudinal displacement of the ITCZ-WA. In most cases, a wave train displaces over the North and/or South Pacific and reaches the North and/or South Atlantic region favoring cyclonic or anticyclonic anomalies, directly contributing to the weakening or strengthening of trade winds, which favors the northward or southward displacement of the ITCZ-WA. Finally, a brief study of extreme cases showed that other mechanisms can act and modulate intraseasonal variability of the position of ITCZ-WA, as austral extreme events selected acted during inactive MJO. The ITCZ-WA was much better defined during extreme boreal events when compared to the austral ones. Thus, the present work suggests that the MJO phases may contribute to the displacement of the ITCZ-WA and to the favoring or not the precipitation over Brazil, mainly in North and Northeast Regions, cooperating on advance the knowledge on this important interaction