Characteristics of Mesoscale Convective Systems in the climate simulations of RegCM4

Técnicas de rastreamento como o Forecasting and Tracking the evolution of Cloud Clusters (ForTraCC) e simulações numéricas têm sido utilizadas para entender o desenvolvimento de sistemas convectivos de mesoecala (SCMs), que estão associados à precipitação intensa, rajadas de vento, granizo e até mesmo tornados. Este trabalho adaptou o ForTraCC para rastrear SCMs na radiação de onda longa emergente (ROLE) nas simulações climáticas do RegCM4. As simulações utilizaram a reanálise ERA-Interim como condições inicial e de fronteira em um domínio cobrindo a América do Sul (AS) para os períodos outubro-maio (8 meses) de 1997-2003. A climatologia simulada pelo RegCM4 reproduziu os principais padrões atmosféricos observados na AS, com melhor desempenho no setor sul da AS. Foram investigadas características (morfológicas e cinemáticas) dos SCMs no setor tropical (AMZ) e subtropical (BP). O ForTraCC rastreou número semelhante de SCMs nestas regiões, mas com características diferentes. Na AMZ (BP) a simulação mostra máxima frequência de SCMs em novembro (janeiro) e com padrão de ciclo de vida apresentando início às 03 UTC (09 UTC), máxima extensão às 06 UTC (14 UTC) e dissipação às 12 UTC (23-00 UTC). Isto indica discrepância entre o ciclo de vida dos SCMs simulados e observados de acordo com a literatura, que mostra que os SCMs acompanham predominantemente o ciclo de radiação solar. A forte influência do jato de baixos níveis (JBN) explicaria o horário preferencial de início dos SCMs na BP. Nas simulações, os SCMs subtropicais são em geral maiores, duram mais tempo, possuem temperatura mínima menor e são mais lineares que os tropicais, características também reportadas na literatura. Na AMZ os SCMs não apresentam local preferencial de gênese e dissipação e nem trajetórias típicas, enquanto na BP embora se iniciem em qualquer posição movem-se principalmente para leste. Adicionalmente, para a área entre 10-45º S e 75-30º W foram rastreados os complexos convectivos de mesoescala (CCMs). Nas simulações, os CCMs formam-se preferencialmente às 04 UTC, atingem máxima extensão às 12 UTC (coincidindo com a máxima atividade do JBN) e dissipam-se às 15 UTC e 23 UTC. Os CCMs são predominantemente continentais, duram aproximadamente 16,5 horas (duração é maior que a reportada na literatura) e são maiores que os SCMs. O centro-norte da Argentina, sul-sudeste do Brasil, sul do Peru são as regiões preferenciais de gênese dos CCMs simulados e apresentam trajetórias típicas para leste. Embora existam algumas restrições e diferenças (p.ex.: resolução horizontal, intervalo de tempo entre imagens) nos critérios utilizados na classificação dos SCMs e CCMs simulados e os da literatura, o RegCM4 simulou as principais características morfológicas e cinemáticas desses sistemas.Forecasting and Tracking the evolution of Cloud Clusters (ForTraCC) technique and numerical simulations have been used to understand the development of Mesoscale Convective Systems (MCSs). In general, these systems are associated with intense rainfall, wind gusts, hail and sometimes with tornados. This work has adapted the ForTraCC to track MCSs in the outgoing longwave radiation (OLR) from RegCM4 climatic simulations. The RegCM4 was nested in ERA-Interim reanalysis in a domain covering the South America (SA) for the periods of October-May (8 months) of 1997-2003. The RegCM4 simulated climatology reproduced the main atmospheric patterns observed in SA, with best performance in its southern part. The MCSs\' morphological and kinematic features were investigated in the tropical (AMZ) and subtropical (BP) sectors. ForTraCC tracked a similar number of MCSs in both regions, but the systems presented dierent features. In AMZ (BP) the simulations show the maximum frequency of MCSs in November (January). In terms of life cycle, in the AMZ (BP) the MCSs start at 03 UTC (09 UTC), attain the maximum extension at 06 UTC (14 UTC) and dissipate at 12 UTC (23-00 UTC). This indicates a discrepancy between simulated and observed MCSs\' life cycle according to the literature, which shows MCSs in AMZ following mainly the solar radiation cycle. The strong infuence of low level jet (LLJ) could explain the preferred time (09 UTC) of initiation of MCSs in the BP. In the simulations, the subtropical MCSs are generally larger, long-lived and colder and they are more linear than tropical ones, features also reported in the literature. In AMZ the MCSs do not show a preferential place for genesis and dissipation neither typical trajectories, while in BP they have no preferential place to start but move mainly eastward. Additionally, mesoscale convective complexes (MCCs) were tracked in the area between 10-45ºS and 75-30ºW. On average, the simulated MCCs form at 04 UTC, attain the maximum extension at 12 UTC (coinciding with maximum activity of LLJ), and dissipate at 15 UTC and 23 UTC. The MCCs are mostly continental, last approximately 16.5 hours (long-lived than reported in observations) and are larger than MCSs. The central-northern Argentina, southern-southeastern Brazil and southern Peru are the preferred regions for genesis of simulated MCCs, which present a typical eastward trajectory. Although there are some restrictions and dierences (e.g. horizontal resolution, interval between \"images\") in the used criteria to classify the simulated MCSs and MCCs and literature, the RegCM4 simulated the main observed morphological and kinematics features of these systems