Antarctic Oscillation (AAO)
A Oscilação Antártica (Antartic Oscillation – AAO) ou Modo Anular Sul (Southern Annular Mode – SAM) é o principal
modo de variabilidade climática natural da circulação extratropical no Hemisfério Sul (HS). Esta oscilação pode ser
caracterizada por perturbações de altura geopotencial zonalmente simétricas (em forma de anel, daí sua denominação “anular”)
com sinais opostos entre a Antártica e as latitudes a cerca de 45°S
(Thompson & Wallace, 2000;
Reboita et al., 2009;
Fogt & Marshall, 2020).
Estudos pioneiros como os de Kidson (1975),
Pittock (1980),
Rogers & van Loon (1982) e
Kousky (1982)
identificaram estruturas zonalmente simétricas (ou anulares) de circulação no HS. A literatura apresenta
diferentes nomes para esse fenômeno climático: Circulação do Hemisfério Sul
(Karoly et al., 1996),
Oscilação Antártica (Gong & Wang, 1998),
Modo de Alta Latitude (Kidson & Watterson, 1999), Circulação
de Alta Latitude (Renwick, 2002),
Modo Anular do Hemisfério Sul (Thompson & Wallace, 2000) e
Modo Anular Sul (Jones & Widmann, 2004;
Gillett et al., 2006). Em geral, a denominação Modo
Anular Sul (Southern Annular Mode – SAM) é a mais utilizada na literatura.
O SAM é representado por uma oscilação nos valores dos sistemas de pressão superficial entre
médias e altas latitudes do HS. Este padrão de teleconexão pode ser quantificado pelo Índice
de Oscilação Antártica (Antarctic Oscillation Index – AAO), o qual tem sido apresentado de
diversas formas. Quando a técnica de análise de Funções Ortogonais Empíricas (Empirical Orthogonal Function – EOF)
é aplicada às anomalias sazonais de altura geopotencial em 500 hPa, o primeiro modo dominante corresponde
ao SAM e explica 20%-30% da variância total no conjunto de dados (Mo, 2000;
Thompson & Wallace, 2000;
Mo & Paegle, 2001).
No entanto, o SAM é bem caracterizado em diferentes variáveis atmosféricas além da altura geopotencial
(Sen Gupta & England, 2006), e
sua estrutura vertical apresenta um padrão quase barotrópico (Zheng et al., 2014).
O Climate Prediction Center (CPC) do National Center for Environmental Prediction (NCEP) disponibiliza índices
diários e mensais do SAM desde 1979. Nesta metodologia, o SAM é definido como o primeiro modo dominante
da análise de EOF aplicada às médias mensais de altura geopotencial em 700 hPa nas latitudes ao sul de 20ºS.
Mais informações sobre o AAO são encontradas na guia Método. A fase positiva do AAO é definida pela presença
de anomalias negativas de altura geopotencial ao longo da Antártica e anomalias positivas na banda zonal em torno de 45ºS.
Sen Gupta & England, 2006 mostraram que a fase positiva do SAM (isto é, fase positiva do AAO) também é caracterizada
por anomalias negativas de temperatura, anomalias positivas de vento zonal e precipitação ao longo da Antártica, com
condições opostas próximo à latitude média de 45ºS. Condições reversas são identificadas na fase negativa do SAM.
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*Figuras na aba
Mapas.
Em relação aos impactos do SAM sobre o clima da América do Sul, a fase positiva deste padrão está associada a:
- Enfraquecimento do jato subtropical (Carvalho et al., 2005; Codron, 2007), mas sem mudanças em sua posição latitudinal (Gallego et al., 2005);
Condição atual das correntes de jatos.
- Fortalecimento e deslocamento em direção ao polo do vórtice circumpolar e ventos zonais (ventos de oeste) ao longo da Antártica, o que é uma consequência da intensificação do gradiente horizontal de pressão entre médias e altas latitudes (Marshall, 2003; Carvalho et al., 2005; Gallego et al., 2005);
- Maior frequência de ciclones próximo à Antártica e ao oceano Atlântico sul subtropical e menor frequência próximo ao sul da Argentina (45ºS) (Reboita et al., 2015);
- A função frontogenética apresentando valores menores entre 30ºS e 50ºS comparados à fase negativa (Reboita et al., 2009). Esta característica é consistente com Cardozo et al. (2015) que mostraram uma menor frequência de frentes frias entre Bahía Blanca (Argentina) e Porto Alegre (Brasil) durante a fase positiva do SAM;
- Anomalias negativas de precipitação sobre o sul da América do Sul – Uruguai, norte da Argentina e sul do Brasil (Silvestri & Vera, 2003; Reboita et al., 2009) e um fraco sinal positivo sobre o sudeste do Brasil. Vasconcellos et al. (2019) indicam que há uma grande variabilidade mensal no sinal das anomalias de precipitação sobre o sudeste da América do Sul em diferentes fases do SAM. Em geral, todos os padrões descritos são opostos durante a fase negativa do SAM. Nieto et al. (2014) verificaram que durante a fase negativa do SAM, o transporte de umidade atmosférica para o sudeste da América do Sul é intensificado, o que favorece o aumento de precipitação sobre essa região. Rosso et al. (2018) também averiguaram que a fase positiva do SAM ajuda a modular a Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS), resultado que concorda com o estudo de Vasconcellos & Cavalcanti (2010) sobre eventos extremos de precipitação sobre o sudeste do Brasil durante o verão austral. Ainda considerando o verão austral na América do Sul, Andrade & Cavalcanti (2018) analisaram que frentes frias úmidas (secas) estão associadas com a fase positiva (negativa) do SAM.
A relação entre o SAM e o El Niño-Oscilação Sul (ENOS) foi discutida em estudos como os de Carvalho et al., 2005,
Fogt et al. (2011) e
Wang & Cai (2013).
Segundo esses autores, a fase negativa (positiva) do SAM é
dominante durante os períodos de El Niño (La Niña). Uma razão para isso é que, durante o El Niño,
anomalias positivas de temperatura da superfície do mar (TSM) aumentam a temperatura global média e
contribuem para menor pressão em direção às latitudes médias (Wang & Cai, 2013).
Embora o SAM seja um modo natural de variabilidade climática, sua intensidade ou polaridade
(alternância entre fases positiva e negativa) podem ser modificadas por forçantes externas,
tais como a depleção do ozônio estratosférico na Antártica e aumento da concentração de gases
de efeito estufa na atmosfera (Fogt & Marshall, 2011).
A Tabela 1 apresenta algumas razões para o desenvolvimento e estrutura do SAM ao longo da Antártica,
bem como suas principais influências sobre o clima da região.
Tabela 1 – Razões para o desenvolvimento do SAM, e suas principais influências sobre o clima antártico.
Fonte: adaptado de
Hobbs (1999);
Turner (2004) e
Bridgman & Oliver (2006).
Razões para o desenvolvimento do SAM |
Principais influências do SAM sobre o clima da Antártica |
Diferentes variações anuais de temperatura entre terra e água. |
Ciclo semianual de pressão. |
Diferenças na inércia térmica entre terra e água. |
Variações no cavado circumpolar. |
Oceanos se resfriam mais rapidamente no outono do que se aquecem na primavera. |
Intensidade e direção do vento médio. |
A costa da Antártica se aquece mais rapidamente na primavera do que se resfria no outono. |
Distribuição média do gelo marinho. |
Diferença na fase do ciclo anual de temperatura entre terra e água. |
Expansão e contração do vórtice circumpolar. |
Texto por: Glauber Ferreira e Michelle Reboita.