Variabilidade do perfil vertical de vapor de água na troposfera

Abstract

Objetivou-se com esta pesquisa, analisar o perfil vertical da concentração troposférica de vapor de água com a verificação de homogeneidade e identificação de tendência em sua distribuição. Para este fim, foram utilizadas informações do perfil vertical e horizontal da concentração de vapor de água na troposfera, avaliada por meio da razão de mistura (r). A análise foi realizada para os níveis báricos atmosféricos de 700, 500 e 300 hPa, sendo selecionadas informações provenientes de radiossondagens, que apresentaram dados contínuos entre os anos de 1980 a 2010; realizadas em estações localizadas no Ártico, América do Norte, Central e do Sul, com algumas sobre os oceanos Pacífico e Atlântico. Para identificar tendências, as séries temporais de vapor de água foram submetidas ao teste estatístico não paramétrico de Mann-Kendall, juntamente com a análise de regressão linear simples, testada por meio do teste t de Student, para o coeficiente angular da reta. A homogeneidade das séries temporais foi constatada por meio do teste estatístico não paramétrico de Pettitt, o qual detecta mudança abrupta existente em séries temporais. Para ambos os testes, foi adotado nível de significância estatística de α = 0,05% de probabilidade. Os resultados mostram que a concentração de vapor de água troposférica, para os níveis analisados, apresentou características distintas em sua distribuição espacial e temporal. Para regiões como o Ártico, América do Norte, Caribe e norte da América do Sul foi possível identificar a predominância de tendência positiva na concentração de vapor de água no nível de 700 hPa, sendo em várias análises, observada significância estatística. Tendências negativas neste nível foram identificadas no sudoeste dos EUA, México e sul da América do Sul. Para os níveis de 500 hPa, foi observado uma aumento do número de estações que apresentaram tendência positiva estatisticamente significativa sobre a América do Norte e Ártico. Em 300 hPa, a preeminência das estações com tendência positiva (negativa), com significância estatística, foi observada sobre o região do Caribe (sul dos EUA). A verificação da homogeneidade do vapor de água atmosférico mostrou em algumas estações de medição, a existência de mudança abrupta em sua distribuição, com a predominância de aumento na concentração de vapor de água após o ano indicado como sendo o de mudança, em todos os níveis em análise.

This thesis analyse the vertical profile of the tropospheric water vapor with verification of homogeneity and identification trends in its distribution. For this purpose, has been applying vertical and horizontal profile of water vapor in the troposphere analyzed, by the mixing ratio (r). The analysis was realized to atmospheric pressure levels of 700, 500 and 300 hPa, selected from radiosondes information at stations located in the Arctic, North America, Central and South America, in the Pacific and Atlantic oceans. To identify trends, series of water vapor time were subjected to statistical non parametric Mann-Kendall test, along with analysis of simple linear regression, tested using the Student t test for the slope of the regression. The homogeneity of the time series was calculated using the non parametric statistical test Pettitt which detects existing abrupt change in time series. For all tests, was adopting a statistical significance level of α = 0.05% probability. The results have shows that the concentration of tropospheric water vapor, to atmospheric pressure levels, showed different characteristics in its spatial and temporal distribution. For regions such as the Arctic, North America, the Caribbean and northern South America the predominance of positive trends in the concentration of water vapor in the level of 700 hPa, have been founal. Negative trends at this level were identified in the southwestern U.S., Mexico, and southern South America. For the level of 500 hPa, et has observed been an increases in number of stations with statistically significant positive trends over North America and the Arctic. At 300 hPa, the preeminence of stations with positive (negative) trends, with statistical significance was observed over the Caribbean (southern U.S.) region. The verification of the homogeneity the water vapor showed a few measuring stations the existence of abrupt change in their distribution, with predominant increase in the concentration of water vapor after the year indicated.