RESUMONeste trabalho é descrita a aplicação da técnica de previsões defasadas no sistema de previsão de tempo por conjuntos do Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos (EPS-CPTEC/INPE). Os dados do CPTEC/INPE consistem em uma amostra de dois meses com previsões de 15 dias para as variáveis: altura geopotencial em 500 hPa, temperatura do ar no nível de 850 hPa, e pressão atmosférica ao nível médio do mar. O estudo consiste em investigar: 1) o desempenho do EPS-CPTEC/INPE utilizando a técnica de previsões defasadas comparado àquele do conjunto operacional; 2) a relação entre o espalhamento e o desempenho da previsão, a fim de avaliar o uso da dispersão como preditor do desempenho. Os resultados indicam que a utilização de previsões defasadas em 12h, melhora o desempenho do conjunto operacional, contribuindo para aumentar o espalhamento do conjunto e, conseqüentemente, reduzir a sub-dispersão do sistema. Também foi observado que o conjunto defasado tem desempenho comparável àquele do conjunto operacional e que há uma tendência de desempenho alto quando o espalhamento é baixo, para os prazos de 5 e 7 dias de previsão. Estes resultados servem como base para a implementação operacional desta técnica, que apresenta baixo custo computacional, e contribui para a utilização mais eficiente das previsões por conjunto do CPTEC/INPE. Palavras Chave: Previsão de Tempo por Conjuntos, Espalhamento, Previsões Defasadas ABSTRACT: THE IMPACT OF USING LAGGED FORECASTS ON THE CPTEC/INPE ENSEMBLE PREDICTION SYSTEMIn this work we report the application of the lagged average forecasting technique to CPTEC/INPE ensemble forecast. The CPTEC/INPE data consist of two months samples of 15 days forecast for the variables: geopotential height at 500 hPa, air temperature at 850 hPa and mean sea level atmospheric pressure. We focus on the following: 1) Does the lagged averaged ensemble forecast improve forecast skill compared to the CPTEC/INPE operational ensemble? 2) Is the dispersion of the ensemble useful in predicting forecast skill? The results indicate that the utilization of 12h-lagged average forecasts improves the performance of the operational ensemble contributing to increase the ensemble spreading and, consequently, to reduce the under-dispersion of the system. Also we observed that lagged average forecast (LAF) shows similar performance of the operational EPS-CPTEC/INPE and that there is a tendency to higher performance when spread forecast is low, for 5 and 7 day forecast. These results provide the basis for the operational implementation of the LAF technique, which has low computational cost, and contribute to a more efficient utilization of the CPTEC/INPE ensemble predictions.

Water vapor plays a crucial role in atmospheric processes and its distribution is associated with cloud-cover fraction and rainfall. The inclusion of integrated water vapor (IWV) estimates in numerical weather prediction improves the vertical structure of the humidity analysis and consequently contributes to obtaining a more realistic atmospheric state. Currently, satellite remote sensing is the most important source of humidity measurements in the Southern Hemisphere, providing information with good horizontal resolution and global coverage. In this study, the inclusion of IWV retrieved from the Atmospheric Infrared Sounder/ Advanced Microwave Sounding Unit-A (AIRS/AMSU) and Special Sensor Microwave Imager (SSM/I) were investigated as additional information in the Physical-space Statistical Analysis System (PSAS), which is the operational data assimilation system at the Center for Weather Forecasting and Climate Studies of the Brazilian National Institute for Space Research (CPTEC/INPE). Experiments were carried out with and without the assimilation of IWV values from both sensors. Results show that, in general, the IWV assimilation reduces the error in short-range forecasts of humidity profile, particularly over tropical regions. In these experiments, an analysis of the impact of the inclusion of IWV values from SSM/I and AIRS/AMSU sensors was done. Results indicated that the impact of the SSM/I values is significant over high-latitude oceanic regions in the Southern Hemisphere, while the impact of AIRS/AMSU values is more significant over continental regions where surface measurements are scarce, such as the Amazonian region. In that area the assimilation of IWV values from the AIRS/AMSU sensor shows a tendency to reduce the overestimate of the precipitation in short-range forecasts.

Experimentos utilizando sistemas de observação global, foram realizados excluindo um ou mais tipos de observação do esquema global de assimilação de dados/previsão de tempo do Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - CPTEC/INPE (Global Physical-space Statistical Analysis System - GPSAS). Estes experimentos indicam como efetivamente as observações são usadas no GPSAS. Os sistemas de observação testados foram o conjunto de dados convencionais, que incluem informações de superfície (estações em superfície, bóias, navios e plataformas oceânicas) e de ar superior (radiossondagem, aeronaves e balões piloto), os sistemas de sondagem Advanced TIROS-N/NOAA Operational Vertical Sounder (ATOVS) e AQUA, composto pelos sensores Atmospheric Infrared Sounder e Advanced Microwave Sounding Unit (AIRS/AMSU), dados de vento de satélite, estimados a partir do deslocamento de nuvens (Cloud Track Wind), dados de vento em superfície sobre o oceano (QuikScat) e água precipitável (Total Precipitation water - TPW). Todos os sistemas testados mostram um impacto positivo na qualidade da previsão. Os dados convencionais têm um maior impacto na região do Hemisfério Norte devido à maior disponibilidade dessas informações sobre esta região. Por outro lado, as sondagens AIRS/AMSU são fundamentais para uma boa previsão sobre o Hemisfério Sul. Sobre a América do Sul, os perfis inferidos pelo sistema de sondagem AQUA contribuem com a mesma ordem de grandeza dos dados convencionais e apresentam um impacto positivo para todos os períodos de previsões analisados. Dados de vento e água precipitável estimados por satélites têm maior impacto nas regiões tropical e da América do Sul, nas primeiras horas de previsão (1-3 dias). Todavia, a utilização de um conjunto completo de observações é crucial para se obter, operacionalmente, uma boa condição inicial do estado atmosférico para ser utilizada nos modelos de previsão numérica de tempo do CPTEC/INPE.

RESUMOAs trocas horizontais e verticais de energia para um composto de sete episódios de Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS), foram estudadas a partir da decomposição em modos normais, considerando-se a partição vertical de energia entre os modos externo e internos, e as interferências entre os modos horizontais de oscilação Rossby, Kelvin, Misto Rossby-Gravidade, Gravidade Oeste e Leste. Um máximo de porcentagem de energia total (aproximadamente 60%) é observado para os modos internos 4 a 7, com alturas equivalentes entre 100 e 600 metros, especialmente sobre grande parte da América do Sul central e próximo ao equador, incluindo a região da ZCAS. À medida que a latitude aumenta, a energia é distribuída para os modos mais externos (n=1 a 3). Para a partição horizontal de energia, as maiores contribuições foram obtidas para as auto-interações dos modos Rossby e Kelvin e interações cruzadas Rossby-Kelvin, em todas as categorias de modos verticais, sendo estas últimas responsáveis pelas interferências construtivas de energia na região da ZCAS. As interações entre modos verticais mostraram um aumento da porcentagem de energia dos Baixos Níveis para a Estratosfera, com máxima interferência positiva (negativa) de energia em Altos Níveis (Estratosfera), para os modos internos 4 a 7. Palavras Chave: Energética, Modos Normais, Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS). ABSTRACT: STUDY OF THE MODAL ENERGETICS FOR SACZ EPISODES. PART I: OBSERVATIONAL ANALYSESThe horizontal and vertical energy exchanges for a composite of seven South Atlantic Convergence Zone (SACZ) episodes were studied by expansion into normal mode functions, with an emphasis on the vertical energy partition between external and internal modes and on the energy interactions within and among various horizontal oscillation modes: Rossby, Kelvin, Mixed Rossby-Gravity and West and East Gravity. A maximum share of the total energy (about 60%) was found in the 4th to 7th internal modes at equivalent highs between 100 and 600 meters, especially over large part of the central South America and near the equator including the SACZ region. As the latitude increases, the energy is distributed towards the lower order modes (n = 1 to 3). For the horizontal energy partition, the most expressive contributions were obtained for the self-interactions of the Rossby and Kelvin modes and for Rossby-Kelvin cross interactions in all vertical mode categories. The Rossby-Kelvin cross interactions constituted the main process for constructive energy interferences in the SACZ region. The vertical mode interactions indicated that the percentage of total energy increases from low levels to the stratosphere with maximum positive (negative) interferences in high levels (stratosphere), for the 4th to 7th internal modes.