Identification of episodes of atmospheric heat waves and cold spells in the central region of the Santa Catarina coast

Authors

DOI:

https://doi.org/10.5902/2179460X55317

Keywords:

Extreme events, Heat waves, Cold Spells

Abstract

Extreme events such as heat waves (HWs) or cold spells (CSs) can cause damage to human health, to productive activities such as agriculture and livestock, as well as causing various environmental impacts. Therefore, the aim of this study is to identify the variability of the occurrence, duration and intensity mean of atmospheric HWS and CSs in the central part of the Santa Catarina coast from 1982 to 2017. For the detection of HWs and CSs in the atmosphere, the anomalies of the atmospheric temperature data were calculated in relation to the climatological normal, by calculating the 90th and 10th percentiles for HWs and CSs, respectively. The minimum persistence of five days of anomalous temperature values in relation to the daily climatological average was considered. In this work, reanalysis data from the Era-Interim project were used, and the calculations were computed by the ‘‘RmarineHeatWaves’’ package. Based on the calculations and analyzes done, the occurrence of this extreme events in the respective region was checked, with different periods of duration. A greater number of cases of HWs have been observed since the 2000s, corroborating with previous studies. The longest-lasting HW (CS) was seen in April 2016 (July 2000).

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Author Biographies

Monalisa Steil, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina, Florianópolis, SC

Graduada em Meteorologia pela Universidade Federal de Santa Maria, atualmente é aluna do Mestrado Profissional em Clima e Ambiente no Instituto Federal de Santa Catarina. Tem experiência na área de Geociências, com ênfase em Meteorologia, atuando principalmente nos temas: Interação Oceano-Atmosfera, Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS) e estudo de episódios de ondas e calor/frio.

Carlos Medeiros Ineu Júnior, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, SC

Possui mestrado em Oceanografia pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), cujo tema da Dissertação é: A Variabilidade das Ondas de Calor e de Frio Oceânicas na Costa Leste da América do Sul. Bacharel em Meteorologia pela Universidade Federal de Santa Maria (2016). Foi aluno de Iniciação Científica com experiência na área de Geociências, com ênfase em climatologia, atuando principalmente no seguinte tema: Extremos de temperatura e umidade e sua relação com a Oscilação Antártica e Oscilação Sul.

Cristiane Rosa, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina, Florianópolis, SC

Profissional graduado em engenharia ambiental com pós-graduação em engenharia de segurança do trabalho com experiência em análise de projetos, licenciamento ambiental, gestão de resíduos sólidos, indicadores de desempenho e treinamento em meio ambiente e segurança do trabalho. Possui conhecimento da legislação ambiental e experiência na execução de serviços de consultoria ambiental.

Gabriela Lamim, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina, Florianópolis, SC

Graduada em Engenheira Ambiental, pós-graduada em Gestão Ambiental em Municípios e Mestranda em Clima e Ambiente. Atualmente desenvolve atividades relacionadas a manutenção do Sistema de Gestão Ambiental, certificado na norma ISO 14001.

Gabriel Serrato de Mendonça Silva, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina, Florianópolis, SC

Graduado em Oceanografia pela Universidade Federal do Paraná,  mestrando no Programa de Mestrado Profissional em Clima e Ambiente do Instituto Federal de Santa Catarina (IFSC). Trabalhou nos últimos 5 anos  no Projeto Sistema de Monitoramento da Costa Brasileira (SiMCosta)  como mergulhador e responsável técnico da boia meteo-oceanográfica localizada na Reserva Biológica da Ilha do Arvoredo. Atualmente é Especialista em Modelagem Numérica na empresa SLICostal Solutions.

Mário Francisco Leal de Quadro, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina, Florianópolis, SC

Coordenador do Curso de Mestrado Profissional em Clima e Ambiente e professor do Curso de Meteorologia do Instituto Federal de Santa Catarina. Tem experiência na área de Geociências, com ênfase em Meteorologia Sinótica, atuando principalmente nos seguintes temas: Análise do Sistema Zona de Convergência do Atlântico Sul e Assimilação de Dados para Modelos de Mesoescala.

References

ALVES MPA, VANZ A, CRUZ GS, MARTARELLO KCBK, MONTEIRO AN, MISZINSKI J. Caracterização da Forte Onda de calor de 2014 em Santa Catarina. Revista Ciência e Natura [Internet]. 2016 [cited 2020 março 25]; 38 (1): 309-325. Available from: http://oaji.net/articles/2016/1602-1474633857.pdf.

BERLATO M.A, FONTANA D.C. El Niño e La Niña: impactos no clima, na vegetação e na agricultura do Rio Grande do Sul: aplicações de previsões climáticas na agricultura. Porto Alegre: ed.da UFRGS; 2003,110p.

BITENCOURT DP, FUENTES MV, MAIA PA, AMORIM FT. Frequência, Duração, Abrangência Espacial e Intensidade das Ondas de Calor no Brasil. Rev. bras. meteorol. [Internet]. 2016 [cited 2020 março 20];31(4): 506-517. Available from: http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0102-77862016000800506&lng=pt&tlng=pt.

DEE DP, UPPALA SM, SIMMONS AJ, BERRISFORD P, POLI P, KOBAYASHI S, ANDRAE U, BALMASEDA MA, BALSAMO G, BAUER P, BECHTOLD P, BELJAARS ACM, DE BERG LV, BIDLOT J, BORMANN N, DELSOL C, DRAGANI, R, FUENTES M, GEER AJ, HAIMBERGER L, HEALY SB, HERSBACH H, HOLM EV, ISAKSEN L, KALLBERG P, KOHLER M, MATRICARDI M.; MCNALLY AP, MONGE-SANZ BM, MORCRETTE JJ, PARK BK. PEUBEY C, DE ROSNAY P, TAVOLATO, C, THÉPAUT JN, VITART F. The ERA-Interim reanalysis: configuration and performance of the data assimilation system. Quarterly Journal of the royal meteorological society, v. 137, n. 656, p. 553-597, 2011.

FIRPO MÂF. Climatologia das ondas de frio e de calor para o Rio Grande do Sul e sua relação com El Niño e La Niña [dissertation]. Pelotas: Faculdade de meteorologia/UFPel; 2008. 120 p.

FIRPO MÂF, SANSIGOLO CA, ASSIS SV. Climatologia E Variabilidade Sazonal Do Número De Ondas De Calor E De Frio No Rio Grande Do Sul Associadas Ao Enos. Rev. bras. meteorol. [Internet]. 2012 [cited 2020 março 21]; 27 (1): 95-106. Available from: http://www.scielo.br/pdf/rbmet/v27n1/a10v27n1.pdf.

GEIRINHAS JLM. Caracterização Climática e Sinóptica das Ondas de Calor no Brasil [dissertation]. Lisboa: Faculdade de Ciências/ ULisboa; 2016. 83 p.

GRIMM AM, TOGATLIAN IM. Relação entre eventos el niño/la niña e frequência de ocorrência de extremos frios e quentes de temperatura no Cone Sul da América do Sul. In: Anais do XII Congresso Brasileiro de Meteorologia [Internet]; 2002; Foz do Iguaçu, Paraná. 2002 [cited 2020 março 20]. Available from: https://docs.ufpr.br/~feltrim/GB805%20-%20Climatologia/Aula%2012%20-%20Variabilidade%20e%20Mudan%C3%A7as%20Clim%C3%A1ticas/Textos%20de%20apoio/GRIMM-02.pdf.

HOBDAY AJ, ALEXANDER LV, PERKINS SE, SMALE DA, STRAUB SC, OLIVER ECJ et. al. A hierarchical approach to defining marine heatwaves. Progress in Oceanography. 2016; 141:227-238.

Luo M., Lau N.-C. Amplifying effect of ENSO on heat waves in China. Climate Dynamics, 2018. doi:10.1007/s00382-018-4322-0.

MARENGO JA. Mudanças climáticas globais e seus efeitos sobre a biodiversidade: caracterização do clima atual e definição das alterações climáticas para o território brasileiro ao longo do século XXI. Brasília: MMA, 2007. 2a edição.

MENDES MCD, TRIGO RM, CAVALCANTI IFA, DACAMARA CC. Bloqueios Atmosféricos de 1960 A 2000 Sobre O Oceano Pacífico Sul: Impactos Climáticos E Mecanismos Físicos Associados [Internet]. 2005 [cited 2020 março 21]; 20(2): 175-190. Available from: http://idlcc.fc.ul.pt/pdf/42-2003_MCDMendes-Aceito.pdf

MILLS, G; CLEUGH, H.; EMMANUEL R.; ENDLICHERD; W. ; ERELLE E; MCGRANAHANF G.; NGG, E. ; NICKSONH; A. , ROSENTHALI, J.; STEEMERJ , K. Climate Information for Improved Planning and Management of Mega Cities (Needs Perspective). Procedia Environmental Sciences, v. 1, p. 228–246, 2010.

NUNES IT. A BR-101 e a Migração para o litoral em Santa Catarina [monography]. Florianópolis: Curso de Ciências Econômicas/UFSC; 2008.

OLIVEIRA FNM. Climatologia De Eventos Climáticos No Sul Do Brasil: Observações, Simulações Do Clima Do Século XX [thesis]. São Paulo: Curso de Ciências/USP, 2011. 141 p.

R CORE TEAM [Internet]. Vienna, Austria [cited 2018 novembro 11]. A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, 2017. Available from: https://www.R-project.org/.

ROMERO, C. W. da S.; SILVA, H. R., MARQUES, A. P., MACEDO, F. L, de, FARIA, G. A., ALVES, M. C. Relação entre as ilhas de calor e uso e ocupação do solo em centros urbanos de pequeno porte utilizando o sensoriamento remoto. São Paulo, UNESP, Geociências, v. 39, n. 1, p. 253 - 268, 2020.

RUSTICUCCI M, VARGAS W. Synoptic situations related to spells of extreme temperatures over Argentina. Meteorological Applications. 1995; 2(4): 291-300.

RUSTICUCCI MM, VARGAS WM. Interannual variability of temperature spells over Argentina. Atmósfera. 2001; 14: 75-86.

SANTAMOURIS, M. Regulating the damaged thermostat of the cities - Status, impacts and mitigation challenges. Energy and Buildings, v. 91, p. 43–56, 2015.

SELMO L, FRANKE AE, ALVES MPA, SILVEIRA RB. Análise das temperaturas máximas do ar em Florianópolis/SC em abril de 2016: onda de calor?. In: Anais do I Congresso brasileiro de redução de riscos de desastres: “Gestão integrada em RRD no Brasil e o marco de SENDAI para a redução do risco de desastres 2015 – 2030”; [Internet]; 2016 outubro 12-15; Curitiba, Brasil, 2016. [cited 2020 março 20]. Available from: http://www.labclima.ufsc.br/files/2010/04/ICBRRD_SelmoEtAl_OdC_Florianopolis.pdf.

Published

2020-09-25

How to Cite

Steil, M., Ineu Júnior, C. M., Rosa, C., Lamim, G., Silva, G. S. de M., & Quadro, M. F. L. de. (2020). Identification of episodes of atmospheric heat waves and cold spells in the central region of the Santa Catarina coast. Ciência E Natura, 42, e16. https://doi.org/10.5902/2179460X55317

Issue

Section

Climate Variability Climate and Ocean

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