Balanço Térmico Oceânico no Atlântico Tropical Ocidental: Variabilidade, Tendências e Implicações para a Intensidade dos Ciclones Tropicais

Abstract

Esta tese investiga a dinâmica do calor oceânico no Atlântico Norte Tropical Ocidental e sua influência nas mudanças de intensidade dos ciclones tropicais. A caracterização do balanço de calor, baseada na reanálise ORAS5 (1983-2022), revela uma transição significativa no regime térmico por volta de 1997, identificando o Mar do Caribe e regiões adjacentes como zonas de retenção de calor com taxas de aquecimento superiores à média global, impulsionadas pela convergência de correntes de borda oeste, atividade de mesoescala e redução do transporte meridional de calor. Na camada intermediária (300-700 m) do Caribe Ocidental, observa-se o maior incremento de Conteúdo de Calor Oceânico (OHC), reforçando a relevância da estrutura térmica subsuperficial e dos processos advectivos na redistribuição de calor. Paralelamente, aborda-se o desafio da previsão de mudanças rápidas de intensidade ciclônica com o desenvolvimento do Índice de Intensificação de Ciclones Tropicais (TCII), uma métrica simétrica e contínua que integra variações de vento máximo sustentado e pressão central mínima. Aplicado a 6.600 observações offshore (2000-2024) e modelado via LightGBM com correções direcionadas em campos atmosféricos (ERA5), o estudo demonstra que a vorticidade potencial em níveis médios e o cisalhamento vertical dominam a hierarquia de controles, seguidos por divergência superior, fluxo de calor sensível e OHC. A análise baseada em SHapley Additive exPlanations (SHAP) revela interações não lineares críticas (ex.: OHC × cisalhamento) e limiares condicionais consistentes com a teoria física. A integração desses resultados destaca a complexidade energética da região, onde o acúmulo térmico oceânico atua como um componente energético fundamental, de natureza condicional, na modulação da variabilidade da intensidade ciclônica. Este trabalho propõe uma estrutura robusta, interpretável e reprodutível para a compreensão das forçantes ambientais multifatoriais, contribuindo para o avanço da previsão probabilística e para o desenvolvimento de estratégias de adaptação frente a eventos extremos em um contexto de mudança climática.