Seasonal probability forecasts of december-january-february precipitation in northern Uruguay and Rio Grande do Sul obtained with the coupled forecast system v2 of NOAA and statistical downscaling

Abstract

The present work analyses the inter-seasonal predictability of precipitation during the austral summer in a subregion of Southeastern South America that includes Rio Grande do Sul and Northern Uruguay (RGS-NU), and proposes a methodology to produce probabilistic precipitation forecasts for this region, based on the use of NOAA CFS v2. It is found that the correlation between ENSO and the precipitation over RGS-NU during December-January-February is statistically significant after the late 70's, but not before. Considering that this relationship changes in different multidecadal periods, it is useful to explore a forecast system based on numerical models. We studied the hindcasts from NOAA CFS v2 initialized during October of the years 1983 to 2009, and found that the hindcasts of meridional wind at 850 hPa averaged over certain region of South America have statistically significant skill, in terms of correlation, to predict the observed precipitation over RGS-NU. The proposed forecasts are based on this relationship. The CFS v2 hindcasts also show realistic anomalous circulation patterns associated with the anomalous precipitation in the region and the season considered. This suggests that the forecasts may be further improved by using regional models combined with the CFS v2 outputs. Keywords: Seasonal forecast, Statistical downscaling, Southeastern South America, Hindcasts RESUMO: PREVISÃO PROBABILISTICA SAZONAL DA PRECIPITAÇÃO DE DEZEMBRO-JANEIRO-FEVEREIRO NO NORTE DO URUGUAI E RIO GRANDE DO SUL OBTIDA COM O MODELO ACOPLADO DE PREVISÃO DA NOAA E DOWNSCALING ESTATÍSTICA: O presente trabalho analisa a previsibilidade inter-sazonal da precipitação durante o verão austral em uma sub-região do Sudeste da América do Sul, que inclui Rio Grande do Sul e o Norte do Uruguai (RGS-NU), e propõe uma metodologia para produzir previsões probabilísticas da precipitação baseada no uso do CFS v2 da NOAA. Verifica-se que a correlação entre o ENOS e a precipitação sobre RGS-NU em dezembro-janeiro-fevereiro é estatisticamente significativa nos últimos 30 anos, mas não nos 30 anos anteriores a estes. Em vista desta mudança na relação em diferentes períodos multi-decenais, consideramos útil explorar um sistema de prognósticos baseados em modelo numérico, o CFS v2 da NOAA. Estudamos as previsões retrospectivas do CFS v2 iniciadas em outubro dos anos 1983 a 2009, e achamos que o valor médio das previsões retrospectivas de vento meridional em 850 hPa sobre determinada região da América do Sul, têm habilidade estatisticamente significativa, em termos de coeficiente de correlação, de prever a precipitação observada em RGS-NU. Esta relação é a base da metodologia para produzir previsões da precipitação. As previsões retrospectivas do CFS v2 também mostram padrões de circulação anômala realistas, associados com as precipitações na região e na época considerada. Isto é encorajador, no sentido de que há potencial para melhorar ainda mais as previsões através do uso de modelos regionais combinados com as saídas do CFS v2.