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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS
PRÓ-REITORIA DE PÓS-GRADUAÇÃO E PESQUISA
INSTITUTO DE CIÊNCIAS ATMOSFÉRICAS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM METEOROLOGIA
Nº de série: MET-UFAL-MS-098
DEYDILA MICHELE BONFIM DOS SANTOS
VÓRTICES CICLÔNICOS DE MÉDIOS NÍVEIS (VCMN): UMA ANÁLISE
DE FREQUÊNCIA E ESTRUTURA
Maceió-AL
2012
DEYDILA MICHELE BONFIM DOS SANTOS
VÓRTICES CICLÔNICOS DE MÉDIOS NÍVEIS (VCMN): UMA ANÁLISE DE
FREQUÊNCIA E ESTRUTURA
Dissertação submetida ao colegiado do curso
de Pós-graduação em Meteorologia da
Universidade Federal de Alagoas-UFAL,
como parte dos requisitos necessários à
obtenção do Grau de Mestre em
Meteorologia.
Orientadora: Prof.ª Drª. Natalia Fedorova
Orientador: Profº. Drº Vladimir Levit
Maceió-AL
2012
Catalogação na fonte
Universidade Federal de Alagoas
Biblioteca Central
Divisão de Tratamento Técnico
Bibliotecária Responsável: Helena Cristina Pimentel do Vale
S237v
Santos, Deydila Michele Bonfim dos.
Vórtices ciclônicos de médios níveis (VCMN): uma análise de frequência e
estrutura. - 2012.
95 f. : il., grafs. tabs.
Orientadora: Natalia Fedorova. CoOrientador: Vladimir Levit.
Dissertação (mestrado em Meteorologia : Processos de Superfície Terrestre) Universidade Federal de Alagoas. Instituto de Ciências Atmosféricas. Maceió, 2012.
Bibliografia: f. 83-87.
Anexos: f. 88-95.
1. Precipitação (Meteorologia). 2. Vórtice ciclônico de médios níveis. 3. Oceano
Atlântico. 3. Previsão do Tempo. I. Título.
CDU: 551.515.2 (1-928.8)
,
Aos meus pais Dalvani e Pedro e aos meus avôs Irene
e Luiz (In memoriam), pelo amor e dedicação que me
acompanham por toda minha caminhada.
Ao meu esposo Márcio, pelo amor e apoio.
DEDICO
AGRADECIMENTOS
Agradeço a Deus pela vida, e por sua graça expressa através do seu filho Jesus.
Agradeço a minha família pelo apoio em todas as decisões tomadas, pelo amor e
dedicação. Em especial aos avôs mais lindos do mundo, Irene e Luiz (In memoriam), que
tanto amo. Como também aos meus pais, Dalvani e Pedro e ao meu amado esposo Márcio
Segundo.
Ao Aloísio Tito, que incentivou a continuação da minha vida acadêmica.
Ao meu amigo Márcio Silveira, pelos momentos compartilhados, e aos demais alunos
da turma.
Aos meus orientadores Natalia Fedorova e Vladimir Levit, pela contribuição e
amizade.
Aos professores que convivi ao longo do curso, que transmitiram uma porção dos seus
conhecimentos.
À banca examinadora, pelas contribuições.
RESUMO
Os Vórtices Ciclônicos de Médios Níveis (VCMN) foram selecionados entre os níveis de 400
a 700 hPa, na região tropical do Atlântico Sul. Foram identificados e analisados usando os
dados de reanálise (linhas de corrente) do NCEP (Centros Nacionais de Previsão Ambiental),
em 9 níveis de pressão, para os anos de 2008, 2009 e 2010, contabilizando em média 39.420
imagens. As análises de frequência, localização e duração dos VCMN durante três anos
(2008, 2009 e 2010) foram o principal objetivo deste estudo. Foram observados 696 casos
durante os três anos, o número mínimo foi de 204 no ano de 2010 e o máximo de 248 no ano
de 2008. Eles foram localizados predominantemente sobre o oceano na faixa entre 6°S -18°S.
As menores frequências de VCMN foram observadas na primavera e no inverno (21,3% e
25,9% respectivamente) e a estação com maior frequência foi o verão (26,6%), notando-se
pouca variabilidade sazonal. Em 70,7% dos casos os VCMN tiveram uma curta duração, entre
6-12 horas. Nos estudos de casos, foram observados núcleos de vorticidade potencial de -0,5 e
-1,0 UVP na região do VCMN e vorticidade ciclônica fraca. O VCMN esteve associado a
sistemas de grande escala, tais como: ZCIT, ZCAS e CJS.
Palavras-chave: Vórtice ciclônico de médios níveis. Previsão do tempo. Oceano Atlântico.
ABSTRACT
Middle Tropospheric Cyclonic Vortexes (MTCV) were observed only in middle atmosphere
(between 700 and 400 hPa) in tropical region of the Southern Atlantic. Analysis of
frequencies, localization and duration of the MTCVs during three years (2008, 2009 and
2010) were the principal study goal. The MTCV were identified and analyzed using NCEP
(National Centers for Environmental Prediction) reanalysis data (stream lines), on 9 patterns
levels; a total of 39420 image maps. The 696 MTCV were observed during three years;
minimal number was 204 in 2010 and maximal 248 in 2008. They were located mainly over
the ocean in the range between 6° S -18° S. Lower frequencies of MTCV are observed in
spring and winter (21.3% and 25.9% respectively) and the season with more frequency was
the summer (26.6%); it is noted little seasonal variability. The MTCV duration was short,
between 6 and 12hours in 70,7% of events. In the case studies, were observed a potential
vorticity center of -0.5 and -1.0 PVU in the region of MTCV, weak cyclonic vorticity. The
MTCV was associated with large scale systems, such as ITCZ, SACZ and CJS.
Keywords: Middle tropospheric cyclonic vortexes. Weather forecast. Atlantic Ocean
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Secções da estrutura vertical das altas e baixas pressões simétricas. ..................... 19
Figura 2 - Ciclo de vida dos ciclones extratropicais (HN). ..................................................... 20
Figura 3 - Esquema de formação para o VCAN do tipo Palmer clássico sobre o Oceano
Atlântico Tropical Sul............................................................................................ 22
Figura 4 - Ilustração esquemática da estrutura vertical de um VCAN. .................................. 22
Figura 5 - Conservação de vorticidade potencial para movimentos adiabáticos. ................... 24
Figura 6 - Secção vertical da média zonal da vorticidade potencial de Ertel, em UVP
(linhas tracejadas) e temperatura potencial, em K (linhas sólidas), em (a)
janeiro e (b) julho................................................................................................... 25
Figura 7 - Escoamentos circularmente simétricos induzidos por anomalias isoladas de
vorticidade potencial isentrópica (região pontilhada) em altos níveis. Linha
mais forte representa a tropopausa. Linhas finas transversais correspondem ao
vento azimutal, com espaçamento de 3 m s-1. Linhas finas acima e abaixo da
tropopausa, seguindo seu contorno (a não ser na região de anomalia)
correspondem a isotermas, espaçadas a cada 5 K. A isotaca de zero no eixo de
simetria foi omitida. O sentido da circulação do vento azimutal é ciclônico em
(a) e anticiclônico em (b), com contorno de isotaca máxima de 21 m s-1
(continua). .............................................................................................................. 26
Figura 8 - Representação esquemática da estrutura vertical da anomalia de vorticidade
potencial isentrópica para (a) anomalia ciclônica e (b) anomalia anticiclônica.
O sinal (+) / (–) refere-se ao vento “saindo” / “entrando” do plano do papel no
caso do HS, e o oposto no HN. .............................................................................. 27
Figura 9 - Distribuição climatológica da vorticidade potencial (áreas coloridas) e de a
temperatura potencial (linhas pretas em intervalos de 5 K). A superfície de 1,5
UVP (tropopausa dinâmica) é mostrada em vermelho. Este gráfico foi
produzido a partir de análises do ECMWF pela média de 10 temporadas de
inverno (1986-1995) no fluxo zonal. (A partir do trabalho de F. Lalaurette,
Meteo-France)........................................................................................................ 28
Figura 10 - Esquema da quebra da onda de Rossby sobre o oceano Atlântico Sul na
superfície isentrópica de 350 K. O contorno grosso representa a tropopausa. ...... 29
Figura 11 - Domínio da grade de análise dos casos de VCMN. ............................................... 34
Figura 12 - Precipitação acumulada anual (mm). ..................................................................... 35
Figura 13 - Representação gráfica das quatro regiões El Niño. ............................................... 39
Figura 14 - Localização e tempo de vida dos VCMN em 2010, com duração igual ou
superior a 18 horas. ................................................................................................ 53
Figura 15 - Localização e tempo de vida dos VCMN em 2009, com duração igual ou
superior a 18 horas. ................................................................................................ 54
Figura 16 - Localização e tempo de vida dos VCMN em 2008, com duração igual ou
superior a 18 horas. ................................................................................................ 55
Figura 17 - Localização e tempo de vida dos VCMN para o verão de 2008, 2009 e 2010,
com duração igual ou superior a 18 horas. ............................................................ 56
Figura 18 - Localização e tempo de vida dos VCMN para o outono de 2008, 2009 e 2010,
com duração igual ou superior a 18 horas. ............................................................ 57
Figura 19 - Localização e tempo de vida dos VCMN para o inverno de 2008, 2009 e 2010,
com duração igual ou superior a 18 horas. ............................................................ 58
Figura 20 - Localização e tempo de vida dos VCMN para a primavera de 2008, 2009 e
2010, com duração igual ou superior a 18 horas. .................................................. 59
Figura 21 - Campos compostos da vorticidade reativa (x10-5.s-1) e escoamento em 700 hPa,
para: (a)12/06/2008 às 18UTC, (b)13/06/2008 às 12UTC e (c)14/06/2008 às
12UTC. .................................................................................................................. 61
Figura 22 - Posicionamento médio e deslocamento dos VCMN, no período de 12 a 14 de
junho de 2008. ....................................................................................................... 62
Figura 23 - Imagem do satélite Meteosat - 9 para o dia 12/06/2008 às 18UTC, nos canais:
(a) IR, (b) WV........................................................................................................ 63
Figura 24 - Imagem do satélite Meteosat – 9, para o dia 13/06/2008 às 12UTC, nos canais:
(a) IR, (b) WV e (c) VIS. ...................................................................................... 63
Figura 25 - Imagem do satélite Meteosat – 9, para o dia 14/06/2008 às 12UTC, nos canais:
(a) IR, (b) WV e (c) VIS ....................................................................................... 64
Figura 26 - Campos compostos de divergência horizontal (x10-5.s-1) e escoamento em 700
hPa, para: (a)12/06/2008 às 18UTC, (b)13/06/2008 às 12UTC e (c) 14/06/2008
às 12UTC. .............................................................................................................. 66
Figura 27 - Seção vertical de ômega (Pa/s) em 11ºS (a), 9ºS (b), 8ºS (c) de latitude para:
12/06/2008 às 18UTC, 13/06/2008 às 12UTC e 14/06/2008 às 12UTC,
respectivamente. As setas indicam: ↑ movimentos ascendentes e ↓ movimentos
descendentes. ......................................................................................................... 67
Figura 28 - Secção vertical em coordenada vertical de pressão, da temperatura potencial
(K, em verde) e vorticidade potencial de Ertel (UVP, em preto) para: (a)
12/06/2008 às 18 UTC em 33ºW; (b) 13/06/2008 às 12 UTC em 26ºW; (c)
14/06/2008 às 12UTC em 29ºW. A estrela em azul marca o centro do VCMN. 68
Figura 29 - Secção vertical em coordenada vertical de pressão, da temperatura potencial
(K, em verde) e vorticidade potencial de Ertel (UVP, em preto) para: (a)
12/06/2008 às 18 UTC em 11ºS; (b) 13/06/2008 às 12 UTC em 9ºS; (c)
14/06/2008 às 12UTC em 8ºS. A estrela em azul marca o centro do VCMN. ...... 69
Figura 30 - Campos compostos da vorticidade relativa (x10-5.s-1) e escoamento em 700
hPa, para: (a) 10/03/2009 às 12UTC, (b) 11/03/2009 às 12UTC, (c) 12/03/2009
às 12UTC e 13/03/2009 às 12UTC........................................................................ 70
Figura 31 - Posicionamento médio e deslocamento dos VCMN, no período de 10 a 13 de
março de 2009........................................................................................................ 71
Figura 32 - Imagem do satélite Meteosat – 9, para o dia 10/03/2009 às 12UTC, nos canais:
(a) IR, (b) WV e (c) VIS. ...................................................................................... 71
Figura 33 - Imagem do satélite Meteosat – 9, para o dia 11/03/2009 às 12UTC, nos canais:
(a) IR, (b) WV e (c) VIS. ...................................................................................... 72
Figura 34 - Imagem do satélite Meteosat – 9, para o dia 12/03/2009 às 12UTC, nos canais:
(a) IR, (b) WV e (c) VIS. ...................................................................................... 73
Figura 35 - Imagem do satélite Meteosat – 9, para o dia 13/03/2009 às 12UTC, nos canais:
(a) IR, (b) WV e (c) VIS. ...................................................................................... 74
Figura 36 - Campos compostos de divergência horizontal (x10-5.s-1) e escoamento em 700
hPa, para: (a)10/03/2009 às 12UTC, (b) 11/03/2009 às 12UTC, (c) 12/03/2009
às 12UTC e 13/03/2009 às 12UTC. ....................................................................... 76
Figura 37 - Seção vertical de ômega (Pa/s) em 11ºS (a), 11ºS (b), 9ºS (c) e 11°S de latitude,
para os dias 10/03/2009 (a), 11/03/2009 (b), 12/03/2009 (c) e 13/03/2009 todos
às 12 UTC. As setas indicam: ↑ movimentos ascendentes e ↓ movimentos
descendentes. ......................................................................................................... 77
Figura 38 - Secção vertical em coordenada vertical de pressão, da temperatura potencial
(K, em verde) e vorticidade potencial de Ertel (UVP, em preto) para: (a)
10/03/2009 às 12 UTC em 27 ºW; (b) 11/03/2009 às 12 UTC em 30 ºW; (c)
12/03/2009 às 12 UTC em 36ºW; e (d) 13/03/2009 às 12 UTC em 31ºW. A
estrela em azul marca o centro do VCMN............................................................. 78
Figura 39 - Secção vertical em coordenada vertical de pressão, da temperatura potencial
(K, em verde) e vorticidade potencial de Ertel (UVP, em preto) para: (a)
10/03/2009 às 12 UTC em 11ºS; (b) 11/03/2009 às 12 UTC em 11ºS; (c)
12/03/2009 às 12 UTC em 09ºS; e (d) 13/03/2009 às 12 UTC em 11ºS. A
estrela em azul marca o centro do VCMN............................................................. 79
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Tabela modelo de registro dos VCMN.................................................................... 40
Tabela 2 - Número de casos de VCMN e condições de EL Niño (EN) / La Niña (LN) e
eventos de neutralidade (N), observados no setor do Niño 4................................... 60
Tabela 3 - Distribuição vertical do VCMN, no período de 12 a 14 de junho de 2008. ............ 65
Tabela 4 - Distribuição vertical do VCMN, no período de 10 a 13 de março de 2009. ........... 75
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1 - Frequência e número de VCMN mensal para os anos analisados. ....................... 41
Gráfico 2 - Frequência e número de VCMN mensal para o ano de 2010. .............................. 42
Gráfico 3 - Frequência e número de VCMN mensal para o ano de 2009. .............................. 42
Gráfico 4 - Frequência e número de VCMN mensal para o ano de 2008. .............................. 43
Gráfico 5 - Percentual e número de VCMN por estação, em todo o período de estudo. ........ 44
Gráfico 6 - Percentual e número de VCMN por estação, para o ano de 2010. ....................... 44
Gráfico 7 - Percentual e número de VCMN por estação, para o ano de 2009. ....................... 45
Gráfico 8 - Percentual e número de VCMN por estação, para o ano de 2008. ....................... 45
Gráfico 9 - Duração dos VCMN, por faixa, para todo o período de análise. .......................... 46
Gráfico 10 - Duração dos VCMN, por faixa, para o ano de 2010. ........................................... 46
Gráfico 11 - Duração dos VCMN, por faixa, para o ano de 2009. ........................................... 47
Gráfico 12 - Duração dos VCMN, por faixa, para o ano de 2008. ........................................... 47
Gráfico 13 - Número de casos por mês e tempo de vida dos VCMN, sendo a soma dos anos
de 2010, 2009 e 2008. ......................................................................................... 48
Gráfico 14 - Número de casos por mês e tempo de vida dos VCMN no ano de 2010. ............ 48
Gráfico 15 - Número de casos por mês e tempo de vida dos VCMN no ano de 2009. ............ 49
Gráfico 16 - Número de casos por mês e tempo de vida dos VCMN no ano de 2008. ............ 49
Gráfico 17 - Percentual de casos de VCMN por estação e duração, sendo a soma dos anos
de 2010, 2009 e 2008.......................................................................................... 50
Gráfico 18 - Percentual de casos de VCMN por estação e duração no ano de 2010. .............. 51
Gráfico 19 - Percentual de casos de VCMN por estação e duração no ano de 2009. .............. 51
Gráfico 20 - Percentual de casos de VCMN por estação e duração no ano de 2008. .............. 52
LISTA DE ABREVIATURAS
AB
Alta da Bolívia
AJM
Agência Japonesa de Meteorologia
AL
Alagoas
ASAS
Alta Subtropical do Atlântico Sul
CAN
Cavados de Altos Níveis
CCM
Complexos Convectivos de Mesoescala
CJBN
Corrente de Jato de baixos níveis
CJS
Corrente de Jato Subtropical
CJNEB
Corrente de Jato do Nordeste Brasileiro
CPD
Centro de previsão de Clima (Climate Predition Center)
CPTEC
Centro de Previsão do Tempo e Estudos Climáticos
DJF
dezembro, janeiro fevereiro
E
Leste
EN
El Niño
GrADS
Grid Analysis and Display System
GOES
Satélite Meteorológico Geoestacionário
HS
Hemisfério Sul
IBGE
Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
INMET
Instituto Nacional de Meteorologia
INPE
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
IR
Infravermelho
JJA
junho, julho, agosto
LN
La Niña
LAT
Latitude
LC
Linhas de Corrente
LIS
Linhas de instabilidade
LON
Longitude
MAM
março, abril, maio
N
Norte
NCAR
Centro Nacional de Pesquisas Atmosférica (National Center for Atmospheric
Research)
NCEP
Centros Nacionais de Previsão Ambiental (National Centers for Environmental
Prediction)
NE
Nordeste
NEB
Nordeste do Brasil
NESDIS
Serviço de satélite e informação da NOAA
NW
Noroeste
Θ
Temperatura Potencial
OL
Ondas de leste
POAS
perturbações ondulatórias no campo dos Alísios
UVP
unidade de vorticidade potencial (potencial vorticity unit)
S Sul
SE
Sudeste
SF
sistemas frontais
SON
setembro, outubro, novembro
SW
Sudoeste
TSM
temperatura da superfície do mar
VCAN
Vórtice Ciclônico em Altos Níveis
VCMN
Vórtice Ciclônico de Médios Níveis
VIS
Visível
VPI
Vorticidade Potencial Isentrópica
W
Oeste
WV
Vapor d’água
ZCAS
Zona de Convergência da América do Sul
ZCIT
Zona de convergência intertropical
SUMÁRIO
1
INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 17
2
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ............................................................................. 19
2.1
Ciclone Térmico ............................................................................................. 19
2.2
Ciclones Frontais ou Baroclínicos ................................................................ 19
2.3
Vórtice Ciclônico de Altos Níveis (VCAN) .................................................. 20
2.4
Vorticidade ..................................................................................................... 22
2.5
Ondas de Rossby ............................................................................................ 28
2.6
Principais sistemas que influenciam no NEB .............................................. 30
3
METODOLOGIA E DADOS ............................................................................... 34
3.1
Área de estudo ................................................................................................ 34
3.1.1
3.2
A Região Nordeste do Brasil (NEB) .............................................................. 34
Dados ............................................................................................................... 35
3.2.1
Dados de reanálise do NCEP .......................................................................... 36
3.2.2
Imagem de satélite ............................................................................................ 38
3.2
4
Identificação dos VCMN ............................................................................... 39
RESULTADOS ...................................................................................................... 41
4.1.1
Frequências e distribuição mensal dos VCMN ............................................ 41
4.1.2
Frequências e distribuição sazonal dos VCMN ............................................ 43
4.1.3 Duração dos VCMN ....................................................................................................... 45
4.2
Distribuição espacial ...................................................................................... 52
4.2.1
Distribuição espacial anual .............................................................................. 52
4.2.2
Distribuição espacial por estação ................................................................... 55
4.3
VCMN nos anos de La Niña e El Niño ......................................................... 59
4.4
Localizações de VCMN pela altura .............................................................. 60
4.5
Estudo de casos............................................................................................... 60
4.5.1
Caso 1- 12/06/2008 às 18 UTC até 14/06/2008 às 12UTC ......................... 61
4.5.1.1
Identificação e deslocamento .......................................................................... 61
4.5.1.2
Estrutura e movimentos verticais ................................................................... 65
4.5.2
Caso 2- 10/03/2009 às 12 UTC até 13/03/2009 às 12 UTC........................ 69
4.5.2.1
Identificação e deslocamento .......................................................................... 69
4.5.2.2
Estrutura e movimentos verticais ................................................................... 75
5
CONCLUSÃO ....................................................................................................... 80
REFERÊNCIAS ................................................................................................... 83
ANEXOS ................................................................................................................ 88
Anexo A - Posição dos centros dos VCAN, com a indicação dos dias de atuação
sobre a América do Sul, de janeiro de 2008 a dezembro de 2010. ......................... 89
17
1
INTRODUÇÃO
As relações da sociedade atual com o meio ambiente se tornaram muito mais
complexas e por isso podemos ser mais seriamente afetados com as mudanças que ocorrem na
atmosfera. O tempo pode nos afetar de diversas maneiras. A abrangência da área de
Meteorologia e seus impactos nas diversas atividades humanas são marcantes.
O desenvolvimento da área de Meteorologia está atrelado ao desenvolvimento
tecnológico e científico, visto que para elaborar uma previsão, a quantidade de fórmulas,
cálculos, parametrizações e dados trabalhados é enorme, e a qualidade da previsão também
depende do desenvolvimento de pesquisas. Todos os seguimentos da sociedade podem se
beneficiar dessa evolução. Há de se ressaltar a importância de se obter dados confiáveis, com
a maior abrangência possível de redes/fontes, e por consequência produtos com melhor
qualidade a fim de suprir a exigência cada vez maior dos usuários.
Visando ampliar a gama de pesquisa na área de sistemas sinóticos, e aprimorar a
previsão do tempo no NEB, várias pesquisas têm sido desenvolvidas, viabilizando uma
ampliação do conhecimento nessa área.
No estudo dos principais sistemas sinóticos e de mesoescala, os quais determinam as
condições do tempo, direta ou indiretamente, no nordeste brasileiro (NEB), foi observada a
influência dos vórtices de médios níveis (VCMN). Conforme analisado por Carvalho (2004) e
Fedorova et al.(2006) esse sistema estava associado a zonas frontais e segundo Pontes da
Silva (2008) e Pontes da Silva et al. (2011) estava associado a precipitações iguais ou
superiores a 5,0mm em Alagoas, além de serem observadas ligação dos VCMN e correntes de
Jato de Baixos Níveis (CJBN).
Tendo em vista a melhoria na qualidade da previsão do tempo no NEB, foi despertada
a necessidade do estudo do VCMN. Baseado nas citações acima foi observado que esse
sistema exerce alguma influência sobre a região, mas não foram encontrados estudos mais
específicos sobre o mesmo. Visto que métodos eficientes de previsão se baseiam a partir do
conhecimento prévio de sistemas e mecanismos de formação de certos fenômenos adversos.
18
Para dar início ao conhecimento deste sistema, visto a ausência de informação sobre
aparecimentos dos VCMN, o objetivo principal deste trabalho foi analisar sua frequência,
duração, distribuição espacial e sazonal durante 3 anos. Os casos de VCMN típicos foram
analisados, usando vorticidade potencial, bem como sua estrutura dinâmica de gênese até
dissipação e, consequentemente, foi avaliada sua influência no tempo do NEB.
19
2
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Neste capítulo, serão apresentados algumas definições e trabalhos relativos ao estudo
de vórtices ciclônicos, utilização de análise isentrópica e seus efeitos sobre o NEB.
2.1
Ciclone Térmico
Os ciclones quentes enfraquecem com a altura (Figura 1), podem ser substituídos por
anticiclone nos níveis altos da atmosfera e são mais observados no verão sobre superfícies
quentes. Esse tipo de ciclone é observado somente nos baixos níveis, quando o aquecimento
próximo da superfície é maior que em outras regiões, podendo ser chamado de baixa quente,
ciclone térmico, ciclone local ou ciclone de baixos níveis (FEDOROVA, 2001).
Figura 1 - Secções da estrutura vertical das altas e baixas pressões simétricas.
Fonte: VIANELLO, 1991.
2.2
Ciclones Frontais ou Baroclínicos
O primeiro modelo conceitual mais realístico dos ciclones extratropicais surgiu após a
primeira guerra mundial, elaborado por Bjerknes (1919) e aperfeiçoado por Bjerknes e
Solberg (1922), o qual continua aceito até hoje. Nesse, estabelecia que os ciclones
extratropicais se formam ao longo de uma linha de descontinuidade, rotulada de frente polar
(área de separação entre uma massa e origem polar e outra de origem tropical). Eles
descreveram também que os ciclones tinham seu ciclo de vida bem definido (Figura 2),
iniciando como uma onda, se intensificando até o estágio maduro e decaindo após a oclusão.
20
Figura 2 - Ciclo de vida dos ciclones extratropicais (HN).
Fonte: BJERKNES e SOLBERG, 1922 APUD CAVALCANTI, et al., 2009.
2.3
Vórtice Ciclônico de Altos Níveis (VCAN)
O VCAN é definido como sistema de baixa pressão em grande escala, formado na alta
troposfera e cuja circulação ciclônica fechada possui o centro mais frio que sua periferia
(GAN, 1982). Os VCAN são também conhecidos por baixas frias.
Os pioneiros no estudo sobre vórtices ciclônicos de altos níveis foram Palmén (1949),
Palmer (1951) e Frank (1966), os quais fizeram suas observações para o Hemisfério Norte. Já
no Hemisfério Sul, na região do Atlântico Sul Tropical, os primeiros estudos observacionais
foram elaborados por Dean (1971) e Aragão (1975).
Gan e Kousky (1986) observaram que os VCAN originam-se sobre o Oceano
Atlântico entre a faixa de 20° – 45°W e 0° – 28°S, e ao penetrar no Brasil produz chuvas no
setor norte do Nordeste e ausência de chuvas na região sul e central do Nordeste.
Como proposto por Aragão (1975), os VCAN sobre o NEB estendem-se desde o nível
de 700 hPa até o nível de 300 hPa. Contudo, Valverde Ramírez (1996) em seu estudo sobre os
padrões de circulação associados aos VCAN sobre o NEB e Atlântico tropical, no período de
janeiro de 1980 a dezembro de 1989, constatou que geralmente os VCAN estendem-se para
baixo até 500 hPa e que raramente alcançam o nível de 700 hPa. Ainda nesse estudo foram
21
observados que o tempo de vida médio desse sistema é de 7,1 dias e sua máxima vorticidade
ciclônica é observada no nível de 200 hPa e um centro frio em 300 hPa.
Esses sistemas podem ser classificados em dois tipos, conforme o lugar e época de sua
formação. Os do tipo Palmer, originam-se em latitudes tropicais e são mais frequentes no
verão, sendo encontrados no NEB. Os do tipo Palmém, formam-se em latitudes subtropicais e
são comumente observados no inverno e na primavera. Na literatura, são conhecidos como
vórtices desprendidos (GAN, 1982).
Ao analisar o campo de vento derivado de dados de reanálise do NCEP, Paixão e
Gandu (2000), classificaram os VCAN em quatro tipos quanto a sua formação: Clássica, Alta,
Africana I e Africana II.
Segundo Gan (1982), os vórtices são observados nos meses de setembro a abril. Gan
(1986) observou que os VCAN se formam com maior frequência no período do verão do
Hemisfério Sul, sendo o mês de janeiro aquele em que o fenômeno é mais comumente
observado.
Kousky e Gan (1981) encontraram vórtice ciclônico sobre o Nordeste do Brasil e
utilizaram dados convencionais para determinar o comportamento desses e seu mecanismo de
formação.
Conforme apresentado na figura 3, o VCAN de formação clássica se origina devido à
intensificação da crista associada à Alta da Bolívia (AB) e, consequentemente, do cavado a
leste, formando em última instância um vórtice ciclônico sobre o Atlântico, decorrentes de
incursão de sistemas frontais para latitudes baixas como sugerido por Kousky e Gan (1981).
22
Figura 3 - Esquema de formação para o VCAN do tipo Palmer clássico sobre o Oceano
Atlântico Tropical Sul.
Fonte: KOUSKY e GAN, 1981.
Quanto à estrutura vertical apresentada na figura 4, observam-se na periferia
movimentos ascendentes e formação de nuvens e no centro movimentos descendentes
proporcionando o transporte de ar frio e seco de altos para médios níveis. Sendo caracterizado
do ponto de vista de termodinâmico por uma circulação direta, onde o ar quente sobe e o ar
frio desce.
Figura 4 - Ilustração esquemática da estrutura vertical de um VCAN.
Fonte: KOUSKY e GAN, 1981.
2.4
Vorticidade
Rossby em 1939 foi o primeiro a apresentar o conceito de vorticidade potencial (P), no
qual em uma atmosfera barotrópica a vorticidade absoluta (ζa) de uma coluna material de um
23
fluido é conservada seguindo seu movimento horizontal. Já em uma atmosfera adiabática e
sem fricção, ζa é conservada entre duas superfícies isentrópicas.
Ertel em 1942 estendeu os resultados encontrados por Rossby, expressando a
conservação de P em três dimensões, para um movimento adiabático e livre de efeitos de
fricção, seguindo a trajetória da parcela, conforme expressão:
𝑃=
𝜂
. ∇ θ = cte
ρ
Sendo a vorticidade absoluta tridimensional, a massa específica e θ a temperatura
potencial.
O Teorema da Vorticidade Potencial de Ertel é demonstrado em detalhes em Lemes e
Moura (1998).
A vorticidade potencial isentrópica é dada pela equação (Holton, 1992):
𝑉𝑃𝐼 = (ζθ + 𝑓) −g
∂θ
∂𝑝
Em que ζθ é a vorticidade relativa isentrópica, f é a força de coriolis, g é a aceleração
da gravidade, θ é a temperatura potencial, p é a pressão.
A equação mostra que em escoamentos sem atrito e adiabáticos P é conservada. A
vorticidade potencial é uma medida da razão entre a vorticidade e a profundidade efetiva do
vórtice (Figura 5). Para um fluído homogêneo (𝜌 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒) e incompressível
(𝑑𝜌 𝑑𝑡 = 0), a área horizontal da parcela deve ser inversamente proporcional a profundidade
ou 𝛿𝐴 = 𝑀(𝜌𝛿𝑧)−1 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒/𝛿𝑧, (Satyamurty, 2004).
Portanto a conservação da vorticidade potencial traduz-se em:
(𝜁 + 𝑓)/𝛿𝑧 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒, onde ζ é avaliada na superfície horizontal (Satyamurty,
2004).
24
Figura 5 - Conservação de vorticidade potencial para movimentos adiabáticos.
Fonte: SATYAMURTY, 2004.
Para escoamentos em escala sinótica em latitudes médias, tipicamente,
/p 10K / 100 hPa. Assim, um valor característico de VPI é da ordem de:
VPI (10 m s-2) (10-4 s-1) (10K/100mb) (1 kPa / 103 kg m s-2 m-2)
= 10-6 m2 s-1 K kg-1 = 1 UVP
Onde: UVP = unidade de vorticidade potencial (potencial vorticity unit).
Segundo Lemes e Moura (2002), possivelmente a propriedade mais importante por
trás do conceito da vorticidade potencial é que ela pode ser usada para identificar massas de ar
com respeito a sua origem. Valores menores (em módulo) que 1,5 a 2,0 UVP são associados
ao ar troposférico, enquanto altos valores de UVP ao ar estratosférico. A definição da
tropopausa em termos da vorticidade potencial é possível com a identificação do valor 2,0
UVP, o qual determina a chamada tropopausa dinâmica. Entretanto Bell e Keyser (1993) e
Hakim et.al. (1995) consideram a superfície de 1,5 UVP como sendo a tropopausa dinâmica.
A escolha do valor da tropopausa dinâmica, já havia sido discutida anteriormente por
Danielsen e Hipskind (1980) que indicaram que valores entre 1,0 e 2,0 UVP podem ser
encontrados na literatura.
Grande parte dos autores sugere como representação média da tropopausa dinâmica os
valores entre -1,5 a -2,0 UVP no HS, caracterizando essa superfície como uma interface entre
duas regiões com massas de ar de características distintas.
25
As Figuras 6a e 6b mostram o perfil vertical e latitudinal médio da vorticidade
potencial de Ertel e temperatura potencial na troposfera e baixa estratosfera. Nota-se que a
superfície de 350 K fica próximo a superfície isobárica de 200 hPa em todas as latitudes. As
outras superfícies isentrópicas mostram uma forte dependência com a pressão e latitude
(TOMAS e WEBSTER, 1994).
Figura 6 - Secção vertical da média zonal da vorticidade potencial de Ertel, em UVP
(linhas tracejadas) e temperatura potencial, em K (linhas sólidas), em (a)
janeiro e (b) julho.
(b)
(a)
Fonte: BLUESTEIN, 1992
A utilização da vorticidade potencial isentrópica é importante por ser uma propriedade
conservativa e também as observações indicam que os distúrbios tendem a seguir melhor as
superfícies isentrópicas do que as superfícies isobáricas. (Tomas e Webster, 1994). De tal
maneira pode ser usada como traçadora da origem das massas de ar (Mattos, 2003).
A Figura 7 apresenta circulações simétricas sobre uma anomalia de vorticidade
potencial isentrópica em altos níveis, onde a Figura 7a representa o escoamento induzido por
uma anomalia ciclônica de VPI e a Figura 7b uma anomalia anticiclônica de VPI.
26
Figura 7 - Escoamentos circularmente simétricos induzidos por anomalias isoladas de
vorticidade potencial isentrópica (região pontilhada) em altos níveis. Linha
mais forte representa a tropopausa. Linhas finas transversais correspondem
ao vento azimutal, com espaçamento de 3 m s-1. Linhas finas acima e abaixo da
tropopausa, seguindo seu contorno (a não ser na região de anomalia)
correspondem a isotermas, espaçadas a cada 5 K. A isotaca de zero no eixo de
simetria foi omitida. O sentido da circulação do vento azimutal é ciclônico em
(a) e anticiclônico em (b), com contorno de isotaca máxima de 21 m s-1.
(a)
(b)
Fonte: HOSKINS et al.,1985.
27
As representações esquemáticas apresentada na figura 8 mostram uma situação
idealizada, contudo características qualitativas significativas podem ser inferidas, tais como as
citados por Funatsu, 1999:
a) Se a anomalia é ciclônica, a circulação induzida será ciclônica; se a anomalia é
anticiclônica, induzirá uma circulação anticiclônica;
b) Os campos induzidos penetram verticalmente, acima e abaixo da anomalia de VPI,
de acordo com a intensidade da anomalia;
c)
A
estabilidade
estática
é
anomalamente
alta/baixa
na
anomalia
ciclônica/anticiclônica de VPI, com relação à estabilidade estática do estado de referência, na
mesma superfície isentrópica;
d) As anomalias de estabilidade estática possuem sentido oposto da anomalia de VPI
nas regiões imediatamente acima e abaixo. Isto segue do fato de 𝜁𝛼𝜃 ter o mesmo sentido da
anomalia de VPI acima e abaixo (itens a e b), e, portanto, a estabilidade estática deve desviar
no sentido oposto para que haja compensação.
Figura 8 - Representação esquemática da estrutura vertical da anomalia de vorticidade
potencial isentrópica para (a) anomalia ciclônica e (b) anomalia anticiclônica.
O sinal (+) / (–) refere-se ao vento “saindo” / “entrando” do plano do papel no
caso do HS, e o oposto no HN.
Fonte: BLUESTEIN (1992, p. 195, 196).
28
A figura 9 apresenta a distribuição climatológica da vorticidade potencial, observa-se
que em média essa distribuição é uniforme, variando de 0,3 a 0,5 UVP na baixa e média
troposfera e atinge 1 UVP na Troposfera superior, aumentando rapidamente com a altura e
assume valores superiores a 1 UVP na estratosfera, tornando-se rapidamente superior a 3
UVP na estratosfera baixa, devido ao forte aumento de estabilidade estática. A linha vermelha
demarca a tropopausa dinâmica que é a superfície de separação entre a troposfera com baixos
valores de vorticidade potencial e a estratosfera com altos valores de vorticidade potencial.
Figura 9 - Distribuição climatológica da vorticidade potencial (áreas coloridas) e de a
temperatura potencial (linhas pretas em intervalos de 5 K). A superfície de 1,5
UVP (tropopausa dinâmica) é mostrada em vermelho. Este gráfico foi produzido a
partir de análises do ECMWF pela média de 10 temporadas de inverno (19861995) no fluxo zonal. (A partir do trabalho de F. Lalaurette, Meteo-France).
Fonte: SANTURETTE e GEORGIEV, 2005.
2.5
Ondas de Rossby
Ondas de Rossby pertencem a uma classe especial de ondas planetárias sub-inerciais
de larga escala, tanto nos oceanos quanto na atmosfera, cuja força restauradora é dada pela
29
variação do parâmetro de Coriolis com a latitude e pela conservação da vorticidade potencial
(ROSSBY et. al, 1939).
Esse tipo de onda apresenta grande estrutura horizontal, da ordem do diâmetro da
Terra, com períodos maiores que um dia. A variação do efeito da força de Coriolis age sobre a
atmosfera como uma força externa, tendo como resultado ondas horizontalmente transversais
com comprimentos de onda horizontais de milhares de quilômetros (Holton, 1992).
A Figura 10 apresenta um esquema da configuração da quebra da onda de Rossby
sobre o Atlântico Sul. Postel e Hitchman (1999) fizeram uma climatologia de 10 anos (19861995) da quebra da onda de Rossby. Eles utilizaram um método objetivo para estimar a
frequência e a distribuição destes eventos, considerando a superfície isentrópica de 350K e
utilizando as análises meteorológicas do European Centre for Medium-Range Weather
Forecasts (ECMWF). Observaram que essa configuração ocorre preferencialmente durante o
verão sobre os oceanos Pacífico e Atlântico, relativamente próximo às altas subtropicais.
Segundo Barbosa (2006) um sistema que pode ter relação com a variabilidade
interanual da precipitação no NEB é o evento de intrusão, caracterizado pela quebra da onda
de Rossby que favorece uma interação entre a região tropical e extratropical. Conforme
Appenzeller et al 1996 a quebra de ondas de Rossby na alta troposfera pode levar a
pronunciadas invasões de ar estratosférico e, eventualmente a formação de um VCAN.
Figura 10 - Esquema da quebra da onda de Rossby sobre o oceano Atlântico Sul na
superfície isentrópica de 350 K. O contorno grosso representa a tropopausa.
Fonte: Adaptado de Postel e Hitchman (1999).
30
2.6
Principais sistemas que influenciam no NEB
O NEB apresenta uma grande variabilidade temporal e espacial na distribuição na
precipitação, com alguns anos extremamente secos e outros extremamente chuvosos. A maior
parte dessa variabilidade é explicada em função dos diversos fenômenos meteorológicos de
diferentes escalas, que influenciam a região.
Os principais sistemas sinóticos e de mesoescala, os quais determinam o tempo direto
ou indireto no nordeste do Brasil (NEB) são:
Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) é um cinturão composto por aglomerados
de nuvens convectivas, oriundas da confluência entre os ventos alísios de nordeste e sudeste
na região equatorial. Esse sistema influência o tempo no norte da Amazônia e nas áreas
localizadas no norte da região Nordeste, especialmente no verão e no outono (UVO E
NOBRE, 1989). Segundo Cavalcanti et.al (2009) a máxima precipitação no norte e no centro
do NEB nos meses de março e abril deve-se a influencia da ZCIT do Atlântico, que nesse
período está na sua posição mais ao sul (4º S), sendo assim o principal mecanismo dinâmico
responsável pela precipitação na estação chuvosa de fevereiro a março na região.
Alta Subtropical do Atlântico Sul (ASAS) está associada ao transporte de vapor
d’água do Oceano Atlântico através dos ventos Alísios de Sudeste para a costa nordestina ao
se aproximar da América do Sul, conforme Bastos e Ferreira (2000), contribuindo
significativamente no regime de precipitações no leste do NEB. Molion e Bernardo (2002)
propuseram que o máximo de inverno nesta região poderia estar ligado à máxima
convergência dos alísios com a brisa terrestre, e a uma zona de convergência no leste do NEB.
As perturbações ondulatórias no campo dos alísios (Poas) são provavelmente,
responsáveis por 30% a 40% dos totais pluviométricos nas regiões costeiras do norte e leste
do NEB (MOLION e BERNARDO, 2002). Conforme os autores, elas são observadas durante
o ano inteiro e são mais frequentes em anos de La Niña. São produzidas pela penetração de
sistemas frontais em baixas latitudes, tanto do HN como do HS. Essas perturbações,
associadas às brisas de mar e de terra, constituem mecanismos de mesoescala importantes
para as chuvas locais.
Os sistemas frontais (SF) ou suas extremidades, que são caracterizados por uma
região de limite entre duas massas de ar que possuem características diferentes, como
31
temperatura, umidade e instabilidade (KOUSKY, 1979; SOUZA E COSTA, 1994;
GEMIACKI, 2005; CRUZ, 2008). Cavalcanti et.al (2009) relatou que a máxima precipitação
de novembro a março é associada às incursões de sistemas frontais e seus restos entre 5ºS e
18ºS, que se envolve com a convecção local, tendo o pico de precipitação em dezembro no sul
do NEB.
Silva (2005) relatou que os VCAN e Cavados de Altos Níveis (CAN) exercem
influência quanto à precipitação do NEB e oceano adjacente e que essas áreas são regiões
preferidas para formação e permanência dos VCAN e CAN nos meses de DJFM. Sendo assim
o NEB é influenciado pelas atividades convectivas e de subsidência, normalmente associadas
aos VCAN e CAN. A vorticidade ciclônica nas situações de intensos CAN pode ser da mesma
ordem de magnitude de uma situação de VCAN.
Além dos VCAN e CAN, podem ser observados os VCMN no NEB, circulação
ciclônica dos ventos observada em médios níveis da atmosfera (FEDOROVA et al., 2006), o
qual é o objeto de estudo nesse trabalho. Carvalho (2004) e Fedorova et al.(2006) analisaram
a influencia da zona frontal observada próximo do NEB nos dias de l5 a 20 de maio de 2003.
Esse sistema estava associado a um vórtice ciclônico em médios níveis. Pontes da Silva
(2008c) e Pontes da Silva et al. (2011) analisou a situação sinótica diariamente durante 4 anos
associada a precipitações iguais ou superiores a 5,0mm em Alagoas. Dentre todos os sistemas
que estão ligados as precipitações no estado observaram que 33 casos (10%) foram associados
à extremidade frontal e 7 casos (2%) ao vórtice ciclônico de médios níveis.
As Ondas de leste (OL) são perturbações sinóticas associadas a cavados, melhor
configurados em médios níveis (700, 500 hPa), e a temperatura elevada da superfície do mar.
Sua nebulosidade é caracterizada por nuvens convectivas que se deslocam de leste para oeste
sobre os oceanos atingindo áreas continentais, como o leste do NEB (ESPINOZA, 1996;
VAREJÃO- SILVA, 2005; COUTINHO E FRITSCH, 2007).
No período da primavera, verão e outono, há o surgimento de uma circulação
anticiclônica em altos níveis chamada de Alta da Bolívia (AB) (SIGNORINI, 2001 e
SELUCHI et al., 2003). Essa alta em níveis superiores está associada ao ciclone barotrópico
em superfície. Conforme sugerido por Nobre e Molion (1988) o ar ascendente sobre a
Amazônia adquire movimentos anticiclônicos nos altos níveis (AB), diverge gerando um
ramo descendente e uma forte inversão de subsidência sobre o oceano Atlântico sul e
32
posteriormente sobre o NEB. Essa configuração inibe o desenvolvimento de nuvens e
consequentemente estão associados a um período mais seco do ciclo anual sobre o NEB.
A Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS) é definida como uma faixa
persistente de nebulosidade e precipitação, com orientação noroeste-sudeste, que se estende
desde o sul da região Amazônica até o oceano Atlântico subtropical (QUADRO, 1994). É
frequentemente observada em imagens de satélite durante o verão do hemisfério sul.
Linhas de instabilidade (Li), também conhecidas como Linhas Convectivas,
identificadas como grupos de nuvens convectivas que possuem estrutura linear. Segundo
Cohen et al. (1989) as Li, junto as costa, não avançam muito sobre o continente e estão
associadas à brisa marítima, sendo responsáveis pelos valores máximos de precipitação
observados em maio-junho no Leste do NEB, tendo uma largura de até 170km, duração de 6 a
12h em 68% dos casos.
Os Complexos Convectivos de Mesoescala (CCM) são aglomerados de nuvens de
forte desenvolvimento vertical, produtoras de precipitações intensas (MADDOX, 1980, 1983;
SILVA DIAS 1987; REEDER E SMITH, 1998). Analises observacionais feitas pela
Fundação Cearense de Meteorologia (FUNCEME) e outros Centros Regionais de
Meteorologia da região Nordeste tem observado que há indícios de formação de intensos
CCM próximos à costa leste do NEB, principalmente no mês de maio, cujas origens e
intensificações podem estar relacionadas a distúrbios ondulatórios de leste advindos do
Atlântico Sul (BRABO ALVES et al., 2001). Casos de CCM sobre o do estado de Alagoas
foram estudados por Fedorova et al. (2004) e Pontes et al., 2008a e 2008b e foram associados
a precipitações dentre outros fenômenos adversos.
A Corrente de Jato do Nordeste Brasileiro (CJNEB) definida como uma corrente de
ventos fortes, em níveis superiores, atuante no NEB, foi estudada por Gomes (2003). Segundo
esse autor a CJNEB tem maior atuação no inverno austral. A influência da CJNEB sobre o
estado de Alagoas foi estudado por Campos e Fedorova (2006) encontraram 73 dias de
ocorrência do fenômeno no ano de 2004, os valores da velocidade máxima do vento no seu
eixo chegaram a 60 m/s. Também foi observada a ligação da CJNEB com VCAN, VCMN e
correntes de Jato de Baixos Níveis (CJBN).
33
As circulações orográficas e pequenas células convectivas constituem os fenômenos
de microescala (MOLION E BERNARDO, 2002).
34
3
METODOLOGIA E DADOS
3.1
Área de estudo
Para identificação e análise dos VCMN foi selecionada a área apresentada na figura
11, que abrange de 60°W- 0°W e 0°-30°S. A escolha desta região foi baseada na localização
dos sistemas de escala sinótica, que influenciam predominantemente o tempo do nordeste
brasileiro (NEB).
Figura 11 - Domínio da grade de análise dos casos de VCMN.
Fonte: Autora, 2012.
3.1.1 A Região Nordeste do Brasil (NEB)
O NEB está situado na faixa tropical, entre as latitudes de 1°S a 18°S e longitude de
35° W e 47° W. A região é constituída pelos estados do Maranhão, Piauí, Ceará, Rio Grande
do Norte, Paraíba, Pernambuco, Alagoas, Sergipe e Bahia, totalizando nove estados (Figura
12).
Segundo o censo demográfico realizado pelo Instituto Brasileiro de Geografia e
Estatística (IBGE – site: www.ibge.gov.br), o NEB tem uma população de 53.081,950
habitantes em uma extensão territorial de 1.561.177,8 km².
35
Quanto ao clima, apresenta principalmente três tipos: clima litorâneo úmido (do litoral
da Bahia ao Rio Grande do Norte), clima tropical (em áreas dos estados da Bahia, Ceará,
Maranhão e Piauí); e clima tropical semiárido (em todo o sertão nordestino), com a variação
anual de precipitação entre 300 a 2.000 mm (Cavalcanti et.al, 2009). Tal característica é
comprovada na figura 12 que apresenta a precipitação acumulada anual (mm), de acordo com
as Normais Climatológicas do Brasil 1961-1990.
Como proposto por Strang (1972) uma alta porcentagem da precipitação anual ocorre
em apenas três meses do ano: 60% de novembro a janeiro para o alto e médio São Francisco;
mais de 60% de fevereiro a abril na área que inclui o Maranhão, Piauí, Ceará, toda a região
semiárida a oeste do planalto da Borborema até o extremo norte da Bahia; e 50% de maio a
julho na costa leste do NEB.
Figura 12 - Precipitação acumulada anual (mm).
Fonte: Normais Climatológicas do Brasil 1961-1990 - INMET, adaptada pela Autora, 2012.
3.2
Dados
Para elaboração dessa pesquisa, foram utilizados dados derivados dos produtos de
Reanálise dos modelos globais NCEP/NCAR e imagens de satélite no espectro infravermelho
36
e vapor d’água, para os anos de 2008, 2009 e 2010. Uma descrição dos conjuntos de dados é
apresentada nas seções a seguir.
3.2.1 Dados de reanálise do NCEP
Para a identificação e determinação das características do VCMN foram utilizados os
dados de reanálise do NCEP / NCAR (National Centers for Environmental Prediction /
National
Centers
for
Atmosphere
Research),
disponíveis
na
homepage
http://www.cdc.noaa.gov (Kalnay et al, 1996). Este conjunto de dados está disposto em ponto
de grade, cuja resolução é de 2,5° x 2,5°; distribuídos verticalmente em 17 níveis de pressão e
nos horários sinóticos (00, 06, 12 e 18UTC).
As variáveis utilizadas para o estudo do VCMN foram: componentes zonal (u) e
meridional (v) do vento, ômega (ω) e temperatura (t) nos níveis de 1000–200 hPa, às 00, 06,
12 e 18 UTC.
A partir destas variáveis foram elaborados os seguintes campos meteorológicos:
Linhas de corrente para identificação dos casos de VCMN e os demais campos listados abaixo
para os estudos de casos.
Linhas de Corrente: representam uma situação instantânea do campo de
velocidade do vento em um determinado instante de tempo (HOLTON, 1997).
As linhas de corrente são determinadas pela integração da Equação 1, com
relação à x, num intervalo de tempo t0.
𝑑𝑦
𝜈(𝑥, 𝑦, 𝑡0 )
=
𝑑𝑥
𝑢 (𝑥, 𝑦, 𝑡0 )
(1)
Vorticidade relativa (s-1): é a medida pontual da rotação de um escoamento no
plano xy (HOLTON, 1997), dada pela Equação (2).
𝜁=
𝜕𝜈 𝜕𝑢
−
𝜕𝑥 𝜕𝑥
(2)
37
Temperatura potencial (𝜃): Temperatura que uma parcela de ar atingiria se
fosse deslocada adiabaticamente para o nível de pressão de referência (em
geral P0 = 1000 hPa), 𝜃 pode ser calculado pela equação (3) (VIANELLO e
ALVES, 2000).
𝑅
𝑃0 𝐶 𝑃
𝜃=𝑇
𝑃
(3)
T- temperatura do ar (K)
R - constante universal dos gases
Cp - capacidade térmica/ calor específico do ar à pressão constante
P - pressão atmosférica (hPa)
Vorticidade potencial isentrópica (vorticidade potencial Ertel) é dada pela
equação (Holton, 1992):
𝑉𝑃𝐼 = (ζ + 𝑓) −g
∂θ
∂𝑝
(4)
- vorticidade relativa
f – vorticidade planetária
g - aceleração da gravidade,
θ - temperatura potencial,
p - pressão.
38
Omega (ω) ou Velocidade vertical (h.Pas-1), em coordenadas isobáricas
(HOLTON, 1997), é dada por:
𝜔=
𝐷𝑝
𝜕𝑝
𝜕𝑝
=
+ 𝑉𝐻 . ∇𝐻 𝑃 + 𝑤
≈ −𝜌𝑔𝑤
𝐷𝑡
𝜕𝑡
𝜕𝑧
(5)
ρ - densidade
g - aceleração da gravidade
Divergência ( D ) é uma característica do escoamento em três dimensões em
que um elemento material do fluido tende a se expandir ou aumentar seu
volume. Em um escoamento de duas dimensões um elemento material do
fluido tende aumentar a sua área, (Satyamurty, 2004). É dada pela equação:
D
u v
x y
(6)
3.2.2 Imagem de satélite
As imagens de satélites foram adquiridas no site
www.ncdc.noaa.gov/gibbs/ do
Serviço de Satélite e Informação da NOAA (NESDIS), nos canais IR (Infravermelho) e WV
(Vapor d’água) e VIS (Visível), nos horários sinóticos de atuação do VCMN, para a avaliação
da nebulosidade associada.
3.2.3 Dados de El Niño La Niña
Com base no monitoramento mensal realizado Climate Predition Center (CPD),
disponíveis na homepage http://www.esrl.noaa.gov/psd/enso/, foram analisados as condições
de anomalias considerando a região do Niño 4 (Figura 13). Valores entre 0,00 e 0,50
negativos ou positivos foram considerados como eventos neutros (N), valores negativos
abaixo de 0,50 como eventos de La Niña (LN) e valores positivos acima de 0,50 como
39
eventos de El Niño (EN). Este critério usado para classificar o mês com atuação de La Niña e
El Niño foi baseado no utilizado pela Agência Japonesa de Meteorologia (AJM), entretanto
neste trabalho foi analisada a anomalia mensal.
A definição adotada pela AJM que, segundo Trenberth (1997), é objetiva e identifica
bem os anos de El Niño e La Niña, consiste na seleção de períodos, cuja média móvel de
cinco meses da anomalia da temperatura da superfície do mar (TSM) da região equatorial do
Oceano Pacífico (aproximadamente a região do chamado Niño 3) seja 0,5°C (El Niño) ou 0,5°C (La Niña) por, no mínimo, seis meses consecutivos.
Figura 13 - Representação gráfica das quatro regiões El Niño.
Fonte: CPC/ NOAA, 2012.
3.2
Identificação dos VCMN
A escolha dos casos foi feita através do campo de linhas de corrente (LC), elaborados
com espaçamento vertical de 100 hPa, nos níveis de: 1000 hPa, 900 hPa, 800 hPa, 700 hPa,
600 hPa, 500 hPa, 400 hPa, 300 hPa e 200 hPa, nos horários sinóticos. Foram analisados nível
a nível nos diversos horários, dias e anos a existência de uma circulação ciclônica fechada.
Sendo assim analisadas 36 imagens de linhas de corrente por dia, e uma média de 13.140
imagens por ano.
40
Foram contabilizados como VCMN os vórtices que apresentaram circulação ciclônica
fechada em médios níveis entre 700-400 hPa. Os vórtices que tiveram origem em médios, mas
evoluíram para altos níveis foram considerados como VCAN com origem em médios níveis,
sendo assim excluídos da contagem de VCMN. Também foram excluídos da contagem os
vórtices que atingiram baixos níveis (900- 1000 hPa). Iniciada a busca visual dos VCMN
seguindo os critérios estabelecidos foram preenchidas tabelas conforme exemplo (Tabela 1),
para cada horário sinótico no qual foi observado o sistema. Nesta tabela foram registrados
data, horário, níveis observados e as coordenadas (Lat. x Lon.) do centro do vórtice.
Tabela 1 - Tabela modelo de registro dos VCMN.
LOCALIZAÇÃO DOS VÓRTICES CICLÔNICOS DE MÉDIOS NÍVEIS
DATA
HORA
NÍVEIS (hPa)
LAT
LON
1000
900
800
26/jan/01
00UTC
700
600
x
11ºS
29ºW
500
x
10ºS
23ºW
400
300
200
Fonte: Autora, 2012
Após a seleção dos casos foi analisada a região de gênese, bem como a época do ano
de maior gênese e tempo de vida. A distribuição sazonal foi definida da seguinte forma:
verão (dezembro, janeiro fevereiro- DJF), outono (março, abril, maio - MAM), inverno
(junho, julho, agosto - JJA) e primavera (setembro, outubro, novembro - SON), para cada ano
de maneira isolada.
A duração foi contabilizada como sendo 6h de duração cada vez que um vórtice
ciclônico era observado em um horário sinótico.
A posição média do VCMN foi considerada a posição média em que o sistema esteve
durante sua formação, evolução e dissipação.
41
4
RESULTADOS
Nesta parte do trabalho são apresentados os resultados referentes à frequência dos
VCMN. A discussão abordará primeiramente a distribuição mensal, sazonal e o tempo de vida
dos casos selecionados ao longo dos anos de 2008, 2009 e 2010. Posteriormente, sua
distribuição espacial, e no estudo de caso características relativas à formação,
desenvolvimento e dissipação.
4.1
Frequências dos VCMN nos anos de 2008, 2009 e 2010
4.1.1 Frequências e distribuição mensal dos VCMN
O número total de VCMN detectados para os três anos de estudo foi de 696, com
média de 232 VCMN por ano. O máximo de VCMN verificados em 2008 (248 casos) e
mínimo em 2010 (204 casos).
No gráfico 1 é apresentado o número de casos total (soma dos três anos) e frequência
dos casos para o mesmo período. O mês com menor frequência observada foi setembro, com
5,7% dos casos, e as maiores frequências foram registradas em janeiro, abril e agosto com
valores superiores a 10,0%.
Gráfico 1 - Frequência e número de VCMN mensal para os anos analisados.
12,0
80
70
60
8,0
50
6,0
40
30
4,0
20
2,0
10
0,0
0
JAN
FEV MAR ABR MAI JUN
Porcentagem
Fonte: Autora, 2012.
JUL
AGO SET
N° de casos
OUT NOV DEZ
N° de casos
Porcentagem (%)
10,0
42
O número total de VCMN contabilizados para o ano de 2010 foi de 204, sendo
observado um pico de 30 casos (14,7% do total) em abril (Gráfico 2). Os números mínimos de
VCMN foram contabilizados em maio, junho e dezembro (12 casos em cada).
18,0
16,0
14,0
12,0
10,0
8,0
6,0
4,0
2,0
0,0
40
35
30
25
20
15
N° de casos
Porcentagem (%)
Gráfico 2 - Frequência e número de VCMN mensal para o ano de 2010.
10
5
0
JAN
FEV MAR ABR MAI
JUN
JUL
Porcentagem
AGO
SET
OUT NOV DEZ
N° de casos
Fonte: Autora, 2012.
O gráfico 3 apresenta o percentual e número de VCMN para o ano de 2009, sendo
totalizados 244 casos. O mínimo de casos foi observado em janeiro, setembro e dezembro (14,
15 e 13 casos, respectivamente), representando entre 5-6% do total. O maior número de
VCMN foi observado em agosto (29 casos), correspondendo a 11,9% do total em 2009.
18,0
40
16,0
35
14,0
30
12,0
25
10,0
20
8,0
15
6,0
4,0
10
2,0
5
0,0
0
JAN
FEV MAR ABR MAI JUN
Porcentagem
Fonte: Autora, 2012.
JUL
AGO SET
N° de casos
OUT NOV DEZ
N° de casos
Porcentagem (%)
Gráfico 3 - Frequência e número de VCMN mensal para o ano de 2009.
43
Conforme apresentado no gráfico 4, observa-se um total de 248 VCMN distribuídos
ao longo do ano de 2008. Um número de VCMN notável foi registrado em janeiro, 40 casos,
correspondendo a 16,1% do total. Em setembro foram localizados apenas 8 casos (3,2%),
sendo o mínimo observado em 2008.
18
40
16
35
14
30
12
25
10
20
8
15
6
4
10
2
5
0
0
JAN
FEV
MAR ABR
MAI
JUN
JUL
Porcentagem
AGO
SET
OUT NOV
N° de casos
Porcentagem (%)
Gráfico 4 - Frequência e número de VCMN mensal para o ano de 2008.
DEZ
N° de casos
Fonte: Autora, 2012.
4.1.2 Frequências e distribuição sazonal dos VCMN
No gráfico 5 é apresentada a média da frequência sazonal dos VCMN em todo o
período de análise. Nota- se que as menores frequências de VCMN são observadas na
primavera e no inverno (21,3% e 25,9% respectivamente). A estação com maior frequência é
o verão 26,6%, registrando um total de 185 casos.
44
Gráfico 5 - Percentual e número de VCMN por estação, em todo o período de estudo.
30
200
150
20
15
100
10
N° de casos
Porcentagem (%)
25
50
5
0
0
VERÃO
OUTONO
Porcentagem
INVERNO
N° de casos
PRIMAVERA
Fonte: Autora, 2012.
Foram contabilizados casos em todas as estações do ano de 2010 (Gráfico 6), sendo
observados 26,0% no verão, 27,5% no outono, 21,1% no inverno e 25,5% na primavera. Com
relação ao número de casos destaca-se o outono com o maior número de casos 56.
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
80
70
60
50
40
30
N° de casos
Porcentagem (%)
Gráfico 6 - Percentual e número de VCMN por estação, para o ano de 2010.
20
10
0
VERÃO
OUTONO
Porcentagem
INVERNO
PRIMAVERA
N° de casos
Fonte: Autora, 2012.
No ano de 2009 (Gráfico 7) foram contabilizados o máximo de casos no inverno (70
casos), e o mínimo na primavera (54 casos), representando a frequência de 28,7% e 22,1%
respectivamente. No verão foram registrados 57 casos, sendo 23,4% do total.
45
45
80
40
70
35
60
30
50
25
40
20
30
15
10
20
5
10
0
0
VERÃO
OUTONO
Porcentagem
INVERNO
N° de casos
Porcentagem (%)
Gráfico 7 - Percentual e número de VCMN por estação, para o ano de 2009.
PRIMAVERA
N° de casos
Fonte: Autora, 2012.
No ano de 2008 (Gráfico 8) foram contabilizados 75 casos no verão, 64 casos no
outono, 67 casos no inverno e 42 casos na primavera, representando em termos de frequência
30,2%, 25,8%, 27,0% e 17,0 respectivamente.
45
80
40
70
35
60
30
50
25
40
20
30
15
10
20
5
10
0
0
VERÃO
OUTONO
Porcentagem
INVERNO
N° de casos
Porcentagem (%)
Gráfico 8 - Percentual e número de VCMN por estação, para o ano de 2008.
PRIMAVERA
N° de casos
Fonte: Autora, 2012.
4.1.3 Duração dos VCMN
No gráfico 9 observa-se a distribuição dos VCMN por tempo de vida durante os três
anos em análise. Observa-se um total de 492 com duração entre 6- 12 horas, 120 casos com
46
tempo de vida entre 18-24 horas, entre 30-36 horas foram registrados 44 casos e 40 casos com
duração igual ou superior a 42 horas de duração.
Gráfico 9 - Duração dos VCMN, por faixa, para todo o período de análise.
600
492
N° de Casos
500
400
300
200
120
100
44
40
30-36h
>=42h
0
6-12h
18-24h
Fonte: Autora, 2012.
No gráfico 10 é apresentada a distribuição dos casos de VCMN por duração no ano de
2010. Observa- se um número marcante de VCMN com duração de até 12 horas, 151 casos.
Com duração entre 18-24 horas, foram contabilizados 36 casos. Com duração entre 30-36
horas e igual ou superior a 42, foram registrados 8 e 9 casos respectivamente.
N° de casos
Gráfico 10 - Duração dos VCMN, por faixa, para o ano de 2010.
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
151
36
6-12h
18-24h
8
9
30-36h
>=42h
Fonte: Autora, 2012.
A distribuição dos VCMN por duração em 2009 é mostrada no gráfico 11, onde se
observa que 168 casos tiveram a menor duração (6-12h), 44 casos com duração de 18-24
horas e com duração entre 30- 36 horas e maior ou igual a 42 horas foram 16 casos em ambos
os intervalos.
47
Gráfico 11 - Duração dos VCMN, por faixa, para o ano de 2009.
180
168
160
N° de casos
140
120
100
80
60
44
40
20
16
16
30-36h
>=42h
0
6-12h
18-24h
Fonte: Autora, 2012.
A duração dos VCMN em 2008 é apresentada no gráfico 12, onde foram divididos em
intervalos de 6 horas. Neste ano foram contabilizados 248 VCMN, sendo divididos em 173
casos com duração entre 6-12 horas, 40 casos com duração de 18- 24 horas e os demais 35
casos com duração igual ou superior a 30 horas.
N° de casos
Gráfico 12 - Duração dos VCMN, por faixa, para o ano de 2008.
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
173
40
6-12h
18-24h
20
15
30-36h
>=42h
Fonte: Autora, 2012.
Do total de 696 VCMN, os com menor tempo de vida (6-12h) corresponderam a
70,7% (492 casos) dos casos registrados no período em análise (Gráfico 13). O mês de janeiro
teve o maior número de casos com duração igual ou superior a 42 horas (6 casos em todo
período), seguido por fevereiro e agosto (5 casos em cada).
48
Gráfico 13 - Número de casos por mês e tempo de vida dos VCMN, sendo a soma dos anos
de 2010, 2009 e 2008.
60
Nº de casos
50
40
30
20
10
0
JAN
FEV
MAR
ABR
MAI
JUN
JUL
AGO
SET
OUT
NOV
DEZ
6-12h
48
38
41
54
39
38
42
46
31
40
35
40
18-24h
12
8
13
15
7
9
8
15
5
11
6
11
30-36h
8
4
4
0
3
3
4
4
2
5
3
4
>=42h
6
5
3
3
1
3
3
5
2
4
4
1
Fonte: Autora, 2012.
O gráfico 14 apresenta a duração por faixa de tempo ao longo dos meses no ano de
2010, e julho apresentou o maior número de casos duradouros, sendo 3 casos com duração
igual ou superior a 42 horas, seguindo por outubro (2 casos). O mês de abril apresentou o
maior número de casos (30).
Gráfico 14 - Número de casos por mês e tempo de vida dos VCMN no ano de 2010.
25
Nº de casos
20
15
10
5
0
JAN
FEV MAR ABR MAI
JUN
JUL
AGO
SET
OUT NOV DEZ
6-12h
17
18
8
23
8
9
12
9
15
12
12
8
18-24h
1
1
6
7
3
2
1
4
1
4
3
3
30-36h
2
1
0
0
0
1
1
1
0
1
1
0
>=42h
0
1
0
0
1
0
3
0
1
2
0
1
Fonte: Autora, 2012.
Os meses de janeiro, setembro e novembro apresentaram o menor número de casos
(Gráfico 15), com mínimo em novembro (13 casos) e o maior número de casos observado em
49
agosto (29 casos). Em agosto foram registrados 4 casos com duração igual ou superior a 42
horas.
Gráfico 15 - Número de casos por mês e tempo de vida dos VCMN no ano de 2009.
Nº de casos
25
20
15
10
5
0
JAN
FEV MAR ABR MAI
JUN
JUL
AGO SET
OUT NOV DEZ
6-12h
10
14
12
15
17
17
16
16
12
18
10
11
18-24h
1
6
7
2
3
3
3
8
2
4
0
5
30-36h
1
2
2
0
1
1
1
1
0
2
2
3
>=42h
2
2
2
2
0
0
0
4
1
2
1
0
Fonte: Autora, 2012.
Conforme apresentado no gráfico 16, foi observado um máximo em janeiro (40 casos).
Neste mês também foram registrados os casos mais duradouros (duração igual ou superior a
42 horas). O menor número de casos foi registrado nos meses de setembro e fevereiro (sendo
8 e 10 casos respectivamente).
Gráfico 16 - Número de casos por mês e tempo de vida dos VCMN no ano de 2008.
Nº de casos
25
20
15
10
5
0
JAN
FEV MAR ABR MAI
JUN
JUL
AGO
SET
OUT NOV DEZ
6-12h
21
6
21
16
14
12
14
21
4
10
13
21
18-24h
10
1
0
6
1
4
4
3
2
3
3
3
30-36h
5
1
2
0
2
1
2
2
2
2
0
1
>=42h
4
2
1
1
0
3
0
1
0
0
3
0
Fonte: Autora, 2012.
50
O gráfico 17 apresenta o percentual de duração dos VCMN por estações, nos 3 anos
analisados. A época do ano com maior percentual de casos é o verão, seguido pelo inverno.
Observa-se que o maior percentual de casos com maior duração ocorreu no verão, sugerindo
que os processos de formação podem ser semelhantes aos observados nos VCAN. No outono
foram contabilizados os menores percentuais de durações, 16,5% com vida igual ou superior a
42 horas. Nas demais estações os VCMN com essa duração tiveram percentuais semelhantes,
superiores a 26,1%.
Gráfico 17 - Percentual de casos de VCMN por estação e duração, sendo a soma dos anos
Porcentagem (%)
de 2010, 2009 e 2008.
45,0
40,0
35,0
30,0
25,0
20,0
15,0
10,0
5,0
0,0
VERÃO
OUTONO
INVERNO
PRIMAVERA
6-12h
25,7
27,2
25,4
21,7
18-24h
25,4
29,7
26,3
18,6
30-36h
36,7
12,9
27,1
23,3
>=42h
29,1
16,5
28,3
26,1
Fonte: Autora, 2012.
Correlacionando a duração com a estação do ano, observa-se que os VCMN com
menor tempo de vida (duração entre 6 – 12 h) tem um percentual similar ao longo das
estações (Gráfico 18). Já os com duração de 18 a 24 horas destacam-se no outono, onde foram
observados 44,4% dos casos. Os VCMN com maiores durações foram registrados de forma
equivalente no inverno e primavera (33,3% em ambos) e em menor número no outono
(11,1%).
51
Porcentagem (%)
Gráfico 18 - Percentual de casos de VCMN por estação e duração no ano de 2010.
45,0
40,0
35,0
30,0
25,0
20,0
15,0
10,0
5,0
0,0
VERÃO
OUTONO
INVERNO
PRIMAVERA
6-12h
28,5
25,8
19,9
25,8
18-24h
13,9
44,4
19,4
22,2
30-36h
37,5
0,0
37,5
25,0
>=42h
22,2
11,1
33,3
33,3
Fonte: Autora, 2012.
Os casos com duração entre 6-12h e 18-24h tiveram o maior percentual no inverno,
29,2% e 31,8% respectivamente. Os casos com duração entre 30-36h tiveram maior
frequência no verão (37,5%). Os casos com duração maior ou igual a 42 horas foram
distribuídos igualmente nas estações, ou seja, 25,0% em cada estação.
Porcentagem (%)
Gráfico 19 - Percentual de casos de VCMN por estação e duração no ano de 2009.
45,0
40,0
35,0
30,0
25,0
20,0
15,0
10,0
5,0
0,0
VERÃO
OUTONO
INVERNO
PRIMAVERA
6-12h
20,8
26,2
29,2
23,8
18-24h
27,3
27,3
31,8
13,6
30-36h
37,5
18,8
18,8
25,0
>=42h
25,0
25,0
25,0
25,0
Fonte: Autora, 2012.
No ano de 2008 (Gráfico 20) observa- se nos casos com duração 6 - 12 horas a maior
frequência no outono, 29,5%. Com duração entre 18 – 24 horas e 30 – 36 horas as maiores
52
frequências foram registradas no verão 35,0% em ambos. Os casos mais duradouros foram
registrados com maior frequência no verão (40,0%) seguindo pelo inverno (26,7%).
Porcentagem (%)
Gráfico 20 - Percentual de casos de VCMN por estação e duração no ano de 2008.
45,0
40,0
35,0
30,0
25,0
20,0
15,0
10,0
5,0
0,0
VERÃO
OUTONO
INVERNO
PRIMAVERA
6-12h
27,7
29,5
27,2
15,6
18-24h
35,0
17,5
27,5
20,0
30-36h
35,0
20,0
25,0
20,0
>=42h
40,0
13,3
26,7
20,0
Fonte: Autora, 2012.
4.2
Distribuição espacial
4.2.1 Distribuição espacial anual
Dos 204 casos plotados nas figuras 14, 15 e 16 apenas 28 casos foram localizados
sobre o continente, correspondendo a 13,7%, sendo registrado em 2008 o maior número (15
casos). Os localizados sobre o oceano se concentraram preferencialmente na faixa entre 6°S a
18°S. Dos 40 casos mais duradouros (em azul), apenas 4 foram localizados sobre o continente
(10%).
A figura 14 mostra a posição média dos VCMN que tiveram duração a partir de 18h,
pois os casos com duração entre 6 -12 h não foram plotados na imagem por conta da grande
quantidade. Com sua predominância sobre o oceano, apenas 4 dos 53 casos mostrados na
imagem foram observados sobre o continente e 97,5% dos casos foram observados na área
entre 6-21°S. Os VCMN que tiveram duração entre 6-12h foram observados em 72,8% dos
casos. Tiveram duração entre 18-24h em 18,6% (marcados em verde) dos casos e maior que
24h em 8,6%. O maior tempo de vida dos VCMN foi visto em julho, com 72h.
53
Figura 14 - Localização e tempo de vida dos VCMN em 2010, com duração igual ou superior a
18 horas.
Fonte: Autora, 2012
Os VCMN que tiveram duração entre 6-12h foram observados em 70,2% dos casos.
Tiveram duração entre 18-24h em 16,6% dos casos (Figura 15) e maiores que 24h em 13,2 %.
O maior tempo de vida dos VCMN foi visto em janeiro, com 78h.
Dos 75 casos plotados na figura 15, apenas 9 foram observados sobre o continente
(12%). Em apenas 1 caso sobre o continente, no sudeste do estado do Pará, foi observado
duração superior a 42 horas.
54
Figura 15 - Localização e tempo de vida dos VCMN em 2009, com duração igual ou
superior a 18 horas.
Fonte: Autora, 2012.
Com relação ao tempo de vida 69,1% tiveram duração de até 12 horas, 15,9% até 24
horas, 8,9% até 36 horas e apenas 6,1% tiveram duração o superior a 42 horas. O maior tempo
de vida dos VCMN foi visto em junho, com 90h. Com relação à distribuição espacial dos
VCMN, observa-se uma maior concentração na faixa entre 6º S – 18ºS (Figura 16), mas o
padrão de distribuição se mantém semelhante aos demais anos.
55
Figura 16 - Localização e tempo de vida dos VCMN em 2008, com duração igual ou superior a 18
horas.
Fonte: Autora, 2012.
4.2.2 Distribuição espacial por estação
Na figura 17 observa- se a distribuição dos VCMN no verão de 2008, 2009 e 2010
juntos, diferenciados por tempo de vida. Do total de 204 casos plotados nas quatro estações,
com duração a partir de 18 horas, 59 casos foram observados no verão, totalizando um
percentual de 28,9%. Foram observados 13 casos sobre o continente, sendo 2 casos com
duração igual ou superior a 42 horas, 4 com duração de 30-36 horas e 7 casos com duração de
18-24 horas.
Sendo assim no verão foi registrado o maior número de casos, também o maior
número de casos sobre o continente. Dos 13 casos sobre o continente, 4 foram localizados
sobre o nordeste, 1 sobre o sudeste, 7 sobre centro-oeste e 1 sobre norte.
56
Figura 17 - Localização e tempo de vida dos VCMN para o verão de 2008, 2009 e 2010, com
duração igual ou superior a 18 horas.
Fonte: Autora, 2012.
Para o outono de 2008, 2009 e 2010 foi plotada a figura 18, com o total de 49 casos
(24,0% dos casos com duração igual ou superior a 18 horas). Deste total, três foram
localizados sobre o continente, 2 no norte e 1 no centro-oeste, todos com duração de 18-24
horas. No período do outono os casos se localizaram preferencial na faixa entre 9ºS e 18ºS
sobre o oceano.
Com relação ao tempo de duração, 85,7% dos casos mais duradouros (duração ≥ 42
horas) foram localizados na área de 11ºS- 16ºS e 19ºW-31ºW.
57
Figura 18 - Localização e tempo de vida dos VCMN para o outono de 2008, 2009 e 2010, com
duração igual ou superior a 18 horas.
Fonte: Autora, 2012.
No inverno desses três anos (Figura 19) foram contabilizados 54 casos, 26,5% do total
com duração igual ou superior a 18 horas, 6 desses sobre o continente, com duração entre 1824 horas (ponto em verde no mapa). No período do inverno os casos se localizaram
preferencial na faixa entre 8ºS e 16ºS sobre o oceano.
Vale ressaltar que no inverno foi observado um relevante número de casos, ficando
abaixo apenas do número de casos observados no verão, o mesmo foi observado com relação
aos casos mais duradouros (duração ≥ 42 horas), sendo observados 11casos no inverno e 12
casos no verão.
58
Figura 19 - Localização e tempo de vida dos VCMN para o inverno de 2008, 2009 e 2010, com
duração igual ou superior a 18 horas.
Fonte: Autora, 2012.
Na primavera (Figura 20) desses três anos em estudo, foram contabilizados 42 casos, o
menor número dentre as outras estações, representando 20,6%. Quanto à distribuição espacial,
foi observado um padrão com maior espalhamento, predominando na faixa do equador a 18ºS,
padrão semelhante ao observado no verão.
Com relação ao tempo de vida e distribuição espacial não foi observado nenhum
padrão definido. Dentre os casos plotados na imagem, 10 tiveram duração igual ou superior a
42 horas, os quais foram observados tanto no continente quanto sobre o oceano. Com duração
de 30-36 horas foram contabilizados 10 casos, todos sobre o oceano, distribuídos numa área
ampla. Entre 18- 24 horas de duração têm-se 22 casos visualizados desde as proximidades do
equador até 30ºS.
59
Figura 20 - Localização e tempo de vida dos VCMN para a primavera de 2008, 2009 e 2010, com
duração igual ou superior a 18 horas.
Fonte: Autora, 2012.
4.3
VCMN nos anos de La Niña e El Niño
Em janeiro de 2010 o fenômeno El Niño estava na fase ativa (Tabela 2), com
predominância de águas superficiais mais quentes que o normal na região do Pacífico
Equatorial, essa condição persistiu até maio. Em junho e julho foi observada uma condição de
neutralidade, e em agosto iniciou-se o desenvolvimento do fenômeno La Niña, o qual foi
observado até o fim de 2010.
Acompanhado as condições atmosféricas/oceânicas no ano de 2009 verifica-se que o
ano iniciou com uma condição de anomalias negativas da Temperatura da Superfície do Mar
(TSM) evidenciando a atuação do fenômeno La Niña, declinando em março para uma
condição de neutralidade, a partir de julho iniciou a configuração do El Niño, persistindo até
dezembro.
Continuando a análise dos campos oceânicos e atmosféricos de escala global em 2008,
destacaram a atuação do fenômeno La Niña de janeiro a junho, seguindo de um período de
neutralidade e retornando a condição de La Niña em dezembro.
60
Comparando o número de casos de VCMN com as condições de ENOS (no setor Niño
4) observados mês a mês, no verão (DJF) os máximos de casos de VCMN foram registrados
em períodos de La Niña, nas demais estações não houve padrão, mostrando nenhuma relação
direta.
Concordando assim com os estudos realizados Valverde Ramírez, Ferreira e Campos
Velhos (2004) os quais avaliaram a relação entre a frequência de VCAN e os eventos de El
Niño e La Niña prolongados, mas não observaram nenhuma relação direta. No estudo anterior
de Valverde Ramírez, Kayano e Ferreira (1999) também não encontraram uma relação clara
entre a diminuição ou aumento da frequência dos VCAN e os eventos de El Niño e La Niña.
Entretanto, encontraram características relacionados à estrutura vertical.
Tabela 2 - Número de casos de VCMN e condições de EL Niño (EN) / La Niña (LN) e eventos de
neutralidade (N), observados no setor do Niño 4.
2010
ENOS
N° VCMN
2009
ENOS
N° VCMN
2008
ENOS
N° VCMN
Jan
EN
20
Jan
LN
14
Jan
LN
40
Fev
EN
22
Fev
LN
24
Fev
LN
10
Mar
EN
14
Mar
N
23
Mar
LN
24
Abr
EN
30
Abr
N
19
Abr
LN
23
Mai
EN
13
Mai
N
21
Mai
LN
17
Jun
N
12
Jun
N
21
Jun
LN
20
Jul
N
20
Jul
EN
20
Jul
N
20
Ago
LN
14
Ago
EN
29
Ago
N
27
Set
LN
18
Set
EN
15
Set
N
8
Out
LN
21
Out
EN
26
Out
N
15
Nov
LN
16
Nov
EN
13
Nov
N
19
Dez
LN
13
Dez
EN
19
Dez
LN
25
Fonte: Autora, 2012.
4.4
Localizações de VCMN pela altura
Analisando e contabilizando cada campo de linha de corrente, foi possível definir os
níveis preferenciais de surgimento do VCMN. Nota-se que 41% dos VCMN foram
observados no nível de 700 hPa, 27% no nível de 600 hPa, 22% no nível de 500 hPa, 7% no
nível de 400 hPa e apenas 3% deles no decorrer do seu desenvolvimento se estenderam ao
nível de 800 hPa.
4.5
Estudo de casos
Para o estudo de casos, foram selecionados dois casos para uma análise mais
detalhada, utilizando-se os seguintes critérios de escolha:
61
A.
Foi selecionado o caso cuja localização do VCMN fosse próximo ao NEB;
B.
Foi dada prioridade aos VCMN mais duradouros, com duração maior ou igual
a 42 horas;
C.
A princípio optou-se por escolher casos que não coincidissem com a atuação de
um VCAN nas proximidades do NEB.
4.5.1 Caso 1- 12/06/2008 às 18 UTC até 14/06/2008 às 12UTC
4.5.1.1 Identificação e deslocamento
A evolução do VCMN através do campo de vorticidade no nível de 700 hPa é
observada na figura 21. No primeiro momento ele se encontra na costa leste do NEB, com seu
centro ao leste do estado de Sergipe. Nesse momento, um centro de vorticidade potencial
ciclônica de -2 x 10-5 um pouco deslocado a sudeste da posição do centro do VCMN no
campo de linhas de corrente, associado a esse sistema tem um cavado quase zonal com
vorticidade ciclônica de -1 x 10-5. Posteriormente (Figura 21b) o sistema fica menos
configurado e o núcleo de fraca vorticidade ciclônica se posiciona a sudoeste da área central
do sistema. Em sua fase final, no centro e toda a região sul do sistema, prevaleceram a
vorticidade ciclônica fraca.
Figura 21 - Campos compostos da vorticidade reativa (x10-5.s-1) e escoamento em 700 hPa, para:
(a)12/06/2008 às 18UTC, (b)13/06/2008 às 12UTC e (c)14/06/2008 às 12UTC (Continua).
(a)
(b)
62
Figura 21 - Campos compostos da vorticidade reativa (x10-5.s-1) e escoamento em 700 hPa, para:
(a)12/06/2008 às 18UTC, (b)13/06/2008 às 12UTC e (c)14/06/2008 às 12UTC
(Continuação).
(c)
Fonte: Autora, 2012.
Na figura 22 é apresentado o posicionamento e o deslocamento dos VCMN de 6 horas
em 6 horas, do dia 12 a 14 de junho de 2008. Inicialmente o VCMN foi observado nas
proximidades da costa do NEB, ao leste dos estados de Sergipe e Alagoas. Posteriormente se
afastou mais do continente se posicionando em torno de 30°W. Entretanto, em todo período se
manteve no quadrante entre 6°S-12°S e 27°W -32°W.
Figura 22 - Posicionamento médio e deslocamento dos VCMN, no período de 12 a 14 de junho de
2008.
Fonte: Autora, 2012.
Na análise das imagens de satélite para o dia 12/06/2008 às 18UTC (Figura 23),
observa-se a atuação de LI sobre a região norte do nordeste associado à ZCIT, estes sistemas
63
se posicionam ao norte do VCMN. É notável a atuação do jato subtropical no sul do Brasil.
Sobre a área oceânica, a frente fria ondulou entre o litoral de São Paulo e o norte da Região
Sul. Observa-se também um sistema frontal nas proximidades do litoral do Rio Grande do
Sul. A nebulosidade observada foi cumulonimbus associado às LI nas proximidades do
VCMN ocorreu ao norte, e nas periferias observou-se stratocumulus.
Figura 23 - Imagem do satélite Meteosat - 9 para o dia 12/06/2008 às 18UTC, nos canais: (a) IR,
(b) WV.
(a)
(b)
Fonte: NOAA/NESDIS/NCDC, adaptada pela Autora, 2012.
Na figura 24 para o dia 13/06/2008 às 12 UTC, ainda se observa a atuação do jato
subtropical e atuação conjunta da ZCIT e a LI. Só que menos intensa que na imagem anterior
Figura 24 - Imagem do satélite Meteosat – 9, para o dia 13/06/2008 às 12UTC, nos canais: (a) IR,
(b) WV e (c) VIS (Continua).
(a)
(b)
64
Figura 24 - Imagem do satélite Meteosat – 9, para o dia 13/06/2008 às 12UTC, nos canais: (a) IR,
(b) WV e (c) VIS (Continuação).
(c)
Fonte: NOAA/NESDIS/NCDC, adaptada pela Autora, 2012.
Na fase final de duração do VCMN (Figura 25) mantém-se um padrão semelhante ao
observado no dia anterior, com uma leve diminuição na nebulosidade.
Segundo o boletim do climanálise, nesse período destacou-se a atuação do jato
subtropical durante a primeira quinzena de junho, especialmente no período de 12 e 15,
quando atingiu magnitude média superior a 70 m/s sobre a Região Sul do Brasil, contribuindo
para a maior atividade dos sistemas frontais e incursão de massas de ar frio sobre o centro-sul
do Brasil.
Figura 25 - Imagem do satélite Meteosat – 9, para o dia 14/06/2008 às 12UTC, nos canais: a) IR,
(b) WV e (c) VIS (Continua).
(a)
(b)
65
Figura 25 - Imagem do satélite Meteosat – 9, para o dia 14/06/2008 às 12UTC, nos canais: (a) IR,
(b) WV e (c) VIS (Continuação).
(c)
Fonte: NOAA/NESDIS/NCDC, adaptada pela Autora, 2012.
Na tabela 3 é mostrada a distribuição vertical e temporal do VCMN. Observa-se que o
sistema teve duração de 48 horas. Nas primeiras 6 horas de vida, o VCMN foi verificado nos
níveis de 700 hPa a 600 hPa e nos demais apenas em 700 hPa.
Tabela 3 - Distribuição vertical do VCMN, no período de 12 a 14 de junho de 2008.
Níveis de
Pressão
(hPa)
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
12.06.08
18
00
13.06.08
UTC
06
12
X
X
X
X
X
14.06.08
18
00
06
12
X
X
X
X
Fonte: Autora, 2012.
4.5.1.2 Estrutura e movimentos verticais
Antes da formação do VCMN, mas na mesma região de origem, foi identificada uma
área de forte convergência de massa e confluência. Em todo o período de existência do
VCMN foi observado à predominância de convergência de massa na região central do VCMN
66
(Figura 26). A princípio foi observada convergência leve, passando para uma leve divergência
as 00UTC do dia 13/06/2008, depois a convergência começou a se intensificar até seu pico
máximo às 18UTC do dia 13/06/2008 e desintensificando até o fim do seu ciclo de vida às
12UTC do dia 14/06/2008.
Figura 26 - Campos compostos de divergência horizontal (x10-5.s-1) e escoamento em 700 hPa,
para: (a)12/06/2008 às 18UTC, (b)13/06/2008 às 12UTC e (c) 14/06/2008 às 12UTC.
(a)
(b)
(c)
Fonte: Autora, 2012.
Quanto aos movimentos verticais, observa-se na fase inicial do VCMN (Figura 27a) a
predominância de movimentos verticais ascendentes, fracos até o nível de 700 hPa e de
moderado a forte as proximidades de 300 hPa.
Já numa fase intermediária (Figura 27b), foram verificados movimentos descendentes
fracos de 900 hPa a superfície, movimentos ascendentes fracos deste ultimo até 650 hPa, da
ordem de -0,03Pa/s e movimentos descendentes de fraco a moderado de 650 hPa a 200 hPa.
67
No ultimo campo em que ainda se observa o VCMN (Figura 27c), é visto
predominância de movimentos verticais ascendentes desde a superfície até o nível de 550 hPa
e do nível de 320 hPa a 200 hPa.
Figura 27 - Seção vertical de ômega (Pa/s) em 11ºS (a), 9ºS (b), 8ºS (c) de latitude para:
12/06/2008 às 18UTC, 13/06/2008 às 12UTC e 14/06/2008 às 12UTC,
respectivamente. As setas indicam: ↑ movimentos ascendentes e ↓ movimentos
descendentes.
(b)
(a)
(c)
Fonte: Autora, 2012.
Na figura 28 é apresentado o perfil vertical da vorticidade potencial de Ertel em
coordenadas isobáricas, no centro do VCMN no seu momento inicial, desenvolvimento médio
e momento final de vida. Na figura 28a, na fase inicial de desenvolvimento, se observa o
centro fechado de vorticidade potencial de -1 UVP, no nível em que foi observado o VCMN
(700 hPa). Nos campos apresentados não há evidências de incursões de ar estratosférico,
verificados através dos valores da vorticidade potencial de Ertel que não ultrapassaram -1
UVP. Foram observados aproximadamente no nível de 700 hPa (nível onde foi observado o
68
VCMN) centros fechados de -1 UVP no centro ou proximidades do VCMN. Essa
característica foi observada até o momento final de sua vida (Figura 28c).
Conforme Holton et al 1995 independente do método de identificação, os VCAN
podem estar associados com intensa troca de ar entre estratosfera-troposfera. Tal característica
não foi associada ao desenvolvimento do VCMN, pois não foram observados nenhuma
anomalia de vorticidade potencial que indicasse a incursão de ar estratosférico, confirmados
pelo limeares de vorticidade potencial inferiores a -1,0 UVP.
Figura 28 - Secção vertical em coordenada vertical de pressão, da temperatura potencial (K, em
verde) e vorticidade potencial de Ertel (UVP, em preto) para: (a) 12/06/2008 às 18
UTC em 33ºW; (b) 13/06/2008 às 12 UTC em 26ºW; (c) 14/06/2008 às 12UTC em
29ºW. A estrela em azul marca o centro do VCMN.
(a)
(b)
(c)
Fonte: Autora, 2012.
No corte latitudinal sobre o centro do VCMN (Figura 29) para os mesmos períodos da
imagem anterior, mostra que o sistema está envolto no núcleo de vorticidade potencial de -0,5
UVP, o qual foi se desintensificando até último caso no qual se observa o sistema. Quanto a
ondulação da temperatura potencial, observa-se uma leve ondulação sobre o centro do VCMN
69
(Figura 29a), a qual foi se desconfigurando, até ficarem paralelas na proximidade do sistema
no fim de vida (Figura 29c).
Figura 29 - Secção vertical em coordenada vertical de pressão, da temperatura potencial (K, em
verde) e vorticidade potencial de Ertel (UVP, em preto) para: (a) 12/06/2008 às 18
UTC em 11ºS; (b) 13/06/2008 às 12 UTC em 9ºS; (c) 14/06/2008 às 12UTC em 8ºS. A
estrela em azul marca o centro do VCMN.
(a)
(b)
(c)
Fonte: Autora, 2012.
4.5.2 Caso 2- 10/03/2009 às 12 UTC até 13/03/2009 às 12 UTC
4.5.2.1 Identificação e deslocamento
Associado ao escoamento de leste e entre duas cristas inicia-se a formação do VCMN
(Figura 30a), numa região de vorticidade relativa entre -1 x 10-5 e -2 x 10-5. Posteriormente
(Figura 30b) essas cristas se intensificam, bem como a vorticidade anticiclônica associada a
elas se intensifica, com isso também é observado a intensificação do VCMN e da vorticidade
ciclônica do seu centro. Na figura 30c e 30d observa-se o VCMN associado a uma circulação
ciclônica com forte vorticidade ciclônica, bem como os sistemas de anticiclones e crista que
70
estam acoplados e atuam desde 40°S até as proximidades do Equador com alinhamento
SE/NW.
Figura 30 - Campos compostos da vorticidade relativa (x10-5.s-1) e escoamento em 700 hPa, para:
(a) 10/03/2009 às 12UTC, (b) 11/03/2009 às 12UTC, (c) 12/03/2009 às 12UTC e
13/03/2009 às 12UTC.
(a)
(b)
(c)
(d)
Fonte: Autora, 2012.
Na figura 31 é mostrado o deslocamento do VCMN durante todo o seu tempo de vida.
Em boa parte do tempo de vida, ele se manteve sobre o oceano na área entre 8ºS- 14ºS e
20ºW-33ºW, e das 12 UTC do dia 12/03/2009 até às 00 UTC do dia 13/03/2009 foi observado
sobre a costa leste do NEB, entre o estados de Pernambuco (PE) e Sergipe (SE).
Quanto a trajetória, o sistema teve origem em 11°S/27°W desloca-se na direção
sudeste para 14°S/22°W, depois no sentido NW, onde permaneceu mais estacionário, ficando
na área entre 9°S- 12ºS e 28°W- 32°W depois de deslocando para o continente e chegando ao
fim da vida em 10°S/31°W.
71
Figura 31 - Posicionamento médio e deslocamento dos VCMN, no período de 10 a 13 de março
de 2009.
Fonte: Autora, 2012.
A figura 32 refere-se ao ínicio do surgimento do VCMN, imagens apresentadas nos
canais IR, WV e VIS, respectivamente. Observa-se uma nebulosidade significativa sobre o
continente associado ao cavado em altos níveis e a um cavado em superfície sobre o oceano, a
leste do estado de SP, o qual favorece a convergência de umidade.Também verifica-se a
atuação do jato subtropical, nas proximidades de 30°S na direção NW/ SE. Na periferia norte
do VCMN foi observado cumulonimbus isolados, ligados a ZCIT. Nas periferias S e SW
nota-se a existência de cumulus, na região central do VCNM observa-se cumulus isolados.
Figura 32 - Imagem do satélite Meteosat – 9, para o dia 10/03/2009 às 12UTC, nos canais: (a) IR,
(b) WV e (c) VIS (Continua).
(a)
(b)
72
Figura 32 - Imagem do satélite Meteosat – 9, para o dia 10/03/2009 às 12UTC, nos canais: (a) IR,
(b) WV e (c) VIS (Continuação).
(c)
Fonte: NOAA/NESDIS/NCDC, adaptada pela Autora, 2012.
Após 30 horas de surgimento do VCMN ( Figura 33 ), observa-se a persistência da
ondulação na ZCIT em direção a ele, esta ondulação se definiu após o surgimento dele. A
nebulosidade associada a ZCIT se intensifica e mantém sua curvatura em direção ao sistema.
Persiste a formação de cumulus principalmente na periferia a SW e W. Observa-se a maior
ondulação da corrente de jato em relação ao dia anterior.
Figura 33 - Imagem do satélite Meteosat – 9, para o dia 11/03/2009 às 12UTC, nos canais: (a) IR,
(b) WV e (c) VIS (Continua).
(a)
(b)
73
Figura 33 - Imagem do satélite Meteosat – 9, para o dia 11/03/2009 às 12UTC, nos canais: (a) IR,
(b) WV e (c) VIS (Continuação).
(c)
Fonte: NOAA/NESDIS/NCDC, adaptada pela Autora, 2012.
Na figura 34 são apresentadas as imagem de satélite com 54 horas após a formação do
sistema, observa-se a formação de uma família de ciclones, um nas proximidade do extremo
sul brasileiro e o outro sobre o oceano Atlântico. A ondulação da ZCIT em direção ao VCNM
se desconfigura, e a banda de nebulosidade associada a ZCIT fica menos intensa sobre o
oceano e abrange uma faixa um pouco mais larga. Na periferia norte do VCMN observa-se a
predominância de nuvens médias, do tipo altostratus e altocumulus e nas demais periferias
observam-se cumulus. O setor com ausência de umidade, próximo ao centro do sistema, visto
na imagem de vapor d’água se estreita, sobre a influência do sistema frontal sobre o oceano.
Figura 34 - Imagem do satélite Meteosat – 9, para o dia 12/03/2009 às 12UTC, nos canais: (a) IR,
(b) WV e (c) VIS (Continua).
(a)
(b)
74
Figura 34 - Imagem do satélite Meteosat – 9, para o dia 12/03/2009 às 12UTC, nos canais: (a) IR,
(b) WV e (c) VIS (Continuação).
(c)
Fonte: NOAA/NESDIS/NCDC, adaptada pela Autora, 2012.
Na fase final de vida, no dia 13/03/2009 as 12 UTC (Figura 35), observa-se a ZCIT
menos intensa acima do VCMN, é observado atuação de um sistema frontal na costa do RS e
outro sobre o oceano alinhando-se com ele e a influência de sua nebulosidade fica mais
próximo a periferia sul, diminui o número de cumulus na periferia NW e W.
Figura 35 - Imagem do satélite Meteosat – 9, para o dia 13/03/2009 às 12UTC, nos canais: (a) IR,
(b) WV e (c) VIS (Continua).
(a)
(b)
75
Figura 35 - Imagem do satélite Meteosat – 9, para o dia 13/03/2009 às 12UTC, nos canais: (a) IR,
(b) WV e (c) VIS (Continuação).
(c)
Fonte: NOAA/NESDIS/NCDC, adaptada pela Autora, 2012.
Na tabela 4 é apresentada a estrutura vertical do VCMN ao longo da sua vida, do dia
10/03/09 às 12UTC a 13/03/09 às 12UTC. Observa- se que desde sua gênese até sua
dissipação, o VCMN permaneceu no nível de 700 hPa, e teve duração total de 78 horas.
Tabela 4 - Distribuição vertical do VCMN, no período de 10 a 13 de março de 2009.
Níveis de
Pressão
(hPa)
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
10.03.09
11.03.09
12.03.09
12
18
00
06
12
UTC
18 00
X
X
X
X
X
X
X
13.03.09
06
12
18
00
06
12
X
X
X
X
X
X
Fonte: Autora, 2012.
4.5.2.2 Estrutura e movimentos verticais
A princípio foi observado divergência nula (Figura 36 a), na figura seguinte, 30 horas
após o surgimento do VCMN (Figura 36 b), é notado um núcleo de divergência deslocado a
NW do centro do sistema. Na figura 36c há o predomínio de divergência ao redor do sistema,
com um núcleo de leve convergência ao sul do sistema. No campo que representa o momento
final do sistema nota-se divergência próximo do nulo, e na região das cristas na parte
equatorial, observa-se divergência a esquerda e convergência a direita.
76
Figura 36 - Campos compostos de divergência horizontal (x10-5.s-1) e escoamento em 700 hPa,
para: (a)10/03/2009 às 12UTC, (b) 11/03/2009 às 12UTC, (c) 12/03/2009 às 12UTC e
13/03/2009 às 12UTC.
(a)
(b)
(c)
(d)
Fonte: Autora, 2012.
No campo de movimento vertical, inicialmente observa-se que prevaleceram os
movimentos verticais descentes (Figura 37 a), com exceção dos altos níveis. Na figura 37 b,
30 horas após o surgimento do VCMN é notável a incidência dos movimentos verticais
descendentes, sendo mais intensos nos níveis médios. Com 60 horas após o surgimento
(Figura 37 c) prevalecem os movimentos verticais ascendentes de leve a moderados. Já na
fase final (Figura 37 d) é observado movimentos verticais ascendentes fracos até
aproximadamente o nível de 620 hPa e a partir deste movimentos verticais descendentes.
77
Figura 37 - Seção vertical de ômega (Pa/s) em 11ºS (a), 11ºS (b), 9ºS (c) e 11°S de latitude, para
os dias 10/03/2009 (a), 11/03/2009 (b), 12/03/2009 (c) e 13/03/2009 todos às 12 UTC.
As setas indicam: ↑ movimentos ascendentes e ↓ movimentos descendentes.
(a)
(b)
(c)
(d)
Fonte: Autora, 2012.
Na figura 38 é apresentado o campo de vorticidade potencial em um corte meridional
ao longo do centro do VCMN. No horário de sua formação (Figura 38a) foi observado um
núcleo de -1 UVP no nível de 700 hPa , mas a esquerda do seu centro, que estava localizado
em 11ºS e 27ºW. Na figura 38b, 30 horas após sua gênese foram observados dois centros
fechados de -0,5 UVP e -1,0 UVP entre os níveis de 900 hPa a 600 hPa. Neste horário o
centro do VCMN ficou na região de -1,0 UVP. Nos demais campos apresentados observa-se
um enfraquecimento e afastamento do núcleo de -1,0 UVP do seu centro.
78
Figura 38 - Secção vertical em coordenada vertical de pressão, da temperatura potencial (K, em
verde) e vorticidade potencial de Ertel (UVP, em preto) para: (a) 10/03/2009 às 12
UTC em 27 ºW; (b) 11/03/2009 às 12 UTC em 30 ºW; (c) 12/03/2009 às 12 UTC em
36ºW; e (d) 13/03/2009 às 12 UTC em 31ºW. A estrela em azul marca o centro do
VCMN.
(a)
(b)
(c)
(d)
Fonte: Autora, 2012.
Na figura 39 é apresentado o campo de vorticidade potencial em um corte latitudinal
ao longo do centro do VCMN. Foi observado inicialmente uma leve ondulação nas linhas de
temperatura potencial a esquerda do centro do VCMN, que se encontra no nível de 700 hPa,
um núcleo de -0,5 UVP que envolve o sistema abrange os níveis de 550 hPa a 870 hPa. Na
figura 39b ainda persiste o núcleo de -0,5 UVP, as isolinhas de temperatura potencial
apresentam uma ondulação menos notável. Nas figuras 39c e 39d observa-se a redução ao
longo do tempo do núcleo de -0,5 UVP e ausência de ondulação na temperatura potencial.
79
Figura 39 - Secção vertical em coordenada vertical de pressão, da temperatura potencial (K, em
verde) e vorticidade potencial de Ertel (UVP, em preto) para: (a) 10/03/2009 às 12
UTC em 11ºS; (b) 11/03/2009 às 12 UTC em 11ºS; (c) 12/03/2009 às 12 UTC em 09ºS;
e (d) 13/03/2009 às 12 UTC em 11ºS. A estrela em azul marca o centro do VCMN.
Fonte: Autora, 2012.
(a)
(b)
(c)
(d)
80
5
CONCLUSÃO
Os resultados obtidos com as análises elaboradas nos permitem afirmar que, durante o
período analisado (3 anos), foram observados 696 casos de VCMN, sendo que o máximo foi
verificado em 2008 (248 casos) e mínimo em 2010 (204 casos).
Analisando os três anos em conjunto, observou-se que o mês com menor frequência
observada foi setembro, com 5,7% dos casos, e as maiores frequências foram registradas em
janeiro, abril e agosto com valores superiores a 10,0%.
Quanto à sazonalidade, nota-se que as menores frequências de VCMN são observadas
na primavera e no inverno (21,3% e 25,9% respectivamente). A estação com maior frequência
é o verão 26,6%, registrando um total de 185 casos. Em geral, foi observada pouca variação
sazonal.
No que diz respeito à duração, observa-se um total de 492 casos com duração entre 612 horas, 120 casos com tempo de vida entre 18-24 horas, entre 30-36 horas foram registrados
44 casos e 40 casos com duração igual ou superior a 42 horas de duração.
Quanto à distribuição espacial, foram plotados os casos que tiveram duração a partir
de 18h, pois os com duração entre 6 -12 h foram observados em grande número. Dos 204
casos plotados nos três anos, apenas 28 casos foram localizados sobre o continente,
correspondendo a 13,7%. Os localizados sobre o oceano se concentraram preferencialmente
na faixa entre 6°S a 18°S. Dos 40 casos mais duradouros (duração maior ou igual a 42 horas),
apenas 4 foram localizados sobre o continente (10%).
Comparando o número de casos de VCMN com as condições de ENOS (no setor Niño
4), não foi observada nenhuma relação direta.
No tocante a distribuição vertical dos VCMN nos níveis de pressão, nota-se que 41%
dos VCMN foram observados no nível de 700 hPa, 27% no nível de 600 hPa, 22% no nível de
500 hPa, 7% no nível de 400 hPa e apenas 3% deles no decorrer do seu desenvolvimento se
estenderam ao nível de 800 hPa.
No estudo de caso foram selecionados casos que atuaram nas proximidades do NEB e
que tiveram um tempo de vida igual ou superior a 42 Horas.
81
O primeiro caso ocorreu do dia 12/06/2008 às 18 UTC até 14/06/2008 às 12 UTC, foi
observado no nível do 700 hPa, teve duração de 48 horas e foi observado na costa leste do
NEB, se deslocando no quadrante 7°S-11°S e 25°W-33°W. Nas imagens de satélite foi
observada a atuação de LI em conjunto com a ZCIT, bem com a atuação do jato subtropical.
A nebulosidade observada nas proximidades do VCMN foi ao norte cumulonimbus associado
às LI, e nas demais periferias stratocumulus. No campo de vorticidade foi observado
vorticidade ciclônica fraca em todo período.
Quanto aos movimentos verticais em todo o período de existência do VCMN foi
observada a predominância de convergência de massa na região central. No campo de ômega
inicialmente foi observado a predominância de movimentos verticais ascendentes. Ao longo
do seu desenvolvimento foram observados movimentos ascendentes do nível de 890 hPa ao
nível de 730 hPa e nas demais camadas movimentos descendentes, com movimentos
descendentes intensos na periferia sul e movimentos ascendentes na periferia norte. Na fase
final os movimentos ascendentes se intensificaram e predominaram de superfície até o nível
de 420 hPa.
Na secção vertical em coordenada vertical de pressão da temperatura potencial e
vorticidade potencial de Ertel, no corte latitudinal o centro do sistema se localizou sempre
sobre um núcleo de -0,5 UVP. Já no corte meridional, o sistema e localizou sobre ou nas
proximidades de um núcleo de -1,0 UVP.
O Segundo caso ocorreu do dia 10/03/2009 às 12 UTC até 13/03/2009 às 12 UTC, foi
observado também no nível de 700 hPa e teve duração de 78 horas. Sobre o VCMN foi
observada vorticidade ciclônica fraca durante todo o período. Em boa parte do tempo de vida,
ele se manteve sobre o oceano na área entre 8ºS- 14ºS e 20ºW-33ºW, e das 12 UTC do dia
12/03/2009 até às 00 UTC do dia 13/03/2009 foi observado sobre a costa leste do NEB, entre
os estados de PE e SE. Analisando as imagens de satélites foi observada uma nebulosidade
associada à convergência de umidade na direção NW/SE que depois se configurou numa
ZCAS. Na periferia norte do VCMN foi observado cumulonimbus isolados, ligados a ZCIT,
nas periferias S e SW nota-se a existência de cumulus, na região central observa-se cumulus
isolados.
O campo de divergência foi observado mais intenso próximo ao centro do sistema no
dia 11/03/2009 e no dia 12/03/2009 nas periferias ao leste e oeste. No campo de ômega,
82
inicialmente foram observados o predomínio de movimentos descendentes, já no dia
12/03/2009 foi notável atuação de movimentos ascendentes na periferia norte e movimentos
descendentes ao sul.
Na secção vertical em coordenada vertical de pressão, da temperatura potencial e
vorticidade potencial de Ertel, foi observado um padrão similar ao visto no primeiro caso,
onde se observa na secção meridional a presença de núcleo de -0,5 UVP na região do VCMN
e na secção latitudinal um núcleo de -1,0 UVP que se apresenta mais intenso no dia
11/03/2009.
Sugestões para novas pesquisas:
Ampliar o conjunto de dados a ser estudado e o número de estudo de casos.
Ampliar a área de estudo.
Estudar a influência deste sistema na sua área de atuação.
83
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VIANELLO, R. L.; ALVES, A. R. Meteorologia básica e aplicações. Viçosa, MG:
Imprensa. Universitária da UFV, 1991. 449 p.
88
ANEXO
89
Anexo - Posição dos centros dos VCAN, com a indicação dos dias de atuação sobre a
América do Sul, de janeiro de 2008 a dezembro de 2010.
90
Não houve
91
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94
95
Fonte: Boletim Climanálise.