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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS
INSTITUTO DE CIÊNCIAS ATMOSFÉRICAS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM METEOROLOGIA
MATHEUS JOSÉ ARRUDA LYRA
INFLUÊNCIA DOS PROCESSOS FÍSICOS E SINÓTICOS NAS TRAJETÓRIAS DOS
COMPLEXOS CONVECTIVOS DE MESOESCALA NO NORDESTE BRASILEIRO
ENTRE 2008 E 2015
Maceió
2018
MATHEUS JOSÉ ARRUDA LYRA
INFLUÊNCIA DOS PROCESSOS FÍSICOS E SINÓTICOS NAS TRAJETÓRIAS DOS
COMPLEXOS CONVECTIVOS DE MESOESCALA NO NORDESTE BRASILEIRO
ENTRE 2008 E 2015
Dissertação submetida ao colegiado do
Programa de Pós-Graduação em Meteorologia
do Instituto de Ciências Atmosféricas da
Universidade Federal de Alagoas como parte
dos requisitos necessários para obtenção do
título de Mestre em Meteorologia.
Orientador: Prof. Dr. Vladimir Levit
Coorientador: Prof.ª Dra. Natalia Fedorova
Maceió
2018
Catalogação na fonte
Universidade Federal de Alagoas
Biblioteca Central
Bibliotecária responsável: Helena Cristina Pimentel do Vale
L992i
Lyra, Matheus José Arruda.
Influência dos processos físicos e sinóticos nas trajetórias dos complexos
convectivos de mesoescala no nordeste brasileiro entre 2008 e 2015 / Matheus
José Arruda Lyra. – 2018.
72 f. : il.
Orientador: Vladimir Levit.
Coorientador: Natalia Fedorova.
Dissertação (Mestrado em Meteorologia) – Universidade Federal de Alagoas.
Instituto de Ciências Atmosféricas. Maceió, 2018.
Bibliografia: f. 68-72.
1. Meteorologia Sinótica. 2. Complexos convectivos de mesoescala – Nordeste,
Brasil – 2008/2015. 3. Previsão do tempo. I. Título.
CDU: 551.515.6(812/813)
AGRADECIMENTOS
Agradeço a toda minha família, especialmente aos meus pais, Marco e Jaqueline pelo
apoio e amor em todos os momentos. Ao meu irmão João Marcos pela amizade e por fazer
silêncio durante a madrugada.
A Milena por toda paciência, ajuda e motivação que foram fundamentais para a
construção e conclusão deste trabalho.
Aos meus professores e orientadores Vladimir Levit e Natalia Fedorova. Sempre serei
grato pela confiança, aprendizado e oportunidade que recebi durante todo este ciclo.
Ao Hugo e o Lucas, meus amigos desde a época que nem sabíamos direito o que era
uma Cb. Sou honrado por ter conhecido vocês e agradeço por toda ajuda desde as aulas de
fundamentos à conclusão desta dissertação.
A todos da turma do Mestrado. Em especial ao Ítalo e Osmar, amigos que contribuíram
bastante tanto para o desenvolvimento deste trabalho, quanto também na minha vida acadêmica.
A todos os meus irmãos do laboratório, principalmente ao João Pedro e a Yasmin pela
amizade e ajuda durante os momentos de necessidade.
Aos meus amigos do ICAT, o qual foi minha segunda casa durante vários anos, agradeço
a todos vocês, principalmente ao Gabriel pelos bons momentos de descontração e pelas idas ao
velho pastel chinês com coca.
Aos OZA. Meus amigos, meus irmãos.
“Um único sonho é mais poderoso do que mil
realidades”
J.R.R. Tolkien
RESUMO
A previsão do tempo de curto prazo, de sistemas de mesoescala, é relevante para estudos
operacionais e compreensão da população em geral, devido aos diversos tipos de fenômenos
adversos associados. Com isto, o principal objetivo deste estudo foi analisar os diferentes
processos que influenciaram as trajetórias durante o desenvolvimento dos Complexos
Convectivos de Mesoescala (CCM) na região Nordeste do Brasil (NEB) entre os anos de 2008
e 2015. Imagens do satélite METEOSAT no canal infravermelho (IR) e Vapor d’água (WV)
auxiliaram a identificação dos eventos. A escolha dos casos, assim como os cálculos de suas
características físicas foram realizadas através das normas propostas por Maddox (1980) com
o auxílio do algoritmo de análise automática no software GNU Octave. Os dados de reanálise
II do National Centers for Environmental Prediction (NCEP) foram processados no software
OpenGrADS para a confecção dos campos meteorológicos horizontais com o intuito de
observar as condições sinóticas durante as ocorrências. Os valores diários de precipitação foram
consultados através das estações automáticas e convencionais disponíveis no Banco de Dados
Meteorológicos para Ensino e Pesquisa (BDMEP) da rede de estações do Instituto Nacional de
Meteorologia (INMET). Foram identificados e analisados 57 casos de CCM na região de
estudo, onde mais de 80% começaram a se desenvolver entre 00 - 03 UTC. A área de cobertura
média destes CCM possuiu 120.000km², com maior ocorrência entre 50.000 e 150.000km².
Dentre os principais sistemas sinóticos que atuam sobre o NEB, foram identificados os Vórtices
Ciclônicos em Altos Níveis (VCAN), Zona de Convergência Intertropical (ZCIT),
Extremidades Frontais, Perturbações Ondulatórias dos Alísios (POAs), Centros de circulação
ciclônica e ventos alísios como os principais fatores que impulsionaram a formação dos eventos.
As trajetórias dos CCM apresentaram variação de acordo com o sistema sinótico relacionado a
sua formação e o relevo dos diferentes setores do NEB onde os mesmos se desenvolveram. Os
CCM que evoluíram em latitudes mais próximas à linha do Equador foram correlacionados à
ZCIT, onde seus escoamentos foram paralelos às direções das linhas de corrente em baixos
níveis, predominantes para Oeste. Os casos formados sobre a Bahia tiveram maior influência
da topografia local, com elevada atuação sobre o Oceano e próximo à costa. Desta forma, foi
possível ressaltar a importância desses resultados para a previsão destes sistemas na região
devido à sua complexidade e a vasta área que abrange o NEB.
Palavras-chave: Complexo Convectivo de Mesoescala. Nordeste Brasileiro. Previsão do
tempo. Meteorologia Sinótica.
ABSTRACT
Short-term weather forecast of the mesoscale systems is relevant for the operational studies and
useful for the whole population due to the forecast of the various types of associated adverse
phenomena. The main purpose of this study was the analyses of the different processes that
influenced the trajectories during the development of the Mesoscale Convective Complexes
(MCC) in the Brazilian Northeast (BNE) in 2008 – 2015. METEOSAT satellites images in the
Infrared (IR) and Water vapor (WV) channels were used for the events identification. Maddox
(1980) standards were used for the cases selection using the automatic analysis algorithm of
GNU Octave software. National Center for Environmental Prediction (NCEP) reanalysis data
II were used together with the OpenGrADS software for the meteorological fields construction.
Daily precipitation were consulted through the automatic and conventional stations of the
Meteorological Data for the Education and Studies (BDMEP) from the National Institute of
Meteorology network (INMET) stations. Fifty-seven MCC cases have been analyzed in the
study region, where more than 80% of them started the development between 00 - 03 UTC. The
average coverage area of these MCC was 120,000 km², with the highest occurrences mainly
between 50,000 and 150,000 km². Among the main BNE’s synoptic systems were identified
Upper Tropospheric Cyclonic Vortex (UTCV), Intertropical Convergence Zone (ITCZ),
Frontal Extremity, Wave disturbance in trade winds, Cyclonic Circulation Center and Trade
winds were identified as the principal factors that boosted events formation. MCC trajectories
varied according to the synoptic systems related to their formation and relief of the BNE area
where they developed. MCC developing in latitudes near the equator were correlated to the
ITCZ, with the displacement parallel to streamlines directions at the low levels, predominant to
West. The cases developed closer to Bahia state had greater influence of the local topography,
with the high acting on the Ocean and near the coast. Thus, one could emphasize the importance
of these results for the forecasting of these systems in the region because of its complexity and
the extensive area that covers the NEB.
Keywords: Mesoscale Convective Complex. Brazilian Northeast. Weather Prediction.
Synpotycal Meteorology.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Distribuição geográfica e mensal dos CCM na América do Sul............................. 18
Figura 2 - Recorte de imagem dos satélites GOES-12 e METEOSAT-9 no canal IR às 00
UTC do dia 08 de Abril de 2014 com exemplificação da atuação dos sistemas
frontais sobre o NEB............................................................................................. 22
Figura 3 - Sequência esquemática da formação dos vórtices ciclônicos em 200hPa no
Atlântico Sul............................................................................................................ 23
Figura 4 - Recorte da imagem do satélite GOES-16 às 18:15 UTC para o dia 12 de Maio de
2017......................................................................................................................... 24
Figura 5 - a) Dipolo do Atlântico positivo (fase quente); b) Dipolo do Atlântico negativo
(fase fria).................................................................................................................. 25
Figura 6 - Esquema da rota das perturbações ondulatórias no campo dos ventos alísios de
sudeste no Oceano Atlântico Sul........................................................................... 26
Figura 7 - Mapa da região de estudo........................................................................................ 28
Figura 8 - a) Exemplo de imagem do canal infravermelho; b) Exemplo de imagem do canal
de vapor d’água, ambas realçadas e disponíveis para o dia 08 de Abril de 2014
às 09 UTC.............................................................................................................. 29
Figura 9 - Esquema das etapas de processamento do algoritmo.............................................. 30
Figura 10 - Excentricidade de um CCM, onde o eixo menor dividido pelo eixo maior é
superior ou igual a 0,7 no momento de extensão máxima.................................... 31
Figura 11 - Imagem do satélite METEOSAT no canal IR para o dia 15/01/2013 após a
plotagem dos contornos calculados com o auxílio do algoritmo.......................... 32
Figura 12 - a) Imagem da saída final da trajetória de um CCM ao longo do ciclo de vida,
calculada através do algoritmo; b) Imagem configurada no QGIS para melhor
detalhamento..........................................................................................................33
Figura 13 - a) Campo de pressão à nível do mar para o dia 10/05/2014; b) Linhas de corrente
em 925hPa para o dia 23/04/2015; c) Divergência em 200hPa para o dia
12/05/2014; d) Advecção de temperatura em 925hPa para o dia 01/01/2015....... 34
Figura 14 - Postos pluviométricos da série histórica de dados do INMET na região de
estudo..................................................................................................................... 35
Figura 15 - Distribuição anual dos CCM entre 2008 e 2015 na região de estudo....................37
Figura 16 - Distribuição mensal dos CCM entre 2008 e 2015 na região de estudo................. 37
Figura 17 - Distribuição dos CCM de acordo com as estações do ano a) Anualmente; b)
Percentualmente por estação................................................................................. 38
Figura 18 - Horários de início da formação dos CCM analisados........................................... 41
Figura 19 - Horários em que os CCM alcançaram a área de extensão máxima....................... 41
Figura 20 - Tempo de duração do ciclo de vida total dos CCM.............................................. 42
Figura 21 - Áreas de extensão máxima dos CCM em análise.................................................. 43
Figura 22 - Localizações dos centros dos CCM conforme suas áreas de extensão máxima.... 43
Figura 23 - a) Campo de linhas de corrente em 1000hPa; b) Imagem do satélite METEOSAT
no canal Infravermelho Realçado, ambas para o dia 02/03/2015 às 05UTC........ 46
Figura 24 - a) Campo de linhas de corrente em 925hPa; b) Imagem do satélite METEOSAT
no canal Infravermelho Realçado, ambas para o dia 08/04/2010 às 04UTC........ 46
Figura 25 - a) Campo de linhas de corrente em 300hPa; b) Imagem do satélite METEOSAT
no canal Infravermelho Realçado, ambas para o dia 03/11/2013 às 17UTC........ 47
Figura 26 - a) Campo de linhas de corrente em 925hPa; b) Imagem do satélite METEOSAT
no canal Infravermelho Realçado, ambas para o dia 11/05/2009 às 00UTC........ 47
Figura 27 - a) Campo de linhas de corrente em 850hPa; b) Imagem do satélite METEOSAT
no canal Infravermelho Realçado, ambas para o dia 23/03/2013 às 10UTC........ 48
Figura 28 - a) Campo de linhas de corrente em 1000hPa; b) Imagem do satélite METEOSAT
no canal Infravermelho Realçado, ambas para o dia 11/11/2013 às 08UTC........ 48
Figura 29 - Frequência dos sistemas sinóticos associados à formação dos CCM em estudo...49
Figura 30 - Distribuição mensal dos sistemas sinóticos ligados ao desenvolvimento dos CCM
entre 2008 e 2015.................................................................................................. 50
Figura 31 - Localizações dos 57 casos de CCM identificados no NEB durante o período de
estudo e suas respectivas trajetórias...................................................................... 51
Figura 32 - Localizações e trajetórias dos CCM divididas anualmente entre 2008 e 2015…. 52
Figura 33- Localizações e trajetórias dividias entre todos os meses de ocorrência................. 54
Figura 34 - a), c), e) Mapas relativos aos deslocamentos em N1, N2 e N3, respectivamente;
b), d), f) Mapas topográficos e trajetórias dos CCM formados em N1, N2 e N3,
respectivamente..................................................................................................... 55
Figura 35 - a) Trajetórias dos CCM associados à ZCIT; b) Direções de deslocamento.......... 56
Figura 36 - a) Trajetórias dos CCM associados à EF; b) Direções de deslocamento.............. 57
Figura 37 - a) Trajetórias dos CCM associados ao VCAN; b) Direções de deslocamento...... 57
Figura 38 - a) Trajetórias dos CCM associados aos Alísios; b) Direções de deslocamento.... 58
Figura 39 - a) Trajetórias dos CCM associados às POAS; b) Direções de deslocamento....... 58
Figura 40 - a) Trajetórias dos CCM associados à circulação ciclônica; b) Direções de
deslocamento......................................................................................................... 59
Figura 41 - Variações dos valores relativos aos totais pluviométricos registrados para 24h
dos casos de CCM................................................................................................. 66
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Características físicas dos Complexos Convectivos de Mesoescala....................... 17
Tabela 2 - Informações sobre disponibilidade de dados dos satélites METEOSAT................29
Tabela 3 - Datas de ocorrência dos CCM no Nordeste brasileiro entre 2008 e 2015.............. 36
Tabela 4 - Características físicas dos CCM identificados durante os oito anos de estudo.......39
Tabela 5 - Principais sistemas sinóticos associados à formação dos CCM..............................45
Tabela 6 - Trajetórias reais e comportamento das linhas de corrente nas horas inicias do
desenvolvimento dos CCM................................................................................... 60
Tabela 7 - Trajetórias reais e comportamento das linhas de corrente nas horas finais do
desenvolvimento dos CCM................................................................................... 62
Tabela 8 - Valores de precipitação acumulada em 24h de todos os CCM e suas respectivas
datas de ocorrência................................................................................................ 65
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ºC
Graus Célsius
θe
Temperatura potencial equivalente
BDMEP
Banco de Dados Meteorológicos para Ensino e Pesquisa
Cb
Cumulonimbus
CCM
Complexo Convectivo de Mesoescala
CPTEC
Centro de Previsão do Tempo e Estudos Climáticos
DSA
Divisão de Satélites e Sistemas Ambientais
EF
Extremidade Frontal
ENOS
El Niño Oscilação Sul
INMET
Instituto Nacional de Meteorologia
GNU
GNU’s Not Unix (GNU Não é Unix)
GOES
Geostationary Operational Environmental Satellites
GrADS
Grid Analysis and Display System
L
Leste
h
Hora(s)
hPa
Hectopascal
HS
Hemisfério Sul
IBGE
Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
INPE
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
IR
Infravermelho
K
Kelvin
Km
Quilômetro(s)
Km²
Quilômetro(s) quadrado(s)
mm
Milímetro
m·s−1
Metro por segundo
N
Norte
NCAR
National Center for Atmospheric Research
NCDC
National Climatic Data Center
NCEP
National Centers for Environmental Prediction
NE
Nordeste
NEB
Região Nordeste do Brasil
NO
Noroeste
NOAA
National Oceanic and Atmospheric Administration
O
Oeste
OL
Onda de Leste
POAs
Perturbações Ondulatórias nos Alísios
S
Sul
SC
Sistema Convectivo
SCM
Sistema Convectivo de Mesoescala
SE
Sudeste
SO
Sudoeste
TSM
Temperatura da Superfície do Mar
UTC
Universal Time Coordinated (Tempo Universal Coordenado)
VCAN
Vórtice Ciclônico em Altos Níveis
VCMN
Vórtice Ciclônico de Médios Níveis
WV
Vapor d’água
ZCIT
Zona de Convergência Intertropical
SUMÁRIO
1
INTRODUÇÃO........................................................................................................ 16
2
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA................................................................................ 17
2.1
Complexos Convectivos de Mesoescala.................................................................. 17
2.1.1
Complexos Convectivos de Mesoescala na América do Sul..................................... 18
2.1.2
Padrões de deslocamento........................................................................................... 20
2.2
Sistemas sinóticos atuantes na região Nordeste do Brasil.................................... 21
2.2.1
Extremidade Frontal................................................................................................... 21
2.2.2
Vórtices Ciclônicos em Altos Níveis (VCAN).......................................................... 22
2.2.3
Ventos Alísios............................................................................................................ 23
2.2.4
Zona de Convergência Intertropical (ZCIT).............................................................. 24
2.2.5
Perturbações Ondulatórias no Campo dos Alísios (POAS)....................................... 26
2.2.6
Centros de baixa pressão no NEB.............................................................................. 27
3
MATERIAIS E MÉTODOS....................................................................................28
3.1
Área de estudo.......................................................................................................... 28
3.2
Dados e produtos de satélite.................................................................................... 28
3.3
Identificação dos casos............................................................................................. 30
3.4
Algoritmo de análise automática............................................................................ 30
3.5
Cálculo das características físicas........................................................................... 31
3.6
Análise de direção e trajetórias............................................................................... 32
3.7
Dados de reanálise.................................................................................................... 33
3.8
Campos sinóticos horizontais.................................................................................. 33
3.9
Análise de precipitação............................................................................................ 34
4
RESULTADOS E DISCUSSÕES........................................................................... 36
4.1
Ocorrências de CCM no NEB................................................................................. 36
4.2
Sazonalidade............................................................................................................. 37
4.3
Características físicas...............................................................................................38
4.3.1
Horários de formação e extensão máxima dos CCM................................................. 40
4.3.2
Tempo de duração...................................................................................................... 42
4.3.3
Áreas.......................................................................................................................... 42
4.4
Situações sinóticas associadas à formação dos CCM............................................ 44
4.4.1
Ocorrências................................................................................................................ 44
4.4.2
Frequências................................................................................................................ 49
4.4.3
Sazonalidade dos sistemas......................................................................................... 49
4.5
Trajetórias................................................................................................................ 51
4.5.1
Divisão anual.............................................................................................................. 52
4.5.2
Divisão mensal........................................................................................................... 53
4.5.3
Divisão entre diferentes regiões................................................................................. 54
4.5.4
Sistemas......................................................................................................................56
4.6
Trajetórias em relação às linhas de corrente......................................................... 59
4.6.1
Desenvolvimento........................................................................................................59
4.6.2
Dissipação.................................................................................................................. 62
4.7
Precipitação.............................................................................................................. 65
5
CONCLUSÕES........................................................................................................ 67
REFERÊNCIAS....................................................................................................... 68
16
1
INTRODUÇÃO
Os Complexos Convectivos de Mesoescala (CCM) caracterizam-se como um conjunto
de nuvens Cumulonimbus (Cb) frias e espessas que apresentam a forma circular e crescimento
vertical explosivo em um intervalo de tempo entre 6 a 12 horas e associam-se, frequentemente,
com eventos de precipitação intensa, acompanhados de fortes rajadas de vento (Maddox, 1980).
O estudo destes sistemas é bastante importante para a população do Nordeste brasileiro devido
a necessidade da previsão de formação destes eventos extremos. Fenômenos adversos
associados como precipitações intensas, trovoadas e granizo acabam causando enchentes,
alagamentos e deslizamento de terra, consequentemente grandes perdas sociais e econômicas.
A literatura clássica não inclui o NEB como região propícia para o desenvolvimento de
CCM (SILVA DIAS, 1987; VELASCO e FRITSCH, 1987). Entretanto, estudos mais recentes
documentaram a ocorrência de CCM sobre o NEB (GOMES FILHO et al., 1996; FEDOROVA
et al., 2008; MILHAHN JÚNIOR, 2013; LYRA, 2016). As primeiras pesquisas sobre CCM a
longo prazo na região foram realizadas por Fedorova et al. (2008) através de estudos do
desenvolvimento destes sistemas através das trajetórias das parcelas de ar geradas a partir do
modelo HYSPLIT. Posteriormente, Fedorova et al. (2009) realizaram estudos termodinâmicos
através da análise dos índices de instabilidade.
Os principais sistemas de Mesoescala atuantes na região Nordeste do Brasil são os CCM
e linhas de instabilidade, em que suas formações estão relacionadas aos seguintes sistemas de
escala sinótica: Sistemas Frontais, Vórtices Ciclônicos de Altos Níveis (VCAN), Zona de
Convergência Intertropical (ZCIT), Perturbações Ondulatórias dos Alísios (POAs). Assim
como sistemas de menor escala como as Brisas Marítimas impulsionadas pelos ventos Alísios
(MILHAHN et al., 2012).
Impactos consequentes do tempo severo são complexos e variam de acordo com as
trajetórias, intensidade e tempo de duração dos fenômenos, ressaltando ainda mais a
importância da previsão à curto prazo. Desta forma, o presente estudo busca analisar de forma
detalhada as trajetórias dos CCM ocorridos no Nordeste brasileiro entre os anos de 2008 e 2015
e suas relações com processos sinóticos locais. Em adição, serão averiguadas propriedades dos
CCM como áreas e horários de atuação calculadas a partir do algoritmo de análise automática
e de informações de dados de reanálise.
17
2
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1
Complexos Convectivos de Mesoescala
Os Complexos Convectivos de Mesoescala (CCM) foram identificados e definidos por
Maddox (1980), através de estudos na região central dos Estados Unidos baseando-se em
características físicas que podem ser observadas através de imagens de satélite. O autor os
definiu como sistemas que possuem um aglomerado de nuvens convectivas, com estrutura
vertical profunda constituída por nuvens cumulonimbus (Cb). São sistemas aproximadamente
circulares e com crescimento explosivo em um intervalo de tempo de 6 a 12 horas (SILVA
DIAS, 1987).
Os critérios utilizados por Maddox (1980) na identificação destes sistemas foram
baseados em características físicas obtidas com técnicas de realce em imagens de satélite no
canal infravermelho, e levaram em consideração o tamanho e a duração do sistema (Tabela 1).
Tabela 1 - Características físicas dos Complexos Convectivos de Mesoescala.
Características físicas
Tamanho:
A – Área ≥ 100.000 km². Cobertura de nuvens com temperaturas ≤ -32°C;
B – Área ≥ 50.000 km². Cobertura de nuvens com temperaturas ≤ -52°C;
Início:
Quando as definições de tamanho A e B sejam satisfeitas.
Duração:
As definições de tamanho A e B deverão persistir por um período ≥ 6h
Extensão
Quando a definição do tamanho A (-32°C) alcançar seu tamanho máximo.
Máxima:
Forma:
Excentricidade ≥ 0,7 no momento de máxima extensão.
Término:
Quando as definições de tamanho A e B já não são satisfeitas.
Fonte: Autor, 2018. Adaptado de Maddox, 1980.
Segundo Maddox (1980) o ciclo de vida de um CCM pode ser dividido em quatro fases:
Gênese, onde há condições propícias de instabilidade, tal como movimentos ascendentes,
fornecimento de umidade na baixa troposfera e instabilidade convectiva associada à influência
topográfica. No estágio de desenvolvimento, os movimentos ascendentes se intensificam em
médios níveis, assim como saturação do ar nessas camadas, caracterizando a convergência em
baixos níveis e divergência em altos. Durante o estágio de maturação, há um maior
fornecimento de instabilidade, auxiliando na insaturação de uma região de precipitação
18
definida, de acordo com a região do fluxo ascendente de massa. A dissipação ocorre quando a
instabilidade perde seu fornecimento de energia interrompendo o desenvolvimento associado
as fases anteriores. Essa fase pode acontecer devido à influência do deslocamento do sistema,
que ao penetrar em alguma região onde as características de fornecimento de instabilidade
supracitadas inexistem.
Estes sistemas, de forma geral, são noturnos e continentais, tanto os de latitudes médias
quantos os tropicais nos dois hemisférios, o seu ciclo de vida começa poucas horas depois da
formação de células convectivas ocorrentes no final da tarde ou começo da noite, sua máxima
extensão ocorre durante a madrugada e o sistema persiste até a manhã (VELASCO e FRITSCH,
1987).
2.1.1
Complexos Convectivos de Mesoescala na América do Sul
Velasco e Fritsch (1987) mapearam as regiões de ocorrência e analisaram das trajetórias
dos CCM na América do Sul (Figura 1). Neste estudo, foi apresentado que no ciclo de vida
destes sistemas e seu tamanho máximo ocorre durante a madrugada na grande maioria dos casos
analisados.
Figura 1 – Distribuição geográfica e mensal dos CCM na América do Sul
Fonte: Velasco e Fritsch (1987).
Velasco e Fritsch (1987) utilizaram critérios similares ao de Maddox (1980) na
identificação de CCM na América do Sul, porém com limites de temperaturas diferentes: -40°
a -42°C, ao invés de -32° e, -62° a -64°C, ao invés de -52°C, mantendo os valores de área. Os
19
CCM subtropicais da América do Sul se desenvolvem um pouco mais tarde e duram um pouco
mais, além de serem 60% maiores que nos Estados Unidos, já os CCM tropicais tem dimensões
parecidas, durando de 1 a 3 horas a menos (SILVEIRA, 2010).
Na região Nordeste do Brasil, são observados sistemas meteorológicos de Mesoescala
como linhas de Instabilidade, CCM ou Cb isolados, associados à ocorrência de elevados valores
pluviométricos. Até o presente estudo, alguns estudos documentaram ocorrência de CCM sobre
o NEB em diferentes anos (GOMES FILHO et al., 1996; FEDOROVA et al., 2008; SILVA et
al., 2008; MILHAHN JÚNIOR, 2013; LYRA, 2016).
Fedorova et al. (2008) realizou um primeiro estudo a longo prazo sobre estes sistemas
na região, analisando fatores que influenciaram a gênese e desenvolvimento destes sistemas
através das trajetórias das parcelas de ar geradas a partir do modelo HYSPLIT entre os anos de
1999 e 2009. Posteriormente, Fedorova et al. (2009) analisaram as características morfológicas
dos CCM assim como a influência da topografia e instabilidade convectiva.
Albuquerque (2011) analisou as trajetórias dos CCM formados na região costeira do
NEB, relatando também a influência do El Niño Oscilação Sul (ENOS) através dos valores das
anomalias de Temperatura de Superfície do Mar (TSM) do Pacífico na formação dos casos.
Milhahn Júnior (2013) apresentou uma relação entre a formação dos CCM com sistemas
sinóticos que atuam na região, sendo eles: Vórtice Ciclônico em Altos Níveis, Extremidade
frontal, Zona de Convergência Intertropical e Alísios. O autor também identificou a presença
das Correntes de Jato do Nordeste Brasileiro (CJNEB) em 63% dos casos identificados.
Através de um estudo termodinâmico, Lyra (2016) analisou a qualidade de previsão
através de dados de trajetória da parcela do modelo HYSPLIT, com auxílio de perfis verticais
de temperatura. Onde estes perfis previstos apresentaram resultados satisfatórios com até 24
horas de antecedência dos eventos de CCM.
Gonçalves (2016) verificou relações entre o campo gravitacional lunar com a formação
dos CCM na região leste do NEB, através da elevação do nível do mar. Sendo observadas o
comportamento da maré e fase lunar com a duração do CCM. Destes, 63% atingiram o tamanho
máximo durante a enchente da maré, enquanto a dissipação ocorreu em 56% na vazão da maré.
Mais recentemente, Milhahn Júnior (2016) desenvolveu um algoritmo para análise e detecção
automática de CCM na região Nordeste brasileira. O qual permite calcular características dos
sistemas, tal como duração, tamanho e excentricidade.
20
Lyra et al. (2017) observaram que há uma maior frequência de desenvolvimento de
CCM quando o ENOS se configura na fase positiva (El Niño), assim como a TSM neutra
influencia positivamente na formação dos mesmos.
2.1.2
Padrões de deslocamento
No continente africano, Blamey e Reason (2011) identificaram a formação de CCM com
elevada frequência no setor sul da região, entre 20º e 35ºS. Fatores locais como elevada TSM,
proveniente da corrente de Agulhas e a presença de montanhas próximo à costa favorecem a
forte ascendência de ar neste setor. Os CCM da região apresentam um padrão de deslocamento
para Leste, principalmente nos casos identificados sobre a África do Sul devido à fortes fluxos
de Oeste presentes em médios níveis sobre estas latitudes (BLAMEY e REASON, 2011).
Os sistemas de Mesoescala analisados por García-Herrera (2005) durante um ano de
estudo na região próxima ao Mar Mediterrâneo na Europa desenvolveram-se principalmente no
mês de setembro, um período de elevada atividade convectiva na região. O rastreamento das
trajetórias destes sistemas revelou uma tendência comum para um componente de deslocamento
para o leste.
As direções de propagação média dos Sistemas Convectivos (SC) na América do Sul
lembram o padrão de circulação em larga escala, os movimentos para leste geralmente em
médias latitudes e movimentos para oeste perto do equador (LAU e CRANE, 1995). Nas
latitudes mais elevadas no inverno do Hemisfério Sul (HS), as trajetórias, principalmente,
apresentam-se de oeste (O) com movimento de convecção associada com frentes frias. As
trajetórias observadas durante o verão e o outono no sul da América do Sul são semelhantes aos
obtidos por Guedes e Dias (1984) e Velasco e Fritsch (1987).
Durante o inverno no HS, as trajetórias médias nos trópicos estão todas alinhadas
zonalmente ao norte do equador e sobre o norte da América do Sul, mas tornam-se mais
desorganizada (direções variadas) durante o verão no HS com uma vida útil mais curta. O
alinhamento zonal muda primeiro sobre a América do Sul no outono, onde os SC se propagam
para oeste com uma vida útil média de cerca de 12-18 horas. Ao longo da costa do nordeste do
Brasil as trajetórias dos SC refletem as linhas de instabilidade sazonal formada do continente
para o oceano (KOUSKY, 1980).
A trajetória dos CCM subtropicais tem geralmente início na região a leste dos Andes
em uma latitude média de 25ºS. Em 25 casos estudados por Figueiredo e Scolar (1996), 70%
21
deslocaram-se para leste e sudeste (atingindo o Rio Grande do Sul, Santa Catarina e Paraná) e
30% deslocaram-se para nordeste e norte, atingindo a região Sudeste do Brasil.
Albuquerque (2013) verificou que 59, de um total de 80 casos de CCM estudados em
um período de 10 anos, no NEB apresentaram trajetória evidente e com fluxo semelhante à
direção do campo sinótico de linhas de corrente no nível de 400hPa. Além disso, o ângulo entre
as linhas de corrente e as trajetórias dos CCM foi menor ou igual 22,5° em 57 destes eventos.
2.2
Sistemas sinóticos atuantes na região Nordeste do Brasil
Segundo Silva et al. (2011), existem diversos sistemas que provocam precipitação
convectiva na região Nordeste do Brasil, dentre eles pode-se citar: as Brisas Marítimas,
Sistemas Frontais, Vórtices Ciclônicos de Altos Níveis (VCAN), Zona de Convergência
Intertropical (ZCIT), Ondas de leste (OL), Perturbações Ondulatórias dos Alísios (POAs),
Extremidade Frontal (EF) e Vórtices Ciclônicos de Médios Níveis (VCMN). Lyra et. al (2016)
e Milhahn Júnior et. al (2012) identificaram a influência de alguns destes sistemas supracitados
à formação dos CCM no NEB em diferentes períodos de análise.
2.2.1 Extremidade Frontal
A definição de sistema frontal mais abrangente foi feita por Holton (1979): “Zonas
frontais podem ser definidas por regiões com alta assimetria na forma, com fortes ventos e
fortes gradientes de temperatura”. Estes sistemas são constituídos de uma frente fria, uma frente
quente e um centro de baixa pressão em superfície denominado ciclone ou vórtice frontal.
Segundo Fedorova (2001) quando o ar frio avança e substitui o ar quente, a zona frontal
é chamada de frente fria. Caso o ar quente se desloque e substituir o ar frio, é definida uma
frente quente. Se nenhuma das massas de ar avançar sobre a outra, a frente é chamada
estacionária. O processo de oclusão, ou frente oclusa, ocorre quando frentes quentes e frias se
alternam sucessivamente, formando chuvas leves e contínuas, sobre um mesmo local.
Kousky (1979) mostrou que as extremidades destes sistemas frontais alcançam a parte
sul do NEB ao longo de todo o ano, como exemplificado na Figura 2, tendo um papel importante
no índice pluviométrico entre dezembro-janeiro, principalmente no estado da Bahia; são
associados com o aumento da precipitação ao longo da costa, desde a Bahia até o Rio Grande
do Norte, durante os meses de inverno, por conta do maior gradiente de temperatura, chegando
a afetar a precipitação até o norte do Ceará.
22
Sinhori (2015) mostra que os casos de frentes frias que atingem o NEB, sofrem
modificação em suas estruturas e nebulosidades, onde vento e vorticidade apresentam
características frontais em baixos níveis, enquanto a variável de temperatura potencial
equivalente (θe) apresenta superfície frontal em médios e altos níveis.
Figura 2 – Recorte de imagem dos satélites GOES-12 e METEOSAT-9 no canal IR às 00UTC do
dia 08 de Abril de 2014 com exemplificação da atuação dos sistemas frontais sobre o
NEB.
Fonte: CPTEC/INPE; NOAA/EUMETSAT.
2.2.2 Vórtices Ciclônicos em Altos Níveis (VCAN)
Os Vórtices Ciclônicos de Altos Níveis são sistemas sinóticos fechados de baixa pressão
que se formam na alta troposfera, onde o centro desta circulação é mais frio em relação a sua
periferia (GAN e KOUSKY, 1982).
Palmén (1949) observou vórtices que se originaram quando extensos cavados de ar
superior associados a bolsões de ar frios se desprendiam de sua região fonte, permanecendo
confinados no lado equatorial da corrente média dos ventos de oeste.
Características similares foram encontradas por Palmer (1951) na região tropical,
quando analisava campos de linhas de corrente em duas situações de tempo (Junho de 1946 e
março de 1949). Perturbações na forma de onda se estenderam ao sul de 10°N formando
circulações ciclônicas fechadas na troposfera superior dos trópicos, que em algumas vezes,
permaneceram estacionárias por até duas semanas. Estes sistemas foram denominados de
“VCAN de origem tropical” (PALMER, 1951).
23
Tomando como base os resultados obtidos por Palmén (1949) e Palmer (1951), Frank
(1970) denominou os VCAN conforme a região de formação: os VCAN que se formam nos
subtrópicos são tipo Palmén e aqueles cuja origem se dá na região tropical são do tipo Palmer.
Os VCAN barotrópicos que penetram no NEB formam-se no oceano Atlântico,
principalmente entre os meses de Novembro à Março, e sua trajetória normalmente é de leste
para oeste, com maior frequência entre os meses de Janeiro e Fevereiro, conforme demonstrado
por Gan e Kousky (1982).
De acordo com o mecanismo de formação dos VCAN proposto por Kousky e Gan
(1981), os vórtices se formam devido à amplificação de uma crista. Essa amplificação ocorre
devido a uma forte advecção de ar quente em baixos níveis provocada pela entrada de um
sistema frontal nos subtrópicos. A convecção organizada pelo sistema frontal contribui para a
liberação de calor latente, consequentemente amplificando o cavado a leste da crista (KOUSKY
e GAN, 1981). Os mecanismos de estágio de desenvolvimento podem ser vistos na Figura 3.
Figura 3 – Sequência esquemática da formação dos vórtices ciclônicos em 200hPa no Atlântico
Sul.
Fonte: Adaptado de Varejão-Silva (2006).
2.2.3 Ventos Alísios
Os centros de alta pressão subtropicais induzem um fluxo de ventos que se deslocam de
seus centros em direção ao Equador, com forte componente de leste em baixos níveis. Esses
ventos são denominados Ventos Alísios. Em escala planetária, caracterizam o ramo inferior da
Célula de Hadley, as quais advectam calor sensível e latente da superfície oceânica para a região
equatorial (VAZ, 2011).
Segundo Neiuwolt (1978), a camada de inversão dos alísios, no equador, possui uma
espessura entre 2.000 e 3.000 m, o que diminui conforme se aproxima de latitudes mais altas.
24
Esta camada, predominada pelo ar frio e estável, é inibida pelo desenvolvimento vertical da
convecção.
Como o ar nos baixos níveis se move progressivamente sobre a TSM mais alta, o fluxo
de calor latente aumenta e o fluxo de calor sensível vem a ser do oceano para a atmosfera. O
aquecimento e umidificação das massas de ar resultam em uma quebra de nuvens estratos e o
desenvolvimento dos Ventos Alísios em nuvens cúmulos. A convecção de cúmulos rasos
mistura a umidade do ar à superfície com o ar seco sobre a inversão, resultando em uma camada
limite profunda (VAZ, 2011).
2.2.4 Zona de Convergência Intertropical (ZCIT)
A ZCIT é caracterizada como uma grande região de confluência dos ventos alísios de
nordeste, oriundos do sistema de alta pressão (Anticiclone subtropical) do HN, e dos ventos
Alísios de sudeste, oriundos da Alta subtropical do HS (HASTENRATH, 1985). É
caracterizada por uma banda de nebulosidade e chuvas no sentido Leste-Oeste (Figura 4). Em
baixos níveis, como resultado das baixas pressões e altas temperaturas da superfície do mar, o
ar quente e úmido da região ascende e provoca a formação de nuvens com intensa atividade
convectiva, consequentemente aumentando o volume de precipitação (FERREIRA e MELLO,
2005).
Figura 4 – Recorte da imagem do satélite GOES-16 às 18:15 UTC para o dia 12 de Maio de 2017.
Fonte: NOAA.
Na região Nordeste, a ZCIT tem maior importância a partir de meados do verão e atinge
sua maior frequência no outono (março-abril), quando alcança sua posição mais meridional.
Pelas suas componentes N (norte) a NO (noroeste), as áreas a noroeste da Região Nordeste são
as mais atingidas por esta corrente perturbada. Nesses deslocamentos para o sul, a ZCIT chega
25
a provocar chuvas até sobre os paralelos de 9º a 10° S, ou seja, nas imediações do "cotovelo"
do rio São Francisco sobre a região do Raso da Catarina (NIMER, 1972).
Sobre o Oceano Atlântico, considerando a importância que a posição da ZCIT tem na
determinação de anos secos ou chuvosos, tanto na Região Norte e Nordeste do Brasil como em
áreas no norte da África, vários estudos abordam o aspecto climatológico da ZCIT. O principal
parâmetro utilizado tem sido estimativas de sistemas convectivos a partir de imagens de satélite
(UVO, 1989). A principal característica deste sistema é se posicionar sobre as áreas oceânicas
com anomalias de TSM positivas e anomalias de Pressão ao Nível do Mar (PNM) negativas
(HASTENRATH, 1991). A posição média da ZCIT verifica-se mais ao norte, em 14°N nos
meses de agosto a setembro e sua posição mais ao sul 2°S em março - abril (NOBRE e
MOLION, 1986).
Figura 5 - a) Dipolo do Atlântico positivo (fase quente); b) Dipolo do Atlântico negativo (fase fria).
a)
b)
Fonte: Adaptado de Nobre e Molion (1986).
26
2.2.5 Perturbações Ondulatórias no Campo dos Alísios (POAS)
As utilizações conjuntas de diferentes fontes de estudos revelam que o campo dos ventos
alísios sobre o Oceano Atlântico Sul é frequentemente perturbado pela penetração de sistemas
frontais em baixas latitudes (ANJOS, 2006). Nestas situações, os mecanismos de convergência
dos ventos de sul relacionados com as frentes frias e os ventos de leste, provocam as chamadas
Perturbações Ondulatórias dos Alísios (POAs).
As POAs se propagam para oeste imersas no campo dos ventos alísios (Figura 6) e
possuem um período preferencial de ocorrência, entre os meses de maio a agosto, inverno no
HS, pois é nesse período que as configurações de grande escala estão mais ao norte. Porém,
outras condições como temperatura da superfície do mar elevada e a convergência do fluxo de
umidade intensificam essas perturbações (SIQUEIRA, 2010).
Figura 6 - Esquema da rota das perturbações ondulatórias no campo dos alísios de sudeste no
Oceano Atlântico Sul.
Fonte: Adaptado de Siqueira, 2010.
Yamazaki e Rao (1977) estudaram o comportamento dinâmico das POAs nas regiões,
da costa do Brasil e tropical do Atlântico Sul. Notaram uma faixa que possuía um período
característico, cerca de 4 dias, com uma propagação média de 10 m.s-1 como uma onda, cujo
seu comprimento era de aproximadamente 4 x 10³ km. Observaram que esta faixa está
compreendida entre 5ºS e 10ºS, apresentando linhas de nuvens bem definidas, deslocando-se
de leste com sentido a oeste (10º Leste a 40º Oeste). Concluíram que o aumento dos totais
pluviométricos ao longo da costa do Brasil nos meses de inverno no HS estaria ligado a esse
fenômeno.
27
2.2.6 Centros de baixa pressão no NEB
Observando-se o campo de pressão ao nível do mar, este sistema pode ser encontrado
constituído por uma ou mais isóbaras fechadas que delimitam áreas onde a pressão atmosférica
é menor em qualquer ponto circunjacente (VAREJÃO-SILVA, 2006). Nas proximidades de um
centro ciclônico, uma parcela de ar tende a da periferia para o centro com movimentos
ascendentes, proporcionando a formação de nuvens (VAREJÃO-SILVA, 2006).
Apesar da baixa ocorrência e poucos relatos de estudos sobre este sistema sobre o NEB,
Rodrigues et al. (2008) observou a presença dos mesmos atuando durante todas as épocas do ano,
e sem nenhum período preferencial (Verão ou Inverno astronômico, por exemplo). No mesmo
estudo, observou-se que os cavados provenientes destes sistemas ocorrem com maior frequência
durante o dia. Segundo o referido isso leva a crer que os mesmos têm alguma relação com o efeito
térmico (instabilidade barotrópica). Rodrigues et al. (2008) notaram que 87% dos cavados atuantes
sobre o Estado se originam nas correntes de ar da Alta Subtropical do Atlântico Sul. O mesmo
também aponta que em 63% dos fenômenos adversos, não foram registrados cavados atuantes em
Alagoas. Porém, dar-se destaque aos diferentes tipos de fenômenos adversos os quais foram
associados aos cavados. Neles, foram registrados tanto fenômenos de atmosfera instável, a exemplo
das trovoadas, como aqueles típicos de atmosfera estável, a exemplo de nevoeiros.
28
3
MATERIAIS E MÉTODOS
3.1
Área de estudo
A área de estudo compreende a região Nordeste do Brasil, situada entre 0 – 15º S e 30
– 45º O (Figura 7). Optou-se também por um recorte entre os paralelos de 5° N e 35° S de
latitude e os meridianos 10° a 55° O de longitude, devido à melhor visualização da formação e
desenvolvimento de sistemas sinóticos padrões da região. O estudo estendeu-se por um período
de 8 anos, desde entre Janeiro de 2008 à Dezembro de 2015.
Figura 7 – Mapa da região de estudo.
Fonte: Autor, 2018.
A Região Nordeste do Brasil, segundo o Instituto Brasileiro de Geografia (IBGE), ocupa
uma área de 1.561.177,8 km², o que equivale a 18,3% do território brasileiro. Sendo constituída
pelos estados da Bahia, Sergipe, Alagoas, Pernambuco, Paraíba, Rio Grande do Norte, Ceará,
Piauí e Maranhão. Tal escolha foi feita devido a importância da previsão de fenômenos
adversos, tão quanto pela falta de informações meteorológicas sobre a formação destes sistemas
na região.
3.2
Dados e produtos de satélite
Foram utilizadas imagens dos satélites METEOSAT 9 e 10 nos canais espectrais
Infravermelho (IR) a Vapor d’água (WV), disponíveis de acordo com o período apresentado na
29
Tabela 2 em um intervalo de 15 minutos. Estas imagens foram obtidas através do banco de
dados imagens no portal da Divisão de Satélites e Sistemas Ambientais (DSA) do Centro
de Previsão do Tempo e Estudos Climáticos (CPTEC/INPE), disponíveis no endereço
eletrônico (http://satelite.cptec.inpe.br/acervo/).
Tabela 2 – Informações sobre disponibilidade de dados dos satélites METEOSAT.
Satélite
Período de registro
Bandas disponíveis
METEOSAT-9
01/01/2008 – 04/07/2012
Visível, IR e WV
METEOSAT-10
05/07/2012 – 31/12/2015
Visível, IR e WV
Fonte: EUMETSAT.
Os dados do canal infravermelho (Figura 8a) foram obtidos através dos sensores que
medem a radiação de ondas longas, emitidas por nuvens e por superfícies continentais e
oceânicas. Quanto mais quente a superfície, mais radiação infravermelha é emitida. Assim,
numa imagem de satélite, nuvens com topos frios e/ou com grande desenvolvimento vertical,
apresentam tonalidade branca enquanto as nuvens baixas são relativamente mais quentes, e,
portanto, apresentam tonalidade cinza escura.
O canal do vapor de água (Figura 8b) permite mapear a distribuição de umidade na
média troposfera. Como o conteúdo de vapor d’água decresce com a altura, a maior
contribuição para a radiância medida pelo satélite é proveniente dos níveis médios e altos da
troposfera. Ou seja, regiões com maior intensidade de brilho apresentam umidade elevada na
alta troposfera, e regiões escuras apresentam a alta troposfera seca.
Figura 8 – a) Exemplo de imagem do canal infravermelho; b) Exemplo de imagem do canal de
vapor d’água, ambas realçadas e disponíveis para o dia 08 de Abril de 2010 às 09 UTC.
a)
Fonte: EUMETSAT; CPTEC/INPE.
b)
30
3.3
Identificação dos casos
A metodologia utilizada para a identificação dos eventos foi baseada na caracterização
definida por Maddox (1980), aplicada às imagens de satélite obtidas entre 2008 e 2015. Na
temperatura de brilho do topo das nuvens, no qual o estágio inicial é identificado quando a área
de cobertura das nuvens é ≥ 100.000km². A excentricidade (eixo menor/eixo maior) ≥ 0,7 e o
tempo de duração de no mínimo 6 horas. O término é caracterizado quando o tamanho e a
temperatura do topo (≤ -32ºC) já não estiverem entre os limiares definidos em seu início.
3.4
Algoritmo de análise automática
Para auxílio no estudo dos CCM, utilizou-se o algoritmo de análise automática
desenvolvido por Milhahn Júnior (2016) a partir da linguagem GNU Octave, o qual é
disponibilizado de forma gratuita e foi processada através do sistema operacional Ubuntu 16.04.
Esta ferramenta permite não só identificar os sistemas de Mesoescala, como também calcular
área, excentricidade, duração, trajetória e velocidade média dos mesmos. O algoritmo utiliza a
decodificação de pixel das imagens do satélite METEOSAT como dado de entrada, e segue
passos específicos que são apresentados no esquema abaixo (Figura 9).
Figura 9 – Esquema das etapas de processamento do algoritmo.
Fonte: Adaptado de Milhahn Júnior, 2016.
31
A primeira etapa do algoritmo consiste em processar e filtrar as imagens de satélite
realçadas. A partir deste ponto, é realizado o recorte da área de estudo (0° a 15° Sul e 30° a 50°
Oeste). Posteriormente, é aplicado um filtro à imagem recortada para identificação dos
possíveis sistemas que estejam na imagem, esse filtro separa os pixels correspondentes aos
intervalos de cores (variação de azul, rosa e branco) das áreas com temperatura menor que 50°C. Após a aplicação do filtro, a imagem se torna uma matriz binária, onde os elementos com
valor nulo são os pixels que não passaram pelo filtro com o intervalo de cor definido
anteriormente. Estes pixels que tinham as cores dentro do intervalo ficaram com valor 1, os
quais correspondem aos dados processados nas etapas seguintes do algoritmo.
3.5
Cálculo das características físicas
Algumas informações relativas aos eventos em estudo, tais como excentricidade, área e
tempo de duração foram calculadas através do algoritmo processado no GNU Octave. A
excentricidade calculada (Figura 10) é a mesma proposta por Maddox (1980), sendo a razão
entre o eixo menor e o eixo maior.
Figura 10 – Excentricidade de um CCM, onde o eixo menor dividido pelo eixo maior é superior
ou igual a 0,7 no momento de máxima extensão.
Fonte: Maddox, 1980.
O algoritmo considera o valor equivalente a área de um píxel como aproximadamente
19,71 km². Assim, para o cálculo da área total foram utilizadas as imagens de satélite como
forma de entrada, onde são plotadas linhas de contorno dos sistemas encontrados com área
maior que 2536 pixels (50.000km²), um círculo no centro desses sistemas com os valores da
área e excentricidade e desenhadas as elipses sobre os mesmos (Figura 11), mostrando os eixos
maiores e menores. Todas essas informações são adicionadas dentro de todos os intervalos de
tempos as quais as imagens de entrada foram inseridas.
32
Figura 11 – Imagem do satélite METEOSAT no canal IR para o dia 15/01/2013 após a plotagem
dos contornos calculados com auxílio do algoritmo.
Fonte: Autor, 2018.
Para o cálculo de tempo de duração, levou-se em consideração o horário inicial em que
os CCM apresentaram área e excentricidade definidas conforme as normas citadas acima.
Sendo também calculados horários de extensão máxima e duração dos ciclos de vida para todos
os casos analisados.
3.6
Análise de direção e trajetórias
Para o cálculo das trajetórias dos sistemas foi feito utilizando o algoritmo de análise
automática a partir da posição do núcleo dos CCM referentes à cada horário (do primeiro ao
último de cada imagem durante o tempo de duração) em que cada sistema foi detectado. As
coordenadas referentes ao posicionamento do núcleo durante o período de extensão foram
marcadas pelo algoritmo para cada intervalo de tempo das imagens de entrada. Desta forma,
foram obtidos os dados da direção do deslocamento (Figura 12a) para todos os casos
identificados, e após esta etapa as imagens foram tratadas no software QGIS para melhor
detalhamento (Figura 12b).
33
Figura 12 – a) Imagem da saída final da trajetória de um CCM ao longo do ciclo de vida, calculada
através do algoritmo; b) Imagem configurada no QGIS para melhor detalhamento.
a)
b)
Fonte: Autor, 2018.
3.7
Dados de Reanálise
O Projeto Reanálise NCEP/NCAR é um projeto conjunto entre o National Centers for
Environmental Prediction (NCEP) e do National Center for Atmospheric Research (NCAR).
Os dados de reanálise II do NCEP-DO consistem em uma versão melhorada do modelo
NCEP/NCAR, corrigindo erros e parametrizações atualizadas de processos físicos. O NCEP
utiliza um sistema de análise e previsão a qual realiza a assimilação de dados processando
informações desde 1979 até o presente, que estão disponíveis através do link:
(http://www.esrl.noaa.gov). Estes dados possuem resolução de 2,5º de latitude por 2,5º de
longitude (correspondendo a uma distância de grade de aproximadamente 275km) e são
fornecidos quatro vezes ao dia em formato diário nos horários sinóticos de 00, 06, 12 e 18 UTC.
3.8
Campos sinóticos horizontais
Através do software Grid Analysis and Display System (GrADS), os dados de reanálise
II foram utilizados para confeccionar campos horizontais de diferentes variáveis meteorológicas
para um estudo mais detalhado dos CCM e dos processos sinóticos locais (Figura 13). Os
campos horizontais de linhas de corrente (m·s−1) para os níveis de 925, 850, 700, 500, 400,
300hPa, Advecção de temperatura (K/dia) em 925hPa, Divergência (s−1) em 200hPa e Pressão
à nível do mar (hPa) foram plotados entre as latitudes 5° Norte e 35° Sul e longitudes 10° a 55°
34
Oeste. Estas coordenadas foram definidas devido ao fato de abranger toda região de estudo,
incluindo parte do Oceano Atlântico e o Sul do Brasil, e possibilitou verificar a influência de
sistemas de grande escala provenientes destas regiões.
Figura 13 – a) Campo de pressão à nível do mar para o dia 10/05/2014; b) Linhas de corrente em
925hPa para o dia 04/11/2013; c) Divergência em 200hPa para o dia 12/05/2014; d)
Advecção de temperatura em 925hPa para o dia 02/03/2015.
a)
b)
c)
d)
Fonte: NCEP; Autor, 2018.
3.9
Análise de precipitação
Foram utilizados dados diários de precipitação de estações automáticas e convencionais
disponíveis no Banco de Dados Meteorológicos para Ensino e Pesquisa (BDMEP) da rede de
35
estações do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET). Os dados foram gerados para cada
dia de ocorrência dos CCM nas estações que se encontravam sob a área de influência dos
sistemas. As estações disponíveis para coleta destes dados são apresentadas na Figura 14.
Figura 14 – Postos pluviométricos da série histórica de dados do INMET na região de estudo.
Fonte: INMET.
36
4
RESULTADOS E DISCUSSÕES
4.1
Ocorrências de CCM no NEB
De acordo com a análise das imagens do satélite METEOSAT e informações de estudos
anteriores realizados por Lyra (2016), foram constatados 57 casos de CCM na região de estudo
entre 2008 e 2015, conforme apresentado na Tabela 3.
Tabela 3 – Datas de ocorrência dos CCM no Nordeste brasileiro entre 2008 e 2015.
Evento
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Data
18/01/2008
29/02/2008
15/03/2008
18/03/2008
19/03/2008
25/03/2008
26/03/2008
29/03/2008
30/03/2008
06/05/2008
09/05/2008
02/12/2008
22/02/2009
02/04/2009
14/04/2009
29/04/2009
10/05/2009
11/05/2009
21/05/2009
Evento
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
Data
24/01/2010
01/02/2010
07/03/2010
22/03/2010
25/03/2010
08/04/2010
08/05/2010
28/11/2010
09/12/2010
15/12/2010
08/01/2011
24/01/2011
24/02/2011
24/04/2011
24/01/2012
15/02/2012
17/02/2012
18/02/2012
17/04/2012
Evento
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
Data
01/11/2012
30/11/2012
15/01/2013
19/01/2013
20/04/2013
03/11/2013
11/11/2013
27/11/2013
23/02/2014
14/03/2014
28/03/2014
31/03/2014
02/04/2014
12/05/2014
02/03/2015
21/03/2015
23/03/2015
24/03/2015
24/04/2015
Fonte: Autor, 2018.
Neste período, o maior número de ocorrências de CCM foi registrado em 2008,
destacando-se 12 casos, o que corresponde à cerca de 21% do total somente neste ano. Nos anos
seguintes este número apresentou uma pequena queda, principalmente em 2011 onde apenas 4
casos foram identificados. De 2012 em diante a frequência de formação permaneceu mais
estável, com um pequeno desvio padrão. Conforme descrito por Lyra et. al (2017), esta variação
no número de ocorrências possui ligação com El Niño Oscilação Sul, e suas configurações
positivas e negativas. A distribuição anual dos CCM dentro do período de estudo pode ser
melhor observada na Figura 15.
37
Figura 15 – Distribuição anual dos CCM entre 2008 e 2015 na região de estudo.
14
Número de casos
12
10
8
6
4
2
0
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
Fonte: Autor, 2018.
4.2
Sazonalidade
Para uma análise mais detalhada, a distribuição de ocorrências dos sistemas foi dividida
de forma sazonal. Esta divisão busca comparar e entender os diferentes processos de formação
durante o ano, sendo dividida de forma mensal e pelas diferentes estações do ano. A frequência
mensal é ilustrada na Figura 16.
Figura 16 – Distribuição mensal dos CCM entre 2008 e 2015 na região de estudo.
18
16
Número de casos
14
12
10
8
6
4
2
0
Jan
Fev
Mar
Abr
Mai
Jun
Jul
Ago
Set
Out
Nov
Dez
Fonte: Autor, 2018.
Os casos analisados desenvolveram-se com maior frequência principalmente no mês de
Março, com 29,8% do total de casos, seguido dos meses de Abril e Fevereiro, com 15,7% e
14% respectivamente. Já entre os meses de Junho e Outubro, nenhum sistema foi identificado.
38
A predominância nestes meses que constituem as estações do Verão e Outono, deve-se à
presença dos sistemas sinóticos que atuam com maior frequência na região durante este período.
O potencial convectivo da ZCIT na região foi bastante característico quando
posicionada mais a Sul, assim como a presença dos ventos alísios e do VCAN, que em conjunto
com outros sistemas aumentam o transporte de umidade, assim como o aumento da temperatura
de superfície, o qual provoca maior instabilidade, favorecendo os movimentos convectivos. Já
outros sistemas presentes durante o Inverno como as Ondas de Leste, apesar de influenciarem
diretamente o regime pluviométrico da costa leste da região, não possuíram influência na
formação destes eventos extremos, o que corrobora os resultados de Silva et. al (2011).
Levando em consideração as estações do ano, a Figura 17 mostra que houve maior
frequência de ocorrências principalmente durante o outono e verão com 42% e 40%,
respectivamente. Durante a primavera apenas 18% dos eventos ocorridos foram identificados,
enquanto no inverno nenhum caso foi verificado durante o período de estudo.
Figura 17 – Distribuição dos CCM de acordo com as estações do ano a) Anualmente; b)
Percentualmente por estação.
7
Número de casos
6
5
18%
0%
4
40%
3
2
42%
1
0
a)
2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
b)
Fonte: Autor, 2018.
4.3
Características físicas
Dados importantes dos CCM como duração, medidas de diâmetros e áreas calculadas
através do algoritmo no GNU Octave são apresentadas nesta seção. Estas informações
encontram-se agrupadas na Tabela 4 e apresentadas com mais detalhes nos subcapítulos a
seguir.
39
Tabela 4 – Características físicas dos CCM identificados durante os oito anos de estudo.
Hora do
Casos
Horário
Horário
Duração
tamanho
Excentricidade
Tamanho
(Início)
(Término)
(Horas)
máximo
18/01/2008
02Z
11Z
09
05Z
0,70
142.207,86
29/02/2008
01Z
08Z
07
03Z
0,92
92.136,29
15/03/2008
00Z
13Z
13
04Z
0,73
132.419,58
18/03/2008
20Z
02Z
06
23Z
0,77
133.607,20
19/03/2008
22Z
06Z
08
03Z
0,80
133.722,13
25/03/2008
00Z
08Z
08
02Z
0,70
50.512,14
26/03/2008
19Z
03Z
08
21Z
0,93
81.026,30
29/03/2008
21Z
03Z
06
23Z
0,92
55.339,24
30/03/2008
19Z
02Z
07
00Z
0,74
76.103,42
06/05/2008
01Z
08Z
07
04Z
0,72
56.660,94
09/05/2008
21Z
04Z
07
01Z
0,73
51.259,19
02/12/2008
16Z
03Z
11
00Z
0,88
233.405,56
22/02/2009
09Z
16Z
07
13Z
0,93
144.602,26
02/04/2009
21Z
03Z
07
23Z
0,71
143.491,26
14/04/2009
03Z
10Z
07
05Z
0,71
84.953,11
29/04/2009
19Z
04Z
09
00Z
0,80
50.263,12
10/05/2009
10Z
18Z
08
15Z
0,72
124.278,64
11/05/2009
00Z
10Z
10
05Z
0,74
163.336,04
21/05/2009
01Z
07Z
06
03Z
0,73
76.026,80
24/01/2010
02Z
08Z
06
04Z
0,71
212.698,83
01/02/2010
07Z
13Z
06
11Z
0,76
61.315,65
07/03/2010
21Z
06Z
09
03Z
0,92
112.938,79
22/03/2010
04Z
11Z
07
07Z
0,82
51.584,83
25/03/2010
20Z
09Z
13
23Z
0,70
130.427,44
08/04/2010
00Z
15Z
15
05Z
0,79
262.368,15
08/05/2010
00Z
08Z
08
04Z
0,72
150.502,05
28/11/2010
10Z
18Z
08
15Z
0,74
112.019,34
09/12/2010
23Z
06Z
07
00Z
0,72
149.659,22
15/12/2010
00Z
14Z
14
09Z
0,72
101.752,18
08/01/2011
00Z
10Z
10
05Z
0,75
206.588,34
24/01/2011
18Z
02Z
06
00Z
0,82
50.052,41
24/02/2011
03Z
12Z
09
07Z
0,86
114.375,42
24/04/2011
22Z
10Z
12
06Z
0,83
104.491,36
24/01/2012
00Z
10Z
10
04Z
0,72
133.722,13
15/02/2012
20Z
03Z
07
23Z
0,77
163.719,10
máximo (Km²)
40
17/02/2012
01Z
11Z
10
04Z
0,85
122.382,28
18/02/2012
19Z
03Z
08
21Z
0,75
123.320,88
17/04/2012
00Z
11Z
11
02Z
0,88
53.998,38
01/11/2012
11Z
21Z
10
18Z
0,80
108.858,74
30/11/2012
00Z
07Z
07
03Z
0,90
210.476,83
15/01/2013
03Z
14Z
11
10Z
0,70
427.926,15
19/01/2013
23Z
06Z
07
00Z
0,94
55.243,46
20/04/2013
00Z
09Z
09
05Z
0,71
160.941,60
03/11/2013
15Z
21Z
06
18Z
0,90
125.983,45
11/11/2013
03Z
13Z
10
06Z
0,73
158.374,81
27/11/2013
00Z
06Z
06
02Z
0,90
79.493,89
23/02/2014
12Z
18Z
06
14Z
0,88
53.308,79
14/03/2014
02Z
13Z
11
06Z
0,73
138.491,76
28/03/2014
03Z
09Z
06
06Z
0,80
52.810,76
31/03/2014
23Z
06Z
07
04Z
0,87
95.201,11
02/04/2014
22Z
05Z
07
01Z
0,71
186.437,12
12/05/2014
06Z
14Z
08
08Z
0,80
56.795,03
02/03/2015
03Z
11Z
08
07Z
0,95
110.142,13
21/03/2015
02Z
08Z
06
06Z
0,83
121.980,02
23/03/2015
06Z
13Z
07
12Z
0,78
109.069,45
24/03/2015
02Z
10Z
08
06Z
0,96
109.184,38
24/04/2015
00Z
06Z
06
04Z
0,81
57.465,46
Médias
---
---
08
---
0,79
120.215,07
Fonte: Autor, 2018.
4.3.1 Horários de formação e extensão máxima dos CCM
A Figura 18 exibe detalhadamente os horários onde os CCM apresentaram suas
primeiras características de formação, em seu estágio de gênese. É possível observar que na
região tropical estas primeiras explosões não ocorrem exclusivamente durante a noite,
conforme os sistemas extratropicais. Apesar disso, foi notório o número de casos formados
durante este período, principalmente entre 00 - 03 UTC, correspondendo no horário local do
NEB, por 21 - 00 horas. Os CCM formados neste intervalo de tempo equivalem a 49,1% do
total observado, sendo o maior pico de formação às 00UTC. Outra grande parte dos casos
começaram a se desenvolver após as 19UTC, mantendo uma média entre 3 a 4 casos durante
cada hora até as 23UTC. Outros 11 sistemas (19,2%) iniciaram-se entre as 04 e 18 UTC,
havendo um pequeno pico entre o fim da madrugada e início da manhã.
41
Figura 18 – Horários de início da formação dos CCM analisados.
14
Número de casos
12
10
8
6
4
2
0
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
Horário (UTC)
Fonte: Autor, 2018.
Com relação aos horários de extensão máxima dos CCM (Figura 19), estes valores
possuíram maior distribuição comparando-se com o momento de início da formação. Os
sistemas formaram-se com maior frequência entre 00 e 03 UTC, como visto acima, e atingem
sua extensão máxima ainda durante o final da noite e início da manhã, entre as 23 e 07 UTC,
principalmente às 04 UTC. E poucos casos atingiram o valor máximo de área entre o início e
fim do período da tarde. Em média, os CCM em estudo demoraram cerca de 4 horas para
elevarem-se da gênese até o tamanho máximo, registrando-se casos com crescimento explosivo
de apenas 1 hora, e outros com intervalo de 9 horas.
Figura 19 - Horários em que os CCM alcançaram a área de extensão máxima.
9
8
Número de casos
7
6
5
4
3
2
1
0
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
Horário (UTC)
Fonte: Autor, 2018.
42
4.3.2 Tempo de duração
Foi possível observar que grande parte dos CCM (mais de 50%) apresentaram duração
entre 6 e 8 horas (Figura 20), havendo registro de casos com até 15 horas de duração. Estes que
atingiram tempo de duração mais elevados (os quais ultrapassam das 10 horas) não possuem
um período específico de formação, e variaram entre os meses de Dezembro e Abril. Em média,
estes casos possuem cerca de 8 horas de duração, valor um pouco mais reduzido em comparação
aos sistemas da América do Norte, estes que possuem 12 horas de duração aproximadamente,
conforme Maddox (1980).
Figura 20 – Tempo de duração do ciclo de vida total dos CCM.
16
14
Número de casos
12
10
8
6
4
2
0
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Duração (Horas)
Fonte: Autor, 2018.
4.3.3 Áreas
Para melhor compreensão, os dados de área dos CCM (sétima coluna da Tabela 3) foram
agrupados e são apresentados abaixo na Figura 21.
Os eventos analisados possuem em média cerca de 120.000km², com maiores
ocorrências principalmente entre 50.000 e 150.000km², sem um período do ano em destaque.
Ou seja, esses casos com áreas de extensão mais elevadas não possuem meses específicos para
ocorrer, podendo variar entre todos os meses em que há ocorrência de CCM na região.
43
Figura 21 – Áreas de extensão máxima dos CCM em análise
16
14
Número de casos
12
10
8
6
4
2
0
50-75
75-100
100-125
125-150
150-175
175-200
200-225
>225
Área (*10³ Km²)
Fonte: Autor, 2018.
Entre os 57 CCM identificados, 47 formaram-se sobre o continente, enquanto o restante
dos casos desenvolveu-se sobre o oceano. Esta distribuição é similar a descrita por Velasco e
Fritsch (1987) em seu estudo na América do Sul e Laing e Fritsch (1997) na região do continente
africano. Sobre o oceano 70% dos casos apresentaram área maior que 100.000km², entre eles
destacou-se o fenômeno que atingiu um valor aproximado de 262.300km², o qual foi o segundo
maior registrado entre esses anos. As localizações dos núcleos de cada CCM ao atingir a área
de extensão máxima divididas a cada 25.000km² são apresentadas na Figura 22.
Figura 22 – Localizações dos centros dos CCM conforme suas áreas de extensão máxima
44
Fonte: Autor, 2018.
4.4
Sistemas sinóticos associados à formação dos CCM
4.4.1 Ocorrências
Através da análise em conjunto entre os campos de linhas de corrente, pressão a nível
do mar e imagens de satélite, foi possível identificar e estudar os sistemas de escalas sinótica
que influenciaram durante todo o processo de formação dos CCM. Ao todo, foram obtidos seis
45
padrões de formação, corroborando ao estudo realizado por Milhahn et al. (2012) na região. Os
seguintes sistemas foram observados: Zona de Convergência Intertropical (ZCIT), Extremidade
Frontal (EF), Vórtice Ciclônico de Altos Níveis (VCAN), Alísios, centros de circulações
ciclônicas em baixos níveis, classificado como Circulação Ciclônica (C. Cicl.) e Perturbações
Ondulatórias dos ventos Alísios (POAs), conforme observado na Tabela 5.
Tabela 5 – Principais sistemas sinóticos associados a formação dos CCM.
Data
Sistema
Data
Sistema
Data
Sistema
18/01/2008
ZCIT
24/01/2010
VCAN
01/11/2012
C. Cicl.
29/02/2008
EF
01/02/2010
VCAN
30/11/2012
VCAN
15/03/2008
EF
07/03/2010
EF
15/01/2013
ZCIT
18/03/2008
ZCIT
22/03/2010
ZCIT
19/01/2013
VCAN
19/03/2008
ZCIT
25/03/2010
VCAN
20/04/2013
ZCIT
25/03/2008
ZCIT
08/04/2010
EF
03/11/2013
VCAN
26/03/2008
ZCIT
08/05/2010
EF
11/11/2013
C. Cicl.
29/03/2008
EF
28/11/2010
Alísios
27/11/2013
C. Cicl.
30/03/2008
EF
09/12/2010
EF
23/02/2014
VCAN
06/05/2008
ZCIT
15/12/2010
VCAN
14/03/2014
VCAN
09/05/2008
Alísios
08/01/2011
ZCIT
28/03/2014
ZCIT
02/12/2008
EF
24/01/2011
ZCIT
31/03/2014
ZCIT
22/02/2009
VCAN
24/02/2011
C. Cicl.
02/04/2014
ZCIT
02/04/2009
EF
24/04/2011
POAs
12/05/2014
ZCIT
14/04/2009
ZCIT
24/01/2012
Alísios
02/03/2015
ZCIT
29/04/2009
ZCIT
15/02/2012
VCAN
21/03/2015
ZCIT
10/05/2009
Alísios
17/02/2012
POAs
23/03/2015
POAs
11/05/2009
Alísios
18/02/2012
ZCIT
24/03/2015
ZCIT
21/05/2009
EF
17/04/2012
C. Cicl.
24/04/2015
ZCIT
Fonte: Autor, 2018.
Abaixo são representados os parâmetros de observação de cada sistema através dos
dados de reanálise e imagens de satélite. Os círculos destacados em vermelho nas imagens das
linhas de corrente representam o núcleo dos CCM.
O padrão para os CCM ligados à ZCIT consiste na localização relativa do seu núcleo
quando se posicionaram no centro ou próximo à confluência dos ventos alísios de ambos os
46
hemisférios (Figura 23). A linha pontilhada em vermelho aponta a zona onde há a convergência
no campo das linhas de corrente.
Figura 23 – a) Campo de linhas de corrente em 1000hPa; b) Imagem do satélite METEOSAT no
canal Infravermelho Realçado, ambas para o dia 02/03/2015 às 05UTC.
a)
b)
Fonte: Autor, 2018.
A influência das periferias frontais foi estabelecida a partir da posição do eixo do cavado
do ciclone baroclínico e a convecção que se desloca ao longo do mesmo. Como exemplo temse a Figura 24a que apresenta o eixo de um cavado frontal no Sul da Bahia.
Figura 24 – a) Campo de linhas de corrente em 925hPa; b) Imagem do satélite METEOSAT no
canal Infravermelho Realçado, ambas para o dia 08/04/2010 às 04UTC.
a)
Fonte: Autor, 2018.
b)
47
O padrão do VCAN (Figura 25) foi definido nas ocorrências em que os CCM se
localizavam na periferia do vórtice, que é responsável pela ascendência do ar.
Figura 25 - a) Campo de linhas de corrente em 300hPa; b) Imagem do satélite METEOSAT no
canal Infravermelho Realçado, ambas para o dia 03/11/2013 às 17UTC.
a)
b)
Fonte: Autor, 2018.
A ligação da formação dos CCM com os ventos alísios aconteceu exclusivamente na
costa leste do NEB (Figura 26), devido ao aumento de umidade e fortalecimento dos ventos por
conta da alta subtropical.
Figura 26 - a) Campo de linhas de corrente em 925hPa; b) Imagem do satélite METEOSAT no
canal Infravermelho Realçado, ambas para o dia 11/05/2009 às 00UTC.
a)
Fonte: Autor, 2018.
b)
48
A conexão das POAs foi determinada pela presença de um cavado nos ventos alísios e
que provoca movimentos ascendentes ao longo do seu eixo (Figura 27).
Figura 27 - a) Campo de linhas de corrente em 850hPa; b) Imagem do satélite METEOSAT no
canal Infravermelho Realçado, ambas para o dia 23/03/2013 às 10UTC.
a)
b)
Fonte: Autor, 2018.
Este padrão foi determinado devido os CCM posicionarem-se sobre centros de baixa
pressão vistos no campo de PNM. Nas linhas de corrente (Figura 28) a forte convergência nesse
setor era bastante característica.
Figura 28 - a) Campo de linhas de corrente em 1000hPa; b) Imagem do satélite METEOSAT no
canal Infravermelho Realçado, ambas para o dia 11/11/2013 às 08UTC.
a)
Fonte: Autor, 2018.
b)
49
4.4.2 Frequências
A distribuição de frequência percentual de ocorrência dos sistemas associados à
formação dos CCM é apresentada na Figura 29.
Figura 29 – Frequência dos sistemas sinóticos associados à formação dos CCM em estudo.
25
Número de casos
20
15
10
5
0
ZCIT
EF
VCAN
Alísios
Circ. C.
POAs
Fonte: Autor, 2018.
Observa-se majoritariamente a presença da ZCIT, com maior percentual de ocorrência,
identificada em 38,5% dos casos. Extremidade frontal e VCAN apresentaram mesmo valor de
ocorrência, com 19,3%. Assim como os Alísios e Circulação Ciclônica, com 8,8% cada, e as
POAs, com menor presença, 5,3%.
4.4.3 Sazonalidade dos sistemas
Para melhor compreensão do período de atuação destes sistemas sobre os CCM, estes
dados foram divididos conforme sua distribuição mensal de ocorrência. Na Figura 30 são
apresentados os sistemas sinóticos para os meses de ocorrência dos eventos, havendo ausência
entre Junho e Outubro, meses em que nenhum CCM foi identificado.
50
Figura 30 – Distribuição mensal dos sistemas sinóticos ligados ao desenvolvimento dos CCM entre
Número de casos
2008 e 2015.
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
JAN
FEV
ZCIT
EF
MAR
ABR
MAI
VCAN
Alísios
Circ. C
NOV
DEZ
POAs
Fonte: Autor, 2018.
Conforme citado no capítulo 2, entre Janeiro e Abril a ZCIT posiciona-se mais ao Sul
da linha do Equador, podendo atingir 4ºS de latitude (MOLION e BERNARDO, 2002). Esta
migração está diretamente ligada à sua associação com a formação dos CCM, principalmente
nos meses de Março e Abril, que correspondem a cerca de 68% dos casos relacionados a mesma.
Os meses de Janeiro, Fevereiro e Maio, mesmo não apresentando frequência elevada, pode-se
observar pouca atuação deste sistema. Enquanto para os outros meses do ano, nenhum caso
associado a ZCIT foi identificado.
Apesar da maior elevação dos gradientes de temperatura durante o inverno da região,
nenhuma Extremidade Frontal associada foi localizada. Sua maior concentração ocorreu nos
primeiros meses do ano (Fevereiro à Abril) e em Dezembro. A maior incidência foi observada
em Março com 36,4% do total deste sistema.
A presença do VCAN foi confirmada para todos os meses em que foram registrados
casos de CCM, com exceção de Abril. O maior destaque do sistema ocorreu entre Novembro e
Março, principalmente em Fevereiro (27,3%), onde os quais adentram o NEB com maior
frequência, conforme descrito por Gan e Kousky (1986).
A ocorrência das POAs foi de um caso por mês, entre Fevereiro e Abril. Já o padrão
Alísios e a Circulação Ciclônica apresentaram maior variação mensal, se estendendo de Janeiro
a Novembro, mostrando que não há um padrão de ocorrência em relação aos sistemas
anteriores.
51
4.5
Trajetórias
Em alguns locais ao redor do mundo onde há a ocorrência de CCM, existem padrões de
deslocamento influenciados por um determinado sistema local. Assim como no Sul da América
do Sul, onde a atuação da corrente de jato subtropical tem ligação direta às trajetórias
(FIGUEIREDO e SCOLAR, 1996). E também no sul do continente africano, com a presença
de fortes ventos de Oeste de médios níveis (BLAMEY e REASON, 2011). Apesar da menor
frequência em relação às localizações citadas acima, os CCM formados no Nordeste brasileiro
(Figura 31) possuem uma maior complexidade quanto suas trajetórias de deslocamento. Os
pontos marcados em “X” entre as imagens 31 e 40 correspondem à posição final do núcleo dos
CCM durante seus respectivos períodos de extensão
Figura 31 – Localizações dos 57 casos de CCM identificados no NEB durante o período de estudo
e suas respectivas trajetórias.
Fonte: Autor, 2018.
Abaixo, a análise das trajetórias dos sistemas foi dividida em subseções, com local de
início de formação dos CCM e para onde se deslocaram ao longo do ciclo. Esta divisão
compreende o detalhamento dos casos de forma anual, mensal, em três diferentes sub-regiões
do Nordeste as quais os núcleos começaram a se desenvolver levando em consideração o relevo
e pelos sistemas sinóticos associados à formação.
52
4.5.1 Divisão Anual
Entre os oito anos analisados, notou-se a diversidade da distribuição de localidades onde
os CCM se desenvolveram e espalharam-se (Figura 32). Estas variações interanuais estão
relacionadas aos movimentos de escala sinótica na região, que por sua vez podem ter influência
de fenômenos de escalas maiores como as fases distintas do ENOS e o Dipolo do Atlântico.
Assim como a variação gravitacional lunar e o efeito das marés, para os CCM mais próximos à
costa litorânea. Tem-se como exemplo os eventos que se formaram no setor Sul do NEB, os
quais só são observados com maior frequência durante os três primeiros anos de análise. Já os
casos desenvolvidos após o ano de 2010 concentram-se principalmente no setor Norte. Com
relação as trajetórias, não se constatou um padrão de deslocamento para cada um dos anos,
havendo espalhamento distintos para direções variadas e praticamente opostas. Apenas nos
anos de 2012 e 2015 são vistas dispersões para Leste e pontos adjacentes, como Noroeste e
Sudeste.
Figura 32 – Localizações e trajetórias dos CCM divididas anualmente entre 2008 e 2015.
53
Fonte: Autor, 2018.
4.5.2 Divisão mensal
Mensalmente, as distribuições dos pontos de formação e das trajetórias foram melhores
definidas em comparação à classificação interanual (Figura 33). Conforme citado
anteriormente, no mês de Março foi registrado o maior número de ocorrências dentro do período
em análise, e apesar disto, o fator de espalhamento distinto dos CCM não é tão característico.
Grande parte dos casos deslocaram-se para Oeste em setores mais próximos principalmente na
região central do NEB, enquanto outros dois apresentaram trajetória Oeste, Norte e Sul cada.
Geograficamente, os eventos foram bem distribuídos em todos os meses, apenas destacou-se a
ausência de casos no Maranhão nos meses de Fevereiro, Maio e Dezembro.
54
Figura 33 – Localizações e trajetórias dividas entre todos os meses de ocorrência.
Fonte: Autor, 2018.
4.5.3 Divisão entre diferentes regiões
Além da elevada quantidade de sistemas atuantes sobre a região, o NEB possui uma
vasta área de extensão territorial. Desta forma, os sistemas sinóticos atuaram preferencialmente
em diferentes setores, consequentemente diversificando o escoamento de ar e moldando
características distintas no deslocamento dos CCM. Estes setores foram divididos como:
Região N1, compreendida por Bahia e Sergipe (Figuras 34a e 34b); Região N2, com estados de
Alagoas, Pernambuco, Paraíba e Rio Grande do Norte (Figuras 34c e 34d); e Região N3,
constituída por Ceará, Piauí e Maranhão (Figuras 34e e 34f).
55
Figura 34 – Mapas relativos aos deslocamentos em N1 a), N2 c) e N3 e); Mapas topográficos e
trajetórias dos CCM formados em N1 b), N2 d) e N3 f).
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Fonte: Autor, 2018.
Na região N1 não houve um padrão na direção das trajetórias, porém pôde-se destacar
a elevada quantidade de casos formados sobre o oceano. Também é importante frisar que os
56
CCM formados sobre à Bahia desenvolveram-se relativamente próximos à costa, e que não
atravessaram a região montanhosa da chapada diamantina. O mesmo se refere à região N2, em
que os CCM que se desenvolveram próximo à costa se dissipam em trajetória contrária aos que
se formaram no Sertão nordestino, principalmente em 40º Oeste. Já na região N3 a grande
influência orográfica devido ao efeito do relevo na região da Serra Grande no estado do Piauí
que eleva a convecção, e também consequentemente determina um padrão nas trajetórias deste
setor. Além da influência topográfica, houve a ação do fluxo de vento principalmente nos
primeiros meses do ano. Destaca-se também que em todas as três regiões os CCM se
desenvolveram a barlavento das montanhas.
4.5.4 Sistemas
Os CCM ligados à ZCIT concentram-se principalmente na faixa que se estende entre 9º
- 2º Sul. Foram observadas duas regiões longitudinais onde os sistemas se desenvolvem, na
região semiárida entre os estados do Rio Grande do Norte e Pernambuco, e no estado do Piauí.
As trajetórias apresentadas na Figura 35 mostram a atuação da ZCIT não só durante a formação,
mas também no desenvolvimento, com o escoamento característico de Leste para Oeste tanto
nas horas iniciais quanto finais.
Figura 35 - a) Trajetórias dos CCM associados à ZCIT; b) Direções de deslocamento.
Número de ocorrências
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
N
NE
L
SE
Desenvolvimento
a)
S
SO
O
NO
Dissipação
b)
Fonte: Autor, 2018.
Em relação à periferia frontal (Figura 36), apenas dois casos formados no Sul da Bahia
e outros dois próximos à Alagoas apresentaram deslocamentos que seguem o escoamento do
sistema de escala sinótica. Sendo este o que mais apresentou variação nas trajetórias dos CCM
interligados, variando principalmente dos primeiros aos últimos estágios.
57
Figura 36 - a) Trajetórias dos CCM associados à EF; b) Direções de deslocamento.
Número de ocorrências
4
3
2
1
0
N
NE
L
SE
S
Desenvolvimento
a)
SO
O
NO
Dissipação
b)
Fonte: Autor, 2018.
As trajetórias dos CCM ligados ao VCAN (Figura 37) apresentaram a maior variação
entre todos os sistemas estudados. Isto ocorre por conta destes vórtices subtropicais não
apresentarem deslocamento padrão. Os casos formados entre o Piauí e Maranhão configuraramse no VCAN clássico, onde somente dois deles deslocaram-se paralelos ao escoamento horário
do vórtice. Já os casos formados na costa leste do NEB sofreram influência do VCAN formado
mais à leste, este que segundo Fedorova (2008) ocorre devido a intensificação da ZCAS e da
Alta da Bolívia.
Figura 37 - a) Trajetórias dos CCM associados ao VCAN; b) Direções de deslocamento.
Número de ocorrências
4
3
2
1
0
N
NE
L
SE
Desenvolvimento
a)
S
SO
O
NO
Dissipação
b)
Fonte: Autor, 2018.
Quatro dos cinco eventos com formação influenciada pelos ventos alísios (Figura 38)
apresentaram deslocamento para Oeste durante as últimas horas, enquanto nas primeiras horas
58
houveram espalhamentos distintos. Apenas um caso, este formado sobre o Oceano, mostrou
características completamente opostas ao demais, com trajetórias variando para Leste e Sul.
Figura 38 - a) Trajetórias dos CCM associados aos Alísios; b) Direções de deslocamento.
Número de ocorrências
4
3
2
1
0
N
NE
L
SE
S
Desenvolvimento
a)
SO
O
NO
Dissipação
b)
Fonte: Autor, 2018.
Cada um dos três eventos associados às POAS (Figura 39) se dissiparam com
características completamente opostas e em setores distintos do NEB. Apontando uma maior
complexidade na previsão do curso destes CCM.
Figura 39 - a) Trajetórias dos CCM associados às POAs; b) Direções de deslocamento.
Número de ocorrências
1
0
N
NE
L
SE
Desenvolvimento
a)
S
SO
O
NO
Dissipação
b)
Fonte: Autor, 2018.
Similar às trajetórias dos CCM impulsionados pela ZCIT, os que sofreram influência da
circulação ciclônica (Figura 40) também se deslocaram para Oeste, principalmente durante o
estágio de dissipação. Nas primeiras horas houve variações de Sul a Noroeste. Também vale
59
ressaltar a distância percorrida de todos os cinco casos, o que não ocorreu percentualmente nos
outros sistemas sinóticos.
Figura 40 - a) Trajetórias dos CCM associados à circulação ciclônica; b) Direções de
deslocamento.
Número de ocorrências
5
4
3
2
1
0
N
NE
L
SE
Desenvolvimento
a)
S
SO
O
NO
Dissipação
b)
Fonte: Autor, 2018.
4.6 Trajetórias em relação às linhas de corrente
As trajetórias de deslocamento dos CCM obtidas através do algoritmo GNU Octave
foram comparadas às direções dos campos de linhas de corrente de baixos à altos níveis da
atmosfera, buscando analisar o comportamento dos sistemas de escala sinótica presentes
durante a formação. Esta análise foi feita para dois instantes, o primeiro nas horas iniciais do
ciclo de vida, e a segunda para os momentos finais, onde os CCM começaram a perder sua
força.
4.6.1 Desenvolvimento
Durante esta seção da análise, os primeiros instantes da formação dos CCM foram
denominados como “Desenvolvimento”, este que integra a transição entre as fases de gênese e
desenvolvimento máximo. Abaixo, na Tabela 6, os dados das linhas de corrente para todos os
seis níveis predeterminados e do deslocamento real do CCM são apresentados detalhadamente.
60
Tabela 6 - Trajetórias reais e comportamento das linhas de corrente nas horas iniciais do
desenvolvimento dos CCM.
Direções
Direção
(Desenvolvimento)
Linhas de Corrente
Data
Sistema
CCM 925hPa 850hPa 700hPa 500hPa 400hPa 300hPa
18/01/2008
ZCIT
O
O
O
O
S
SE
L
18/03/2008
ZCIT
SO
O
O
O
SO
S
S
19/03/2008
ZCIT
N
O
NO
NO
O
NO
O
25/03/2008
ZCIT
SO
O
O
NO
O
O
NO
26/03/2008
ZCIT
S
O
NO
NO
SO
S
O
06/05/2008
ZCIT
NO
NO
NO
O
NO
O
N
14/04/2009
ZCIT
SO
O
O
O
SO
O
O
29/04/2009
ZCIT
S
N
N
O
O
SO
S
22/03/2010
ZCIT
SO
SO
O
SO
NO
N
N
08/01/2011
ZCIT
NO
SO
O
O
S
O
S
24/01/2011
ZCIT
NO
O
O
NO
NO
S
S
18/02/2012
ZCIT
S
O
O
O
SO
S
S
15/01/2013
ZCIT
NO
NO
N
SO
L
L
NE
20/04/2013
ZCIT
O
O
O
NO
NO
O
NO
28/03/2014
ZCIT
O
S
NO
NO
NO
O
O
31/03/2014
ZCIT
NO
NO
NO
NO
L
O
NO
02/04/2014
ZCIT
O
SO
O
O
SO
O
NO
12/05/2014
ZCIT
NO
O
NO
NO
NO
O
NO
02/03/2015
ZCIT
O
O
O
NO
SO
SO
S
21/03/2015
ZCIT
SO
O
O
SO
O
N
L
24/03/2015
ZCIT
O
SO
O
O
O
O
O
24/04/2015
ZCIT
O
O
O
O
O
O
O
29/02/2008
EF
O
O
L
L
S
NE
NE
15/03/2008
EF
O
S
SE
O
O
O
O
29/03/2008
EF
SE
O
O
O
S
S
L
30/03/2008
EF
NO
O
O
O
S
SE
SE
02/12/2008
EF
O
S
L
L
L
S
NE
02/04/2009
EF
NO
S
S
O
O
O
NO
61
21/05/2009
EF
L
NO
N
O
NE
S
SE
07/03/2010
EF
L
S
S
SE
SE
SE
SE
08/04/2010
EF
L
NE
L
L
L
L
L
08/05/2010
EF
N
NO
NO
NO
O
O
SO
09/12/2010
EF
NO
S
SE
L
L
NE
N
22/02/2009
VCAN
S
O
O
N
N
N
NE
24/01/2010
VCAN
O
SO
O
NO
NE
NE
N
01/02/2010
VCAN
L
SO
O
O
SE
SE
SE
25/03/2010
VCAN
NE
O
NO
NO
O
L
NE
15/12/2010
VCAN
N
O
NO
N
N
N
NE
15/02/2012
VCAN
S
O
O
O
S
NE
NE
30/11/2012
VCAN
NO
SO
SO
NO
NO
O
N
19/01/2013
VCAN
L
SO
SO
SO
NE
NE
NE
03/11/2013
VCAN
S
NO
O
O
NE
NE
NE
23/02/2014
VCAN
SE
NO
NO
NO
O
S
SE
14/03/2014
VCAN
L
NO
O
NO
NO
O
SO
09/05/2008
Alísios
NE
NO
O
NO
NO
N
NE
10/05/2009
Alísios
SE
NO
O
O
O
O
SO
11/05/2009
Alísios
O
O
O
O
SO
O
O
28/11/2010
Alísios
SO
S
S
O
NO
O
NO
24/01/2012
Alísios
N
O
O
O
L
L
L
24/02/2011
C. Ciclônica
NO
SO
SO
O
NO
N
N
17/04/2012
C. Ciclônica
S
O
O
O
SO
S
SO
01/11/2012
C. Ciclônica
SO
SE
S
NO
O
O
O
11/11/2013
C. Ciclônica
SO
S
SO
NO
NO
NE
L
27/11/2013
C. Ciclônica
O
S
SO
O
N
N
NO
24/04/2011
POAs
SE
NO
NO
N
SO
S
SE
17/02/2012
POAs
N
O
NO
O
S
S
NE
23/03/2015
POAs
S
E
L
L
SO
S
SE
Fonte: Autor, 2018.
Para os eventos associados à ZCIT, 14 dos 22 casos influenciados pelo sistema
apresentaram deslocamento semelhante às linhas de corrente em 925 e 850hPa, onde constatou-
62
se claramente maior ação dos fluxos de vento em baixos níveis, correspondendo por 63,6%. Já
para outros 4 casos, as direções das linhas de corrente em médios níveis (700 e 500hPa)
aproximaram-se do real, assim como em altos níveis, em que foram encontrados na mesma
proporção, 18,2% cada.
Nos eventos associados ao VCAN, as linhas de corrente nos níveis de 400 e 300hPa
apresentaram maior relação com as trajetórias calculadas pelo algoritmo, com 63,6%. Outros
16,6% foram observados em médios níveis e 8,3% em baixos níveis. Enquanto no caso do dia
15/12/2010, valores semelhantes em altos e médios níveis foram registrados. Em relação aos
Alísios, trajetórias semelhantes foram encontradas entre 925 e 850hPa em 80% dos casos.
Enquanto a direção dos CCM associados às POAs, houve maior similaridade entre 400 e
300hPa, com frequência de 66,6%.
Em relação a Extremidade Frontal, não houveram níveis com destaque absoluto,
mostrando que não há influência direta como os sistemas citados acima, embora os fluxos entre
400 e 300hPa apresentaram trajetória semelhante à dos CCM em 45,5% dos eventos e 36,4%
em baixos níveis, enquanto outros 18,1% foram registrados entre médios e altos níveis. Assim
como os casos associados à Circulação ciclônica, que entre a média e alta atmosfera, observouse 40% em cada e outros 20% nos níveis mais próximos à superfície.
4.6.2 Dissipação
A segunda parte da análise concentra-se nas horas finais do período de vida dos CCM,
que se estende da extensão do tamanho máximo à dissipação (Tabela 7).
Tabela 7 - Trajetórias reais e comportamento das linhas de corrente nas horas finais do
desenvolvimento dos CCM.
Direções
Direção
(Desenvolvimento)
Linhas de Corrente
Data
Sistema
CCM 925hPa 850hPa 700hPa 500hPa 400hPa 300hPa
18/01/2008
ZCIT
O
O
O
O
S
SE
L
18/03/2008
ZCIT
SO
O
O
O
SO
S
S
19/03/2008
ZCIT
N
O
NO
NO
O
NO
O
25/03/2008
ZCIT
SO
O
O
NO
O
O
NO
26/03/2008
ZCIT
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O
NO
NO
SO
S
O
06/05/2008
ZCIT
NO
NO
NO
O
NO
O
N
14/04/2009
ZCIT
SO
O
O
O
SO
O
O
63
29/04/2009
ZCIT
S
N
N
O
O
SO
S
22/03/2010
ZCIT
SO
SO
O
SO
NO
N
N
08/01/2011
ZCIT
NO
SO
O
O
S
O
S
24/01/2011
ZCIT
NO
O
O
NO
NO
S
S
18/02/2012
ZCIT
S
O
O
O
SO
S
S
15/01/2013
ZCIT
NO
NO
N
SO
L
L
NE
20/04/2013
ZCIT
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O
O
NO
NO
O
NO
28/03/2014
ZCIT
O
S
NO
NO
NO
O
O
31/03/2014
ZCIT
NO
NO
NO
NO
L
O
NO
02/04/2014
ZCIT
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SO
O
O
SO
O
NO
12/05/2014
ZCIT
NO
O
NO
NO
NO
O
NO
02/03/2015
ZCIT
O
O
O
NO
SO
SO
S
21/03/2015
ZCIT
SO
O
O
SO
O
N
L
24/03/2015
ZCIT
O
SO
O
O
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O
O
24/04/2015
ZCIT
O
O
O
O
O
O
O
29/02/2008
EF
O
O
L
L
S
NE
NE
15/03/2008
EF
O
S
SE
O
O
O
O
29/03/2008
EF
SE
O
O
O
S
S
L
30/03/2008
EF
NO
O
O
O
S
SE
SE
02/12/2008
EF
O
S
L
L
L
S
NE
02/04/2009
EF
NO
S
S
O
O
O
NO
21/05/2009
EF
L
NO
N
O
NE
S
SE
07/03/2010
EF
L
S
S
SE
SE
SE
SE
08/04/2010
EF
L
NE
L
L
L
L
L
08/05/2010
EF
N
NO
NO
NO
O
O
SO
09/12/2010
EF
NO
S
SE
L
L
NE
N
22/02/2009
VCAN
S
O
O
N
N
N
NE
24/01/2010
VCAN
O
SO
O
NO
NE
NE
N
01/02/2010
VCAN
L
SO
O
O
SE
SE
SE
25/03/2010
VCAN
NE
O
NO
NO
O
L
NE
15/12/2010
VCAN
N
O
NO
N
N
N
NE
15/02/2012
VCAN
S
O
O
O
S
NE
NE
30/11/2012
VCAN
NO
SO
SO
NO
NO
O
N
64
19/01/2013
VCAN
L
SO
SO
SO
NE
NE
NE
03/11/2013
VCAN
S
NO
O
O
NE
NE
NE
23/02/2014
VCAN
SE
NO
NO
NO
O
S
SE
14/03/2014
VCAN
L
NO
O
NO
NO
O
SO
09/05/2008
Alísios
NE
NO
O
NO
NO
N
NE
10/05/2009
Alísios
SE
NO
O
O
O
O
SO
11/05/2009
Alísios
O
O
O
O
SO
O
O
28/11/2010
Alísios
SO
S
S
O
NO
O
NO
24/01/2012
Alísios
N
O
O
O
L
L
L
24/02/2011
C. Ciclônica
NO
SO
SO
O
NO
N
N
17/04/2012
C. Ciclônica
S
O
O
O
SO
S
SO
01/11/2012
C. Ciclônica
SO
SE
S
NO
O
O
O
11/11/2013
C. Ciclônica
SO
S
SO
NO
NO
NE
L
27/11/2013
C. Ciclônica
O
S
SO
O
N
N
NO
24/04/2011
POAs
SE
NO
NO
N
SO
S
SE
17/02/2012
POAs
N
O
NO
O
S
S
NE
23/03/2015
POAs
S
E
L
L
SO
S
SE
Fonte: Autor, 2018.
Conforme visto anteriormente nas direções durante o desenvolvimento dos CCM, o
predomínio de influência dos ventos na baixa atmosfera para os casos associados à ZCIT
permaneceu. O deslocamento semelhante às linhas de corrente em 925 e 850hPa foi constatado
em 73,3% dos casos, cerca de 10% maior do que nas horas inicias do período de vida. Já em
médios níveis este valor foi reduzido para 13,6%, assim como em altos níveis em que somente
9,1% dos casos seguiram movimentos semelhantes acima de 400hPa.
O mesmo aconteceu para os eventos associados ao VCAN, em que se manteve maior
incidência próxima ao real entre 400 e 300hPa, porém com apenas 54%. Em baixos níveis
houve um aumento em relação aos estágios iniciais, com 27,3%. Enquanto em médios níveis o
valor foi reduzido de 16,6% para 8,3%. E para uma única data, assim como visto no estágio
anterior, um caso com valor semelhante entre 700 e 300hPa foi registrado, porém para uma data
diferente. Em relação aos Alísios, nenhum dos casos manteve deslocamento semelhante às
horas iniciais. Estas trajetórias se assimilaram a níveis superiores, sendo 60% em médios e 40%
em altos níveis, mostrando a baixa influência deste sistema nos instantes finais. Já para os CCM
65
associados às POAs, estas direções permaneceram fixas entre 400 e 300hPa, com frequência de
66,6%.
Quanto a Extremidade Frontal, os fluxos em baixos e altos níveis apresentaram a mesma
proporção de deslocamento (36,4%), onde estes valores se mantiveram e decaíram em relação
ao estágio anterior, respectivamente. Outros 18,2% foram registrados entre 700 e 300hPa e 9%
foi acrescido à média atmosfera. E para os casos associados à Circulação ciclônica, observouse maior deslocamento em baixos e médios níveis (40%) e outros 20% nos níveis superiores.
4.7
Precipitação
O principal fenômeno adverso relacionado aos CCM do NEB consiste na precipitação,
a qual é gerada devido à forte convecção proveniente desses sistemas. Os dados pluviométricos
registrados pelas estações do INMET (Tabela 8) são detalhados abaixo com o valor máximo
captado em 24h no dia de ocorrência de cada um dos CCM.
Tabela 8 – Valores de precipitação acumulada em 24h de todos os CCM e suas respectivas datas
de ocorrência.
Data
P. acum.
Data
(24h)
P. acum.
Data
(24h)
P. acum.
(24h)
18/01/2008
65mm
24/01/2010
55mm
01/11/2012
26mm
29/02/2008
130mm
01/02/2010
79mm
30/11/2012
40mm
15/03/2008
51mm
07/03/2010
91mm
15/01/2013
185mm
18/03/2008
33mm
22/03/2010
80mm
19/01/2013
140mm
19/03/2008
105mm
25/03/2010
64mm
20/04/2013
180mm
25/03/2008
59mm
08/04/2010
143mm
03/11/2013
100mm
26/03/2008
81mm
08/05/2010
---
11/11/2013
117mm
29/03/2008
88mm
28/11/2010
68mm
27/11/2013
62mm
30/03/2008
135mm
09/12/2010
183mm
23/02/2014
---
06/05/2008
193mm
15/12/2010
52mm
14/03/2014
85mm
09/05/2008
44mm
08/01/2011
---
28/03/2014
70mm
02/12/2008
69mm
24/01/2011
105mm
31/03/2014
170mm
22/02/2009
125mm
24/02/2011
77mm
02/04/2014
55mm
02/04/2009
65mm
24/04/2011
78mm
12/05/2014
15mm
14/04/2009
164mm
24/01/2012
98mm
02/03/2015
75mm
66
29/04/2009
83mm
15/02/2012
19mm
21/03/2015
150mm
10/05/2009
88mm
17/02/2012
68mm
23/03/2015
75mm
11/05/2009
50mm
18/02/2012
183mm
24/03/2015
85mm
21/05/2009
81mm
17/04/2012
52mm
24/04/2015
65mm
Fonte: INMET; Autor, 2018.
Dentre os 57 eventos encontrados, foi possível obter os dados pluviométricos em 54
deles. Os outros três casos com ausência de informação são justificados pelo fato da área
abrangente destes CCM se concentrar exclusivamente no Oceano, incapacitando a coleta destas
informações. Em média os eventos apresentaram 80mm de precipitação associada, com desvio
padrão de 44,80. O volume total de chuva em 16 casos ultrapassou de 100mm/24h, e o maior
valor registrado foi no dia 06/05/2008 com 193mm no município de Souza, no sertão da
Paraíba.
Estes valores também são apresentados na Figura 41, onde pode-se visualizar ainda
melhor a amplitude de valores entre um caso e outro. A linha preta pontilhada na região central
do gráfico representa uma linha de tendência, que indica o aumento no valor pluviométrico
desde os primeiros aos últimos CCM registrados.
Figura 41 – Variação dos valores relativos aos totais pluviométricos registrados para 24h dos
casos de CCM.
210
190
Precipitação (mm)
170
150
130
110
90
70
50
30
10
Fonte: Autor, 2018.
67
5
CONCLUSÕES
Através da análise das imagens de satélite com o auxílio do algoritmo de análise
automática, foram identificados 57 casos de CCM sobre o NEB entre 2008 e 2015. Nestes oito
anos, a frequência média anual foi de 7 casos, onde a maior ocorrência foi registrada em 2008.
De forma sazonal, a maior frequência de ocorrências ocorreu durante as estações de outono e
verão com 42% e 40%, respectivamente. A área de cobertura total média dos sistemas foi cerca
de 120.000km². O maior CCM identificado cobriu uma área de aproximadamente 427.926km².
Os valores correspondentes às precipitações associadas aos CCM mostraram que
houveram em média 80mm/24h. Dentre os 54 casos em que as informações foram coletadas, o
volume total de chuva em 16 deles ultrapassou os 100mm/24h. O maior valor detectado foi de
193mm.
Os horários de formação dos CCM tropicais não foram exclusivamente noturnos,
havendo registros durante todos os períodos do dia. De forma geral, constatou-se que o pico de
formação no NEB foi entre 19 UTC até 03 UTC, com maior frequência às 00 UTC. Os CCM
atingiram sua área de extensão máxima, entre 23 UTC e 07 UTC, principalmente às 04 UTC,
com um intervalo de aproximadamente 4 horas entre o início da gênese ao desenvolvimento
máximo. O tempo de duração total concentrou-se principalmente entre 6 e 8 horas, havendo
eventos que chegaram a persistir por até 15 horas.
Em setores distintos do NEB foi notória a influência da topografia nas trajetórias dos
CCM. Na região entre os estados da Bahia, Sergipe e Alagoas, os CCM se desenvolveram
próximos à costa e não atravessaram a região montanhosa da chapada diamantina, localizada
na Bahia. Mais ao Norte, entre Pernambuco e o Rio Grande do Norte, os sistemas formados
próximos à costa se dissiparam com sentido para Leste, enquanto os que se organizaram na
região do semiárido deslocaram-se para Oeste. O mesmo ocorreu entre o Ceará e Maranhão,
em conjunto com outro fator, através do efeito orográfico devido ao lado barlavento do relevo
na região da Serra Grande no estado do Piauí.
Os CCM com formação ligada à ZCIT se desenvolveram entre 9º - 2º Sul. Parte na
região semiárida entre os estados do Rio Grande do Norte e Pernambuco, e outra parte no estado
do Piauí. Os casos impulsionados por este sistema, assim com os eventos associados pela
circulação ciclônica, destacaram-se os escoamentos predominantes de Leste para Oeste durante
o período de vida de todas as ocorrências. Os casos associados às extremidades frontais, POAs
e VCAN apresentaram maior variação nas trajetórias dos CCM interligados, variando
principalmente dos primeiros aos últimos estágios.
68
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