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Revista Brasileira de Meteorologia, v.17, n.l,1- 10,2002 SILEIRO TARDO Maceió, AL ordeste do :scala que, NEB têm, brisas, seu principal proautor ae cnuva ae granae escaia. rerturuaçoes onuuiatorias no carripu uos liiisto~(POA), nrnrlii.ridnc nnr n e n ~ t r n r ã nde i c t ~ m frnntaic ~ c n n Atlântico Trnnical nos dois y-...-.-..y..V -.- c .V.-.....Y ---&--..-I r .- -. e - África - - - - - - Fauatorial, -hemisférios, são mecanismos de mesoescala responsáveis por 30% a 40% dos tot;iis pluviom
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  Revista Brasileira de Meteorologia, v.17, n.l 1- 10,2002 SILEIRO TARDO Maceió, AL ordeste do :scala que, NEB têm, brisas, seu principal proautor ae cnuva ae granae escaia. rerturuaçoes onuuiatorias no carripu uos liiisto~ POA), nrnrlii.ridnc nnr nen~trnrãn e cict~m~c rnntaic nn Atlântico Trnnical e África Fauatorial, nos dois LVUY YU y ... . ..y..V -.- .V. .....Y --- --..-I >- --v r . -. - - - hemisférios, são mecanismos de mesoescala responsáveis por 30 a 40 dos tot; nas regiões costeiras do norte e leste do NEB. Eventos La Nina intensos produzc enquanto eventos E1 Nino intensos estão associados a anos com chuvas abaixo d: Palavras-Chave: climatologia, precipitação, Nordeste do Brasil. BSTR CT A REVEW OF RAINFALL DYNAMICS OVER NORTHEASTERN BF A review of the main dynamic mechanisms that produce or inhibit rain in the sem Brazil (NEB) was carried out. In the northern part of NEB, the main large scale Intertropical Convergence Zone, associated with moisture convergence of the sea br . . . . . . .. , iis pluviométricos :m anos chuvosos is normais. MIL iarid Northeastern mechanism is the eeze. Over eastern ~nri nnithem NI H trnntal rxrrtpm npnphntinnc nrp th~ mn rain nrnniirerc wiin IRrwr rainfall tntals on .LU U U 'VL'L .L - .. &.LU. YJYLV... yvL.IC ...- ...- ........ ..L.-- 77 I r the coastal regions due to Trade winds and sea breeze moisture convergence. Travelling wa disturbances in the Trade wind field, that are produced by frontal systems penetration in equator latitudes over the tropical Atlantic and Equatorial Africa, in both hemispheres, are mesoscale mechanisi northern coast of NEB. Intense La Nina events enhance rainfall annual totals over NEB whc intense El Nino events inhibit it. Key-Word: climatology, precipitation, Northeastern Brazil. i INTRODUÇÃO A precipitação é a variável meteorológica mais importante nos trópicos. A despeito da simplicidade de sua medida, é uma das variáveis mais difíceis de serem observadas com acurácia, uma vez que apresenta erros instrumental, de exposição e de localização. As precipitações pluviais estão diretamente relacionadas com a convecção local. Esta é caracterizada e r I-- -- A- -<-:A- ---.. e -e- A, I_ - aquecimento do ar em cont: pela ação de fenômeno niiram~nte inâmicn cnmn ~UL IIUVIIIIGLILU~ ~WIIUGIILG~ G a ULILIUU, GSUIL~LILG a ocorrência de pressões atmosféricas mais baixas junto a su~erfície errestre. seja em conseqüência do ito com essa superfície, seja transientes, de caráter r - - - --_--- sistemas frontais, ou frentes S. LLLbVuVLLLVUUU V= IIIIV.UU yV.U V..VUIYyuV -a atmosfera, fenômenos de escala global, resultantes da frias, e perturbações ondulatórias no campo dos vento A convecção tropical é essencialmente controlada int~nrifirada nii inihida nela rirriilar5n oeral d interação complexa entre a superfície do planeta, particularmente a distribuição de continentes e oceanos com fornecimento desigual de energia solar, topografia e cobertura vegetal. A variabilidade interanual da distribuição de chuvas sobre o NEB, tanto nas escalas espacial quanto temporal, está intimamente relacionada com as mudanças nas configurações de circulação atmosférica de grande escala e com a interação oceano- atmosfera no Pacífico e no Atlântico. O impacto causado pelo fenômeno E1 Nino-Oscilação Sul (ENOS), um exemplo de perturbação climática de escala global, pode ser sentido principalmente pela modificação no regime e no total de precipitação que, dependendo da intensidade do evento, pode resultar em secas severas, interferindo, de forma expressiva, nas atividades humanas. Apresentou-se aqui uma revisão da climatologia e da fenomenologia que produz chuvas e secas na região.  Uma revisão da dinâmica das chuvas no Nordeste brasileiro 2 FENOMENOLOGIA DAS CHUVAS Os mecanismos dinâmicos que produzem chuvas no NEB podem ser classificados .em mecanismos de grande escala, em geral responsáveis pela maior parte da precipitação observada, e mecanismos de meso e microescalas, que completam os totais observados. Dentre os mecanismo de grande escala, destacam-se os sistemas frontais e a zona de convergência intertropical (ZCIT). Perturbações ondulatórias no campo dos ventos Alísios, complexos convectivos e brisas marinha e terrestre fazem parte da mesoescala, enquanto circulações orográficas e pequenas células convectivas se constituem fenômenos da microescala. 2 1 Sistemas frontais ou frentes frias Um mecanismo importante de produção de chuva para o sul do Nordeste (SNE) e para o leste do Nordeste (ENE) é a penetração de sistemas frontais do Hemisfério Sul (HS), ou seus restos, entre as latitude 5 s e 18 S, conforme foi descrito por Kousky (1979). A penetração até latitudes equatoriais ocorre mais frequentemente no inverno do Hemisfério Sul (HS), pois o posicionamento médio da ZCIT é em torno de 10°N a 14 N nessa época. Um caso excepcional foi o sistema frontal que ocorreu entre 13 e 22 de julho de 1975 (Parmenter, 1976). Esse sistema frontal cruzou o equador e dissipou-se no Golfo do México acerca de 20°N de latitude. Oliveira (1986), através de uma climatologia usando imagens de satélites geoestacionários entre 1979- 1984, verificou que os sistemas frontais frequentemente se associam e interagem com convecção tropical, embora nem todos os sistemas frontais o façam com a mesma intensidade. Há uma variação mensal no número de eventos de associação de sistemas frontais com a convecção. Para haver forte interação entre os sistemas frontais e a convecção, parece ser necessário que os sistemas frontais apresentem ampla penetração continental, sendo a região entre 15 S e 25 s uma das regiões preferenciais para essas ocorrências. Durante a primavera-verão do HS, os sistemas frontais posicionam- se preferencialmente sobre a parte central do continente sul-americano, com seu eixo no sentido NW-SE, de inclinação variável, associados a uma zona de convergência de umidade que, posteriormente, foi denominada Zona de Convergência da América do Sul (ZCAS). O deslocamento da ZCAS para 12 -15 S, e sua permanência com atividade intermitente, causa a estação chuvosa (novembro a março) do SNE. Entre abril e julho, observou-se que uma zona de convergência se instala sobre a costa leste do NE (ZCEN) e constitui- .. se no mecanismo dinâmico mais importante para a produção de chuvas sobre o ENE, que apresenta seus quatro meses mais chuvosos nesse período. A maior parte da umidade, que converge sobre o continente e alimenta a ZCEN, é srcinada no Atlântico Sul e, se as temperaturas da superfície do mar (TSM) apresentarem anomalias positivas, o transporte de umidade é maior e a ZCEN mais intensa. A estrutura vertical da ZCEN, a julgar pelas radiossondagens e imagens de satélites, é rasa (até 700hPa), ocasionalmente apresentando um cavado fraco em níveis médios, que se posiciona na direção NW-SE, sobre a região costeira. Existem duas hipóteses de formação da ZCEN. A primeira hipótese é que ZCEN nada mais seja que ZCAS deslocada para latitudes baixas, já que a ZCIT começa a se dirigir para o HN a partir de abril, porém de estrutura vertical rasa. Nesse caso, de acordo com Gan (1999), para a ZCEN se formar, seria necessária a penetração de uma frente fria ou um cavado na média troposfera para organizar a convecção tropical. O cavado em baixo nível atuaria para manter a convecção estacionária e o mecanismo CISK (Instabilidade Condicional de Segunda Ordem) manteria a convecção por um período maior. A segunda hipótese é que a ZCEN seja resultante da interação da convecção tropical e convergência de umidade em baixos níveis que aconteceria preferencialmente nesse período, devido ao posicionamento médio dos sistemas frontais sobre a América do Sul ser mais para o norte com relação a sua posição no verão. Essa zona de convergência poderia estar sendo mantida sobre a Costa Leste pelo atrito diferencial do vento entre oceano e continente, uma vez que a componente sul do vento é mais intensa no inverno. Seguindo Hastenrath (1985), a equação da vorticidade, escrita para a camada superficial, pode ser aproximada para: 3 onde é a vorticidade absoluta, V.V a divergência do vento horizontal, e Fx e y as componentes zona1 e meridional da força de atrito. Essa equação é válida estritamente para condições barotrópicas, sem cisalhamento vertical e com a vorticidade absoluta    Luiz Carlos Baldicero Molion e Sergio de Oliveira Bernardo invariante seguindo o escoamento. Considere um escoamento cuja componente principal seja de sul, paralelo a costa do ENE. A componente Fy é negativa e decresce, em inódulo, para leste enquanto Fx é zero. O termo aF/dx, então, será positivo e ca é negativa no HS. negativa, massa, ir .L.L LE U---L.-w L A r --- -- ..- ..-.- ( ( convenção de sinais implica que V.V seja ou seja, convergência e, por continuidade de ~nvim~ntn w~nrl~nt~ nrnrliir5n rl~ hiivn 3ar-se-ía apenas numa faixa litorânea relativamente :streita (100 a 200km) na Costa Leste, dentro da área 3e atuação da convergência. Por sua vez, o restante do Vordeste estaria sob o efeito do movimento subsidente, da inversão psicrotérmica associada, que ocorre sobre maior parte do Brasil Central. Essa subsidência é xoduzida pelo deslocamento da Alta da Bolívia para o noroeste da Amazônia e pelo posicionamento da ZCIT aais ao norte. Por outro lado, um escoamento de leste sobre a costa norte do NE, pela mesma argumentação, x-oduziria divergência, e o mesmo período abril-julho teria :huvas reduzidas, o que está de acordo com as 3bservações. Hastenrath (1985) nota, ainda, que o efeito 1 r .., ., .L >.r. . -.-I L . - - aa aivergencia inauziaa por arriro uiIerençiai Lem sua rscala dada por c,, de tal modo que os efeitos serão maiores em baixas latitudes. Existem anos, como 1992, 2000 e 2002, por re o ENE, durante 4 a 6 semanas, associados a um ice nos níveis superiores (VCAN), uma circulação ônica fechada (baixa pressão) com o ar subsidente tral mais frio que sua periferia. A região central do 4N apresenta céu claro e sem chuva enquanto sua feria é submetida a grandes totais pluviométricos. es vórtices ocorrem durante a estação seca, èrencialmente entre os meses de novembro a março, lo janeiro o mês de maior freqüência, e movem-se oeste com velocidade de 4 a 6 de longitude por dia descrito por Silva (2002): 2.2 Zona de convergência intertropical ZCIT) A ZCIT é uma extensa região de convergência 3-- - .L A Ir- -- A L ..: . A 2- ..: A 2 UOS Vt:nLOS NIlSlOb Ut: IlOIU'GbLC, U1 IUIIUUb UU bIbLÇllld UG alta pressão ou anticiclone subtropical do HN e dos ventos Alísios de sudeste, provenientes da alta subtropical do HS. É caracterizada por movimentos ascendentes, baixas pressões, uma banda de nebulosidade e chuvas no scntido leste-oeste aproximadamente. Uma excelente discussão sobre a ZCIT é encontrada em Hastenrath (1985). Sobre o Atlântico, a ZCIT migra de sua posição (Namias, 1972). Observações d indicaram que a intensidade da em anos em que os sistemas fron do HN, penetram até as latitud Atlântico, como é o caso dos anl sendo 2000 um bom exemplo. pulsante ou intermitente da ativid parece estar fortemente ligada sobre a África. Durante o ano in do HN penetram no continente aj grandes complexos convectivos (CCS), que produzem grandes tcfaixa de 15 N a 5 s. Os CCSs, o1 ---- 2- . -I- . 1   . mlsante. E possível que essas sejam os responsáveis pelas va - ..,. . . mais ao norte, cerca de 10°N-14 N em agosto-setembro, para a posição mais ao sul, cerca de 4 S, durante março- abril. É o principal mecanismo responsável pelas chuvas que ocorrem no norte do Nordeste do Brasil (NNE), durante sua estação chuvosa principal, entre fevereiro e maio. As variações dos Alísios de nordeste e sudeste parecem ser uma das causas das alterações de intensidade e posicionamento da convergência na ZCIT e imagens de satélites ZCIT parece aumentar ,tais, tanto do HS como es equatoriais sobre o os de eventos La Nina, Em adição, a natureza ade convectiva da ZCIT à atividade convectiva teiro, sistemas frontais ricano, dando srcem a de escala subsinóptica >tais pluviométricos na s ondas de gravidade gerauab pui ÇIC~, C;>luLalu->C ara sobre o Atlântico equatorial e subtropical e intensificam a ZCIT de forma penetrações e os CCSs : riações de intensidade ou pulsaçoes dos Alisios, citadas por Namias (1 972), e pelas IS totais pluviométricos. citados por Nobre e tência de ligação entre a ;obre o NNE. Em anos oqueada mais ao norte fica, então, debaixo de iibe a precipitação. Em CIT move-se até cerca com o aumento da 1s) no NNE, portanto, ,,,,,,...,,,. ,,,,. -.-.-.~-AA---- to da ZCIT mais para o sul (norte) (Lobo, 1982; Uvo et al., 1988). A ZCIT do Atlântico é parte da circulação geral da atmosfera e seu posicionamento parece estar intimamente ligado às anomalias da temperatura de sua superfície (ATSM) particularmente em seu lado oeste. Moura e Shukla (198 1) sugeriram que ATSM positivas (negativas) no Atlântico Sul e ATSM negativas (positivas) no Atlântico Norte estejam associadas com anos chuvosos (secos) no NE, o chamado dipolo do Atlântico. Para Hastenrath (2002), não há uma gangorra de ATSM. O essencial é o gradiente térmico de TSM entre os hemisférios, tal que, nos anos com gradiente meridional mais forte no sentido norte-sul, a ZCIT se posiciona mais ao norte, mudanças de sua posição e de seu Estudos observacionais Molion (1988), indicaram a exisl ZCIT e as anomalias de chuva : de seca no NNE, a ZCIT fica bl de sua posição normal. O NNE uma região de subsidência que ii anos chuvosos, ao contrário, a de 5 s e torna-se intensa convergência. As chuvas (secs rninrirl~m nm n nnsirinnnmpnt  4 Uma revisão da dinâmica das chuvas no Nordeste brasileiro resultando em um ano de chuvas abaixo das normais no n O E ; tcJNE. Embora atue principalmente sobre o NNE, quando mito ativa, a ZCIT aumenta o gradiente de pressão entre equador e os subtrópicos. O gradiente aumentado acilita uma maior penetração de sistemas frontais em 3titudes equatoriais que produzem mais chuvas sobre 3do o NE. .3 ecanismos tropicais de mesoescala o inverno-primavera, dezembro a abril, daquele hemisfério I 2 P v e S 2 d c ,zLbL--. - A.L- A A com a brisa marinha, essas perturbações chegam a penetrar até 300 km para o interior do continente. Se confluíre] frequênci intensificar-se e causar tempestaaes com totais P v d 2 t< P uando a ZCIT está em sua posição mais ao sul, tanto obre o Atlântico como sobre a África equatoriais Molion e Bernardo, 2000). Essas penetrações produzem ,randes complexos convectivos de escala subsinóptica CCS) na região da ZCIT que, por sua vez, geram lerturbações ondulatórias no campo dos ventos Alísios POAs). As POAs se propagam para oeste com elocidades de 6 a 8 de longitude por dia, cruzam o quador, mas não têm condições de se desenvolverem obre o oceano devido à forte inversão psicrotérmica empre presente sobre o campo dos Alísios. Porém, ,eralmente se intensificam quando chegam a costa, evido ao aumento da convergência de umidade e ao nntrnqtp tbrrnirn ~ntr~ nntinpntp nrmnn CP Pm fsw n com a brisa terrestre, o que ocorre com a próximo a costa do ENE a noite, podem . , ,. SUI, associauos aos sistemas 1ronLais que passam peio continente sul-americano, com os Alísios, provoca perturbações ondulatórias que se propagam para oeste ~luviométricos uperiores a 50 mm por dia e rajadas de ento superiores a 50 kmlh. Observações de imagens e satélites, durante o período de fevereiro a maio de 001, mostraram que várias POAs, geradas por zmpestades intensas sobre o continente africano, se lropagaram de nordeste, atingindo o litoral norte do NEB. De acordo com dados da FUNCEME e do NMET, Fortaleza registrou total superior a 800 mm no lês de abril daquele ano, com total diário chegando a erca de 150 mm. Uma rápida inspeção nas séries istóricas de precipitação sugeriu que essas penetrações rontais no HN pareçam ser mais frequentes em anos e La Nina, durante os meses de fevereiro a abril, -ansição inverno-primavera do HN. No Atlântico Sul, a convergência dos ventos de I I . I- _ - - __ . I analisaram imagens de satélites faixas 5 s-10 s e 10 s-15 s e co poderiam ser a causa das chuvas meses de junho a agosto. Cavalc sugeriram que essas perturbaçõe formem entre 5 s e 10 s. C descreveram as perturbações ccbrisa marítima, e sugeriram que a fator principal para o máximo plu\ em maio-junho. Essas linhas de i .. ..i A ,. A i-rni - LQO ,. formadas na costa ocorreu no mês máximo secundário em abril. Por SUE (1 990) observaram que a maior frequl desses distúrbios ondulatórios se deu a maio (MAM), seguido dos trimes por último, do trimestre DJF. As distúrbios, porém, foram distintas err afirmação parece estar correta já análise de imagens de satélites sugel MAM são srcinárias de CCS africa~ JJA são provenientes do Atlântico Sul acima. Um outro mecanismo de gênc surgir em períodos em que a ZCIT rnm freriiihria mainr de vrandt imersas no campo dos Alísios. Yamazaki e Rao (1977) $e órbita polar para as ~ncluíram ue as POAs i na costa do ENE nos . :anti e Kousky (1982) s preferencialmente se :ohen et al. (1989) xteiras, associadas a s perturbações sejam o ~iométrico unto a costa nstabilidade possuíam UIM I~I~UI~ G ~LG unili, uo O apresentaram um tempo de duração entre 6-12h e o número máximo de linhas de julho, com um i vez, Ferreira et al. ência de ocorrência no trimestre março tres SON e JJA e, :aracterísticas dos i MAM e JJA. Essa que uma recente -iu que as POAs de los, enquanto as de onforme descrito :se das POAs pode está mais intensa, A A A - - - - - - 2s CCS. Grandes aglomerados de cumulonimbos produzem fortes rajadas de vento descendentes e relativamente mais frios ( micro bursts ) que atuam como minissistemas frontais, em forma de arco, gerando as perturbações que se propagariam para fora da ZCIT. Essas perturbações s do quadrante nordeste, .gência de umidade na podem atingir a costa do NE, vinda: e se intensificar devido a conver faixa litorânea. A aproximação de sistema do sul, muitas vezes, provoca o si instabilidade, que se propagan paralelas aos mesmos. Essas linl frontais, deslocam-se a uma veloc latitude por dia, e produzem superiores a 50 mm por dia e rajad, a 100 km/h. São mais comuns inverno de abril a julho. Durante as primeiras continente se aquece mais rapid adjacente. Estabelece-se um gr a--- : 1 L 1sfrontais, provenientes urgimento de linhas de n em sua vanguarda, ias, denominadas pré- :idade média de 10 de .otais pluviométricos as de ventos excedendo durante o período de - horas da manhã, o . lamente que o oceano adiente térmico, com Lemperaiu1as m is ~ievauab wvre O continente. Esse gradiente gera uma circulação rasa, com o ar subindo sobre o continente, criando uma região de pressão mais
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