CARACTERÍSTICAS DAS NUVENS DE ARCO EM SISTEMAS
CONVECTIVOS DE MESOESCALA
Anatoli Starostin
e-mail: [email protected]
Vagner Anabor
e-mail: [email protected]
RESUMO
Foram analisados 16 Sistemas Convectivos de Mesoescala (SCM) acompanhados por nuvens em arco, os casos
ocorreram entre dezembro de 2003 e maio de 2005. Tempo de vida das nuvens em arco variou de 0,6 a 7,4 horas
com o valor médio de aproximadamente 3 horas. A velocidade da nuvens em arco relativa ao SCM variou de 17 a
53 km/h com um valor médio de 32 km/h. Quase metade das nuvens em arco teve comprimento entre 300 km a 500
km. O valor médio do comprimento das nuvens em arco foi igual a 410 km. Em 86% dos casos surgiram no estágio
de diminuição atividade convectiva (redução da área do núcleo convectivo contornada pelo isocontorno de -70ºC.
Foi mostrado que uma nuvens em arco, no médio, surge depois de passarem aproximadamente de 3 horas após do
pico da intensidade do núcleo convectivo e marca o estágio da dissipação total deste núcleo).
INTRODUÇÃO
Com alguma freqüência durante a observação dos SCM através de imagens de satélite pode-se identificar nuvens
em forma de linha fina. Com frequência estas linhas têm forma de arco. Estas linhas movem-se relativamente do
SCM e com o tempo afastem-se do mesmos. No trabalho estas linhas foram chamadas de nuvens em arco. Nas
figuras 1 e 2 são apresentados seis SCM acompanhados por núvens de arco. Todas imagens com a letra a) são
imagens no canal infravermelho e imagens com a letra b) são as imagens de canal visual. Nestas figuras as
nuvens em arco estão indicadas por setas. O objetivo deste trabalho é estudar as características das nuvens em arco
e a ligação do aparecimento destas nuvens com os estágios de evolução dos SCM.
DADOS
Para a análise foram usadas as imagens
coloridas (24 bits) de satélite geoestacionário
GOES-12 com intervalo de meia hora com
resolução espacial de 4 km, adquiridas no
endereço do GOES PROJECT SCIENCE
(http://goes.gsf.nasa.gov/goeseast/argentina/col
or/). De cada imagem colorida foram separados
três imagens de canais diferentes. Para isto
desenvolveu-se um aplicativo em Visual Basic
6.0. Na análise foram utilizadas principalmente
imagens dos canais infravermelho (11μm) e
visual (0,75μm). Foram escolhidos 16 Sistemas
Convectivos de Mesoescala (SCM) nos quais
observaram-se nuvens em arco entre dezembro
de 2003 e maio de 2005. Estes SCM
desenvolveram-se sobre a América do Sul
Figura 1. As núvens de arco de baixo nível nas imagens
(Argentina e Sul do Brasil). Em todos os SCM
infravermelhas (a) e visuais (b) marcadas pelas setas.
analisados a temperatura do topo da convecção
profunda atingiu temperaturas menores que -70ºC. A intensidade dos um SCM foi caracterizada pelas áreas
limitadas por isocontornos de temperatura. Neste trabalho usa-se tempo local.
RESULTATOS
1) Características das nuvens em arco
O tempo de vida dos SCM variou de 13 a 71 horas com o valor médio de 27±12 horas, ou seja, estes SCM podem
ser considerados como os Sistemas Convectivos de Mesoescala de longa vida (Starostin e Anabor, 2002a). Estes
SCM deslocaram-se
para norte, nordeste e
leste
com
uma
velocidade
média
cerca de 40 km/h.
Cada
SCM
foi
acompanhado de uma
a cinco nuvens em
arco. No total dos
casos
foram
encontradas
35
nuvens em arco. A
metade das nuvens
em arco apareceu do
lado norte e nordeste
Figura3. Histograma do tempo de vida
do SCM e outra
das CAMFs.
metade
do
lado
noroeste, oeste e
sudoeste.
Tempo de vida das linhas de arco variou de 0,6 a 7,4 horas com o
valor médio de 2,9±1,4 horas. Na Figura 3 é mostrada a função de
distribuição de tempo de vida das linhas de arco. Mais da metade
das nuvens em arco tinham tempo de vida entre 2 e 4 horas. A
velocidade do deslocamento das nuvens em arco relativamente a
terra variou de 0 a 210 km/h (velocidade média é igual a 54±43
km/h).
Figura 2. As núvens de arco de alto nível
nas imagens infravermelhas (a) e visuais
(b) marcadas pelas setas.
Figura 4. Histograma da velocidade da
CAMF em relação ao SCM.
Depois do seu aparecimento a nuvem de arco começa a afastar-se
do SCM. A velocidade das nuvens em arco ao SCM variou de 17 a
53 km/h com um valor médio de 32±10 km/h. Na Figura 4 é
mostrada a função de distribuição desta velocidade relativa. Quase
2/3 das linhas afastaram-se do SCM com a velocidade de 20 a 40
km/h.
É interessante ressalvar que a velocidade média de evolução das
tempestades severas com velocidade de translação passiva de 60 a
80 km/h é igual a 28±12 km/h (Starostin et. al, 2000). Nos casos
analisados neste trabalho a velocidade de translação passiva é igual
a 75±15 km/h para 95º±20º, ou seja, nos casos analisados a
velocidade de evolução das tempestades severas deve ser igual a 28
km/h que, praticamente, coincide com a velocidade das linhas de
arco relativamente a SCM (32 km/h).
Na Figura 5 é mostrada a função de distribuição dos comprimentos
das linhas de arco. O comprimento destas lihas variou-se de 120 km
a 1080 km. Quase a metade das linhas tinha o comprimento de 300
km a 500 km com o valor médio de 410±180 km. Starostin e
Anabor (2002b) mostraram que a evolução espacial do SCM de
longa vida é discreta e que ela é uma seqüência dos seus núcleos
convectivos. O diâmetro médio dos núcleos foi igual a 330 km. Os
valores do diâmetro médio dos núcleos convectivos do SCM e o
comprimento médio das nuvens em arco são muito próximos. Isso é um argumento indireto para ligar o
aparecimento de uma linha de arco com um estágio de evolução do núcleo convectivo.
A comparando o brilho das imagens comparação as imagens de
canal infravermelho com as imagens de canal visual permite
observar a existência de dois tipos de nuvens em arco:
1) nuvem de arco baixa (topo de nuvem baixo); 2) nuvem de
arco alta (topo de nuvem alto).
Nas imagens infravermelhas na Figura 1 as nuvens na forma de arco
ficam menos realçadas do que nas imagens visuais. Isso significa
que este tipo de nuvens em arco é “quente”, ou seja, a não são
nuvens muito profundas. Estes tipos de nuvens em arco ficam
realçados apenas no canal visível sendo por tanto denominadas
nuvens em arco baixas (B). Na figura 2 as nuvens em arco
apresentam mesmo realce nas imagens infravermelhas e nas
imagens visuais. Isso significa que são nuvens de topo frio, e
portanto são denominadas nuvens em arco altas (A).
Figura 5. Função de distribuição dos
comprimentos das linhas de arco.
As características médias nuvens em arco
de altas e de baixas (tempo de vida,
comprimento, velocidade relativamente a
SCM) são mostradas na Tabela 1. Estas
Comprimento da
Velocidade
Tempo de vida
caraterísticas das nuvens em arco de tipo A
linha
relativamente a SCM
e B praticamente coinsidem e são
A
420±230 km
30±10 km/h
2,6±1 h
seguintes: comprimento das nuvens em
B
410±140 km
34±10 km/h
3,2±1,7 h
arco de tipo A é igual a 420 km, de tipo B
410 km; velocidade relativa das nuvens em
arco -A em relação ao SCM é igual a 30 km/h, de da nuvens em arco -B, 34 km/h; tempo de vida das nuvens em
arco -A é igual a 2,6 h; a da nuvens em arco -B é 3,2 h.
Tabela 1. Características médias da Convecção em Arco
Mecanicamente Forçada alto (A) e de baixo (B) níveis.
2) Nuvens em arco e o estágio de Dissipação dos SCM
Na Figura 6 é mostrada a evolução
do SCM de longa vida ocorrida
entre os dias 13 e 15 maio de 2005
(linha vermelha). Este gráfico
mostra claramente os três picos da
intensidade do SCM. Neste SCM
observa-se a atividade noturna. Dois
últimos
picos
de
atividade
convectiva
ocorreram
na
madrugada que é comun para os
SCM de longa vida (Starostin e
Anabor, 2002a). Durante a vida
deste SCM foram observadas 4
eventos nuvens em arco. As linhas
pretas marcam o momento do
Figura 6. Evolução do SCM nos dias 13-15 maio de 2005 (linha aparecimento das nuvens em arco.
vermelha). Evolução dos núcleos convectivos (linhas azul e verde). Os
A análise detalhada mostrou que a
momentos do aparecimento das linhas de arco são marcados pelas
evolução
de
dois
núcleos
linhas pretas verticais.
convectivos (linhas azul e verde)
foram responsáveis pelo segundo
pico da intensidade do SCM, ou seja, a evolução deste SCM foi um sequencia de quatro núcleos convectivos.
Como podemos ver uma nuvem de arco surgiu na máxima atividade convectiva do núcleo convectivo e três
últimas as nuvens em arco apareceram no estágio de diminuição da atividade convectiva dos núcleos (diminuição
na área da nuvem com temperaturas menores que -70ºC), ou seja, as nuvens em arco têm tendência surgir no
estágio de dissipação do núcleo convectivo. Intervalo de tempo Δ T foi determinado como sendo a diferença entre o
momento de máximo local na atividade convectiva do núcleo convectivo (linhas verticais verde e vermelho) e o
momento de tempo do aparecimento de uma nuvem de arco (linhas verticais pretas).
Na Figura 7 é mostrada a função de distribuição do parâmentro Δ T para todas as linhas de arco. Este parâmetro
variou-se de -5 horas a 7,5 horas. Quase metade (46%) das nuvens em arco apareceu no intervalo de 0 a 3 horas
depois do momento de pico da intensidade do núcleo convectivo. 86% das nuvens em arco surgiu no estágio de
desintensificação do núcleo convectivo (diminuição das áreas com temperaturas menores que -70ºC). O valor
médio Δ T para estas linhas de arco foi igual a 2,8±2 horas. Pode-se dizer que uma nuvem de arco, em média, surge
aproximadamente após 3 horas do pico de atividade do núcleo convectivo e este evento marca o estágio da
dissipação total deste núcleo.
CONCLUSÃO
Figura 7. função de distribuição do
parámentro Δ T.
Foram analisados 16 Sistemas Convectivos de Mesoescala (SCM)
acompanhados por nuvens em arco entre dezembro de 2003 e maio
de 2005. Tempo de vida das nuvens em arco variou de 0,6 a 7,4
horas com o valor médio de 3 horas, aproximadamente. A
velocidade das nuvens em arco em relação ao SCM variou de 17 a
53 km/h com um valor médio de 32 km/h. Quase metade das
nuvens em arco teve o comprimento entre 300 km e 500 km. O
valor médio do comprimento das nuvens em arco foi igual a 410
km. 86% das nuvens em arco surgiu no estágio de desintensificação
do núcleo convectivo (diminuição das áreas com temperaturas
menores que -70ºC). Mostrou-se que uma nuvem de arco, em
média , surge aproximadamente após 3 horas do pico de atividade
do núcleo convectivo e este fato marca o início do estágio de
dissipação total deste núcleo.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
STAROSTIN,
A.,
V.
ANABOR.
Sistemas
convectivos
de
mesoescala
de
longa
vida.
Parte 1: Variação temporal. XII CONGRESSO BRASILEIRO DE METEOROLOGIA, Augusto, 2002,
Foz de Iguaçu-PR , Brasil, 3587-3590, CD-ROM, 2002a.
STAROSTIN, A., V. ANABOR. Sistemas convectivos de mesoescala de longa vida. Parte 2: Variação espacial.
XII CONGRESSO BRASILEIRO DE METEOROLOGIA, Augusto, 2002, Foz de Iguaçu-PR, Brasil,
3591-3594, CD-ROM, 2002b.
STAROSTIN, A., S. ABDOULAEV, A.B. NUNES. Evolução das tempestades em sistemas convectivos de
mesoescala não lineares. XI CONGRESSO BRASILEIRO DE METEOROLOGIA, 16 a 20 de outubro de
2000, Rio de Janeiro, Brasil, Preprint, CD-ROM, 1990-1995, 2000.