Uso de modelo computacional atmosférico para verificar as
circulações de brisa na cidade de Fortaleza – CE
Vinícius Milanez Couto1, João Bosco Verçosa Leal Junior1, Francisco das Chagas
Vasconcelos Júnior2
1
2
Universidade Estadual do Ceará – UECE – Av. Paranjana, 1700 – Fortaleza, CE
Fundação Cearense de Meteorologia e Recursos Hídricos – FUNCEME – Av. Rui Barbosa,
1246 – Fortaleza, CE.
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ABSTRACT: This work aims at simulating the sea-breeze circulation over the city of
Fortaleza, located in Northeast Brazil. The simulations were performed with the RAMS
numerical model, assimilating data from the Reanalysis project. Two periods were simulated:
the month of August 2008 and March 2009. The model reproduced well the land breeze
circulation, showing the formation of a breeze front, which penetrated the ocean. On the other
hand, the model was not able to represent the sea breeze.
Palavras-chave: Circulação de brisa, RAMS, modelagem atmosférica.
1 – INTRODUÇÃO
As brisas são originadas principalmente pelas diferentes capacidades térmicas entre o
solo e a água. Dada uma mesma exposição à radiação térmica, o solo aquece em menos tempo
que a água, que aquece na mesma proporção o ar próximo a essas superfícies, fazendo o ar
próximo ao solo menos denso em relação ao ar próximo à água. Desenvolve-se, com isso, um
gradiente de pressão horizontal entre eles, onde há uma maior pressão sobre a superfície da
água, fazendo com que o ar frio se desloque em direção ao solo nos baixos níveis, e por
continuidade, surge um deslocamento em altos níveis do solo para a água (FREITAS, 2003).
As brisas marítimas e terrestres podem chegar até 1 ou 2 km de altura, chegar a
velocidades superiores a 11 m  s-1 e ocorrer em 3 de cada 4 dias. A brisa terrestre geralmente
possui características menos intensas que a brisa marítima (CAVALCANTI, 1982). Nos
trópicos, incluindo o litoral do Nordeste brasileiro, as características são mais acentuadas, pois
a aceleração de Coriolis é menor. A brisa marítima é responsável pelo desenvolvimento de
cúmulos, e pela maior precipitação no interior (entre 150 e 300 km), ocorrendo das 15 às
21 horas local. A precipitação tanto no oceano quanto na costa é devida a convergência entre
o fluxo médio de ar próximo a superfície que vem do oceano e o fluxo superficial do
continente para o mar devido a brisa terrestre, ocorrendo das 21 às 09 horas local
(TEIXEIRA, 2008).
A observação desses fenômenos é importante, pois nas regiões onde ocorrem podem
alterar a temperatura, a umidade, na precipitação, na renovação do ar nas áreas costeiras e no
transporte de aerossóis, tanto naturais quanto antropogênicos (CAVALCANTI, 1982;
TEIXEIRA, 2008; FREITAS, 2003).
O objetivo do trabalho é fazer uma análise preliminar dos ventos locais que agem na
proximidade da cidade de Fortaleza, tentando identificar as circulações de brisa a partir de
simulações numéricas regionais.
2 – METODOLOGIA
O modelo numérico escolhido para realizar as simulações foi o Regional
Atmospheric Modeling System (RAMS), versão 6.0 (WALKO e TREMBACK, 2008). Para as
simulações foram utilizadas três grades aninhadas e centradas no mesmo ponto, na cidade de
Fortaleza (Figura 1). As grades horizontais possuem resoluções de 12,5 km, 2,5 km e 0,5 km.
A grade vertical possui espaçamento inicial de 20 m e razão de alargamento de 1,1 até 10 km.
A inicialização e condições de fronteira foram provenientes dos dados do projeto Reanalysis
(KALNAY et al, 1996). As simulações foram realizadas no mês de agosto de 2008 e março de
2009.
Os seguintes esquemas foram utilizados para a simulação de agosto de 2008,
correspondente ao período seco: parametrização de convecção desativada, parametrização de
radiação de Harrington, tanto para as ondas curtas quanto para as ondas longas, com
atualização de 1200 s, parametrização de turbulência de Melor-Yamada, parametrização de
microfísica nível 3, 5 pontos de grade de nudging lateral, nudging no topo começando aos
17 km, indo até 19,5 km, atualização do nudging lateral, no centro e no topo de 86400,
108000 e 43200 s, respectivamente.
Para a simulação de março de 2009, correspondente ao período chuvoso:
parametrização de convecção de Kuo para as grades 1 e 2, parametrização de radiação de
Harrington, tanto para as ondas curtas quanto para as ondas longas, com atualização de 600 s,
parametrização de turbulência de Melor-Yamada, parametrização de microfísica nível 3, 5
pontos de grade de nudging lateral, nudging no topo começando aos 17 km, indo até 19,5 km,
atualização do nudging lateral, no centro e no topo de 1200, 21600 e 17000 s,
respectivamente.
3 – RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os ventos no estado do Ceará são determinados principalmente pelos ventos alísios,
que se intensificam no segundo semestre do ano, devido à migração ao norte da ZCIT. Por
esse motivo, os ventos são predominantes entre nordeste e sudeste. O sentido do vento no
continente também é influenciado por efeitos de topografia.
Foi observada a formação de uma frente de brisa terrestre na maioria dos dias
simulados, tanto para o período chuvoso como para o seco, como descrito por Teixeira
(2008). A frente de brisa inicia sua formação no horário de 21 h local, indo até 09 h local.
Nas Figuras 2(a), (b), (c), (d); e 3 (a), (b), (c), (d) é mostrada a evolução temporal da
velocidade do vento a 10 m de altura em m/s, e a temperatura em graus Celsius, para o
período seco e chuvoso, respectivamente. Nelas é possível se identificar a brisa terrestre, que
forma uma frente de brisa no seu encontro com os alísios, que penetra no oceano.
Não foi observada nenhuma ocorrência de um fenômeno que pudesse caracterizar
com sendo de brisa marítima, não havendo formação de frente de brisa nos períodos
simulados.
4 – CONCLUSÕES
O modelo RAMS conseguiu simular de forma satisfatória o fenômeno da brisa
terrestre, reproduzindo a frente de brisa terrestre, como já observada por Teixeira (2008). Por
outro lado, ele não foi capaz de simular a frente de brisa marítima.
5 – REFERÊNCIAS
CAVALCANTI, I. F. A. UM ESTUDO SOBRE INTERAÇÕES ENTRE SISTEMAS DE
CIRCULAÇÃO DE ESCALA SINÓTICA E CIRCULAÇÕES LOCAIS. Dissertação de
Mestrado - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. 133p. São José dos Campos, 1982.
FREITAS, E. D. CIRCULAÇÕES LOCAIS EM SÃO PAULO E SUA INFLUÊNCIA
SOBRE A DISPERSÃO DE POLUENTES. Tese de Doutorado - Departamento de Ciências
Atmosféricas - Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas - Universidade de
São Paulo. 157p. São Paulo, 2003.
KALNAY, E, et al., The NCEP/NCAR 40-year reanalysis project. Bulletin of American
Meteorological Society. v.77, n.3, p.437-471. 1996.
TEIXEIRA, R. F. B. O FENÔMENO DA BRISA E SUA RELAÇÃO COM A CHUVA
SOBRE FORTALEZA-CE. Revista Brasileira de Meteorologia. v.23, n.3, p.282-291. 2008.
WALKO, R. L.; TREMBACK, C. J. RAMS: Regional Atmospheric Modeling System –
Technical Description. Boulder (CO), 2001. 50 p. Disponível em:
<http://www.atmet.com/html/docs/rams/rams_techman.pdf>. Acesso em: 02 jan. 2008.
Figura 1 – Domínio das 3 grades utilizadas no trabalho.
(a)
(b)
(c)
(d)
Figura 2 – Evolução temporal da temperatura, juntamente com as linhas de corrente de vento
a 10 metros de altura do dia 10 de agosto de 2008 para os seguintes horários: (a) 00 h, (b)
03 h, (c) 06 h(d) 09 h. Todos são horário local.
(a)
(b)
(b)
(d)
Figura 3 – Evolução temporal da temperatura, juntamente com as linhas de corrente de vento
a 10 metros de altura do dia 06 de março de 2009 para os seguintes horários: (a) 00 h, (b)
03 h, (c) 06 h(d) 09 h. Todos são horário local.