COMPLEXO CONVECTIVO DE MESOESCALA – INTRODUÇÃO
• Tipos de Sistemas Convectivos de Mesoescala (SCMs): linhas de instabilidade
(LIs), “non squall lines” e Complexos Convectivos de Mesoescala (CCMs).
• Os CCMs e as LIs correspondem a uma categoria extrema dos SCMs, tal como a
supercélula é um tipo extremo de tempestade.
• CCM é um agrupamento de Cbs cujas bigornas formam um cobertura contínua
que dá o aspecto típico visto nas imagens de satélite.
Imagens do canal
infravermelho do
satélite GOES-8
mostrando o início às
07:09 UTC (a),
maturação às 09:10
UTC, (b) e dissipação
do CCM às 11:39
UTC (c). Fonte: Lima
e Jacondino de
Campos, 2006.
COMPLEXO CONVECTIVO DE MESOESCALA – CRITÉRIOS
• Os critérios definidos por Maddox (1980) levam em consideração o tamanho, a
forma e o tempo de vida. Os critérios foram criados para identificar CCMs a partir
de imagens de satélite do IR.
• Tamanho: cobertura de nuvens com área de 100mil km2 e temperaturas <32ºC, sendo que a região mais interna da nuvem deve apresentar temperaturas
<-52ºC com área de 50mil km2. Essas condições devem ocorrer por um período
>6 horas.
• Forma: formato circular com excentricidade (eixo menor/eixo maior) maior que
0,7.
• Os CCMs formados sobre a AS apresentam, em média, área de cerca de 190mil
km2, e tempo de vida em torno de 16 horas (Conforte, 1997).
• Os CCMs da América do Sul são 60% maiores que os da América do Norte
(Velasco e Fristch, 1987).
• Os CCMs tropicais são menores em termos de tamanho e duração e seu ciclo
diurno é controlado principalmente pelo aquecimento radiativo.
• Poucos CCMs ocorrem sobre a bacia Amazônica.
COMPLEXO CONVECTIVO DE MESOESCALA – CRITÉRIOS
• Os critérios são demasiadamente restritivos, uma vez que existem muitos
sistemas menores do que aqueles descritos por Maddox que parecem ter
estruturas e mecanismos similares àqueles atribuídos aos CCMs (Zipser, 1982).
• Quando nem todas as condições descritas acima podem ser verificadas, os
sistemas são denominados de SCMs.
Fonte: Browning, 1986.
COMPLEXO CONVECTIVO DE MESOESCALA – CICLO DE VIDA
• Estágios do sistema: gênese ou formação, intensificação, estágio maduro e
dissipação.
• Gênese: geralmente ocorre no final da tarde e início da noite, quando as
primeiras células convectivas se desenvolvem. Os efeitos de escalas locais,
como topografia e fonte de calor localizada, podem exercer um papel
importante. Durante o período da noite, a atmosfera em baixos níveis encontrase mais estável e o fluxo de calor e umidade provenientes da região amazônica
fornece condições necessárias para que os sistemas cresçam.
COMPLEXO CONVECTIVO DE MESOESCALA – CICLO DE VIDA
• A circulação convectiva predomina nos primeiros estágios.
• No início, apresenta maior convergência de massa na superfície, estendendose até 750mb e divergência acima desse nível.
COMPLEXO CONVECTIVO DE MESOESCALA – CICLO DE VIDA
• Estágio maduro: geralmente ocorre durante a madrugada, coincidindo com o
horário de máxima intensidade do JBN. Os elementos de convecção intensa
continuam a se formar. Há chuvas fortes localizadas, mas as tempestades
severas ainda podem ocorrer. Maior área de cobertura de nuvens convectivas. O
sistema é composto por diferentes partes: convectiva (20% da área total,
contribuem com 50% do total de precipitação), nuvens estratiformes e Cbs em
dissipação, nuvens cirrus (52% da área total). Uma mistura de chuva
convectiva e estratiforme, com área de precipitação estratiforme se tornando
extensa. Movimentos ascendentes e descendentes de mesoescala.
COMPLEXO CONVECTIVO DE MESOESCALA – CICLO DE VIDA
• Na fase de maturação, a camada de convergência estende-se até 400mb, mas
com intensidades menores, e a divergência do vento em 200mb intensifica-se.
Nota-se uma pequena divergência abaixo de 900mb, que pode ser atribuída a
uma mesoalta formada pela evaporação da precipitação.
• Dissipação: o fluxo de calor e umidade é reduzido. Elementos de intensa
convecção não se desenvolvem mais, mas a área de nuvens estratiformes
persiste por algum tempo com chuva fraca. A circulação local do tipo valemontanha (ventos sopram do vale para os Andes) também contribui durante o
processo de dissipação, pois favorece uma região de divergência em baixos
níveis no interior do vale. A dissipação ocorre por volta das 12UTC.
Fonte: http://www.meted.ucar.edu/mesoprim/mtnval/print.htm
COMPLEXO CONVECTIVO DE MESOESCALA – CICLO DE VIDA
COMPLEXO CONVECTIVO DE MESOESCALA – CICLO DE VIDA
• A circulação de mesoescala predomina nos últimos estágios.
• Ciclo de vida típico: início à noite ou de madrugada, chegando à sua máxima
extensão durante a manhã e dissipando-se por volta do meio-dia.
• Na fase de dissipação, a estrutura é praticamente a mesma da maturação, mas a
intensidade da camada de convergência é ainda mais fraca.
COMPLEXO CONVECTIVO DE MESOESCALA – CICLO DE VIDA
• Os sistemas de maior duração apresentam, na média, um tamanho maior.
Esses sistemas crescem rapidamente nas primeiras 4 horas até um tamanho
médio de 105km de raio. Posteriormente, o sistema mantém-se no estágio de
maturação até umas 6 horas de vida e começa a se dissipar, levando um tempo
consideravelmente maior para diminuir de tamanho.
COMPLEXO CONVECTIVO DE MESOESCALA – LOCAL E PERÍODO
• Nota-se um grande número de ocorrências na primavera e no verão, e a
preferência pela faixa latitudinal entre 15 e 30ºS (ao sul de 30°S)
.
• A região sudeste da AS, onde fica a bacia do Prata, é apontada por Nesbitt,
Zipser e Cecil (2000) como tendo os CCMs mais intensos do globo.
• Deslocamento mais zonal na primavera e início de outono, e mais meridional
(de sudoeste para nordeste) nos meses de verão (Velasco e Fristch, 1987).
COMPLEXO CONVECTIVO DE MESOESCALA – FORMAÇÃO
• Ciclo de vida revela forte dependência da geografia da região: cadeia de
montanhas dos Andes a oeste, o vale dos rios Paraguai e Paraná e, mais a
leste, a Serra do Mar. A Cordilheira dos Andes exerce um papel importante no ciclo
de vida dos CCMs.
• Os mecanismos de disparo das primeiras células: circulação vale-montanha
(a umidade associada ao ventos catabáticos, que descem a montanha e sofrem
ascensão no vale), o ciclo diurno do JBN (influência mais significativa ocorre no
período de maturidade, seguido pela de formação, enquanto que no período de
dissipação observa-se o enfraquecimento do JBN) e aproximação de frentes
frias vindas do sul.
Fonte: http://www.meted.ucar.edu/mesoprim/mtnval/print.htm
COMPLEXO CONVECTIVO DE MESOESCALA – FORMAÇÃO
• Os processos microfísicos de nuvem que definem a eficiência da precipitação: o
JBN transporta, além de umidade e calor, produtos da queima da biomassa
oriundos do Brasil Central. Em especial, na primavera, os CCMs desenvolvem-se
em ambiente repleto de aerossóis, parte dos quais atuam como núcleos de
condensação de gotas de nuvens, cujos impactos na produção de chuva podem
ser significativo.
• Influência de condições sinóticas: presença simultânea do JBN e do jato em
altos níveis (JAN). A combinação entre o ar quente e úmido advectado pelo JBN
e a circulação transversa ao JAN pode ser um fator importante para explicar o
desencadeamento da convecção sobre a região próxima à saída do JBN e a
noroeste do núcleo da corrente de JAN.
• Em termos de grande escala: a AB e a Baixa do Chaco atuam para gerar
convergência. Movimentos ascendentes e aquecimento em baixos níveis,
condições necessárias para desencadear a convecção.
COMPLEXO CONVECTIVO DE MESOESCALA – FORMAÇÃO
• Os centros de convergência e divergência em altos níveis, por continuidade de
massa, estão ligados a circulações transversais (cortes AA’ e BB’). Existindo um jato
de baixos níveis vindo de norte, o centro de convergência em baixos níveis, no ramo
de circulação direta é intensificado, dando origem a uma região favorável à
formação de CCM (corte BB’). JAN localizado por volta de 5º ao sul da posição do
CCM no horário de sua máxima extensão.
COMPLEXO CONVECTIVO DE MESOESCALA – FORMAÇÃO
• A evolução do sistema apresenta, tanto nas simulações de Rocha (1992) como em
estudos observacionais, como o de Cotton et al. (1989), a gradual formação de um
centro de vorticidade ciclônica em níveis médios e baixos, que é provavelmente
responsável pelo formato circular observado. Em altitude, logo acima do CCM
aparece divergência com vorticidade anticiclônica. O padrão de vorticidade
seria o resultado de um fenômeno do tipo CISK (Instabilidade Condicional do
Segundo Tipo) utilizado para explicar a longevidade de ciclones tropicais e
resultantes do abaixamento da pressão em superfície associado à presença
intensiva e extensiva de convecção profunda.
• Inicialmente, são extremamente dependentes das forçantes iniciais. Entretanto,
durante seu ciclo de vida, adquirem uma circulação própria, gerada pela
liberação de calor latente e pelos efeitos radiativos da cobertura de nuvens.
COMPLEXO CONVECTIVO DE MESOESCALA – ZCAS
• A atividade convectiva sobre o norte da Argentina, Paraguai e sul/sudeste do
Brasil apresenta uma correlação negativa com a convecção associada à ZCAS.
Em situações em que a ZCAS estava ausente, observava-se que o JBN se
intensificava, enquanto na presença de ZCAS a circulação predominante era de
noroeste/sudeste, inibindo o fornecimento de calor e umidade para os CCMs.
COMPLEXO CONVECTIVO DE MESOESCALA – EL NIÑO E LA NIÑA
• Em 1981 (ano de La Niña) foram classificados 22 sistemas, enquanto que em
1983 (ano de El Niño) houveram 56 ocorrências -> alguns padrões de grandeescala são mais favoráveis para a geração de CCMs.