CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DOS SCM QUE AFETARAM O RS
EM 2006
Cristiano Wickboldt Eichholz; Claudia R. J. de Campos; Gustavo Rasera
Universidade Federal de Pelotas, Faculdade de Meteorologia, PPGMet
[email protected]
ABSTRACT
Mesoscale Convective Systems (MCS) are associated with intense convective activity that
causes intense rainfall, windstorms and hail. The aim of this work was to analyze the MCS
observed on 2006 over Rio Grande do Sul (RS) State using ForTrACC technique. It was
considered only the MCS whose genesis occurred south of 20ºS and that reach the area
covering the State of RS (located between the latitudes from 27° to 34° S and longitudes from
49º to 58º W) and MCS with a life cycle of at least 6 hours, with spontaneous initiation and
dissipation. It can be concluded that in 2006 the MCS formed south of 20ºS and have reached
the RS: i) 61% occurred in JFM and OND ii) the majority showed life cycle between 6 and 12
h, iii) larger MCS had longer life cycle; iv) more than 60% had more circular shape and v)
smaller values of Tb were observed in JFM and OND.
1. INTRODUÇÃO
A passagem de SCM sobre uma região causa impactos em superfície, pois estes
sistemas estão geralmente associados à precipitação intensa, fortes rajadas de vento e granizo.
Esse fenômeno bastante comum na região sul do Brasil afeta o RS e causa prejuízos a sua
economia. Portanto o estudo dos SCM que atingem o RS é de grande importância, pois além
de permitir um maior entendimento do tempo e do clima da região também fornece subsídios
aos tomadores de decisão. Logo, o objetivo deste trabalho foi estudar, para o ano de 2006, as
características físicas sazonais dos SCM cuja gênese ocorreu ao sul de 20ºS, que afetaram o
RS e que apresentaram ciclo de vida de no mínimo 6 h, utilizando a técnica ForTrACC
(Forecasting and Tracking of Active Cloud Clusters) proposta por Vila et al. (2008).
2. METODOLOGIA
Foram utilizadas imagens brutas do satélite GOES 12 do canal 4 (10,7 μm,
infravermelho térmico), com resolução espacial de 4 km x 4 km e resolução temporal de ½
hora, do período de 01/01/2006 a 31/12/2006. Essas imagens foram fornecidas pela Divisão
de Satélites e Sistemas Ambientais, do Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos, do
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (DSA/CPTEC/INPE).
Para a seleção dos SCM foi utilizado o aplicativo ForTrACC no modo diagnóstico.
Este aplicativo é um método de identificação e acompanhamento de SCM, que fornece
informações das características físicas dos SCM identificados, durante o seu ciclo de vida. O
processo de identificação dos SCM pelo ForTraCC, utiliza imagens do satélite GOES e é
baseado em limiares de tamanho (150 pixels) e temperatura de brilho do topo das nuvens
(235K para identificar os SCM e 210K para identificar as célula convectivas imersas nos
SCM). Cada SCM (ou família) detectado pelo ForTrACC tem seu ciclo de vida descrito pelo
conjunto de características apresentadas por ele em cada instante, o qual corresponde a um
membro do SCM (ou da família). Após obter as características geradas pelo ForTrACC ao
longo do ciclo de vida de todos os SCM identificados em 2006, somente foram considerados
aqueles que mantiveram seu centro de massa durante todo seu ciclo de vida abaixo de 20ºS,
ou seja, todos os membros de cada SCM deveriam estar localizados em latitudes maiores do
que 20ºS. Portanto, o foco deste estudo foram os SCM, cuja gênese ocorreu ao sul de 20ºS e
que tenham atingido o RS em 2006. Ou seja, as análises foram restritas aos SCM que
afetaram a região que cobre o RS, compreendida entre as latitudes de 27º a 34º S e as
longitudes de 58º a 49ºW. Além disso, foram selecionados somente os SCM que apresentaram
ciclo de vida de no mínimo 6 h (pelo menos doze membros). Também foram considerados
apenas os SCM que tiveram iniciação e dissipação espontânea, isto é, tanto no momento de
iniciação quanto no de dissipação, não houve interação (fusão) com outros SCM nem a
separação do SCM identificado. Utilizando essa condição garante-se que o crescimento inicial
dos SCM selecionados esteja associado à sua própria dinâmica interna (MACHADO E
LAURENT, 2004). A pesar disso, foi permitida a existência de fusões e separações durante o
ciclo de vida de um determinado SCM, uma vez que de outra maneira, o conjunto de dados a
analisar seria limitado.
Após a seleção dos SCM, os mesmos foram separados por trimestres que
representam cada uma das estações do ano: período quente (jan-fev-mar, JFM), período
temperado frio (abr-mai-jun, AMJ), período frio (jul-ago-set, JAS) e período temperado
quente (out-nov-dez, OND). Não foram usados os trimestres astronômicos, que definem as
estações do ano, para facilitar as análises com dados dentro do mesmo ano.
Em seguida foi realizada uma análise sazonal para o período de estudo: i) dos SCM
que afetaram o RS; ii) do tempo de vida (ou duração do ciclo de vida) desses SCM; iii) do
tamanho máximo desses SCM em função do seu tempo de vida e iv) da excentricidade (exc) e
da temperatura mínima de brilho (Tb) no momento da máxima extensão desses SCM.
3. RESULTADOS
Em 2006 foram detectados 105 SCM cuja gênese ocorreu ao sul de 20ºS e que atuaram
sobre o RS (Fig. 1). Destes 61% ocorreram em JFM e OND. Este resultado pode ser
explicado pela existência, nestes períodos, de condições ambientais favoráveis ao
desenvolvimento de nuvens convectivas, geralmente associadas a um jato em baixos níveis
(JBN) que transporta calor e umidade da região amazônica para a região subtropical
(VELASCO E FRITSCH, 1987; VILA, 2004; MATTOS, 2009). Além disso, a variabilidade
sazonal da insolação que é maior no período quente e menor no período frio favorece a
atividade convectiva (MATTOS, 2009).
Fig. 2 Distribuição sazonal dos SCM cuja gênese ocorreu abaixo de 20oS e que atingiram o
RS em 2006
Em seguida foi analisada a duração do ciclo de vida dos SCM detectados, isto é, o
tempo decorrido entre a iniciação e a dissipação destes. Observou-se que nos quatro trimestres
a maioria dos SCM (61,9%) apresentou tempo de vida entre 6 e 12h e uma pequena parte
(~9,5%) teve tempo de vida superior à 24h (Fig. 2). Características semelhantes às
encontradas neste estudo foram obtidas por Vila (2004) quando estudou o ciclo de vida de
SCM sobre o sul da América do Sul.
Analisou-se também o tamanho máximo que os SCM atingiram (em pixels, 1
pixel=~16km2) durante o seu ciclo de vida em função do seu tempo de vida (Fig. 3).
Observou-se que os SCM com menor tempo de vida não chegam a ter grande extensão
horizontal, por outro lado os SCM com maior tempo de vida cobrem áreas maiores. Autores
têm verificado uma relação entre o ciclo de vida dos SCM e seu tamanho (MACHADO et al.,
2002; VILA, 2004), de forma que quanto maior for o tempo de vida do SCM maior será seu
tamanho.
Fig. 3 Tempo de vida dos SCM cuja gênese ocorreu abaixo de 20oS e que atingiram o RS em
2006.
Outra característica analisada foi a excentricidade (Fig 4) e a temperatura mínima de
brilho (Fig. 5) no momento da máxima extensão durante o ciclo de vida dos SCM. A
excentricidade fornece informações sobre a forma apresentada pelo SCM podendo ser mais
ou menos circular. Valores de excentricidade próximos de 1 denotam um SCM mais circular
enquanto que valores menores que 0,5 indicam uma forma irregular.
Pode-se observar que mais de 60% dos SCM em todos os períodos do ano (68,4% em
JFM; 63,6% em AMJ; 63,2% em JAS e 65,4% em OND) apresentaram excentricidade
superior a 0,5. Ou seja, a maioria dos SCM que atingiram o RS em 2006 apresentou formato
mais circular o que indica que estes são os sistemas que tendem a se tornar tempestades
(MATTOS, 2009). Observou-se também que a Tb apresentou valores menores nos SCM
observados em JFM e OND, períodos mais favoráveis à ocorrência de SCM.
4. CONCLUSÕES
Pode-se concluir que em 2006 dos SCM que se formaram ao sul de 20ºS e que
atingiram o RS: i) 61% ocorreram em JFM e OND; ii) a maioria apresentou tempo de vida
entre 6 e 12h; iii) maiores SCM tiveram maior tempo de vida; iv) mais de 60% apresentou
formato mais circular e v) menores valores de Tb (ou seja, nuvens com topos mais frios)
foram observados em JFM e OND.
Fig. 4 Tamanho máximo dos SCM cuja gênese ocorreu abaixo de 20oS e que atingiram o RS
em 2006 em função do seu tempo de vida
Fig. 5 Excentricidade no momento da máxima extensão dos SCM cuja gênese ocorreu abaixo
de 20oS e que atingiram o RS em 2006.
Fig. 6 Temperatura de brilho no momento da máxima extensão dos SCM cuja gênese ocorreu
abaixo de 20oS e que atingiram o RS em 2006.
5. AGRADECIMENTOS
Os autores agradecem ao CNPq e a CAPES pela concessão de bolsas
6. REFERÊNCIAS
MACHADO, L. A. T.; LAURENT, H. The convective system area expansion over Amazonia
and its relationships with convective system life duration and high-level wind divergence.
Monthly Weather Review, v. 132, n. 4, pp. 714-725, 2004.
MACHADO L.A.T., LAURENT H. AND LIMA A.A.. The diurnal march of the convection
observed during TRMM-WET AMC/LBA. Journal of Geophysical Research, 107 (D18),
8064, doi:10.1029/2001JD000338, 2002.
MATTOS, E.V. Relações das propriedades físicas das nuvens convectivas com as
descargas elétricas, 2009. (INPE-15767-TDI/1510). Dissertação (Mestrado em
Meteorologia), INPE, São José dos campos, 244p, 2009.
VELASCO, I.; FRITSCH, J. M. 1987. Mesoscale convective complexes in the Americas. J.
Geophys. Rev., 92: 9591-9613.
VILA, D. A.: Sistemas Convectivos Precipitantes de Mesoescala sobre Sudamerica:
ciclos de vida e circulación en gran escala asociada. Tese de Doutorado. FCEyN-UBA,
2004.
VILA, D., MACHADO L.A.T., LAURENT, H., VELASCO, I., Forecast and Tracking the
Evolution of Cloud Clusters (ForTraCC) Using Satellite Infrared Imagery: Methodology
and Validation. Weather and Forecasting, v. 23, p. 233-245, 2008.