420
CONTRIBUICõES DOS DISTúRBIOS TEMPORAIS E ESPACIAIS NO
DIAGNóSTICO DA ESTRUTURA FISICA DA ATMOSFERA DURANTE O PERIODO
DE
CHUVAS INTENSAS
Valdo da Silva Marques
Elza Correia Sucharov
Cibele Gonçalves Picanço
Departamento de Meteorologia
Universidade Federal do Rio de Janeiro
1. I NTRODUCÃO
O
estudo das chuvas
intensas pressupõe o conhecImento de
aspectos flsicos e dinâmicos relacionados com a circulação de
larga escala e com 05 transportes de calor e de vapor d'água na
vizinhança do episódio observado. Nos casos destas formações em
regiões dominadas pela convergência de massa e pela convecção
profunda
é
Importante
conhecer,
com
certo
detalhe,
a
distribUição espacial e temporal diária do transporte de calor e
de vapor d'água.
Flohn et ai
(1985) estudando fluxos de vapor para perlodos
anuais e sazonais e Marques et al(1987) para períodos mensais,
mostraram que 05 desvios temporais,
em geral, contribuem muito
pouco,
nestas escalas de tempo,
para a transferência total de
vapor d'âgua na atmosfera. Entretanto Henry e Boogaard(1964)
alertam para a posslbl I idade de uma grande variação dos desvios
temporais de dia para dia.
O propósito deste estudo é demonstrar a influência dos desvios
temporais dIários no transporte total de calor e de vapor d'água
num período de chuvas intensas na Região Sudeste do Brasi I e
mostrar a associação entre o fluxo de calor sensível
e 05
movimentos de massa para os períodos seco e de chuva intensa.
2. MATERIAL E MÉTODO
Foram utl I izados dados diários de temperatura, umidade relativa
e vento (velocidade e direção) obtidos das mensagens Temp e
Pi lot das radiossondagens de 12 UTC das estações de Curitiba,
São Paulo,Rio de Janeiro e Campo Grande.
Os períodos foram escolhidos baseados na anál ise espacial
de
precipitação e configurações slnótlcas do mês de fevereiro de
1985, do SE do Brasil: 15-21 (seco), 22-26 (chuvoso). As chuvas
421
Intensas foram caracterizadas pela presença de frente fria a
partir do dia 21, entrando em frontóllse a partir do dia 26. Os
núcleos de precipitação acompanharam sua trajetória no sentido
SW-NE (Silva Marques et ai, 1987).
O cálcUlo do fluxo de vapor d'água zonal e meridional diário,
utl I Izando os respectivos
distúrbios temporaIs é obtido pelas
expressões:
..2. qu dp =.1 J~oq u d p +..l P.q' u ' d p i.2.. qr.v dp =2.. J(P.q v d p +.l. tilq' u ' d P
1r·,·
f
J
J
gP
onde os termos do lado direito representam o transporte de vapor
d'água
médio mensal
e o transporte devido aos distúrbios
transientes, conforme metodologia adotada por Marques et ai
(1987),
com a inclusão dos disturbios temporais.
O método clnemático com ajuste da velocidade normal e a equação
da continuidade, para uma área fechada, formada pelas estações
aerológicas de Curitiba, Sào Paulo, Rio de Janeiro, Brasi I ia e
utl I izado para o cálCUlO da divergência,
Campo Grande, foi
velocidade vertical e fluxo de calor sensível. A este último
foram incluidos 05 disturblos temporais e espaciais para a
obtenção do fluxo total segundo a expressão
9
9
P
gp
gp
gp
C = illJ~I..TJ.v]+[T'V1 +[r*v*] dldp
gA P
onde 05 termos do lado direito representam o transporte médio do
período, o fluxo médio devido aos desvios temporais e o fluxo
médio
devido
aos
desvios
espaciais
(Picanço
e
S~lva
Ma r que 5, 1987).
3. RESULTADOS
A análise diária das componentes zonal e meridional do fluxo de
vapor
d'água e
dos respectivos
desvios
temporais
para
feverelro/85
mostra que as componentes do fluxo na baixa
troposfera apresentam valores diários superiores de 1 a 2 ordens
de
grandeza àqueles na média troposfera,
nas estações de
Curitiba, São Paulo e Rio de Janeiro~ Os desvios temporais
zonais apresentam um mesmo regime de escoamento de oeste na
baixa troposfera (sup/600hPa) às vezes estendendo-se até a média
troposfera
(QDO/300hPa), para Curitiba e São Paulo e uma
predominância de leste em toda a baixa e média troposfera para o
Rio de Janeiro.
Uma brusca mudança no fluxo para uma forte
componente pertubãda de leste para Curitiba (21/25) e São Paulo
f
422
(22/26) e de oeste para o Rio de Janeiro (23/27) (figuras
la,1b,1c) foi associada com a passagem do sistema frontal nos
respectivos locais. Os desvios temporais meridionais, de sul,
foram muito grandes nos níveis mais baixos da atmosfera nos dias
5,6 e 7 de fevereiro,
tornando-se de norte, até o infcio da
penetração do sistema frontal quando retoma a situação anterior,
de
sul,
com
grande
intensificação
(figuras 2a,2b,2c).Fol
encontrada uma forte
Influência dos desvios temporais de vapor,
especialmente na média troposfera com valores da ordem de 250 a
500g.cm-1.s-1
em todas as estações nos momentos de impacto do
sistema frontal.
Existe uma coincidência entre 05 padrões de precipitação e do
fluXO de calor sensível como pode ser observado na figura 3. O
período seco (15-21) está relacionado com uma exportação de
calor e o período chuvoso (22-26) com uma Importação
devido
prinCipalmente aos mecanismos de convergência e divergência de
massa.O período seco fOI caracterizado por uma divergência na
baixa camada (sup/500hPa) associado à uma velocidade vertical
descente apresentando uma estabi I idade relativa em toda extensão
da atmosfera. O período chuvoso foi representado por uma forte
convergência na média troposfera (750/300hPa) asssoclada a uma
forte divergência na alta troposfera (300/100hPa) induzindo a
uma Instabilidade acima da camada limite (figura 4),
05
fluxos de calor, devido aos distúrbios temporais e espaciais,
são de 2 ordens de grandeza menores do que 05 fluxos de calor
médiO do período. A tabela 1 mostra as distribuições verticais e
seus saldos, que fornecem características singulares para o
período seco com uma Importação de calor em praticamente todos
05
níveis da troposfera. Isto acontece tanto para 05 distúrbios
temporais como 05 espaciais. No período chuvoso ocorre um saldo
de
exportação de
calor
com forte exportação na média
troposfera para o desvio espacial, e na baixa troposfera para o
desvio temporal
4.CONCLU5õE5
Os resultados do estudo de caso de chuvas Intensas ocorrido no
mês de fevereiro de 1985 mostraram que estas chuvas estão
associadas com fortes variações nos distúrbios temporais e
na baixa troposfera,
espaciais
do fluxo de vapor d'água,
423
apresentando-se com a mesma ordem de grandeza dos fluxos totais
diários para cada estação.
O período chuvoso mostrou que está ass~ciado ao aporte de ar
procedente da região
quente em toda a extensão da atmosfera,
centro-oeste e
do oceano,
na baixa e média
continental
troposfera com uma exportação para o nordeste. Os fluxos de
calor, devido aos distúrbios temporais e espaciais, para a área
fechada apresentaram-se com 2 ordens de gr~déza inferior ao
fluxo médio para os períodos em estudo.
Uma melhor distribuição espacial e temporal do sistema de coleta
de dados contribuiria para uma maior consistência dos resultados
obtidos.
5.REFERêNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1965 - Studies on the water vapor transport over
Flohn, H.
Meteorologlsches Institut der Universitant
Northen Africa
Bonn, Heft (6)
Henry, M.;Boogaard,E.,1964 - A prel iminary investigation of the
Oally Meridional Transfer of Atmospheric Water vapour between
the equator and 40n - Te I I us XV I, 1
Marques,J.;Sucharov,E.C.,
Washington,O.C., 1987- Determinação
das componentes do balanço d'água sobre o Br as i I
Ana i s i '
Cong. Inter., Buenos Aires
Picanço,C.G. ;Si Iva Marques,V., 1987 - Variações semidi·urnas dos
fluxos de calor e massa na região NE do Brasll- Anais II Cong.
Inter., Buenos Aires
Silva Marques,Vet ai
1987 - Chuvas Intensas na região SE do
Brasil - Relatório Técnico Final - UFRJ/FINEP
TABELA
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FLUXO
DE
CALOR
TEMPORAL
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P.r(odo
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