ÍNDICE K: ANÁLISE COMPARATIVA DOS PERIODOS CLIMATOLÓGICOS DE
1950-1979 E 1980-2009
Fellipe Romão Sousa Correia, Fabricio Polifke da Silva,
Maria Gertrudes Alvarez Justi da Silva
Universidade Federal do Rio de Janeiro/CCMN/IGEO/ Departamento de Meteorologia,
Rio de Janeiro – RJ
([email protected], [email protected], [email protected])
RESUMO: O presente trabalho mostra uma análise para as componentes do índice K, sendo
elas, respectivamente, a temperatura do ar em 850, 700 e 500hPa e a temperatura do ponto de
orvalho nos níveis de 850 e 700hPa sobre as regiões Sul, Sudeste e Centro-Oeste do Brasil
utilizando os dados da reanálise 1 do NCEP/NCAR na região delimitada por 40°S-10°S e
70°W-45°W, nos períodos climatológicos compreendidos entre 1950-1979 e 1980-2009.
Revela-se que a componente que desempenhou papel preponderante no aumento do índice K é a
soma das temperaturas do ar e do ponto de orvalho no nível de 850hPa.
ABSTRACT: This paper shows an analysis for the components of the K index, which are,
respectively, the air temperature at 850, 700 and 500hPa and the dew point temperature of
the 850 and 700hPa levels over the South, Southeast and Midwest regions in Brazil using data
from reanalysis of NCEP/NCAR in the region bounded by 40°S-10°S and 70°W-45°W, in
the climatological periods ranging between 1950-1979 and 1980-2009. It seems that the
component which plays a significant role in increasing the K index is the sum of air and dew
point temperatures at the 850hPa level.
INTRODUÇÃO
Os sistemas convectivos associados a tempestades severas são responsáveis por
enchentes, deslizamentos de encostas, alagamentos e, muitas vezes, até perdas de vidas. Embora
a modelagem numérica tenha aumentado a capacidade de prever tais sistemas, ainda é muito
difícil a quantificação da precipitação que é uma das principais variáveis causadoras de
problemas.
Por outro lado, os modelos numéricos conseguem prever com qualidade alguns índices
de instabilidade calculados a partir de variáveis básicas da atmosfera, que são indicadores muito
precisos da formação e do desenvolvimento de sistemas convectivos intensos. Estudos recentes
mostraram tendências significativas de aumento do índice de instabilidade K nos últimos trinta
anos para todas as capitais das regiões Centro-Oeste, Sudeste e Sul do Brasil. Sendo assim, um
estudo detalhado das variáveis que entram no cálculo deste índice se torna de grande auxílio no
entendimento físico das respectivas tendências de aumento encontradas no mesmo.
O objetivo deste trabalho foi fazer uma análise comparativa das componentes do índice
K entre os períodos climatológicos de 1950-1979 e 1980-2009 na região Sul, Sudeste e CentroOeste do Brasil utilizando os dados das reanálises do NCEP/NCAR na região delimitada por
40°S-10°S e 70°W-45°W. Sendo analisadas as temperatura do ar e temperatura de ponto de
orvalho em 850hPa, 700hPa e 500hPa.
METODOLOGIA
O índice K (dado em ºC) é definido como (GEORGE, 1960):
K= (T850+Td850) – (T700-Td700) – T500
(1)
Construído pela soma das temperaturas de bulbo seco e ponto de orvalho em 850hPa,
subtraída da depressão do ponto de orvalho em 700 hPa e da temperatura de bulbo seco em 500
hPa, o índice K tende a melhor captar condições favoráveis à ocorrência de tempestades em
ambientes úmidos em toda a troposfera, como é típico de ambientes tropicais (NASCIMENTO,
2005).
No trabalho de POLIFKE DA SILVA et al (2011) foi feita uma avaliação das
tendências dos indicadores de tempestades severas para algumas capitais do Brasil no período
de 1980-2009 para os meses de novembro a março. Verificaram-se tendências significativas de
aumento nos últimos 30 anos do índice de instabilidade K para todas as capitais estudadas,
evidenciando que nos últimos anos atmosfera tem se tornado potencialmente mais favorável ao
desenvolvimento de sistemas convectivos. O que evidencia que uma análise mais crítica do
índice K para a estação de verão se torna de grande utilidade para estudos de projeções futuras
do clima. A série temporal deste índice para o Estado do Rio de Janeiro pode ser observada na
Figura 1.
Figura. 1 - Série temporal do Índice K para o Estado Rio de Janeiro. Fonte: Polifke da Silva et al (2011).
Neste trabalho, foram utilizadas as médias mensais de temperatura do ar e temperatura
de ponto de orvalho em 850hPa, 700hPa e 500hPa da Reanálise 1 do National Centers for
Environmental Prediction (NCEP) / National Center for Atmospheric Research (NCAR) de
1951 a 2010 e a seguir, foram calculadas médias climatológicas da estação de verão para estas
variáveis em dois períodos distintos. Sendo o primeiro período caracterizado de 1951 a 1980, e
o segundo de 1981 a 2010. Através disto, foi possível obter diferenças sazonais climatológicas
do segundo período em relação ao primeiro período e assim identificar tendências destas
variáveis, buscando uma relação com a variabilidade climática existente.
RESULTADOS
Analisando as diferenças resultantes nas médias climatológicas, nota-se um expressivo
aumento da temperatura do ar em 850hPa em torno de 0,6 a 1,0 °C em quase todas os pontos
das regiões Centro-Oeste, Sudeste e Sul (Figura 2). Observa-se também um aumento menos
expressivo da temperatura do ponto de orvalho em 850hPa para a região estudada.
(a)
(b)
Figura 2 - Diferença entre as médias climatológicas de 1980-2009 e 1950-1979 para a temperatura do ar
(a) e temperatura do ponto de orvalho (b) em 850hPa.
Já no nível de 700hPa (Figura 3), percebe-se um leve aumento da temperatura do ar em
torno de 0,2 a 0,8 °C em quase todas áreas das regiões Centro-Oeste, Sudeste e Sul. Fato
considerável é a variação de +/-0,6ºC da temperatura do ponto de orvalho em 700hPa para a
região estudada, com valores mais negativos para dentro do continente.
(a)
(b)
Figura 3 – Diferença entre as médias climatológicas de 1980-2009 e 1950-1979 para a temperatura do ar
(a) e temperatura do ponto de orvalho (b) em 700hPa.
Observa-se considerável aumento da temperatura do ar em 500hPa (Figura 4), em torno
de 0,2 a 0,6 °C, em quase todas as regiões Centro-Oeste, Sudeste e Sul. Nota-se também um
suave aumento significativo da temperatura do ponto de orvalho em 500hPa na região
continental, em contraste com o oceano.
(a)
(b)
Figura 4 – Diferença entre as médias climatológicas de 1980-2009 e 1950-1979 para a temperatura do ar
(a) e temperatura do ponto de orvalho (b) em 500hPa .
CONCLUSÕES
O perfil da temperatura do ponto de orvalho se mostrou o mesmo para os 3 níveis
estudados (850hPa, 700hPa e 500hPa), com diferenças negativas na região do Atlântico
Tropical e núcleos de diferenças positivas dentro do continente sul-americano.
Como a magnitude da soma das temperaturas do ar e do ponto de orvalho em 850hPa se
sobrepõe as outras componentes da equação do Índice K, nota-se que esta é a componente da
equação que produz maior papel na explicação do aumento significativo do índice ao longo dos
anos.
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