Eventos Extremos de Precipitação
sobre o Leste do Brasil
Introdução
• Devido à topografia acentuada perto da costa leste do
Brasil, chuvas fortes podem resultar em inundações
catastróficas, com perda de vida, propriedade e infraestrutura.
• O objetivo deste estudo é documentar a ocorrência de
eventos extremos de precipitação sobre o leste do
Brasil, e descrever algumas das caracteristicas da
circulação atmosférica relacionadas com os eventos.
Dados
• Dados de precipitação utilizados são derivados de
análises gradeadas diárias de precipitação disponível
no NOAA /Climate Prediction Center.
• Os dados de circulação atmosférica são retirados do
arquivo NCEP/NCAR CDAS-Reanálise.
Methodology
•
A climatologia de eventos de chuvas intensas é
apresentada para as três regiões no leste do
Brasil mostrada na figura.
•
A precipitação diária média, em cada uma das
áreas 5x5 graus foi calculada durante o período
de 32 anos (1979-2010).
•
Em seguida, os dados diários foram
estratificados por mês e o número de casos em
que a precipitação é igual ou superior aos
“thresholds” selecionados (10, 15, 20, 25, 30,
35, 40, 45 e 50 mm) foi calculado.
•
Os resultados são mostrados nas tabelas
seguintes
Region 3
JUL
AUG
SEP
OCT
NOV
DEC
JAN
FEB
MAR
APR
MAY
JUN
≥10mm
8
6
35
87
229
349
366
207
178
43
21
6
≥15mm
3
1
17
35
99
182
190
100
71
19
11
4
≥10mm
≥15mm
153
204
162
81
62
97
84
42
Region-3 (17.75-22.25S, 42.75, 47.25W)
≥20mm
≥25mm
≥30mm
≥35mm
0
0
0
0
1
1
0
0
5
1
0
0
12
3
1
0
37
10
3
3
77
35
16
4
79
40
14
7
36
14
4
3
31
6
1
0
5
3
1
0
7
3
2
0
3
1
0
0
Region-2 (12.75-17.25S, 40.25, 44.75W)
≥20mm
≥25mm
≥30mm
≥35mm
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
7
4
0
0
24
11
5
2
41
13
4
2
36
12
3
2
21
6
3
2
≥40mm
0
0
0
0
3
2
4
2
0
0
0
0
≥45mm
0
0
0
0
0
1
3
0
0
0
0
0
≥50mm
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
≥40mm
≥45mm
0
1
0
0
0
0
0
0
≥50mm
0
0
0
0
0
0
0
0
O maior
de casos entre as três regiões e para
todos
os
JUL
0 número
0
0
0
AUG
0
0
0
0
“Thresholds”
ocorre
na
região
3
(Sudeste
do
Brasil),
durante
o
SEP
5
1
0
0
OCT
18
0
pico da40 temporada
chuvosa (dezembro-janeiro). 0
NOV
DEC
JAN
FEB
JAN
FEB
MAR
APR
MAY
JUN
JUL
AUG
SEP
OCT
NOV
DEC
JAN
FEB
MAR
APR
MAY
JUN
366
207
178
43
21
6
≥10mm
0
0
5
40
153
204
162
81
113
23
0
1
190
100
71
19
11
4
≥15mm
0
0
1
18
62
97
84
42
50
6
0
1
≥10mm
≥15mm
11
30
58
67
60
1
11
22
34
25
79
36
31
5
7
3
40
14
6
3
3
1
14
4
1
1
2
0
Region 2
7
3
0
0
0
0
Region-2 (12.75-17.25S, 40.25, 44.75W)
≥20mm
≥25mm
≥30mm
≥35mm
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
7
4
0
0
24
11
5
2
41
13
4
2
36
12
3
2
21
6
3
2
16
7
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Region-1 (7.75-12.25S, 37.75, 42.25W)
≥20mm
≥25mm
≥30mm
≥35mm
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
5
1
0
0
7
2
1
0
15
7
2
2
7
4
1
0
4
2
0
0
0
0
3
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
≥40mm
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
≥45mm
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
≥50mm
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
≥40mm
≥45mm
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
≥50mm
0
0
0
0
0
0
0
0
Um pico0 semelhante,
mas com menos casos, é observado
JUL
0
0
0na
AUG
0
0
0
0
região
2,
que
também
tem
um
pico
secundário
em
março.
SEP
2
0
0
0
OCT
NOV
DEC
JAN
FEB
JAN
FEB
MAR
APR
MAY
JUN
JUL
AUG
SEP
OCT
NOV
DEC
JAN
FEB
MAR
APR
MAY
JUN
162
81
113
23
0
1
≥10mm
0
0
2
11
30
58
67
60
87
40
6
2
84
42
50
6
0
1
≥15mm
0
0
0
1
11
22
34
25
26
12
3
0
36
21
16
0
0
0
12
6
7
0
0
0
3
3
0
0
0
0
Region 1
2
2
0
0
0
0
Region-1 (7.75-12.25S, 37.75, 42.25W)
≥20mm
≥25mm
≥30mm
≥35mm
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
5
1
0
0
7
2
1
0
15
7
2
2
7
4
1
0
11
2
0
0
4
1
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
≥40mm
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
≥45mm
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
≥50mm
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Região-1 tem menos casos do que nas outras duas regiões para
todos os “thresholds”, e, como na região-2, apresenta dois
picos (janeiro e março) para “thresholds” abaixo de 20 mm.
Eventos Extremos
• Os valores diários para cada mês (1979-2010) foram ordenados
em valores mais altos para os mais baixos e os primeiros 20
casos para cada região foram selecionados para a análise.
• Para determinar os eventos independentes em cada região, os
casos em que as datas são juntas (dentro de 5 dias) são
considerados como eventos individuais.
• Assim, o número de eventos nos 20 casos é de:
– 14 para a Região-3
– 12 para a Região-2
– 7 para a Região-1
Relacionadas Características da Circulação
Pressão ao nível do mar (PNM), água precipitável (PW), vento em 200-hPa e dados
Infravermelho (IR) derivados de satélite foram analisados para os 12 eventos da Região-3
(indicados pelos asteriscos vermelhos na tabela abaixo) . Os resultados são mostrados nos
slides seguintes.
Top 20 precipitation cases during January (1979-2010) for the three regions
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Region-3
3-Jan-97*
3-Jan-00*
4-Jan-97
23-Jan-92*
24-Jan-92
2-Jan-00
9-Jan-85*
3-Jan-82*
6-Jan-83*
25-Jan-85*
26-Jan-85
6-Jan-97
12-Jan-81*
30-Jan-08*
17-Jan-80*
9-Jan-04*
24-Jan-82*
12-Jan-91
16-Jan-91
28-Jan-91
Precipitation (mm)
52.3
47.3
45.7
41.4
39.2
37.2
35.8
34.5
34.0
33.3
32.3
31.8
30.2
30.1
29.9
29.4
29.3
29.1
29.0
28.8
Region-2
30-Jan-92
17-Jan-04
16-Jan-02
13-Jan-92
9-Jan-79
10-Jan-79
5-Jan-09
15-Jan-80
28-Jan-92
15-Jan-02
17-Jan-79
14-Jan-80
2-Jan-02
11-Jan-85
1-Jan-83
8-Jan-79
1-Jan-81
27-Jan-92
25-Jan-92
6-Jan-09
Precipitation (mm)
38.8
35.1
31.9
28.9
28.6
28.2
26.7
26.6
26.3
26.3
25.4
25.1
24.7
24.2
24.1
24.1
23.7
23.7
23.6
23.4
Region-1
14-Jan-04
28-Jan-92
20-Jan-04
17-Jan-04
3-Jan-02
30-Jan-92
29-Jan-92
18-Jan-04
24-Jan-04
11-Jan-99
18-Jan-02
15-Jan-79
19-Jan-04
17-Jan-79
21-Jan-00
5-Jan-02
7-Jan-02
26-Jan-92
21-Jan-04
8-Jan-02
Precipitation (mm)
38.8
36.2
28.2
28.0
26.8
26.1
25.5
22.9
22.6
22.6
22.5
21.9
20.7
20.6
20.4
19.9
19.7
19.3
19.2
19.0
Resultados
• Todos os eventos mostram valores elevados de PW e um cavado
de PNM na vizinhança do Sudeste Brasil.
• Na maioria dos casos, há um cavado no ar superior (200-hPa) na
vizinhança da costa do SE Brasil e um vento máximo sobre o
Atlântico ocidental entre 20º e 30º S.
• Os valores elevados de PW e uma cavado de pressão estendem-se
em uma faixa leste/sudeste sobre o Oceano Atlântico, que é
muitas vezes acompanhada por uma banda de nuvens altas nas
imagens IR.
Resultados (Cont …)
• Como PW depende principalmente de umidade disponível nas
camadas mais baixas da atmosfera, as bandas altas de PW são
geralmente co-localizadas em regiões de convergência em
baixos niveis, que acompanham as frentes frias ou cavados de
superfície de pressão.
• A maioria dos eventos mostrados nos slides anteriores estão
associados com frentes.
O Caso: 3 Janeiro 2000
• Durante o período de 1-5 de Janeiro de
2000 a precipitação ultrapassou 150 mm
(painel superior esquerdo) sobre uma
grande parte do Sudeste do Brasil,
resultando em deslizamentos de terra,
inundações e perda de vida.
– 03 janeiro de 2000 é classificado como
número dois para os eventos extremos na
região-3.
• Uma banda bem definida de ROL baixa
(convecção intensa) se estendia da bacia
Amazonica sobre o sudeste do Brasil e o
Atlântico ocidental.
O Caso: 3 Janeiro 2000
• Movimento ascendente (omega negativo)
e um cavado no ar superior (200-hPa)
perto da costa do Brasil acompanhou a
banda de ROL baixa.
• Uma corrente de jato subtropical bem
definida foi localizada sobre o Atlântico
ocidental perto de 25º S, com seu lado
esquerdo da região de entrada localizada
perto das bandas de chuvas fortes,
movimento ascendente e ROL baixa sobre
Sudeste do Brasil.
O Caso: 3 Janeiro 2000
• O movimento ascendente, associado com ROL baixa é
acompanhado pelo movimento descendente mais ao sudoeste
sobre o sul do Brasil e Paraguai.
• Estas características são vistas em muitos dos casos mostrados
nas figuras anteriormente e são consistentes com o padrão
dipolo de precipitação típico e uma ZCAS intensa perto da sua
posição climatológica sobre SE Brasil.
O Caso: 3 Janeiro 2000 - Evolução
• Uma frente fria forte
avançou ao longo da costa
nordeste do Brasil,
acompanhada de
temperaturas mais frias e
os ventos de sul em 925hPa
Secções ao
longo da linha
diagonal
Precipitação aumentou na região-3 no dia 1 de Janeiro,
chegando a quase 50 mm no dia 3 de janeiro, à medida que a
frente chegou em 25º S ao longo da costa sudeste do Brasil.
• Parece haver uma forte acoplamento entre a banda
de convecção reforçada/movimento ascendente e a
lado esquerdo da região de entrada de uma corrente
de jato troposférico superior.
• Uma vez estabelecidos, esses padrões tendem a
persistir por vários dias.
• Possível evolução levando a persistência:
1) o padrão de escala sinótica fornece um mecanismo (frente
de superfície e cavado de alto nível) para aumentar a
atividade convectiva sobre as regiões de terreno elevados
no leste do Brasil;
2) contrastes térmicos locais, devido à topografia e à
distribuição de nuvens e precipitação, favorecem a
persistência de convecção na região, e
3) aquecimento latente anômalo na troposfera baixa e média
permanecendo na mesma área, tendem a manter a
corrente de jato de alto nível e a circulação relacionada em
baixo nível (cavado de pressão de superfície e zona
baroclínica) aproximadamente na mesma posição durante
vários dias.
Resumo
• A maioria dos eventos extremos no leste do Brasil
estão associadas com o avanço de frentes frias.
• Essas frentes tendem a se mover bem devagar e
tornam-se quase estacionárias entre o Sudeste e
Nordeste do Brasil, formando uma ZCAS persistente.
• Frentes fornecem um mecanismo para o aumento da
atividade convectiva sobre o leste do Brasil, que às
vezes leva a inundações na região.
• Topografia local é importante para reforçar
atividade convectiva em determinadas regiões.
• As vezes, precipitação extrema ocorre ao longo
de um período de várias horas no mesmo local,
produzindo inundações catastróficas.
Esquemático para
regiões costeiras
(por exemplo, SE
do Brasil, norte da
Venezuela)
Escoamento
encosta acima
Convecção e chuvas fortes continuam na
mesma região por várias horas
Enchentes em Venezuela - dezembro
de 1999