Fluxos de Calor Sensível e Calor Latente: Análise Comparativa
dos Períodos Climatológicos de 1951-1980 e 1981-2010
Fabricio Polifke da Silva, Wanderson Luiz Silva,
Fabio Pinto da Rocha, José Ricardo de Almeida França
Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)
[email protected], [email protected],
[email protected], [email protected]
RESUMO: Este trabalho mostra uma análise das diferenças sazonais entre dois
períodos climatológicos distintos, 1951-1980 e 1981-2010, para os fluxos de calor sensível e
calor latente em escala global utilizando os dados das reanálises do NCEP/NCAR com o
objetivo de caracterizar as regiões que possam estar sofrendo possíveis alterações devido a
fatores climáticos locais ou em função das mudanças climáticas vigentes. Os resultados
associados ao fluxo de calor sensível apresentaram alterações pouco expressivas na maior parte
do planeta, com exceção da parte central do continente africano, onde é observada uma elevação
do mesmo, principalmente no verão boreal. Por outro lado, os resultados relacionados ao fluxo
de calor latente mostraram tendências muito significativas de aumento para a maior parte das
regiões que ficam a leste dos continentes, e diminuição nas regiões centrais da África e do
Oceano Pacífico.
ABSTRACT: This paper shows an analysis of seasonal differences between two
distinct climatological periods, 1951-1980 and 1981-2010, for the sensible heat and latent heat
fluxes on a global scale using data from the NCEP/NCAR reanalysis for the purpose of to
characterize the regions that may be undergoing possible changes due to local climatic factors or
because of current climate change. The results associated with the sensible heat flux presented
little expressive changes for most of the planet, except the central part of the african continent,
where it is observed an increase of the same, especially in the boreal summer. On the other
hand, the results related to the latent heat flux showed very significant rise trends for most of the
regions that are to the east of the continents, and a decrease in the central regions of Africa and
Pacific Ocean.
Palavras-chave: fluxos de calor; calor sensível; calor latente; reanálise NCEP/NCAR;
mudanças climáticas; tendências climáticas.
1 – INTRODUÇÃO
Os fluxos de calor sensível e calor latente na superfície terrestre são parâmetros
essenciais no estudo dos processos de transporte de calor e umidade na interface superfície –
atmosfera, fundamentais para a organização, por exemplo, de convecção e de precipitação
(Rotunno e Emanuel, 1987; Tao e Simpson, 1991). Da mesma forma, as condições atmosféricas
(cobertura de nuvens, precipitação e vento) podem alterar os parâmetros da superfície,
modificando os fluxos (Webster e Lukas, 1992).
Em geral, o fluxo de calor sensível está dirigido da superfície para a atmosfera devido
ao aquecimento diurno desta primeira em função da radiação solar. A água é um dos
componentes mais importantes do balanço de energia e é continuamente tranportada pela
atmosfera e pela superfície em todas as direções, dando origem aos fluxos de calor latente (Oort
e Peixoto, 1992).
O objetivo deste trabalho é calcular as diferenças climatológicas para os fluxos de calor
sensível e calor latente entre dois períodos distintos e fazer uma avaliação dos resultados, a fim
de se detectar tendências na evolução temporal de tais variáveis e, com isto, buscar evidências
que possam explicar as possíveis alterações em associação às mudanças climáticas vigentes.
2 – METODOLOGIA
Neste trabalho, foram utilizadas as médias mensais dos fluxos de calor sensível e calor
latente da base de dados da Reanálise 1 do National Centers for Environmental Prediction –
NCEP / National Center for Atmospheric Research – NCAR (Kalnay et al., 1996) para o
período
de
1951
a
2010,
disponíveis
no
sítio
http://www.esrl.noaa.gov/psd/data/gridded/data.ncep.reanalysis.derived.surfaceflux.html.
Foram calculadas médias climatológicas para estas duas variáveis em dois períodos
distintos: de 1951 a 1980 e de 1981 a 2010, além de suas variações sazonais. Através disto são
obtidas diferenças sazonais climatológicas do segundo período em relação ao primeiro período,
tornando-se possível a identificação de alterações nos fluxos de calor sensível e calor latente,
buscando uma relação com a variabilidade climática existente.
3 – RESULTADOS E DISCUSSÕES
Analisando as diferenças resultantes nas médias climatológicas, nota-se um discreto
aumento dos fluxos de calor sensível (Figura 1a) e calor latente (Figura 1b) na região polar do
Hemisfério Norte durante o verão. Observa-se também, para o mesmo período, uma
significativa diminuição do fluxo de calor latente em alguns pontos do Oceano Pacífico e da
faixa central da África, e leve aumento no leste do Oceano Índico e no leste do continente
asiático.
(a)
(b)
Figura 1 – Diferença entre as médias climatológicas de 1981-2010 e 1951-1980 para o fluxo de (a) calor
sensível e (b) calor latente (W/m²) durante o verão austral.
Para o outono, nota-se uma suave elevação do fluxo de calor sensível (Figura 2a) para
quase todo o globo terrestre com exceção do sudoeste dos Estados Unidos, onde se verifica um
decréscimo deste fluxo. Verifica-se uma expressiva diminuição do fluxo de calor latente (Figura
2b) na região central da África e mais tênue ao longo da faixa equatorial. A costa leste da
América do Sul apresenta significativos crescimentos nos valores do fluxo de calor latente neste
período, em especial, na costa do Uruguai e da Argentina.
(a)
(b)
Figura 2 – Diferença entre as médias climatológicas de 1981-2010 e 1951-1980 para o fluxo de (a) calor
sensível e (b) calor latente (W/m²) durante o outono austral.
De acordo com as diferenças resultantes nas médias climatológicas, observa-se uma
diminuição não significativa do fluxo de calor sensível (Figura 3a) sobre todo o globo, já na
região equatorial africana observa-se um leve aumento deste fluxo, opondo-se a uma expressiva
redução no fluxo de calor latente (Figura 3b) nesta mesma região durante o inverno. A região
equatorial Pacífica e parte do continente africano também possuem evidentes diminuições nos
valores do fluxo de calor latente para o mesmo período. Discretos aumentos também são
notados na costa ocidental da Austrália e em alguns pontos do Atlântico Sul.
(a)
(b)
Figura 3 – Diferença entre as médias climatológicas de 1981-2010 e 1951-1980 para o fluxo de (a) calor
sensível e (b) calor latente (W/m²) durante o inverno austral.
Para a primavera, nota-se o mesmo padrão de elevação e decréscimo nos valores dos
fluxos de calor sensível (Figura 4a) e calor latente (Figura 4b), respectivamente, para a região
equatorial africana e Chile. A área que compreende a latitude de 60ºS apresenta uma ligeira
redução no fluxo de calor sensível. Destacam-se os expressivos crescimentos dos valores de
fluxo de calor latente a leste dos continentes boreais e norte do Brasil, contrastando com uma
significativa diminuição do mesmo na região equatorial Pacífica neste período.
(a)
(b)
Figura 4 – Diferença entre as médias climatológicas de 1981-2010 e 1951-1980 para o fluxo de (a) calor
sensível e (b) calor latente (W/m²) durante a primavera austral.
4 – CONCLUSÕES
Neste trabalho, foi elaborada uma análise descritiva das diferenças sazonais entre dois
períodos climatológicos distintos, 1951-1980 e 1981-2010, para os fluxos de calor sensível e
calor latente para toda a superfície da Terra utilizando os dados das reanálises do NCEP/NCAR.
Pôde-se verificar uma tendência de aumento do fluxo de calor latente, em geral, a leste
dos continentes, coincidindo com regiões em que se observam correntes oceânicas quentes, e
diminuição do mesmo no Oceano Pacífico Equatorial na maior parte do ano. Tal fato pode estar
associado à elevação da temperatura da superfície do mar que, consequentemente, tende a
aumentar a disponibilidade de umidade devido à evaporação e, assim, esta seria transferida para
as costas pelos sistemas transientes (sistemas frontais, ciclones extratropicais, tropicais e etc.) e
por massas de ar dominantes nas regiões especificadas (Altas Subtropicais do Atlântico e do
Pacífico).
Alterações pouco expressivas foram notadas quanto ao fluxo de calor sensível, sendo as
mesmas mais pontuais, em destaque para a região central do continente africano, que é uma área
de vegetação típica de savana.
Futuramente serão feitas análises de outras variáveis atmosféricas que venham a
caracterizar as respectivas tendências de aumento e diminuição dos fluxos de calor apresentadas
neste trabalho.
5 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Kalnay, E. et al., 1996: The NCEP/NCAR 40 – Year Reanalysis Project. Bulletin of the
Meteorological Society, v. 77, p. 437 – 471;
Oort, A. H., Peixoto, J. P., 1992: Physics of Climate. Editora Springer Verlag Pod, 1ª
Edição;
Rotunno, R., Emmanuel, K. A., 1987: An air-sea interaction theory for tropical
cyclones. J. Atmos. Sci., 44, 542 – 561;
Tao, W. K., Simpson, J., 1991: Numerical simulation of a subtropical squall line over
Taiwan Strait. Mon. Wea. Rev., 119, 2699 – 2723;
Webster, J., Lukas, R., 1992: TOGA COARE: The Coupled Ocean-Atmosphere
Response Experiment. Bull. Amer. Meteor. Soc., 73, 1377 – 1416.