Considerando
os limites continentais dados por 5°N a 34°S e 033°W a 070°W,
é conveniente uma divisão esquemática em seis regiões:
1
- Amazônia Ocidental: equatorial chuvoso, sem estação
seca e pequena flutuação térmica durante
o ano .
2
- Extremo Sul: clima de latitudes médias, com grande flutuação
térmica no ano; estação seca bem definida
durante o verão e estação chuvosa no inverno
associada a frentes frias .
3
- Nordeste: clima de regiões semi-áridas, com baixos
níveis pluviométricos e estação chuvosa
("inverno") concentrada em poucos meses .
4
- Sul: sub-trópicos que sofrem influências de latitudes
médias e dos trópicos, com estação
seca bem definida (no inverno) e estação chuvosa
de verão com chuvas convectivas; além disso, sistemas
frontais causam chuvas na maior parte do ano .
5
- Sudeste: ídem ao anterior .
6
- Centro-Oeste: ídem ao anterior.
As variações
regionais e temporais de grande escala do clima das diversas regiões
do Brasil podem ser entendidas em termos da circulação
geral da atmosfera, dada pela atuação das células
convectivas de Hadley-Walker e dos sistemas frontais.
Células de Hadley - Walker
Causam variações
na distribuição de precipitação, sendo associadas
à liberação de calor latente durante a precipitação.
Hadley: direção norte-sul
Walker: direção
leste-oeste
Exemplos
1. as variações
sazonais da precipitação no Brasil estão associadas
com o movimento meridional de uma célula de Hadley, a qual
está sobre a Amazônia no verão e sobre a América
Central durante o inverno (associada ao movimento do Sol);
2. as variações
inter-anuais da precipitação no Brasil estão
relacionadas ao deslocamento zonal de uma célula de Walker
(ligada aos fenômenos El Niño e La Niña - Oscilação
Sul);
Sistemas
Frontais
- Causam variações
na distribuição de precipitação e temperatura;
- Estão associados
às ondas baroclínicas de latitudes médias (o
cisalhamento vertical do vento está diretamente ligado a
gradientes horizontais de temperatura);
- Agem no sentido de diminuir
o gradiente horizontal de temperatura (levando o ar polar para a
região tropical e ar tropical para a região polar);
- De uma maneira geral,
o clima de uma dada região é o resultado “médio”
da interação da circulação geral da
atmosfera com as características locais, podendo ou não
apresentar variações segundo a época do ano.
Isto significa que o clima não pode ser alterado em curtos
períodos de tempo
Por outro lado, as variações
do tempo em determinada região dependem
- (i)
da grande escala: representando o ambiente médio (relacionado
à época do ano) e a penetração de sistemas
frontais (da ordem de alguns dias), e
- (ii)
da meso e pequena escala: caracterizado pelas condições
locais e os correspondentes movimentos atmosféricos induzidos
(da ordem de poucas dezenas de horas)
Região
Norte
- aproximadamente 3,5 milhões
de km2, é a maior extensão de floresta tropical úmida
do globo
- temperaturas médias
anuais de 26°C, caindo para 24°C na parte oeste e até
maiores ao longo do baixo Amazonas
- em termos de distribuição
de precipitação, pode-se observar
- (i) máximo de
~3500 mm/ano na região oeste-noroeste, próximo às
encostas leste dos Andes
- regeneração
de LI que formaram-se na costa, propagaram-se para oeste, desintensificaram-se
durante a noite e reintensificaram-se no dia seguinte
- convergência em
baixos níveis, devido ao encontro dos alíseos com
a topografia dos Andes, os quais são defletidos para S/SW,
formando uma linha de máximo (2000 mm) com o formato da cordilheira
- (ii) máximo
secundário (> 3000 mm) ao longo da costa
- convergência noturna
entre os ventos alíseos e a brisa terrestre noturna
- convergência devido
ao aumento de atrito superficial sobre o continente em relação
ao oceano
- linhas de instabilidade
(LI) que se formam à tarde e se propagam para oeste
- (iii) terceiro máximo
nas regiões sudeste e centro-sul, devido à penetração
dos sistemas frontais, que organizam e intensificam complexos
convectivos (aglomerados de Cbs de meso e grande escala)
Como observação
cabe mencionar que as partes central, sudoeste e leste apresentam estação
seca bem definida, fato devido ao movimento anual do centro de movimento
ascendente da célula de Hadley; porém as regiões
oeste e noroeste não apresentam este comportamento.
Região
Nordeste
- Delimitada pelos paralelos
4° e 16°S e meridianos 033° e 046°W e com cerca
de 1,5 milhões de km2;
- Planícies de altitude
inferior a 500 m e superfícies de 800 a 1200 m;
- Considerada região
anômala dos continentes tropicais pois tem clima semi-árido,
apresentando alta variabilidade espacial e temporal da precipitação
(assim como o nordeste da África e partes da Índia);
- Litoral: > 1600 mm/ano;
- Interior: < 400 mm/ano;
Este comportamento é
atribuído a :
- (i) circulação
de larga escala
- célula
de Walker: convecção na Amazônia e subsidência
no NE;
- célula
de hadley: convecção na ZCIT e subsidência
no NE;
- (ii) alto albedo de
superfície
- reflete
mais radiação do que as áreas vizinhas
(Amazônia e Atlântico);
- menor
aquecimento do ar sobrejacente, o que pode implicar em subsidência
e portanto, inibindo a formação de nuvens;
Cabe a observação
que não há falta de umidade nos níveis inferiores,
pois perfis em períodos secos e chuvosos pouco diferem. Aparentemente,
não existe um mecanismo dinâmico que seja capaz de converter
vapor d´água em chuva.
Pela distribuição
espacial do mês onde a precipitação tem seu máximo,
pode-se concluir que mais de um mecanismo é responsável
pelas chuvas da região (mecanismos de grande e de meso escala).
Zona
de Convergência InterTropical (ZCIT)
- climatologicamente, a
posição latitudinal da ZCIT é
- ~14°N em agosto
e setembro e
- ~ 2°S em março
e abril
- muito importante na
determinação da abundância ou deficiência
de precipitação no período de "inverno" (março-abril)
sobre o norte do NE.
- em alguns eventos a
ZCIT não cruzou o equador em direção ao HS
e em outros, chegou a 6°S.
- dinamicamente, a ZCIT
é uma banda de baixa pressão e convergência
dos alíseos em baixos níveis
- a ZCIT é parte
da circulação geral da atmosfera e, portanto, sua
variabilidade depende da CGA
- anos
"chuvosos" : Alta do Atlântico Norte mais intensa; alíseos
de NE mais intensos; ZCIT mais ao sul
- anos
"secos" : Alta do Atlântico Sul mais intensa; alíseos
de SE mais intensos; ZCIT mais ao norte
a ZCIT também depende
da temperatura da superfície do mar
Temperatura
da Superfície do Atlântico Tropical
- Relação
entre a distribuição geral de TSM do Atlântico Tropical
e precipitação no NE parece ser válida na maioria dos
anos.
- Águas
mais quentes (frias) no Atlântico Sul Tropical e mais frias (quentes)
no Atlântico Norte Tropical estão associadas com anos chuvosos
(secos) no NE.
- Padrão
de Dipolo da TSM no Atlântico Tropical.
Penetração
de Sistemas Frontais
- Mecanismo que pode causar chuvas
no NE, principalmente na parte sudeste e sul (BA, sul do MA e sul do PI);
- Ocorrem preferencialmente de
novembro a janeiro;
- Sua variabilidade interanual
está relacionada aos padrões de bloqueio na circulação
troposférica sobre a América do Sul e oceanos adjacentes;
- Organizam e incrementam a precipitação
convectiva a oeste e sudoeste do NE até a Amazônia;
Vórtices
Ciclônicos de Altos Níveis
- Formam-se
no Atlântico Sul e penetram no NE;
- Ocorrem
entre setembro e abril (mais em janeiro);
- Duram
de algumas horas a duas semanas;
- Trajetórias
irregulares (para leste quando no sul e para oeste quando mais ao norte);
- Confinados
na média e alta troposfera (máxima circulação
cicloônica em 200 hPa);
- Nebulosidade
varia, mas em geral com céu claro no centro e Ci e Cb nas bordas.
Máximo
de Precipitação na Costa Leste
- Entre maio e junho (quando o
contraste terra-oceano é maior);
- Mais de 50 % da precipitação
é observada no período noturno;
- Provavelmente devido à
convergência dos alíseos com a brisa terrestre noturna;
Linhas de
Cumulunimbus na Costa Norte e Nordeste da América do Sul
- Formam-se no litoral, devido
à brisa, podendo se propagar para o interior;
- Ocorrem associadas a ZCIT:
-
no verão e outono desenvolvem-se mais ao sul do equador
;
- no
inverno e primavera, mais ao norte do equador.
- São inibidas por subsidência
de grande escala (ENOS);
- Seu aumento pode ocorrer por
impulsos devido à intensificação dos alíseos;
- Frentes que se aproximam do
equador favorecem sua formação;
- Sua propagação
depende da presença de forte cisalhamento vertical entre alíseos
e jatos de altos níveis, o que forma um duto no qual as linhas se
propagam como ondas de gravidade;
Circulação
de Vale-Montanha
- A topografia pode ser importante
para a precipitação em pequena escala no NE (Petrolina, PI);
- à sotavento de barreiras
elevadas, vales bastante secos;
- à barlavento dessas barrieras,
áreas úmidas e propícias para plantio;
Região
Centro-Oeste
- Baixa
do Chaco (em superfície) e Alta da Bolívia (em
200 hPa)
- 1,9 milhões de km2, sem
serras, no platô central
- extensão latitudinal de
5° a 22° S e correspondente diversificação térmica
ao longo do território
- temperaturas médias elevadas
26° a 28°C, exceto em regiões em altitude onde não
chega a 24°C
- domínio de clima quente
semi-úmido, com 4 a 5 meses secos
- norte do Mato Grosso: > 2500 mm/ano
- setor norte sofre influências
de sistemas da Amazônia (tropicais)
- setor sul sofre influências
de frentes e linhas de instabilidade pré-frontais (sistemas extra-tropicais)
- complexos convectivos de meso
escala podem ter forte influência
- circulação típica
de verão
Regiões
Sudeste e Sul
Sudeste
- com ~ 920 mil km2 situada entre
os paralelos 14° e 25° S;
- grande parte em zona sub-tropical;
- contrastes marcantes de relêvo;
Superfícies
sedimentares de 500 a 1200 m de altitude:
Serra do Mar (~ 2200 m) e da Mantiqueira (~ 2700 m)
- verão: temperaturas médias
de 24°C (com exceção de áreas elevadas);
- inverno: 10°C por pentração
de massas frias;
- precipitação regida
por relêvo, influência marítimas e instabilidades atmosféricas;
Sul
- ~ 570 mi km2, entre o trópico
de Capricórnio e as latitudes 30° a 34° S;
- todo território em zona
temperada;
- temperaturas médias anuais
de 20° a 24°C, podendo haver máximos de 40° a 42°C
e mínimos abaixo de 0°C por intrusão de massas frias;
- precipitação bem
distribuída ao longo do ano, mantendo ritmo sazonal;
- fenômeno importante: geadas,
10 a 20 dias por ano, em média;
Ambas as regiões são
afetadas por sistemas sinóticos e sub-sinóticos devido a
fatores de grande escala e circulações locais.
Escala
Sinótica
- sistemas frontais (Pacífico,
Argentina, S-SE, NE);
- vórtices ciclônicos
(Pacífico, costa oeste da América do Sul, S-SE);
- sistemas associados à instabilidade
do jato sub-tropical (JST);
- frontogênese e ciclogênese
no S-SE;
- Zona de Convergência do
Atlântico Sul;
- bloqueios no escoamento de grande
escala;
Escala
Sub-sinótica
- sistemas em forma de vírgula
invertida;
- aglomerados convectivos que se
formam de madrugada próximo aos Andes e evoluem para complexos convectivos
de meso escala (CCM).
Sistemas Frontais
- Dentre as mais importantes perturbações
atmosféricas responsáveis por precipitação
e mudanças na temperatura em quase todo o país
- Formam-se em ondas baroclínicas
de latitudes médias (escala ~3000 km) imersos nos ventos de oeste
dessas latitudes
- Provenientes do Pacífico,
onde se propagam de oeste para leste, essas ondas modificam-se ao atravessar
os Andes, interagindo com a circulação da América
do Sul e adquirindo uma componente em direção ao equador,
tendo propagação típica de sudoeste para nordeste
ao longo da costa da América do Sul; podem atingir latitude tropicais
- Seu desenvolvimento está
ligado à intensificação de sucessivos cavados e cristas
no Pacífico, que causa a propagação de energia de
oeste para leste (Fortune & Kousky, 1982)
- Principalmente no inverno, após
a passagem de um sistema frontal, pode haver a ocorrência de geadas
propiciada pela entrada de ar extremamente frio oriundo de regiões
polares devido à presença de cavados bastante meridionais
(Fortune & Kousky, 1982)
- Durante a maior parte do ano (exceto
no inverno) esses sistemas frontais interagem com a convecção
tropical, em geral acentuando-a (Cb?s profundos responsáveis pela
precipitação tropical e sub-tropical)
- As geadas acontecem nas regiões
de penetração de ar frio e seco do Anticiclone extra-tropical
e tem efeitos devastadores na agricultura.
Vórtices Ciclônicos
- sistemas que se desenvolvem no
Sul e Sudeste do Brasil associado a padrões em altos níveis
que chegam pela costa oeste da América do Sul vindos do Pacífico,
penetrando no continente e provocando instabilidade no seu setor leste
e nordeste;
- seu mecanismo de formação
se baseia na amplificação de uma crista corrente acima;
- antes de penetrar no continente
(onde a nebulosidade é maior) é mais facilmente detectável
na imagem do vapor d'água do satélite geoestacionário;
- quando se desloca para leste,
atinge o Sul e Sudeste do Brasil, em geral provocando chuvas;
- possuem características
físicas semelhantes aos vórtices do Nordeste mas com algumas
diferenças (principalmente no deslocamento);
- formam-se o ano inteiro primeiramente
nos altos níveis e depois se propagam para altitudes menores, às
vezes estando associado a um ciclone de superfície ou mesmo propiciando
ciclogênese;
- segundo Satyamurty,
Ferreira e Gan (1990) com base em imagens de satélite para
o período de Janeiro de 1980 a Dezembro de 1986;
- vórtices
que cruzam os Andes com vorticidade maior do que 2x10-5 s-1 têm 40
- estes autores
estimam uma velocidade média de deslocamento de 12.5 m/s na direção
sudeste para estes sistemas;
- na média, uma centena de
vórtices por ano cruza o continente, sendo que grande parte destes
são gerados ou intensificados na região; foram mais numerosas
as ocorrências de verão do que as de inverno;
A convergência de vapor
e a liberação de calor sensível são os efeitos
mais ativos na formação destes vórtices.
Instabilidade do Jato Sub-Tropical
- JST: ventos fortes em altos níveis,
caracterizando uma "corrente de jato";
- São também responsáveis
pelo desenvolvimento ou intensificação da atividade convectiva
sobre o sul e sudeste da América do Sul;
- Sistemas que se organizam no Sul
e Sudeste do Brasil com intensa convecção associada à
instabilidade causada pelo jato subtropical;
- A região de aumento do
jato subtropical (entrada) em altos níveis apresenta confluência
na parte sul e difluência na parte norte, enquanto que a região
de diminuição (saída) apresenta difluência na
parte sul e confluência na parte norte;
- Isto quer dizer que pode existir
convergência em superfície ao norte da entrada do jato e ao
sul da saída, o que pode intensificar ou atenuar condições
de superfície, ou seja, as instabilidades do jato são bastante
importantes no sentido de fornecer suporte em altitude para sistemas subsinóticos
(CCM) se desenvolverem à superfície;
Frontogênese
- Processo pelo qual o gradiente
de densidade (ou de temperatura) é intensificado, isto é,
quando ocorre um aumento na concentração de isopicnais (ou
isotermas) devido aos seguintes mecanismos:
-
(i) campo de deformação,
-
(ii) cisalhamento horizontal,
-
(iii) campo de dilatação vertical e
-
(iv) movimentos verticais diferenciados (pode ser frontogenético ou
frontolítico);
- aparentemente a frontogênese
acompanha o desenvovimento de perturbações sinóticas
em uma atmosfera baroclínica;
- entre dois fortes anticiclones
há uma região preferencial para a frontogênese (ou
para a frontólise);
- ocorrem muitas vezes no sul da
região central, na região S, no Paraguai e norte da Argentina;
- a frontogênese é,
em geral, desfavorecida pelos seguintes processos:
-
(i) liberação de calor latente,
-
(ii) atrito com a superfície,
-
(iii) turbulência/mistura e
-
(iv) radiação;
- Satyamurty & Mattos (1989)
definem os campos de deformação e fazem um estudo climatológico
de regiões preferenciais para ocorrência de frontogênese
ao longo do ano;
Ciclogênese
-
Processo de abaixamento da pressão
atmosférica de superfície com consequente formação
de circulação ciclônica;
-
Muitas vezes, pode ser disparada
por vórtices ciclônicos de altos níveis;
-
Segundo Taljaard
(1982) e Necco (1982):
-
-
as ciclogêneses da América do Sul e Atlântico Sul ocorrem
também ao norte de 35°S;
-
-
maior frequência de ciclogênese sobre o oceano no verão
e sobre o continente no inverno;
-
Segundo
Ferreira (1989):
-
- cerca de
90% dos casos tem influência no alinhamento de frentes frias (outono-inverno)
ou em interação com sistemas convectivos (primavera-verão)
-
- a região
sul americana apresenta condições distintas para a ocorrência
de ciclogênese em relação a outras regiões,
pois a máxima frequência observada aconteceu no verão
e não no inverno;
-
No inverno o principal processo
de desenvolvimento de ciclones é a conversão de energia do
estado básico para a perturbação, emquanto que no
verão, estes sistemas dependem da instabilidade hidrodinâmica;
-
A ligação entre
ciclogênese e precipitação consiste em suprimento de
umidade oriunda da região amazônica, o que também possui
grande importância na dinâmica da ciclogênese.
Zona de Convergência do Atlântico Sul - ZCAS
-
persistente faixa de nebulosidade
orientada no sentido noroeste-sudeste associada a uma zona de convergência
na baixa troposfera;
-
estende-se desde o sul da Amazônia
até o Atlântico Sul-Central;
-
estrutura semelhante à
existente no Pacífico Sul e Índico Sul (menos marcante que
ZCAS e ZCPS);
-
períodos de enchente na
região sudeste e veranicos na região sul estão associados
a ZCAS no sudeste e vice-versa;
-
possíveis mecanismos de
formação e manutenção da ZCAS:
-
liberação de calor
latente na América do Sul;
-
o aquecimento localizado sobre
o continente apresenta papel fundamental para a existência dessas
zonas de convergência;
-
dinamicamente, a formação
de um cavado na baixa troposfera com orientação NW-SE e de
um anticiclone em ar superior, está associada à resposta
estacionária da atmosfera a uma forçante localizada de calor;
-
efeitos remotos na manutenção
do cavado a ela associado;
-
estudos numéricos indicam
que a posição da ZCPS tem fundamental importância no
estabelecimento e controle da ZCAS, via ancoramento do cavado em altitude
-
confluência de baixos níveis
associada aos Andes;
-
a influência dos Andes parece
ser decisiva na posição e confinamento do campo de baixa
pressão nos baixos níveis (Baixa do Chaco) em resposta à
liberação de calor latente na Amazônia/Brasil Central;
-
efeitos de tempartaura da superfície
do mar do Atlântico;
-
alinhamento da ZCAS com região
de forte gradiente de TSM: discussão questionável sobre o
acoplamento ZCAS/TSM.
Escoamentos em Larga Escala - Bloqueios na Atmosfera
-
Caracterizam-se por um persistente
sistema de alta pressão em superfície que impede a propagação
de sistemas transientes;
-
Nos altos níveis, são
caracterizados por um centro de alta pressão conjugado a um centro
de baixa pressão na região onde os ventos são de oeste;
-
Na região do bloqueio,
o céu é sem nebulosidade e as temperaturas são muito
altas
-
Bifurcação do jato
sub-tropical é indicação da presença de bloqueio;
-
Este sistema faz com que haja
um desvio das perturbações, de modo que exista uma espécie
de "zona de sombra";
-
Segundo Casarin (1983), no outono
há um máximo de dias com atuação de bloqueio,
enquanto que no inverno e na primavera ocorre um mínimo;
-
A posição do sistema
de bloqueio é fundamental: se estiver muito próximo à
América do Sul a região Sul passa por um período mais
seco e a região Sudeste sofre grande precipitação;
se estiver mais para oeste, o inverso acontece;
Bifurcação de escoamento escoamento Instável e
Estável (jato intenso)
Vírgula Invertida
Bibliografia:
Hallak (1999), Tese de Mestrado
- IAG/USP
-
ocorrem na região sudeste
(escala de ~1500 km), associada à geração de ciclones;
-
podem se desenvolver como manifestação
de instabilidade baroclínica, estando próximo das zonas baroclínicas
ou após a passagem de um sistema frontal;
-
formam-se preferencialmente nas
estações de transição (primavera e outono);
-
produzem chuvas intensas, mas
em geral, de curta duração (comparada aos sistemas sinóticos);
-
possuem estreita ligação
com ciclogênese e ciclones extratropicais
sua origem é semelhante
a de perturbações de escala sinótica de latitudes
médias, mas para compreender sua escala e estrutura vertical é
necessário entender os processos de liberação de calor
latente (devido à preciptação) na coluna atmosférica.
Complexos Convectivos de Meso Escala
Bibliografia:
Taljaard, J.J.
(1972): Synoptic
Meteorology of the Southern Hemisphere. Meteor. Monog., 13, 139-213.
Manual
de Meteorologia para Aeronavegantes, Ministério da Aeronáutica,
Diretoria de Rotas Aéreas.
AULA04.PDF
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