Av. Ildefonso Simões Lopes, Pelotas, RS

Transcrição

1 Revista Brasileira de Meteorologia, v.14, n.2,15-27,1999 FORMAÇÃO DE VÓRTICES OBSERVADOS NO CAMPO DE NEBULOSIDADE SOBRE A AMÉRICA DO SUL.,IA FEDOROVA,,ENA DE CARVALHO UMi rri[ FEDOROV Tedera1 d $as Meteoroiogiças - Lrivlec Y G ~ ~aiiiento I de Meteorologia Av. Ildefonso Simões Lopes, Pelotas, RS natalia@cpmet.ufpel.tche.br RESUMO Este trabalho apresenta um estudo observacional da nebulosidade ciclogenética sobre a América do , , " bul, durante o ano de IYYó. b analisada a estrutura da nebulosidade ciciogenetica, usando-se observações de satélites em imagens do canal infravermelho. São determinadas as características da nebulosidade ciclogenética e é realizada uma classificação desta nebulosidade. Investigam-se, na região da referida nebulosidade, as características dos campos de temperatura em 700 hpa e à superfície; de geopotencial nos níveis de 700, 500 e 300 hpa ; de linhas de corrente em 250 hpa e à superfície. Também são analisadas a corrente de iato em hpa. a divergência horizontal - do vento em 250 hpa e O à superfície e a vorticidade relativa em 250 hpa e à superfície. As correntes de ar proc :edentes das regiões da Amazônia e Bolívia e as correntes de ar frio vindas do Sul da Argentina formam a r iebulosidade ciclogenética. São descritos os sinais que possibilitam definir estas correntes em imageni ç de satélite. Apresenta-se um esquema de previsão de curto prazo de ciclogênese sobre a América dc I Sul. Palavras-chave: previsão de tempo, cliclogênese, satélite. i ABSTRACT: FORMATION OF VORTICES OBSERVED ON THE CLOUDINESS FIELD OVER SOUTH AMERICA This paper presents an observational study of the cyclogenetic cloudiness over South America during The structure of the cyclogenetic cloudiness is analyzed using satellite observations in thermal IR images. The characteristics of the cyclogenetic cloudiness have been found. A classification of the cyclogenetic cloudiness has been performed. It was investigated, in the cyclogenetic cloudiness region, the characteristics of the temperature fields at 700 hpa level and at surface, geopotential at 700, 500 and 300 hpa levels; streamlines at 250 hpa level and at surface. The jet stream at 250 hpa, the horizontal wind divergence at 250 hpa level and at surface and the relative vorticity at 250 hpa level and at surface were also analysed. Warm air currents from Amazon and Bolivia regions and cold air currents from South Argentina formed the cyclogenetic cloudiness. The signs, which are enable to define these currents on satellite data, are described. A scheme of the short-tem forecast of the cyclogenesis over South America is presented. Key-Words: Weather forecasting, cyclogenesis, satellite. 1. INTROII O Estado do Rio Grande do Sul fica próximo ao centro da região ciclogenética que, de acordo com os resultados de Ferreira (1989) e Gan (1992), localiza-se sobre o Uruguai (32.5"s-55"W). Sinclair (1995), usando dados de vorticidade relativa do vento geostrófico, concluiu que a região referida é ciclogenética; todavia, o núcleo da ciclogênese localiza-se mais ao sul, sobre o Sudeste da Argentina. Todavia, num estudo posterior, o mesmo autor (Sinclair, 1996) mostrou que a região abrangendo o Uruguai e a costa leste da Argentina, entre 40" e 50, no inverno, é uma região ciclogenética. Com base nesses estudos, pode-se afirmar que a previsão de formação de vórtices ciclônicos é um dos principais problemas na elaboração da previsão do tempo para o

2 16 Formação de Vórtives Observados no Campo de Nebulosidade Sobre a América do Sul Sul do Brasil. Dados observacionais e os resultados obtidos na Meteorologia Dinâmica (por exemplo Howard & superfície; altura geopotencial nos níveis de 700, 500 e 300 hpa; linhas de corrente e isotacas para os níveis de Bluestein, 1993; Kousky & Eliz.o mostram que a formação de cic I níveis de 250hPa e da as zonas frontais em altos nívc jato e que a região do campo dc de 250hPa e da superfície; favorável para a ciclogênese é 3 Gan e Rao (1996) citam a rente de jato para o nível de montanhas como um possí formação de distúrbios ciclôi atenção para a subseqüente in devida à instabilidade baroclínica. A experiência do trabalho operacional na mtruídos no Ministério da foram utilizados. Poram analisados doze casos de formação e de desenvolvimento de vórtices: 1. (22 e ), 2. (20, previsão do tempo mostra que os modelos numéricos, 21 e ), 3. (11 e ), 4. (7 e ), algumas veze :s, apresentam erros na previsão do pnmeiro (29, 30 e ), 6. (15 e ), 7. (20 e estágio da f 'ormação do ciclone. Por isso, um dos 96), 8. (26 e ), 9. (8 e ), 10. (4,s e objetivos desi te trabalho é identificar a nebulosidade típica 96), 11. (19, 20, 21e ), 12. (30-09 e ). observada nz is imagens de satélite sobre a América do Cada caso durou de 2 a 4 dias; por isso, foram observados Sul que est á associada com a formação de vórtices 29 dias com vórtices ciclônico S. Estes casos foram ciclônicos e mostrar os padrões de vários campos selecionados porque os dados e? ;tavam disponíveis no meteorológicos associaaos. * c. *. v.,,. 1 n-xn. com a rerenaa netmosiaaae. arquivo ao Lrlvlet. Esta nebulosidade será chamada. daaui Dor diante. de,. L Nos cálculos das uorcentagens apresentadas, nebulosid ade ciclogenética. O outro objetivo é foram utilizadas somente dadj os para 10 casos, pois que desenvolve :r um método de previsão de formação de não havia dados disponíveis 1 para os outros dois casos. vórtices cic Aônicos, usando-se para este fim dados de Além disso, é necessário aci -escentar que também no satélite e d lados de análise (não da previsão) dos vários cálculo destas porcentage :ns, para cada caso de campos me :teor01..-_- ó~icos..,_. ciclo~ênese. a foram consii derados os campos de geopotencial em três níveis de pressão, sendo, portanto, 2. DADOS E METODOLOGIA analisado um máximo de 29 situações (10 casos de ciclogênese vezes 3 níveis, menos um, já que para um a Anal' isaram-se os dados do satélite CiUbS-8 no dos casos, os dados de um dos níveis de pressão não canal infrav ermelho a cada 3 horas e, também, vários estavam dispo níveis). campos de a nálise para OOh UTC do NCEP (National A-in--~:-.:-- TX~--L:--L--\ r C- e,. Center for Envii uriirieiiiai rieuiuluii, vvasiiliigwii). rui a111 c111 LU~OS OS casos estudados, foram observadas analisadas as ipao~nc L'"&".'" "" I ~ P cat6lit~ """"L" Y-" nara id~ntifirar n '"."L"- " vrírtir~ ' "L"" --..-" írnnac frnntaic L. "...-." accnriarlac anc vórtices u"".rvl---" -v". ciclônicos e, por ciclônico e o estágio de desenvolvimento do mesmo. isso, para caracterizar a inte :nsidade destas zonas, Estudaram-se os sinais no campo de nebulosidade, os calcularam-se, utilizando-se de ( dados obtidos dos mapas quais mostram os processos de ciclogênese e apresentam de temperatura, o gradiente de temperatura e a largura a as massas de n ebulosidade ciclogenética. daquelas zonas para os níveis dt : 700 hpa e da superfície Para a identificação da nebulosidade do ciclone usou-se a descrição de Anderson et al. (1973), a qual e obtiveram-se os valores médios (usando-se dados de várias situações) destes parâmetros, para os vários 44 permite o reconhecimento do primeiro estágio do ciclo de vida dos ciclones (formação do vórtice). Naquele trabalho foi descrito apenas um tipo de nebulosidade ciclogenética. Na região do vórtice ciclônico foram examinados conjuntamente vários campos meteorológicos, quais sejam: temperatura para os níveis de 700hPa e da estágios de desenvolvimento do vórtice ciclônico. Foram escolhidos campos típicos na região da nebulosidade ciclogenética. Assim, embora os campos apresentados neste trabalho sejam para dias específicos, eles retratam situações típicas. Na região do vórtice ciclônico, foram examinados os campos de altura geopotencial e as linhas de corrente para identificar as correntes principais para

3 Natalia Fedorova. Maria Helena de Carvalho e Dmitri Fedorov 17 L3 a formação do vórtice ciclônico e, também, os sinais das mesmas na imagem de satélite. O método da trajetória da parcela (Manual de Previsão de Tempo de Curto Prazo, 1986; Byers, 19591) foi usado para a identifi icação do tipo de corrente (ar quente ou frio). Estudo, u-se a r t, 1 I. posição da corrente de jato e ae seu nucieo, relacionada Gan (1992) estudou dois casos de ciclogênese que estão de acordo com este segundo tipo. O terceiro padrão de nebulosidade ciclogenética (Fig. 1-c) é semelhante ao segundo, mas existe uma diferença principal: desde o começo do processo é observada uma ligação com a massa de ar quente e úmida com a posição da nebulosidade ciclogenética no estágio de formação do vórtice ciclônico (primeiro estágio do ciclo de vida do vórtice). Os campos de vorticidade relativa e : divergência foram examina( 10s na região do vórtice ci clônico para identificar os cam ipos padrões, que estão assbbla vórtices. Cor i base nos resultados obtidos neste trabalho, :-E- :-1--e... desenvolveu-be UIII ebyuerria ue yrevisau ue çiçiogenese, usando-se imagens de satélite e campos meteorológicos. Dez casos estavam associados com ciclogênese próximo à superfície e dois com ciclogênese em médios e altos níveis. O critério utilizado para a verificação da ciclogênese foi o fechamento de uma isóbara em superfície (Gai n, 1992) ou de uma isoípsa em médios ou na região da Amazônia e Bolívia a qual, na imagem de satélite tem a aparência de um campo de nebulosidade tipo Cu cong e Cb. No quarto padrão (Fig. 1-d), a ligação da nebulosidade ciclogenética com a massa de ar quente e úmido na região da Amazônia e Bolívia provoca a formação do vórtice ciclônico. As imagens mostram que as nuvens tipo Cu cong e Cb, desde a grande região da Amazônia e Bolívia, unem-se numa massa, onde se forma o vórtice ciclônico. Depois de 6-12 h, nesta massa, é definida uma fronteira nítida com curvatura ciclônica na retaguarda da mesma, a qual mostra a formação da parte fria da onda fiontal. Nas seções seguintes, serão apresentados vários padrões de configuraç: ío para campos de temperatura e altos níveis en n um sistema de baixa pressão ou numa geopotencial. Deve-se : ressaltar, no entanto, que os baixa de altu ira geopotencial, respectivamente. O padrões de campos I que serão apresentados neste intervalo das i: sóbaras no cam~o de ~ressão reduzida ao trabalho. não estão assc ~ciados a um determinado padrão nível do mar do NCEP é de 3 hpa, enquanto que, nas cartas de superfície do Ministério da Marinha. é de 4 de nebulosidade ciclogenética, mas a qualquer um deles, pois ainda não se encontrou uma relação entre estes hpa. Ni os mapas de altura geopotencial do NCEF >, 0 padrões de configuração de campos com os padrões de interval o utilizado é de 60 m, para todos os níveis us: idos nebulosidade ciclogenética aqui descritos.,.l..llneste trd~dlll~l. 4. CAMPOS DE TEMP ERATURA NA REGIÃO DO FORMAÇÃO DA NEBULOSIDADE DO I0 ~RTTCR CTCT.~NTC~ Foram definidos quatro tipos de nebulosidade (Fig. 1) na imagem do canal infravermelho no primeiro estágio de desenvolvimento do vórtice ciclônico; daqui por diante, esta nebulosidade será chamada de ciclogenética. No primeiro padrão de nebulosidade ciclogenética (Fig. 1-a), as imagens de satélite mostram uma massa de nuvens com curvatura anticiclônica ( às vezes, duas ou três massas de nuvens com esta curvatura) no lado sul da massa. (Fedorova & Bakst, 1996) No segundo padrão de nebulosidade (Fig. 1 -b), foram observadas algumas aglomerações de nuvens, as quais depois se unem numa massa de nebulosidade e formam a parte quente da onda frontal com curvatura anticiclônica. Observou-se que esta nebulosidade é encontrada separada das outras massas de nebulosidade. VÓRTICE CICLONIC 4.1 Campos de temperatura na superfície no campo de nebulosidade do vórtice ciclônico Os resultados da análise mostram que a formação do vórtice ciclônico aparece nos campos de temperatura (dos quais foram observados dois padrões, Figura 2 a, b) de maneira bem definida: dois ramos das zonas frontais unem-se e dividem as três massas de ar, que apresentam temperaturas distintas entre si. Uma das massas de ar envolvida é uma marítima polar, a outra, uma tropical continental e a terceira pode ser uma polar marítima velha ou tropical marítima. É importante ressaltar que os campos de temperatura apresentados na Figura 2 são campos padrões e os valores do gradiente de temperatura e da largura da zona frontal são valores médios.

4 18 Formação de Vórtives Observados no Campo de Nebulosidade Sobre a América do Sul Figura L: vois paurues ue campos ue ierriperaiura ( L) a super~iue (a. G v.) G IIU II~VGI UG IUU d a (C. e d.) no primeiro estágio de formação do vórtice ciclônico. Os numeradores das frações em negrito representam valores médios da largura da zona frontal (km), e os denominadores representam valores médios do gradiente horizontal de temperatura ("C/500 Em). O primeiro padrão de campo de temperatura No primeiro padrão, as zonas frontais têm larguras.l 2- *-L-..-- L-l-- A,., Ouse1 vauu L~I~LLGIIL~-SG pt;~ UUIW UG *I ~UGULG iia maiores e gradientes de temperati Ira menores do que no vanguarda c : na parte norte da nebulosidade ciclogenética; segundo padrão. Na região onde as duas zonas frontais as tempera turas máximas observadas no núcleo do ar se unem, os gradientes horizontz lis de temperatura, na 1, 0-., 0/n,'.,-, 1 C,-'- L&.- ---> : :- J- quente vão aesae JL are 30-L. u segunao ramo aa zona superricie, rem vaiores iguais ue, aproximadamente, 8 frontal tem uma distribuição zonal e apresenta uma "C/5OOkm. Estes dois padrões de zonas frontais são pequena região com ar frio na retaguarda da observados durante todo o período de desenvolvimento nebulosidade. do vórtice ciclônico. No segundo padrão de campo observado, o núcleo de ar quente localiza-se mais ao norte; na região 4.2. Campos de temperatura no nível de 700 hpa da nebulosidade ciclogf :nética, uma língua de ar quente na região de nebulosic dade ciclogenética penetra na vanguarda d a nebulosidade, e a zona frontal situa-se na direção noroeste-sudeste. O segundo ramo da zona frontal tem direção sudoeste-nordeste. Na realidade, este segundo padrão é uma variação do primeiro A largura da parte fria da zona frontal é I de km e, da parte quente, de km, próxir no c,., I 1 rinn l n à superricie; no nivel ae IUU nra, as larguras sao de km e de km, respectivamente. Os ramos da zona frontal, observados mais ao norte, são mais fortes (os gradientes horizontais de temperatura, na superfície, são de 10 e 13"C/500km, respectivamente, para os dois padrões de campos) do que os da zona frontal na parte sul (os gradientes horizontais de temperatura, na superfície, são de 8 e 10 C/500km, respectivamente). - Em todos os car ipos de temperatura no nível de 700 hpa, foi observado que as isotermas não tinham configuração zonal: na vanguarda da nebulosidade ciclogenética, a temperatura foi mais alta do que na retaguarda da mesma. Os campos de temperatura no nível de 700 hpa (Figura 2 c, d) também mostram dois padrões de distribuição horizontal de temperatura. O primeiro padrão tem uma zona frontal com largura de km, e o valor médio do gradiente máximo de temperatura é de 8"C/500km. No núcleo do ar quente, a temperatura tem valores de 10 até 16 C e no ar frio, de -10 até -18 C. O segundo padrão dos campos de temperatura no nível de 700 hpa é muito parecido com o segundo padrão do campo de temperatura na superfície. 9

5 Natalia Fedorova, Maria Helena de Carvalho e Dmitri Fedorov 19 Continuação... - Figura 2 5. ASSO< :IAÇÃO DA NEBULOSIDADE DO dia 30 de setembro de 199t 5. Neste caso, foram VÓRTICI 3 CICLÔNICO COM OS CAMPOS observadas isoípsas fechadas en n 300 e 500 hpa, sendo DE ALTUI RA GEOPOTENCIAL o ciclone bastante intenso neste5 ; níveis. Em 700 hpa, o ciclone ainda estava presente, pc rém mais fraco que nos +#.A#.",.n,rnmr.nn A,,l+..., n,,,,+,".,:,1,. A-:--:-.-:- -:&-A-- C-&- Em - Luuva ua baiiipua uc alwia t;cupuuxiliai, a uuuua uuls IIIV~;~~ LILdUUS. CSL~ hituação está descrita em região de nebulosidade do vórtice ciclônico, no seu Fedorova et al. (1998). primeiro estágio de desenvolvimento, localiza-se na O cavado é observado nos três níveis da vanguarda do cavado. Esta nebulosidade estava atmosfera, no mesmo momento, em 80% dos casos. Na associada com o centro ou o lado norte da zona frontal maior parte deles, é observada uma inclinação para oeste em médios e altos níveis. Algumas modificações nestes com a altura, comparando-se os campos em níveis baixos campos permitem identifi car os três padrões de campos e altos. Na região da nebulosidade, ciclogenética foi de altura geopotencial. C )S dois primeiros apareceram observada ur na isóbara fechada em 4 casos no nível de em 80% dos casos. O prim eiro deles caracteriza-se como 700, em 3 cas ;os no nível de 500 hpa e em 1 caso no nível a a vanguarda de um cavado ao qual está associada a zona de 300 hpa, o que significa 27.6% dos casos. frontal (Fig. 3, a); o segundo padrão tem duas zonas frontais (Fig. 3, b). Este padrão mostra que o ramo mais forte (com os maiores gradientes de altura geopotencial) encontra-se mais ao sul, mas a nebulosidade ciclogenética está associada com o ramo norte ( vanguarda do cavado) e com a região de união entre estes dois ramos. Isto significa que, na região da nebulosidade ciclogenética, uniram-se duas correntes principais. O terceiro padrão de campo de altura geopotencial (20% dos casos no primeiro estágio de desenvolvimento do vórtice) caracteriza-se por uma zona frontal com orientação zona1 na região sul da América do Sul e um cavado fraco na região de interesse (Fig.3, c). A única situação de ciclogênese diferente daquelas descritas aqui foi a do

6 20 Formação de Vórtives Observados no Campo de Nebulosidade Sobre a América do Sul Figura -3. Três padrões de campos de altura geopotencial (a, b, c) nos níveis de 700,500 e 300 hpa no primeiro estágio de formação do vórtice ciclônico. Para cada um dos padrões, 300 hpa. 24 trajetória da parcela num período de 24 horas.

7 L 21 Natalia Fedorova, Maria Helena de Carvalho e Dmitri Fedorov 6. CORRENTES PRINCIPAIS PARA FORMAÇÃO DO VÓRTICE CICLÔNICO A As linhas de corrente no nívc:i de 250 hpa (Fig.4:1 mostram uma corrente de ar de ncroeste em todos o:3 Ar casos e em todos os estágios de ~ I,nG,.,l.:,*,~ I I V U I V I I I I G I I L UUC) vórtice. A análise das trajetórias das parcelas, usando os mapas de linhas de corrente, de altura p;eovotenciale os campos dc2 temperatura, apresentaconfluência,em ba ixos níveis da atmosfera, das correntes de ar quente oriuridas 2,:,A, D-I:..:,,,,," e-,. A- -.. da Amazmia G ua uuilvia, LUIII a3 L U ~ L G I I L G S UG a1 frio n procedentes das regiões Central e Sul da Argentina. Usando a análise das linhas de corrente nos níveis de 950,800,500 e 344 hpa na região do vórtice no campo de nebulosidade, obtido através dos dados de satélite no canal infravermelho, Douglas et al. (1995) estudaram o ciclone na escala subsinótica próximo à costa da Groenlândia. Os campos de linhas de corrente na região do vórtice ciclônico, no estágio de máximo desenvolvimento, próximo à Groenlândia, também mostram convergência das correntes em baixos níveis e um cavado para o nível de 344 hpa (Douglas et al., 1995). Figura 4: Principais padrões de linhas de corrente e de corrente de jato para o nível de 250 hpa ( a ) e para a superfície ( b ), no primeiro estágio de formação do vórtice ciclônico. As linhas escuras são as linhas de corrente e as brancas são as isotacas na região da corrente de jato.

8 22 Formação de Vórtives Observados no Campo de Nebulosidade Sobre a América do Sul O resultado encontrado neste trabalho, em relação às linhas de corrente na superfície, é muito parecido com aquele obtido por James e Anderson (1984) que concluíram que os Andes são um fator crucial em assegurar o escoamento de ar úmido em direção aos pólos para dentro do Atlântico Sul. Dados climatológicos de altura geopotencial de 1000 hpa, mostrados por James e Anderson (1984), por outro lado, indicam que, na região considerada, se localiza a varte oeste dos anticiclones, onde é obser. vado um giro do vento, o qual não resulta L Foram usados campos de vorticidade relativa dos níveis da superfície e de 250 hpa, para a identificação da posição das zonas frontais. Por exemplo, os resultados dos modelos de Reeder e Smith (1988), Smith et al. (1995) mostram que o eixo dos valores máximos da vorticidade relativa está associado com a posição da frente em baixos níveis. Sanders (1987) estudou os valores máximos da vorticidade absoluta no nível de 500 hpa para a determinação do limite da mesma nas situações de ciclogênese tipo "bombs" e encontrou que da influência dos Andes. o limite é maior do que 2, S.'. Satyamurty et A- --Li*:&- ---:L-- :A--L:L':--- AS iriiagws ut; saiciiit: -" ~~XIIIIL~III IU~;IILIIIL~I as a1.(1990) estudaram a vorticidade relativa no nível de corre ntes de ar quente através das regiões com 500 hpa em situações com formação d e intensos nebulc xidade tipo Cu med, Cu cong e Cb. No começo complexos convectivos no inverno, na co! $ta leste da da formaçao - 1 ".. 1 I. 1-1 aesra corrente, aparece a primeira America ao aui e encontraram que os valores máximos nebulosidade tipo Cu med próximo da massa de nebulosidade ciclogenética e inclina-se na direção da Amaz ônia e Bolívia; depois aumenta a quantidade e a da mesma variam desdel 2, 0.10-I s-' (40% de --_-. l : l. 3-1_\ r n 1n.T - /Znm pussioiliuaue) ate 3,u.1ud s (JUX UI 'e possibilidade). Chang et al. (1996) estudaram a estrut nra dos ciclones altura desta nebulosidade, desenvolve-se a nebulosidac de sobre os oceanos no Hemisfério Nc )rte usando, em 7 -T tipo 11 rnno P I n.- P RC reoinpc rnm ecrpc. rinnc ,. de nrrririilrr R vnrtirinrnp nnrenriri etn 250 hpa; eles nebulc o, de 9,3.10-' Bolívi quentt ~olar da corrente mass; desen. o campo de de satc da ma nebulosiaaae upo LU num e >c, as quais rormam ceiulas. -- horizontal na superfície ( Fig. 5-b ) não são muito altos para os processos de ciclogênese. Por exemplo, na parte da retaguarda da nebulosidade ciclogenética, estes valores atin gem - 1, s-i e na parte : da vanyarda existem ) de valc jres entre -13 i' e +1,5.10-' s-. Os mesmos. * * campos para - o nível de L3U hk'a ( fia. - 5-a ) têm valores dos ca sos. O vórtice foi observado frequentemente (54% mais elevados e melhor definidos e variam'( lesde -1,5.1?- j dos c; zsos) na entrada da corrente de jato (Fig. 4) e s-i até si, na vanguarda e de.-1,5.10-%- a --, <-I-- 1- /o1 rn '-- \. t tambérri piunirnu au riucieo ua rriesmd (LI-/o uos casus); 1,O.10-9-, na retaguarda da nebulosidade ( riclogenética.. r-. I * 1 1. t t, I. em c hutros casos (25 %), o núcleo foi pequeno. O p rimeiro Vuanao a espiral aa neoulosiaaae ao vonice se forma, está] %io do vórtice formou-se na entrada da corr ente de são observados valores de divergência negativos e altos,<a-, jato(o4~0) ou proximo ao nucieo aa mesma (36%). à superfície em tomo das frentes fria e oclusa e próximos Con iparando-se a posição da nebulosidade do vórtice do c :entro do ciclone. com a posição do eixo da corrente de jato, obs erva-se n.rxrt;~a oo fnrmnii nvxv;mn /<? <C?-\ nri r que v V u I C l C b ab IullIluU pu~llllu (J2.J uu 110 lado 8.2 campos ae vorticiaaae relativa na região de quente ou equatorial (46.5%) daquele eixo. nebulosidade do vórtice ciclônico 9.I ii i 8. CAMPOS DE DIVERGÊNCIA E VORTICIDADE RELATIVA NA REGIÃO DO VÓRTICE CICLONICO Os campos de vorticidade relativa próximos da superfície (fig. 6-b) são difusos e não apresentam valores altos (positivos ou negativos) no estágio de formação do vórtice. Os valores da vorticidade relativa à superfície

9 Natalia Fedorova, Maria Helena de Carvalho e Dmitri Fedorov 23 e Figura -5. Principais padrões de campos de divergência (s -1 ) para os níveis de 250hPa (a) e da superfície (b), no primeiro estágio de formação do vórtice ciclônico. foram fracos ou até de ' S.' no primeiro estágio de.desenvolvimento do vórtice; no estágio de desenvolvimento máximo, os campos estavam mais definidos. Outro padrão de distribuição horizontal de vorticidade relativa é observado no nível de 250 hpa (Fig. 6-a). O vórtice ciclônico forma-se quando duas regiões bem definidas no campo de vorticidade relativa estão associadas com a nebulosidade típica (que foi apresentada no item 3). Na vanguarda e na parte norte da nebulosidade, os valores são positivos ( +4, s I até +8,0.10-' i') e na retaguarda e na parte sul. os valores são negativos ( -$,O.10" s-i até -10,O.IO-5 s I). Os valores máximos até ii, no centro da região definida, são observados na retaguarda da nebulosidade ciclogenética. A comparação da distribuição horizontal de vorticidade relativa no nível de 250 hpa, obtida neste

10 24 Formação de Vórtives Observados no Campo de Nebulosidade Sobre a América do Sul Figura 6- Principais padrões de campos de vorticidade relativa (s -1 ) para os níveis de 250hPa (a) e da superfície (b), no primeiro estágio de formação do vórtice ciclônico. trabalho, com a distribuição horizontal de vorticidade potencial em ciclones sobre o oceano (Chang et al., 1996), mostra que a assimetria nestes campos é semelhante. O trabalho de Douglas et al. (1995) apresenta a distribuição vertical (entre os níveis de 950 e 350 hpa) de vorticidade relativa na região do vórtice ciclônico (com a espiral do vórtice bem definida) próximo à Groenlândia. Os resultados mostram que os valores máximos são opservados próximo aos níveis /e 950 hpa (+25,0.10'5 se ) e de 350 hpa (+l5.o.10" s- ) e os valores mínimos, entre os níveis de 600 e 450 hpa. A comparação dos resultados de Douglas et al. (1995), com os obtidos neste trabalho, mostra concordância em altos níveis. Todavia, em baixos níveis, no primeiro estágio de desenvolvimento d do vórtice ciclônico, neste trabalho, não foram observados valores grandes e no estágio de de; senvolvimento máximo, eles foram de até -4,O.10-5 s- 4 Comparando-se os resultados alcançados neste trabalho com aqueles de Gan e Rao (1996), encontramos os seguintes pontos semelhantes: os valores de vorticidade são parecidos, bem como as regiões com valores positívds e negativos; outra semelhança é que os valores negativos de vorticidade são eiicontrad&ve&re 200 e 300 hpa, enquanto que, em 850 h~a,)hdá~be dbservam valores >i) significativos. 'I A ' h '-!*r: e 'i >t,f%i.: ' I ' 2 : i i'

11 Natalia Fedorova, Maria Helena de Carvalho e Dmitri Fedorov 25 ser seguido para a previsão de ocorrência ou não de ciclo- 9. ESQUEMA DE PRavrS DE gênese na região Sul da América do Sul. Primeiramente, CICLOGÊNESE na imagem de satélite, identifica-se a nebulosidade ciclogenética de acordo com os resultados do item 3. Na Figura 7, é mostrado o esquema que deve Depois, na região desta nebulosidade, analisam- - - Figura 7: Esquema para a previsão da ocorrência ou não de ciclogênese na região Sul da América do Sul se os campos meteorológicos para identificar se existem nível de 250 hpa, no qual também é mostrada a corrente ou não as condições de ciclogênese de acordo com os de jato, e no nível da superfície; de divergência horizontal resultados dos itens de 4 até 8. O esquema inclui 8 passos no nível de 250 hpa; de temperatura nos níveis de 700 ou a análise dos seguintes mapas: de altura geopotencial hpa e da superfície e de vorticidade relativa no nível de nos níveis de 300 e 500 hpa; de linhas de corrente no 250 hpa. O vórtice ciclônico forma-se na região da

12 26 Formação de Vórtives Observados no Campo de Nebulosidade Sobre a América do Sul nebulosidade ciclogenética nas seguintes situações: na vanguarda do cavado ou na retaguarda da crista, em níveis médios e altos; sobre a corrente de noroeste a sudeste, em médios e altos níveis da atmosfera; na região de união em baixos níveis da atmosfera das correntes de ar auente roced dentes da Amazonia e - Bolívia, com as correntes de ar frio vindas das regiões central e sul da Argentina; na entrada ou próximo ao núcleo da corrente de jato, em 250hPa ; próximo ao eixo da corrente de jato ou no lado equatorial da mesma, em 250hPa; quando existem uma ou duas (as quais se unem) zonas frontais no campo de temperatura com gradientes de 6-13 C I500 km e com assimetria no campo de temperatura à superfície e em 700 hpa, com o ar quente na vanguarda da nebulosidade ciclogenética e com o ar frio na retaguarda da mesma; quando, no campo de divergência horizontal no nível de 250 hpa, existem regiões bem definidas com valores até +4, S.', na retaguarda da nebulosidade ciclogenética; quando existe um centro com valores positivos e outro com valores negativos de vorticidade relativa em 250 hpa, na região da nebulosidade ciclogenética; estes valores são de até S.' na retaguarda da nebulosidade e de até +10, S.', na vanguarda. As condições em cada passo do esquema são favoráveis, mas não suficientes para a ocorrência de -:-I--^ i :c:---l r Glclugeiiex, que se veriiicara no caso ue touas as condições dos diferentes passos serem atendidas. Assim, teremos a resposta sobre a possibilidade de formação de vórtices na região Sul da América do Sul. No caso em que os vários campos não mostrem as condições explicitadas, não haverá formação de vórtice. Apresentam-se quatro padrões de nebulosidade que são associados com o primeiro estágio de formação do vórtice ciclônico, ou seja, quatro padrões de neeulosiaaae ciciogenetica,,.. os quais se caracterizam por formarem, após 6-12h, a parte quente da onda frontal ou a região com curvatura anticiclônica na vanguarda da nebulosidade e, depois do mesmo período de tempo, ocorre a formação da parte fria com curvatura ciclônica na retaguarda da nebulosidade. Desenvolveu-se um esquema de previsão de ciclogênese na região Sul da América do Sul, que utiliza dados do satélite GOES e a análise dos campos meteorológicos, os quais os meteorologistas usam na sua prática operacional. O esquema de previsão desenvolvido encontrase aberto para que sejam acrescentados outros campos que venham a aumentar a precisão da previsão como, por exemplo, os campos de advecção de vorticidade em C. altos níveis e de advecção de temperatura em baixos níveis. ANDERSON R.K., ASHMAN, J. P., FA RR, G. R., FERGUSON, E. W., ISAYEVA, G. N., OLIVER, V. J., PARMENTER,F. C., POPC )VA T. P., SKIDMORE, R. W., SMITH A. H., VELTISHCHEV, N. F. The use o f satellite pictures in weather analysis and fc wecasting. Geneva: WMO, ~. (Technical note, 124) BLUESTEIN, H. B. Synoptic - dynamic m ieteorology in midlatitudes. New York: Oxford University Press, v.2,594p. BYERS, R. H. General meteorology. I Vew York: McGraw-Hill Book Company, ( )P. CHANG, S.W., TEDDY, R. H., SASHEGY 'I, K. D. A Numerical Study of ERICA IOP 4 Marii le Cyclone, Mon. Weath. Rev., v. 124, p.27-46, DOUGLAS, M., W., SAPIRO, M. A., FEDOR, L. S., SAUKKONEN, L.. Research Aircraft observations of a polar low at the East Greenland ice edge. Mon. Weath. Rev., v. 123, p.5-15, FERREIRA, C. C. Ciclogê neses e ciclones extratropicais na regiãa sul - sudeste do Brasil e suas influências no tempo. São José dos Campos, Disseri tação (Mestrado em Meteorologia) - Instituto N, aciona1 de Pesquisas Espaciais. FEDOROVA, N., BAKST, L. Advecção de ar quente em médios e altos níveis da atmosfera através da análise dos dados dos satélites. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE METEOROLOGIA, 9, 1996, Campos do Jordão. Anais... v.1, p a -4

13 Natalia Fedorova, Maria Helena de Carvalho e Drnitri Fedorov 27 FEDOROVA, N., CARVALHO, M. H., FEDOROV, D. Formação de vórtices no campo de nebulosidade sobre a América do Sul. Parte IV. O ciclone em médios e altos níveis. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE METEOROLOGIA, 10, 1998, Brasília. Anais... (Cd-rom). GAN, M. A. Ciclogêneses e ciclones sobre a América do Sul. São José dos Campos, Tese (Doutorado em Meteorologia) -.Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. GAN, M. A., RAO, V. B. Case studies of cyclogenesis over South America. Meteorol. Appl., v.3, p JAMES, I. N., ANDERSON, D. L. T. The seasonal mean flow and distribution of large-scale weather systems in the southern hemisphere: the effects of moisture transports. Q. J. R. Meteorol. Soc., v.110, p.gaq 66,1984. KOUSKY V.E., ELIAS M. Meteorologia sinótica. São José dos Campos: INPE, ~. (2605-MD/ 021). ANUAL de previsão do tempo de curto prazo. Leningrad: Hydrometeoisdat, v. 1,702~. PETTERSSEN, S. Weather analysis and forecasting. New York: McGraw-Hill Book Company, v. 1,428~. REEDER, M. J., SMITH, R.K. On the horizontal resolution of fronts in numerical weather prediction models. Aust. Meteorol. Mag., v.36, p. 11-6, SANDERS, F. A study of 500 mb vorticity maxima crossing the east coast of North America and associated surface cyclogenesis. Weath. Forecasting., v.2, p.70-83, SATYAMURTY, P., FERREIRA, C. C., GAN, M. A. Cyclonic vortices over South America. Tellus, v.42, p ,1990. SINCLAIR, M. R.. Reply. Mon. Weath. Rev., v.124, p , A climatology of cyclogenesis for bvuliigiii hemisphere. Mon. Weath. Rev., v. 123, p ,1995. SMITH R. K., REEDER, M. J., TAPPER, N. J., CHRISTIE, D. R. Central Australian cold fronts. Mon. Weath. Rev., v.123, p , 1995.