CLIMATOLOGIA DA PRECIPITAÇÃO NO MUNICÍPIO DO RIO DE JANEIRO. Juliana Silva de Oliveira 1 Claudine Pereira Dereczynski 2 Christiane Osório Machado 1

Transcrição

1 CLIMATOLOGIA DA PRECIPITAÇÃO NO MUNICÍPIO DO RIO DE JANEIRO Juliana Silva de Oliveira 1 Claudine Pereira Dereczynski 2 Christiane Osório Machado 1 RESUMO Uma climatologia preliminar da precipitação no município do Rio de Janeiro é elaborada utilizando-se 9 anos de dados observados na rede de postos pluviométricos da Fundação Geo-Rio. Os resultados da distribuição espacial da precipitação mostram que os máximos valores das médias mensal, sazonal e anual concentram-se junto aos três maciços existentes na cidade: na Serra da Carioca e na Serra do Mendanha, consistente com trabalhos anteriores, e também na Serra Geral de Guaratiba. Tais valores reduzem-se em direção às planícies, sendo um mínimo observado na Zona Norte da cidade. A análise do ciclo anual da precipitação indica que os maiores (menores) índices pluviométricos ocorrem no trimestre novembro-janeiro (junho-agosto). A estação do Sumaré destaca-se por seus elevados índices pluviométricos, com valores superiores àqueles coletados nas demais localidades durante praticamente todo o ano. Uma análise dos eventos extremos (totais pluviométricos diários superiores a 30,0 mm em pelo menos 10 estações) indicou que a maior parte dos 139 eventos selecionados, como esperado, ocorreu durante a estação chuvosa (de novembro a março), totalizando 81 casos. Tais eventos de verão estiveram associados à entrada de sistemas frontais (51 casos), atuação da Zona de Convergência do Atlântico Sul - ZCAS (22 casos), sistemas convectivos de mesoescala (5 casos) e precipitação gerada por efeito de circulação marítima (3 casos). No período seco (junho a agosto) ocorreram apenas sistemas frontais (18 casos). Nota-se que no verão, apesar do maior número de sistemas frontais em relação aos demais sistemas, os maiores totais pluviométricos diários estão associados aos eventos de ZCAS. ABSTRACT A preliminary precipitation climatology of Rio de Janeiro city is elaborated, by means of a Geo-Rio rain gauges network, in order to better understand the precipitation distribution at the city. The results, from a 9-year period, show that the rainfall amount distribution is highly dependent on the terrain topography. There are three regions of maximum precipitation in the city, coinciding with the three hills: Carioca s and Mendanha s Hills, consistent with earlier observational studies, and Geral de Guaratiba s Hill. The precipitation values are reduced toward the plains, with minimum values at Zona Norte. An inspection of the annual cycle of precipitation reveals a maximum (minimum) at the trimester November-January (June-August). At Sumaré station, precipitation is greater than all other places during almost all the year. An analysis of the extrems events (rainfall greater than 30.0 mm) shows that the greater part of the 139 selected events, as expected, occurred during the rainy season (from November to March), resulting in 82 cases. These summer events were associated with frontal system (51 cases), South Atlantic Convergence Zone SACZ (22 cases), Mesoscale Convective Systems (7 cases) and rainfall caused by seawind circulation (2 cases). In the dry period (Junho to August) occurred only frontal systems (18 cases). In the summer, although the greater number of frontal systems in relation to other meteorological systems, the bigger daily pluviometric data are associated to SACZ events. Palavras-Chave: climatologia, precipitação, Rio de Janeiro 1 Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca CEFET/RJ - Avenida Maracanã, 229 Maracanã, Tel: (21) ramal 163 s: juliana.cefetrj@gmail.com e christiane@cefetrj-rj.br 2 Departamento de Meteorologia UFRJ - Av. Brigadeiro Trompowsky, s/n, Cidade Universitária - Ilha do Fundão, Prédio do CCMN-IGEO, Tel: (21) claudine@acd.ufrj.br

2 INTRODUÇÃO A cidade do Rio de Janeiro apresenta uma topografia acidentada e extremamente diversa, marcada pela formação de maciços, cujas encostas originalmente cobertas por florestas da Mata Atlântica, apresentam altos graus de declividade. Desta forma, os sistemas meteorológicos que normalmente atingem a região, tais como os sistemas frontais, os sistemas convectivos de mesoescala, as linhas de instabilidade e outros (Satyamurty et al, 1998), provocam precipitação de intensidade variável, dependendo da localização e da topografia da região. Trabalhos anteriores, tais como Serra (1970) e Serra e Ratisbonna (1957), apresentam climatologias da precipitação para o município, utilizando contudo poucas estações meteorológicas e, além disso irregularmente distribuídas. No primeiro trabalho o autor descreve o comportamento de diversos elementos meteorológicos, porém sem informação sobre a localização exata e período analisado em cada uma das 17 estações nas Zonas Norte e Sul da cidade. Sobre a precipitação anual o autor afirma que ocorre um máximo em torno de 1600 mm localizado em extensa área à barlavento do maciço da Tijuca, reduzindo-se em direção aos bairros localizados na zona sul da cidade, chegando a 1200 mm próximo à costa. De acordo com o autor, valores inferiores a 1200 mm são observados nos bairros da Zona Norte. Em FIDERJ (1978) apresenta-se uma climatologia da precipitação, temperatura e ventos no Estado do Rio de Janeiro para o período de 1931 a Os mapas mostram pouca resolução sobre a cidade, devido ao reduzido número de estações meteorológicas na região, sendo 59 localizadas sobre o Estado e apenas 7 no município. Com relação à precipitação o campo de totais pluviométricos anuais mostra um máximo na Zona Sul da cidade (entre 1700 e 1900 mm ao sul da estação do Jardim Botânico) e outro máximo secundário de 1500 mm ao norte da cidade. Na parte central predominam valores entre 1300 e 1500 mm. O objetivo deste trabalho é realizar uma análise climatológica preliminar da precipitação sobre a cidade do Rio de Janeiro, utilizando a base de dados da Fundação Instituto de Geotécnica do Município do Rio de Janeiro (Geo-Rio) para o período de janeiro de 1997 a dezembro de Nesse sentido, este trabalho contribui para o entendimento da distribuição da precipitação no município, que ainda não foi contemplado de forma merecida. DADOS E METODOLOGIA Os dados de precipitação utilizados referem-se aos observados na rede pluviométrica instalada pela Geo-Rio no Município do Rio de Janeiro em setembro de A rede atual é composta de 32 estações automáticas. Neste trabalho foram utilizados os dados de 30 estações, excluindo-se Laranjeiras e São Cristóvão que começaram a operar em setembro de O período analisado

3 estende-se de janeiro de 1997 à dezembro de 2005, obtendo-se 9 anos para análise. Para cada uma das estações efetuou-se o total de precipitação em 24 horas considerando o acumulado originalmente a cada 15 minutos, no intervalo entre as observações de 9h e 15min local do dia anterior e 9h local do referido dia. A análise preliminar excluiu os totais pluviométricos mensais das estações meteorológicas em que o número de falhas nas observações foi superior a 120 horas no mês, o que corresponde a 5 dias de falhas. Os períodos desconsiderados na análise foram: a) Ano de 1997 Anchieta, Santa Cruz e Sepetiba em setembro; Sepetiba em outubro e Guaratiba em novembro; b) Ano de 2000 Itaúna e Campo Grande em outubro; Campo Grande em novembro; c) Ano de 2001 todas as estações em janeiro e d) Ano de Grota Funda, Guaratiba e Riocentro em abril e Campo Grande em maio. A partir daí foram calculados os totais mensais e anuais e as médias sazonais. As médias sazonais foram obtidas considerando-se para o verão o trimestre dezembro-janeiro-fevereiro e para o inverno junho-julho-agosto. Os máximos absolutos em 15 e 30 minutos, 1 hora e 1 dia foram determinados, selecionando-se o maior valor dentre os 9 anos pesquisados para cada posto pluviométrico. No caso dos máximos de 30 minutos e 1 hora foram calculados os totais móveis. Para os máximos em 1 dia foram considerados os maiores valores dentre os previamente acumulados entre 9:15 de um dia até 9:00 do dia seguinte. Os eventos extremos de precipitação foram considerados como aqueles em que a precipitação diária é superior a 30,0 mm em pelo menos um terço das estações, ou seja, em 10 localidades. Este valor foi encontrado pois a aplicação da técnica dos percentis a cada uma das estações revelou que este valor representa um limite inferior para chuvas intensas na cidade. RESULTADOS A Figura 1 apresenta a análise do total pluviométrico anual sobre a cidade do Rio de Janeiro. Nota-se que os máximos de precipitação localizam-se sobre os três maciços existentes na cidade: Maciço da Tijuca (Serra da Carioca 2200 mm), Maciço de Gericinó (Serra do Mendanha 1400 mm) e Maciço da Pedra Branca (Serra Geral de Guaratiba 1200 mm). Neste último (Maciço da Pedra Branca) o núcleo de máxima precipitação pode estar localizado a nordeste e mais intenso do que apresentado na Figura 1. Tal máximo deveria coincidir com a região mais elevada, e não necessariamente localizar-se sobre a estação da Grota Funda, que é atualmente o único posto pluviométrico na área. Nas regiões de planície, a precipitação distribui-se de forma homogênea, com totais anuais em torno de 1000 mm, atingindo valores inferiores a 1000 mm nas estações de Bangu, Irajá e Penha. Esta variabilidade espacial da precipitação, com máximos (mínimos) à barlavento (sotavento) das serras, ocorre provavelmente devido ao levantamento do ar úmido trazido pela brisa marítima ou por sistemas transientes que se deslocam de sul para norte.

4 Figura 1 Totais pluviométricos anuais (a cada 200 mm) sobre a cidade do Rio de Janeiro. A topografia é apresentada em isolinhas a cada 50 m de altitude. Durante o verão (figura não mostrada), estação chuvosa, o total pluviométrico médio mensal atinge 200 mm na Serra da Carioca, 180 mm na Serra do Mendanha e 160 mm na Serra Geral de Guaratiba e na Ilha do Governador. Nas demais áreas da cidade os valores variam entre 130 e 160 mm. Ressalta-se que na Zona Sul (Urca, Copacabana e São Conrado) os índices pluviométricos (respectivamente 132, 137 e 134 mm) são ligeiramente inferiores aos observados na Zona Norte (Tanque, Madureira, Piedade, Cachambi e Grajaú, respectivamente 142, 148, 150, 148 e 145 mm), o que só ocorre nesta estação do ano. Isto pode estar relacionado ao caráter convectivo da precipitação na Zona Norte durante o verão, que sofre intensificação pelo maior aquecimento local nesta estação. No inverno (figura não mostrada), estação seca, ocorre um máximo de 140 mm na Serra da Carioca, e outros três máximos de 60 mm na Serra do Mendanha, na Serra Geral de Guaratiba e na estação Riocentro. Valores inferiores a 50 mm são registrados em toda a Zona Norte e parte da Zona oeste da cidade, destacando-se o total de precipitação de apenas 29 mm na Penha e Irajá. Para analisar a distribuição da precipitação ao longo do ano (Figura 2), foram selecionadas cinco estações pluviométricas (Sumaré, Mendanha, Grota Funda, Santa Cruz e Penha) representativas, respectivamente das regiões localizadas na Serra da Carioca, Serra do Mendanha, Serra Geral de Guaratiba, Baixada e Zona Norte. Os resultados indicam que de forma geral, ao longo do ano, a precipitação é maior de novembro a janeiro, decaindo de março até junho, quando verifica-se um mínimo anual. Um aumento gradual da precipitação incia-se em agosto, atingindo novamente o máximo em janeiro. A estação do Sumaré destaca-se em relação às demais, com elevados índices pluviométricos durante todo o ano. Seus totais pluviométricos mensais são inferiores apenas aos do Itanhangá, em janeiro e do Mendanha e da Tijuca (não mostrado), em fevereiro. Em setembro por exemplo, a precipitação no Sumaré chega a ser 75% maior do que no Itanhangá (não mostrado), que é o segundo local mais chuvoso naquele mês, e seis vezes maior do que na Penha (local menos chuvoso em setembro).

5 precipitação (mm) mês Sumaré Mendanha Grota Funda Santa Cruz Penha Figura 2 Totais pluviométricos médios mensais (mm) nas estações pluviométricas do Sumaré, Mendanha, Grota Funda, Santa Cruz e Penha. Os máximos de 15 e 30 minutos, 1 hora e 1 dia foram avaliados para cada estação pluviométrica (tabela não mostrada). Destacam-se nesta pesquisa os máximos totalizados em: a) 15 minutos: 51,2 mm no Jardim Botânico no dia 24/01/03 e São Conrado no dia 14/11/04; b) 30 minutos: 69,7 mm em Campo Grande no dia 18/03/00; c) 1 hora: 116,2 mm em Campo Grande no dia 18/03/00, e d) 1 dia: 272,8 mm na Tijuca no dia 09/01/98. Uma análise dos eventos extremos de totais pluviométricos diários (valores superiores a 30,0 mm em pelo menos 10 localidades) mostrou que a maior parte dos 139 eventos selecionados, como esperado, ocorreu durante a estação chuvosa, ou seja, de novembro a março, totalizando 81 casos. Tais eventos de verão estiveram associados à entrada de sistemas frontais (51 casos), atuação da Zona de Convergência do Atlântico Sul - ZCAS (22 casos), sistemas convectivos de mesoescala (5 casos) e precipitação gerada por efeito de circulação marítima (3 casos). No período seco (junho a agosto) ocorreram apenas sistemas frontais (18 casos). Nota-se que no verão, apesar do maior número de sistemas frontais em relação aos demais sistemas, os maiores totais pluviométricos diários estão associados aos eventos de ZCAS. A análise dos percentis revelou que na Penha 1% dos totais pluviométricos diários (percentil 99) é superior a 34,7 mm, enquanto no Sumaré este valor alcança 92,3 mm. CONCLUSÕES E CONSIDERAÇÕES FINAIS Este trabalho apresentou uma climatologia preliminar da precipitação no município do Rio de Janeiro, a partir do conjunto de 9 anos de dados coletados em 30 estações pluviométricas da Geo- Rio, homogeneamente distribuídas pela cidade. As análises indicaram que ao longo de todo o ano os máximos de precipitação localizam-se sobre os três maciços existentes na cidade: Maciço da Tijuca (a leste), Maciço de Gericinó (ao norte) e Maciço da Pedra Branca (a oeste). Tais máximos são observados respectivamente, em ordem decrescente nas estações do Sumaré, do Mendanha e da Grota Funda. Nas áreas de planície,

6 a precipitação distribui-se de forma homogênea. A estação do Sumaré se destaca, com valores elevados durante todo o ano. A região com menores índices pluviométricos localiza-se na Zona Norte da cidade, exceto no verão quando os valores na Zona Norte são ligeiramente superiores aos da Zona Sul da cidade. A partir do maior detalhamento espacial do campo de precipitação, foi possível identificar o máximo sobre o maciço da Pedra Branca, que não havia sido citado nos trabalhos anteriores, e a correta localização e intensidade dos outros dois máximos pluviométricos sobre a cidade. A análise dos percentis aplicados a cada estação revelou que na região menos chuvosa (Penha) 1% dos dados é superior a 34,7 mm, enquanto na região mais chuvosa (Sumaré) este valor atinge 92,3 mm. Os máximos de 15 e 30 minutos também puderam ser determinados graças a maior freqüência (totais a cada 15 minutos) dos dados da Geo-Rio, com relação às demais fontes. Da análise dos eventos extremos ocorridos no período (139 casos), notou-se que a maior parte ocorreu durante a estação chuvosa (81 casos), sendo que destes, 51 foram provocados pela passagem de sistemas frontais. No inverno os raros eventos (apenas 18) foram provocados por sistemas frontais. Em que pese o fato de que este estudo analisou um período de tempo relativamente pequeno de dados (9 anos), portanto, sendo algo limitado em relação às normais climatológicas (30 anos), de qualquer maneira pode-se afirmar que esta climatologia preliminar da precipitação na cidade do Rio de Janeiro é extremamente útil. AGRADECIMENTOS As autoras agradecem a Fundação Instituto de Geotécnica do Município do Rio de Janeiro (Geo-Rio) por disponibilizar todo o conjunto de dados de precipitação em seu sítio ( o que tornou possível a realização deste trabalho. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS FIDERJ, 1978: Indicadores Climatológicos do Estado do Rio de Janeiro. Governadoria do Estado do Rio de Janeiro, Secretaria de Planejamento e Coordenação Geral (SECPLAN), Fundação Instituto de Desenvolvimento Econômico e Social do Rio de Janeiro (FIDERJ). Sistemas de Informação para o Planejamento Estadual (SIPE), 156 p. SATYAMURTY, P., C. NOBRE E P. L. SILVA DIAS, 1998: South América. Capítulo 3 C, Meteorological Monographs, vol. 27, No. 49, pp SERRA, A. B., 1970: Clima da Guanabara. Boletim Geográfico, no. 214, ano 29, jan/fev 1970, Fundação Instituto Brasileiro de Geografia (IBGE), 135 p. SERRA, A. B. e L. RATISBONNA, 1970: Clima do Rio de Janeiro. Ministério da Agricultura. Serviço de meteorologia, 2ª edição. Boletim Geográfico, no. 214, ano 29, jan/fev 1970, Fundação Instituto Brasileiro de Geografia (IBGE), 135 p.