CARACTERIZAÇÃO DO REGIME DE VENTO PRÓXIMO À SUPERFÍCIE NA REGIÃO METROPOLITANA DO RIO DE JANEIRO NO PERÍODO

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1 CARACTERIZAÇÃO DO REGIME DE VENTO PRÓXIMO À SUPERFÍCIE NA REGIÃO METROPOLITANA DO RIO DE JANEIRO NO PERÍODO Pedro Jourdan 1, Edilson Marton², Luiz Cláudio Pimentel² RESUMO O objetivo deste estudo é contribuir para a caracterização da distribuição horizontal do vento na Região Metropolitana do Rio de Janeiro (RMRJ). As análises são feitas a partir de séries temporais horárias no período de 2002 a 2006 em diferentes estações de observação (METAR, FEEMA e INMET). A RMRJ apresenta um padrão de vento fortemente influenciado pelas feições topográficas e pelo mecanismo de brisa determinado pela presença do Oceano Atlântico. As composições em períodos do dia mostram características diferenciadas do ciclo diurno na direção e intensidade dos ventos. Estes aspectos evidenciam a importância dos processos que envolvem o oceano e o continente na determinação do campo de vento. ABSTRACT The objective of this study is contributed to the carcterization of the horizontal distribution of the wind in the Metropolitan Region of Rio de Janeiro (MRRJ). The Analyses are make from temporal series in the period of 2002 to 2006 in different stations of observation (METAR, FEEMA e INMET). The MRRJ presents a standard of wind strongly influenced by the topographic features and by the breeze mechanism determined for the presence of the Atlantic Ocean. The compositions in periods of the day show differentiated characteristics of the diurnal cycle in the direction and intensity of the winds. These aspects evidence the importance of the process that involves continent and ocean in the determination of field of the wind. Palavras-Chave Padrão de ventos, Brisa, Região Metropolitana do Rio de Janeiro. INTRODUÇÃO A poluição atmosférica provoca inúmeros prejuízos em diversos setores da vida urbana. A direção e a velocidade do vento são responsáveis pelo transporte e dispersão dos poluentes. Além disso, outras atividades humanas também são influenciadas pelo padrão de vento predominante como, por exemplo, o conforto térmico relacionado com a construção de casas e edifícios. Com isso, o conhecimento sobre a distribuição horizontal do vento é de suma importância, principalmente em regiões com alto grau de urbanização como as Regiões Metropolitanas do Rio de Janeiro (RMRJ) e São Paulo (RMSP). 1 Aluno de graduação em Meteorologia, ² Professor do Departamento de Meteorologia. Universidade Federal do Rio de Janeiro, Av. Brigadeiro Trompowski, s/n, Ilha do Fundão, Centro de Ciências Matemáticas e da Natureza, Instituto de Geociências Departamento de Meteorologia Rio de Janeiro, RJ, Brasil, Tel: (21) FAX: (21) , pedrojourdan@acd.ufrj.br, emarton@acd.ufrj.br, pimentel@acd.ufrj.br

2 Segundo relatório de qualidade do ar, FEEMA (2003), a climatologia dos ventos no Rio de Janeiro, elaborada pela TASA (Telecomunicações Aeronáuticas S.A.) a partir das normais climatológicas do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET), no período entre , mostra um padrão de ventos com maior freqüência na direção sul-sudeste e nordeste. Waldheim (2004) realizou uma caracterização do regime de ventos no bairro de Santa Cruz, Zona Oeste da RMRJ, onde verificou uma influência marcante da Baía de Sepetiba no regime de ventos envolvendo a circulação da brisa marítima. Silva (1997) realizou um estudo sobre o efeito da morfologia continental na distribuição dos ventos locais entre o Cabo Frio e o Rio de Janeiro e constatou a existência de oscilações com período de 24 horas, indicando a presença dos efeitos de brisa na região. O espectro de energia para as componentes norte-sul e leste-oeste dos ventos observados em Arraial do Cabo no período de , revelou que o sinal de brisa foi mais intenso na componente meridional do que na zonal. Santos (2002) realizou um estudo climatológico do campo de vento na Bacia Aérea III da RMRJ utilizando o modelo RAMS (Regional Atmospheric Modeling System). Seus resultados indicam que as brisas terrestres não são tão bem definidas em comparação com as marítimas. O objetivo do presente trabalho consiste na análise do comportamento dos ventos na RMRJ. Para isso, foram adquiridos dados horários observados em algumas estações meteorológicas de superfície localizadas em diferentes pontos desta região. CARACTERIZAÇÃO DA REGIÃO Na RMRJ encontra-se a segunda maior concentração de população urbana, de veículos, de indústrias e de fontes emissoras de poluentes do país, gerando sérios problemas de poluição do ar. Na figura 1 é apresentada imagem de satélite da RMRJ destacando o relevo acidentado, as regiões de baixadas, porções de água da Baía de Guanabara e Baía de Sepetiba, lagoas e restingas. Figura 1: A Região Metropolitana do Rio de Janeiro e a localização das estações. Fonte: Google

3 Na figura 1 são destacadas as estações utilizadas no estudo do vento. Esta região apresenta um sistema de circulação atmosférica que combina os efeitos de brisa com as canalizações proporcionadas pela topografia local. METODOLOGIA O estudo compreende o período entre maio de 2002 e janeiro de As informações de quatro estações foram obtidas através de observações de METAR, realizadas nos Aeroportos do Galeão, Santos Dumont, Jacarepaguá e Campo dos Afonsos. Dados de outras duas estações, Centro e Jacarepaguá, foram gentilmente cedidos pela FEEMA (Fundação Estadual de Engenharia do Meio Ambiente). As informações da estação de superfície automática, Ecologia Agrícola, do INMET (Instituto Nacional de Meteorologia) foram adquiridas gratuitamente pela internet ( A Tabela 1 apresenta as estações utilizadas, bem como a quantidade de observações consideradas em cada uma delas. Na Figura 1 são ilustradas as posições das referidas estações de acordo com a seguinte nomenclatura: M (estações METAR), F (estações FEEMA) e I (estação INMET). Foram analisadas, através de rosa dos ventos, as informações de cada estação utilizando o programa WRPLOT. Definiram-se diferentes períodos de análise e seus respectivos horários: diário (0hs até 23hs), madrugada (0hs até 6hs), tarde (12hs até 18hs). TABELA 1: INFORMAÇÕES SOBRE AS ESTAÇÕES. Estação Localização Fonte N de obs. SBGL Galeão METAR 34,322 SBRJ Centro METAR 33,643 SBJR Jacarepaguá METAR 18,631 SBAF Afonsos METAR 26,550 Centro Centro FEEMA 30,605 Jacarépaguá Jacarepaguá FEEMA 28,817 Ecologia Seropédica INMET 28,578 RESULTADOS De maneira geral, as rosas dos ventos para o período diário mostram uma grande variação nas direções predominantes em cada estação (figuras 2a-8a). Além disto, a estação SBAF, localizada ao norte dos maciços da Tijuca e da Pedra Branca, apresenta o maior registro de situações de calmaria. A superfície complexa em que se assenta a RMRJ contribui para este resultado, atuando como modelador da circulação próxima à superfície. A comparação entre os resultados mostra que o período da madrugada e da tarde apresentam regimes distintos de vento. O período da madrugada é caracterizado pela predominância de ventos do quadrante norte (figuras 2b-8b), e o da tarde é caracterizado pela predominância de ventos do quadrante sul (figuras 2c-8c). Isto indica a influência do mecanismo de brisa na distribuição horizontal dos ventos na RMRJ.

4 Figura 2 Rosa dos ventos da estação Centro, (a) diário, (b) madrugada e (c) tarde. Figura 3 Como na figura 2, porém para a estação SBGL. Figura 4 Como na figura 2, porém para estação SBRJ. Figura 5 Como na figura 2, porém para estação Jacarepaguá.

5 Figura 6 Como na figura 2, porém para a estação SBJR. Figura 7 Como na figura 2, porém para a estação SBAF. Figura 8 Como na figura 2, porém para a estação Ecologia Agrícola. A estação SBAF possui um padrão diferenciado das demais, sendo o período da madrugada caracterizado por ventos de direções distintas e grande ocorrência de calmarias, 55% das observações (figura 7b). Cabe ressaltar que a localização desta estação é singular, uma vez que esta se encontra rodeada pelos maciços litorâneos, sugerindo assim a atuação de outros fatores na modulação dos ventos.

6 A análise dos períodos da madrugada e tarde revela que durante a madrugada a ocorrência de calmarias ou ventos fracos é maior. Como verificado por Santos (2002), isto indica que a brisa terrestre não é tão intensa como a brisa marítima. As estações localizadas na parte sul da RMRJ (Centro, SBRJ, SBGL, SBJR e Jacarepaguá) apresentam predominância das direções sul e sudeste no período da tarde (figura 2c-6c). A estação Ecologia Agrícola, localizada na zona oeste, possui predominância das direções sudoeste no período da tarde (figura 8c). CONCLUSÃO Este estudo mostra a forte influência do Oceano Atlântico, incluindo as Baías de Guanabara e Sepetiba, na distribuição horizontal do vento na RMRJ. Além disto, a topografia também influência nos padrões encontrados em distintas localidades da RMRJ. De maneira geral, o vento possui direção predominante do quadrante norte, sentido continente-oceano, nas horas do dia em que a região se encontra menos aquecida (madrugada). Nas horas do dia em que a região se encontra mais aquecida (tarde) o vento possui direção predominante de sul, sentido oceano-continente. Entretanto, o mecanismo de brisa, juntamente com as características do terreno, impõem circulações diferenciadas para cada localidade. Este estudo se mostra uma importante fonte de informações no planejamento das atividades urbanas, como a construção de edificações e atividades poluidoras do ar, pois revela algumas características da distribuição horizontal do vento na RMRJ. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS FEEMA, 2003: Relatório Anual da Qualidade do Ar, Fundação Estadual de Engenharia do Meio Ambiente, Rio de Janeiro. Waldheim, P. V., 2004: Uma Caracterização dos Ventos em Santa Cruz para Aplicação em Poluição Atmosférica, Anais do XIII Congresso Brasileiro de Meteorologia, Fortaleza, Ceará. Santos, I. A., 2002: Diagnóstico Climatológico do Campo do Vento na Bacia Aérea III da Região Metropolitana do Rio de Janeiro, Anais do XII Congresso Brasileiro de Meteorologia, Foz do Iguaçu, Paraná. Silva, A. S., 1997: Efeitos da Morfologia Continental Sobre a Distribuição dos Ventos Locais no Litoral entre o Cabo São Tomé e a Baía da Guanabara, Tese de mestrado, COPPE, UFRJ.