FORMAÇÃO DE VÓRTICES NO CAMPO DE NEBULOSIDADE SOBRE A AMÉRICA DO SUL. PARTE I. NEBULOSIDADE CICLOGENÉTICA ATRAVÉS DOS DADOS DE SATÉLITE.

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1 FORMAÇÃO DE VÓRTICES NO CAMPO DE NEBULOSIDADE SOBRE A AMÉRICA DO SUL. PARTE I. NEBULOSIDADE CICLOGENÉTICA ATRAVÉS DOS DADOS DE SATÉLITE. CAMPOS DE TEMPERATURA NA REGIÃO DO VÓRTICE CICLÔNICO. Natalia Fedorova natalia@cpmet.ufpel.tche.br Maria Helena de Carvalho mhelena@cpmet.ufpel.tche.br Dmitri Fedorov fedorov@cpmet.ufpel.tche.br Universidade Federal de Pelotas Abstract This paper presents an observational study of the cyclogenetic cloudiness over South America during 1996 year. 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 worked out. The characteristics of the temperature fields at surface and 700 hpa levels in the cyclogenetic cloudiness have been found out. An atlas of the cyclogenetic cloudiness over South America, including satellite and conventional data, has been created. 1 Introdução 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 (32.5ºS-55ºW). Por isso, a previsão de formação de vórtices ciclônicos é o principal problema na elaboração da previsão do tempo. A experiência do trabalho operacional na previsão do tempo mostra que os modelos numéricos têm erros na previsão do primeiro estágio da formação do ciclone. Por isso, o objetivo do nosso trabalho é desenvolver um método de previsão de formação de vórtices ciclônicos através de dados de satélite e de dados de análise (não da previsão) dos vários campos meteorológicos, os quais estão disponíveis diariamente para a previsão do tempo. 2 Dados e Metodologia Analisaram-se os dados do satélite GOES no canal infravermelho a cada 3 horas e também vários campos do NCEP (National Center for Environmental Prediction, Washington) de análise para 00h UTC. Durante o ano de 1996, na região entre S e W, foram observados doze processos de formação e de desenvolvimento de vórtices. Cada processo durou 2-3dias, por isso durante este ano foram observados 29 dias com vórtices ciclônicos. Foram analisadas as imagem do satélite GOES no canal infravermelho para identificar o vórtice ciclônico e o estágio de desenvolvimento do mesmo. Para a identificação da nebulosidade do ciclone usou-se a descrição de Anderson et al. (1974). Estudaram-se os sinais no campo de nebulosidade que mostram os processos de ciclogênese e apresentam as massas de nebulosidade típicas para a ciclogênese. Na região do vórtice ciclônico foram examinados conjuntamente vários campos meteorológicos. Na parte I do trabalho apresentaremos a análise dos campos de temperatura para os níveis de 700hPa e da superfície. Para caracterizar a intensidade das zonas frontais, foram calculados a largura e os

2 gradientes horizontais máximos de temperatura nas zonas frontais e obtiveram-se os valores médios para os vários estágios de desenvolvimento do vórtice ciclônico. 3 Formação da nebulosidade do vórtice ciclônico. Foram definidos quatro tipos (fig.1) de nebulosidade na imagem do infravermelho no primeiro estágio de desenvolvimento do vórtice ciclônico. No primeiro tipo de nebulosidade ciclogenética, as imagens dos satélites mostram uma massa de nuvens com curvatura anticiclônica ( às vezes duas ou três massas de nuvens com esta curvatura) na vanguarda da massa. (Fedorova & Bakst, 1996) No segundo tipo de nebulosidade, foram observadas algumas aglomerações de nuvens, as quais depois unem-se 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. O terceiro tipo de nebulosidade ciclogenética é semelhante à segunda, mas existe uma diferença principal: desde o começo do processo é observada uma ligação com a massa de ar quente e úmida na região da Amazônia e Bolívia, que na imagem de satélite tem a aparência de um campo de nebulosidade tipo Cu cong e Cb. No quarto tipo, a ligação 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 forma-se o vórtice ciclônico. Depois de 6-12 h, nestas massas forma-se uma fronteira nítida com curvatura ciclônica na retaguarda das mesmas, as quais mostram a formação da parte fria da onda frontal. I h h. II h h h.

3 III h h h. IV h h. Fig. 1: Quatro tipos de nebulosidade ciclogenética observados nas imagens de satélite. 4 Campos de temperatura na região do vórtice ciclônico. 4.1 Campos de temperatura na superfície no campo de nebulosidade do vórtice ciclônico Os resultados da análise mostram que o vórtice ciclônico forma-se nos campos de temperatura de maneira bem definida: dois ramos das zonas frontais unem-se e dividem as três massas de ar. Foram observados dois tipos destes campos (figura 2).

4 O primeiro tipo caracteriza-se pela bolsa de ar quente na vanguarda e na parte norte da nebulosidade ciclogenética; as temperaturas máximas observadas no núcleo do ar quente vão desde 34 até 36 C. O segundo ramo da zona frontal tem uma distribuição zonal com uma pequena região com ar frio na retaguarda da nebulosidade. No segundo tipo, o núcleo de ar quente localiza-se mais ao norte; na região da nebulosidade ciclogenética, uma língua de ar quente penetra na vanguarda da nebulosidade e a zona frontal situa-se na direção noroeste - sudeste. O segundo ramo da zona frontal tem direção sudoeste - nordeste. Figura 2: Dois tipos dos campos de temperatura na superfície no primeiro estágio de formação do vórtice ciclônico A largura da parte fria da zona frontal foi de km e da parte quente km, próximo à superfície; no nível de 700 hpa, foi de km e de km, respectivamente. Os ramos da zona frontal, observados mais ao norte, foram mais fortes (os gradientes horizontais de temperatura foram de 10 e 13 C/500km, respectivamente, para os dois tipos de campos) do que os da zona frontal na parte sul(os gradientes horizontais de temperatura foram de 8 e 10 C/500km, respectivamente). No primeiro tipo as zonas frontais têm larguras maiores e gradientes de temperatura menores do que no segundo tipo. Na região onde as duas zonas frontais uniram-se,os gradientes horizontais de temperatura têm valores iguais, de, aproximadamente, 8 C/500km. Estes dois tipos de zonas frontais foram observados durante todo período de desenvolvimento do vórtice ciclônico. 4.2 Campos de temperatura no nível de 700 hpa na região de nebulosidade ciclogenética Os campos de temperatura no nível de 700 hpa ( figura 3 ) também mostram dois tipos de distribuição horizontal de temperatura. O primeiro tipo 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 - 12 C. O segundo tipo dos campos de temperatura no nível de 700 hpa é muito parecido com o segundo tipo de campo de temperatura na superfície.

5 Figura 3: Dois tipos de campos de temperatura no nível de 700 hpa no primeiro estágio de formação do vórtice ciclônico 5 Conclusão Apresentam-se quatro tipos de nebulosidade que estão associadas com o primeiro estágio de formação do vórtice ciclônico ou seja, quatro tipos de nebulosidade ciclogenética, os quais, caracterizam-se 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. O vórtice ciclônico forma-se quando existem uma ou duas (as quais unem-se) zonas frontais no campo de temperatura com gradientes de 6-13 C /500 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. 6 Referências bibliográficas Anderson R.K. et al.,1973. The use of satellite pictures in weather analysis and forecasting. WMO, Technical note No. 124, Geneva, 275 pp. Ferreira, C. C., 1989: Ciclogêneses e ciclones extratropicais na região sul - sudeste do Brasil e suas influências no tempo. INPE TDL/359, 93p. Fedorova, N., Bakst, L., 1996: Advecção de ar quente em médios e altos níveis da atmosfera através da análise dos dados dos satélites. IX Congresso Brasileiro de Meteorologia de novembro, Volume 1, pp Gan, M.A., 1992: Ciclogêneses e ciclones sobre a América do sul. INPE-5400-TDI/479, 185 p.