PREVISIBILIDADE DE TRAJETÓRIA E INTENSIDADE DE TEMPESTADES E CICLONES TROPICAIS NA COSTA BRASILEIRA NUM CENÁRIO DE MUDANÇAS CLIMÁTICAS

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1 PREVISIBILIDADE DE TRAJETÓRIA E INTENSIDADE DE TEMPESTADES E CICLONES TROPICAIS NA COSTA BRASILEIRA NUM CENÁRIO DE MUDANÇAS CLIMÁTICAS Fabio Pinto da Rocha 1, Isimar de Azevedo Santos 2 Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Centro de Ciências Matemáticas e da Natureza Instituto de Geociências Departamento de Meteorologia 1,2 fabiorocha@openlink.com.br, isimarsantos@gmail.com RESUMO Este trabalho tem como objetivo fazer uma análise em particular do Furacão Catarina que atingiu a costa sul do Brasil em março de 2004 utilizando esquemas de assimilação de dados para melhorar a representação e a estrutura de ciclones tropicais a partir do uso da técnica de ciclones sintéticos (Davidson, 2006). Outro objetivo do trabalho é analisar a evolução da tempestade tropical Anita que se formou também no Atlântico Sul se aproximando da costa sul do Brasil em março de 2010 e da tempestade tropical Arani que se formou próxima ao litoral dos Estados do Rio de Janeiro e Espírito Santo. Pelo o que foi exposto, no caso do Catarina, podemos concluir que as simulações dos ciclones sintéticos foram mais realistas que as reanálises do NCEP/NCAR. Também concluímos para o caso da Anita, que as previsões do modelo do GFDL nos parecem mais realistas no que se refere a intensidade da baixa pressão e trajetória.estes resultados nos incentiva a dar continuidade aos estudos desta técnica aplicada ao Oceano Atlântico Sul, numa tentativa de melhoria na previsibilidade de trajetória e intensidade desses sistemas na costa brasileira tentando minimizar perdas de vidas e de recursos em eventuais surgimentos desses fenômenos meteorológicos. Palavras-chaves: tempestades tropicais, ciclones tropicais, furacões,ciclones sintéticos,ciclones subtropicais ABSTRACT: This paper aims to do a particular analysis of Hurricance Catarina reached the southern coast of Brazil in March 2004 using data assimilation schemes to improve the representation and structure of tropical cyclones from the use of synthetic cyclones technique (Davidson, 2006). Another purpose is to analyze the progress of Tropical Storm Anita that was formed also in the South Atlantic and approaching the southern coast of Brazil in March 2010 anda the 1

2 progress of Subtropical Cyclone Arani that was formed near to the coast of the States Rio de Janeiro and Espírito Santo. In the case of "Catarina", we can conclude that the simulations of synthetic cyclones were more realistic than the reanalysis of NCEP / NCAR. We also concluded for the case of "Anita", that the GFDL model forecasts seem more realistic as regards the intensity of low pressure and trajectory. Theses results encourages us to continue studying this technique applied to the South Atlantic Ocean, an attempt to improve the predictability of the trajectory and intensity of these systems in the Brazilian coast trying to minimize loss of lives and resources in any appearances of these meteorological phenomenon. 1.Introdução O objetivo desse trabalho é fazer uma análise em particular do Furacão Catarina que atingiu a costa sul do Brasil em março de 2004 utilizando esquemas de assimilação de dados para melhorar a representação e a estrutura de ciclones tropicais a partir do uso da técnica de ciclones sintéticos (Davidson, 2006). Outro objetivo do trabalho é analisar a evolução da tempestade tropical Anita que se formou também no Atlântico Sul se aproximando da costa sul do Brasil em março de 2010, e do ciclone subtropical Arani em março de 2011, próxima à costa do estado do Rio de Janeiro e do Espírito Santo. 2. Material e Método: Foi feito um levantamento de dados, incluindo imagens de satélites, cartas de superfície e de altitude, rodagem de modelos de previsão de tempo e análises detalhadas descrevendo os três fenômenos e, além disso, para o caso do Catarina, uso da técnica de ciclones sintéticos (conhecidos como bogus ), desenvolvida por Noel Davidson, do Centro Meteorológico Australiano, que consiste na representação precisa do vórtice ciclônico tropical nas condições iniciais do modelo. 3.Resultados e Discussão: Evento raro do Furacão Catarina : O furacão Catarina que atingiu a parte leste dos estados do Rio Grande do Sul e Santa Catarina em março de 2004,, foi marcante, pois antes não havia registro da presença deste fenômeno meteorológico no Oceano Atlântico Sul. Particularmente, chamou a atenção da comunidade científica, o fato deste sistema ter começado com configuração de ciclone extratropical e depois alterando para características de furacão, assumindo um comportamento híbrido, além do fato atípico da alteração de sua direção de leste para oeste, quando de costume, seria ao contrário. 2

3 Figura 1:imagem de Satélite CPTEC/INPE A previsão de alteração na trajetória e na intensidade de ciclones tropicais exige uma representação precisa do vórtice ciclônico tropical nas condições iniciais do modelo. As estruturas de tempestades obtidas a partir da análise do NCEP/NCAR possuem uma resolução relativamente baixa e, por isso, a principal estratégia deste esquema de assimilação é mudar o vórtice mal resolvido para um vórtice mais realístico, de modo a melhorar o desempenho do modelo de previsão de furacões em alta resolução. Uma modificação com dados sintéticos (pressão, vento, temperatura e umidade) é assimilada com o objetivo de gerar uma estrutura de ciclone tropical na condição inicial em alta resolução no modelo de mesoescala.essa técnica de bogus ou ciclones sintéticos, foi desenvolvida por Noel Davidson, do Centro Meteorológico Australiano. Após a assimilação dos dados sintéticos, nota-se que os mesmos apresentam valores superiores às reanálises do NCEP/NCAR. Vê-se que as reanálises realmente mostram deficiência na formulação da estrutura de ciclones a qual é superada pela assimilação do ciclones sintético. As figuras a seguir exemplificam tal situação. Figura 2. Vento à superfície analisado pelo NCEP/NCAR (esquerda) e assimilado sinteticamente (direita) em 25/03/2004. A cor vermelha indica maior intensidade. 3

4 Figura 3: Pressão analisada pelo NCEP /NCAR (esquerda) e assimilada sinteticamente (direita) em 25/03/2004. Figura 4. Módulos das diferenças entre os dados do NCEP/NCAR e os dados sintéticos para a vorticidade (esquerda) e a intensidade do vento à superfície (direita) em 25/03/2004. A cor vermelha indica maior intensidade. Evento raro da Tempestade Tropical Anita No caso em particular da Anita, observou-se aspectos raros tais como o movimento de leste para oeste, oposto ao que acontece normalmente com sistemas de baixa pressão associados a frentes frias e a possibilidade que ela tenha sido a tempestade tropical observada mais ao sul até hoje no Oceano Atlântico.Sua formação se deu em 07/03/10 e teve origem na costa da região sudeste a águas cerca de 1,5 C acima da média.nas imagens de satélite foi sendo observado ao longo dos dias 09 e 10 de março a formação do olho,conforme podemos ver na figura 2 abaixo: 4

5 Figura 5. Imagem de satélite e carta de superfície elaborada pelo CPTEC/INPE da tempestade tropical Anita, e previsão do Centro Nacional de Furacões dos Estados Unidos usando o modelo GFDL Evento raro da Tempestade Tropical Arani Recentemente, em 11/03/11, tivemos o surgimento do ciclone subtropical Arani também no Atlântico Sul, na direção da costa dos Estados do Rio de Janeiro e Espírito Santo, que favoreceu a intensificação da convergência de umidade já presente, gerando forte atividade convectiva e chuvas expressivas no norte do Rio, Espírito Santo, leste de Minas Gerais, e sul da Bahia, além de ventos fortes e ressaca no litoral desses Estados. O ciclone que nasceu com características subtropicais chegou a categoria de tempestade tropical T 1,5/1,5 (segundo a NOAA). No entanto, este sistema deslocou-se rapidamente para o Atlântico adquirindo características extratropicais. A sequência de imagens a seguir ilustra o fenômeno: Figura 6: trajetória do ciclone Arani entre 11/03/11 e 15/03/11, imagem de satélite e carta de superfície.fonte: CPTEC/INPE, NASA. 4.Conclusões: Segundo o grupo de trabalho II do 4 Relatório do IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) de 2007, considera-se provável num cenário de aquecimento global, um aumento da intensidade de ciclones tropicais com impactos sobre às culturas,danos aos recifes de corais, danos provocados por inundações e ventos fortes, potencial de migração da população, aumento de doenças provocadas pelas inundações, dentre outros impactos Essas perspectivas, nos incentivam a dar continuidade aos estudos da técnica de ciclones sintéticos que, como vimos, apresentaram resultados mais realistas que as reanálises do NCEP/NCAR para acompanhamento e previsão de trajetória e intensidade de tempestades e ciclones tropicais aplicada ao Oceano Atlântico Sul. 5. Agradecimentos Em especial, à Instituição Financiadora CNPq/ PIBIC, e ao professor Isimar Santos. 5

6 6.Referências Bibliográficas Davidson, N. E Validation of TC-LAPS Structure Forecasts of Some Significant US Hurricanes. In: CONFERENCE ON HURRICANES AND TROPICAL METEOROLOGY, 27, Monterey, Silva Dias, P. L Cyclone Classification: Internal Structure versus Energetics An Aplication to the Catarina Event. In: ENCONTRO INTERNACIONAL SOBRE CICLONES DO ATLÂNTICO SUL, PREVISÃO DE TRAJETÓRIAS E AVALIAÇÃO DE RISCOS, 1, Rio de Janeiro, Singh, R.; Pal, P. K.; Kishtawal, C. M.; Joshi, P. C Impact of Bogus Vortex for Track and Intensity Prediction of Tropical Cyclone. Revista J. Earth Syst. Sci, 114 (4): Relatório do IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change), Grupo de Trabalho II,