ESTRUTURA VERTICAL DA ATMOSFERA ASSOCIADA ÀS CIRCULAÇÕES DE MESOESCLA DURANTE A OPERAÇÃO NORTE III DO PROGRAMA REVIZEE

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1 ESTRUTURA VERTICAL DA ATMOSFERA ASSOCIADA ÀS CIRCULAÇÕES DE MESOESCLA DURANTE A OPERAÇÃO NORTE III DO PROGRAMA REVIZEE Solange Aragão Ferreira (bolsista PIBIC-UFPA, sol.ufpa@zipmail.com.br) e Julia Clarinda Paiva Cohen (Departamento de Meteorologia/CG-UFPA, jcpcohen@amazon.com.br) ABSTRACT Was carried out between 30 April and 28 June 1999, a meteorological experiment over the North area of the REVIZEE Project. This region correspond to the coast zone from Amapá State Cape Orange to Piauí State Parnaíba River, varying between 12 and 200 nautical miles. Radiosondes were released from the Oceanographic Ship Antares and from Alcântara-MA, on the continent. The vertical wind profile revealed in such a way bigger in the maritime breeze schedules in the continent as in the ocean. The vertical wind has an inversion at about the hpa on the ocean, while in the continent the wind was parallel the coast over the continent and perpendicular to the sea breeze. The mixing ratio in relatively low as atmosphere, over the continent, during the maritime breeze. 1. INTRODUÇÃO A área de abrangência do Programa REVIZEE na região norte estende-se do Cabo Orange/AP até a foz do Rio Parnaíba/ PI, entre as 12 e 200 mn, perfazendo uma área total de cerca de km 2. Esta região é influenciada diretamente por três sistemas atmosféricos produtores de chuva: circulação de brisas marítima e terrestre; Zona de Convergência Intertropical e Ondas de Leste (Mota, 1997). O regime climático na região Norte é bem definido, porém os mapas climatológicos da chuva junto ao litoral (Kousky, 1980) e a composição de nebulosidade por meio de imagens de satélite (Greco et al., 1990; Negri, 1994) mostram uma acentuada variação espacial e temporal junto à costa atlântica. Durante os horários da manhã, o máximo de precipitação contorna a costa sobre o oceano, enquanto que nos horários da tarde esse máximo se intensifica e se desloca para o interior do continente até aproximadamente 250 km da linha da Costa (Negri, 1994). Essa variação espacial e temporal da precipitação está associada à circulação de brisas terrestre e marítima. Kousky (1980) mostrou que a precipitação em Belém ocorre preferencialmente no período da tarde, enquanto em Soure/Ilha do Marajó no período da madrugada. Como Soure está localizada mais próximo a linha da costa, é diretamente afetada pela convecção associada à brisa terrestre, enquanto Belém, posicionada mais no interior, sofre a influência da convecção relacionada à brisa marítima. Assim, apesar do regime climático ser bem definido nesta região existe uma variação intra-regional e temporal. 2. METODOLOGIA Para estudar a circulação de brisas marítima e terrestre foram lançadas radiossondas atmosféricas simultaneamente do navio Oceanográfico Antares e no continente em Alcântara- MA durante o período de 30 de abril a 28 de junho de Das radiossondagens lançadas durante esse experimento sobre o oceano, somente uma está mais próxima da linha da costa, permitindo avaliar a circulação de brisa marítima e terrestre. Para analisar essas circulações, os melhores horários de lançamento de radiossonda seriam às 1 UTC e 0 UTC, e como nesta operação foram feitos lançamentos em horários diferentes, utilizou-se aqueles próximos a estes horários. Assim, no dia 15 de junho, os horários utilizados para a caracterização das brisas terrestre e marítima são 1200 e 1 UTC, respectivamente. Com Revista Virtual de Iniciação Acadêmica da UFPA Vol 1, No 2, Julho 2001 Página 1 de 9

2 esses dados foram feitos perfis verticais da direção e velocidade do vento, razão de mistura e temperatura potencial equivalente para os diferentes horários de lançamento no oceano e continente. Imagens do satélite GOES-8 no canal infravermelho foram utilizadas para verificar os sistemas atmosféricos na área de trabalho. 3. RESULTADOS A análise dos sistemas atmosféricos sobre a área de estudo no dia 15 de junho mostra a formação de atividade convectiva ao longo da linha da costa, estando sobre o oceano durante a manhã (brisa terrestre) e no interior do continente à tarde (brisa marítima) (Figura 1). Essa configuração de atividade convectiva foi descrita por Negri (1994), Cohen (1995) e Kousky (1980). As Figuras 2 e 3 apresentam os perfis verticais da velocidade e direção do vento, sobre o oceano e o continente. Sobre o oceano, a análise comparativa do perfil vertical do vento às 1200 e 1 UTC mostra a intensificação do vento às 1 UTC entre a superfície e hpa, enquanto que acima desse nível o vento foi mais forte às 1200 UTC (Fig. 2a). Tal resultado é coerente com a configuração das circulações de brisas marítima e terrestre Fisch et al (2000), Ray (1986). De uma maneira geral, a região de estudo é caracterizada por vento de leste. No horário da brisa marítima (1 UTC), o vento de leste intensifica-se devido essa circulação de mesoescala na baixa atmosfera (superfície e hpa) e enfraquece, acima de hpa, devido ao ramo de retorno da brisa marítima com sentido contrário ao vento predominante, resultando em menor intensidade do vento. Sobre o continente a distribuição das circulações de brisas marítima e continental apresentaram-se similar ao observado sobre o oceano, porém sendo mais rasa. O comportamento da direção do vento sobre o oceano não apresentou diferença significativa entre os horários das brisas marítima e terrestre (Fig.3a). Entretanto, sobre o continente (Fig. 3b), no horário da brisa marítima, observou-se a mudança da direção do vento, sendo de norte desde a superfície e hpa e de sul acima desse nível. No horário da brisa terrestre, sobre o continente, o vento predominante foi de sul. Assim, esses resultados mostram que o vento, próximo à superfície, é relativamente mais fraco durante o horário da brisa terrestre e sua direção é aproximadamente paralela à linha costa, enquanto no horário da brisa marítima o vento é mais intenso e perpendicular à linha da costa. As Figuras 4 e 5 apresentam os perfis verticais da razão de mistura e temperatura potencial equivalente, respectivamente. Sobre o oceano, a razão de mistura (Fig.4a) e a temperatura potencial equivalente (Fig.5a), apresentaram comportamento semelhante entre os níveis de superfície e 975 hpa durante os horários das brisas terrestre (1200 UTC) e marítima (1 UTC). Acima de 975 hpa tanto a temperatura potencial equivalente quanto a razão de mistura apresentaram-se menores no horário da brisa terrestre (1200 UTC), indicando ar frio e seco. Sobre o continente, observou-se entre os níveis da superfície e 975 hpa que a razão de mistura (Fig.4b) e a temperatura potencial equivalente (Fig.5b) foram menores durante o horário da brisa marítima (1 UTC), possivelmente associada a entrada de ar mais frio e seco proveniente do oceano. Acima do nível de 975 hpa, a temperatura potencial equivalente e a razão de mistura apresentaram-se maiores no horário da brisa marítima (1 UTC), caracterizando a saída de ar quente e úmido do continente (Carvalho, 2000). Revista Virtual de Iniciação Acadêmica da UFPA Vol 1, No 2, Julho 2001 Página 2 de 9

3 (a) 15 de junho de 1999 às 1200Z (b) 15 de junho de 1999 às 2100Z Figura 1 Imagem do satélite GOES-8 no canal infra vermelho para o dia 15 de junho de 1999 às 1200 UTC (a) e às 2100 UTC (b). Tons de cinza indicam temperaturas à superfície (tom mais escuro) e topo de nuvens frias (tons mais claros). Revista Virtual de Iniciação Acadêmica da UFPA Vol 1, No 2, Julho 2001 Página 3 de 9

4 (a) Oceano Velocidade do Vento (m/s) ff 12 UTC ff 18 UTC (b) Continente Velocidade do Vento (m/s) ff 12 UTC ff 18 UTC Figura 2 Perfis verticais da velocidade do vento sobre o oceano e sobre o continente durante a operação Norte 3 do Programa REVIZEE no dia 15 de junho (a) Navio localizado aproximadamente em 0,5 S e 43 W (b) Base de Alcântara. Revista Virtual de Iniciação Acadêmica da UFPA Vol 1, No 2, Julho 2001 Página 4 de 9

5 (a) Oceano Direção do Vento ( ) dd 12 UTC dd 18 UTC (b) Continente Direção do Vento ( ) dd 12 UTC dd 18 UTC Figura 3 Perfis verticais da direção do vento sobre o oceano e sobre o continente durante a operação Norte 3 do Programa REVIZEE no dia 15 de junho (a) Navio localizado aproximadamente em 0,5 S e 43 W (b) Base de Alcântara. Revista Virtual de Iniciação Acadêmica da UFPA Vol 1, No 2, Julho 2001 Página 5 de 9

6 (a) Oceano Razão de Mistura (g/kg) rm 12 UTC rm 18 UTC (b) Continente Razão de Mistura (g/kg) rm 12 UTC rm 18 UTC Figura 4 Perfis verticais da razão de mistura sobre o oceano e sobre o continente durante a operação Norte 3 do Programa REVIZEE no dia 15 de junho (a) Navio localizado aproximadamente em 0,5 S e 43 W (b) Base de Alcântara. Revista Virtual de Iniciação Acadêmica da UFPA Vol 1, No 2, Julho 2001 Página 6 de 9

7 (a) Oceano Temperatura Potencial Equivalente ( K) qe 12 UTC qe 18 UTC (b) Continente Temperatura Potencial Equivalente ( K) qe 12 UTC qe 18 UTC Figura 5 Perfis verticais da temperatura potencial equivalente sobre o oceano e sobre o continente durante a operação Norte 3 do Programa REVIZEE no dia 15 de junho (a) Navio localizado aproximadamente em 0,5 S e 43 W (b) Base de Alcântara. Revista Virtual de Iniciação Acadêmica da UFPA Vol 1, No 2, Julho 2001 Página 7 de 9

8 4. CONCLUSÕES A existência das circulações de mesoescala durante a Operação Norte III do Programa REVIZEE foi confirmada através da radiossonda. Os perfis verticais da velocidade do vento mostraram intensificação no horário da brisa marítima (1 UTC) na baixa atmosfera (superfície e hpa), enquanto que acima da hpa o vento foi mais intenso no horário da brisa terrestre (1200 UTC). A distribuição das circulações de brisas marítima e continental apresentaram comportamento similar tanto sobre o oceano como no continente, sendo mais rasa sobre o continente. A direção do vento, sobre o oceano, não apresentou diferença significativa entre os horários das brisas marítima e terrestre. Enquanto no continente observou-se a mudança na direção do vento de norte para sul no horário da brisa marítima. A direção do vento foi predominante de sul, sobre o continente, no horário da brisa terrestre. A razão de mistura e, sobre o oceano, apresentou similar comportamento durante os horários das circulações de brisas terrestre (1200 UTC) e marítima (1 UTC), entre a superfície e 975 hpa. Acima do nível de 975 hpa, no horário da brisa terrestre (1200 UTC), a temperatura potencial equivalente e a razão de mistura foram menores, indicando ar relativamente mais frio e seco. Sobre o continente no horário das 1 UTC, observou-se a entrada de ar mais frio e seco, entre a superfície e 975 hpa. Enquanto acima do nível de 975 hpa, no horário das 1 UTC, ocorreu a saída de ar quente e úmido do continente. 5. BIBLIOGRAFIA Cohen, J. C. P., Silva Dias, M.A.F. e Nobre, C. A., 1995: Environmental conditions associated with Amazonian squall lines: A case study. Mon. Wea. Rev., 123(11), Fich, G. F., Cohen, J. C. P., Mota, G. V., 2000: An observational study of the sea breeze at the Brazilian Launching Rocket Center-VI International Conference on Southern Hemisphere Meteorology and Oceanography - Santiago-Chile. Greco, S., R. Swap, M. Garstang, S. Ulanski, M. Shipham, R. C. Harriss, R. Talbolt, M. O. Andreae, e P. Artaxo, 1990: Rainfall and surface kinematic conditions over central Amazonia ABLE 2B, Jour. Geophy. Res., 95 ; D10 17,001-17,014. Kousky, V.E., 1980: Diurnal rainfall variation in the Northeast Brazil. Mon. Wea. Rev., 108, Negri, A. J., Adler, R. F., Nelkin, E. J., Huffman, G. J.,1994: Regional rainfall climatologies derived from Special Sensor Microwave Imager (SSM/I)Data. Bulletin of the American Meteorological Society,75, Ray, P. S., 1986: Mesoscale Meteorology and Forecasting. American Meteorological Society, 22, Carvalho, M.A.R, 2000: Estrutura vertical da atmosfera sobre o continente e oceano durante a Operação Norte III do Programa REVIZEE. Belém-PA. Trabalho de Conclusão de Curso DM UFPA. Revista Virtual de Iniciação Acadêmica da UFPA Vol 1, No 2, Julho 2001 Página 8 de 9

9 6. AGADECIMENTOS Agradecimentos ao MMA pelo apoio e financiamento ao Projeto REVIZEE Programa Nacional de Avaliação do Potencial Sustentável dos Recursos Vivos na Zona Econômica Exclusiva Score-NO. Solange Aragão Ferreira agradece a bolsa de iniciação científica cedida pelo CNPq. Agradecemos também ao CLA/CTA pelo lançamento de radiossondas em Alcântara e a equipe que esteve a bordo no navio coletando os dados. Revista Virtual de Iniciação Acadêmica da UFPA Vol 1, No 2, Julho 2001 Página 9 de 9