PRECIPITAÇÃO EXTREMA NO LESTE DA PARAÍBA E DO RIO GRANDE DO NORTE, ENTRE OS DIAS 03 E 04 DE SETEMBRO DE Resumo e Introdução

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1 PRECIPITAÇÃO EXTREMA NO LESTE DA PARAÍBA E DO RIO GRANDE DO NORTE, ENTRE OS DIAS 03 E 04 DE SETEMBRO DE Resumo e Introdução Chuva bastante volumosa no leste dos Estados da PB e do RN foi registrada entre os dias 03 e 04 de setembro de Entre esses dois dias e, em menos de 24 horas, foram registrados quase 200 mm de chuva nas estações pluviométricas de João Pessoa e Camaratuba, ambos no Estado da PB. Em Natal, capital do Estado do RN, também houve registro de mais de 100 mm nessa mesma perturbação atmosférica. A estação meteorológica em Natal RN registrou um recorde de volume de chuva para o mês de setembro desde 1910, quando foram iniciados os registros das precipitações na capital. Em João Pessoa - PB, as chuvas que atingiram a cidade causaram alagamentos de ruas, atrapalharam o trânsito, deslizou uma barreira na rodovia federal BR- 230 e desabrigaram cerca de mil pessoas (ver exemplos dos danos no Anexo). O levantamento dos dados concluiu que em menos de dois dias choveu quase o dobro do esperado para o mês inteiro, onde a média climatológica para setembro é de 67 mm, aproximadamente. Vale salientar que as chuvas extremas ocorridas no leste dos Estados da PB e do RN foram previstas pelo grupo de previsão de tempo do Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos/Instituto Nacional Pesquisas Espaciais (CPTEC/INPE) e, inclusive, com envio de aviso meteorológico. Na sequência está o aviso meteorológico e sua respectiva atualização enviada pelo CPTEC/INPE: Aviso: A partir da tarde e noite de hoje (03/09) ocorrerão chuvas pontualmente intensas na faixa litorânea entre o norte de AL e o sul do RN, principalmente. Os possíveis acumulados mais significativos de chuva deverão se concentrar entre PE e PB, incluindo as capitais desses estados. As chuvas intensas deverão continuar pela madrugada e manhã da quarta-feira (04/09), devendo diminuir a partir da tarde deste mesmo dia.. Atualização de Aviso: Assim como previsto no aviso meteorológico enviado pelo CPTEC/INPE na tarde desta terça-feira (03/09) chove de forma intensa nesta noite entre o litoral da PB e do RN. Nas últimas 12h o

2 acumulado de chuva em João Pessoa - PB é de 94 mm e em Natal 37 mm. Esta situação persistirá no decorrer desta noite e na madrugada e manhã da quarta-feira (04/09), podendo atingir, também, o litoral de AL e PE e diminuindo de intensidade no decorrer deste mesmo dia.. Além dessas áreas em aviso, mas também todo o leste do Nordeste do Brasil (ENEB) se estende até 300 km do litoral leste e entre o RN ao sul da BA (Zona da Mata). No ENEB também apresenta totais pluviométricos anuais variando de 600 a 3000 mm, principalmente entre abril a julho (Molion e Bernardo, 2002). As chuvas no ENEB são provocadas por várias situações e/ou fenômenos atmosféricos, onde se pode citar: atividade de circulação de brisa marítima, máxima convergência dos alísios com a brisa terrestre (Kousky,1979); Zona de Convergência do ENEB (ZCEN), Perturbações ondulatórias nos ventos Alísios (POA) (Molion e Bernardo, 2002); e Distúrbios Ondulatórios de Leste (DOL) (Cohen et al., 1989; Ferreira et al., 1990). Os DOL tem maior frequência entre os meses de março e agosto, com máximo em junho (Gomes, 2012). Segundo Pontes da Silva (2011) os DOL são responsáveis por aproximadamente 70% da precipitação na quadra chuvosa da área que vai do litoral de AL ao leste do RN. Assim conclui-se que setembro está no período seco do ENEB e com pouca frequência dos sistemas comentados anteriormente e, com isso, eventos de precipitação extremos nesse mês são raros e, também, de difícil previsão. No entanto, esse evento foi previsto pelo CPTEC/INPE com algumas incertezas (ou seja, quantidade e posicionamento das chuvas), pois a previsão de tempo nessa Região ainda é bastante complexa. No ENEB, a comunidade meteorológica ainda necessita avançar no conhecimento dos fenômenos atmosféricos que explicam esses eventos de precipitação extrema. Mas para isso é necessário mais investimentos em pesquisas meteorológicas, compras de equipamentos meteorológicos (por exemplo: estações e radares meteorológicos) e mais grupos operacionais que realizem previsão de tempo de forma regional. Assim, o atual estudo tem como motivação diminuir essa carência e, tem como objetivo, a análise sinótica e termodinâmica desse episódio atmosférico, além da análise do comportamento dos modelos de previsão numérica de tempo (PNT) que estão operacionais no CPTEC/INPE. Por

3 fim, as conclusões desse estudo têm como intuito auxiliar a mitigar as consequências geradas pelos fenômenos meteorológicos, ou seja, os desastres naturais (por exemplo: alagamentos, inundações e deslizamento de terra, principalmente). Análise Em partes do leste dos Estados da PB e do RN, localizado no ENEB, foram registrados índices pluviométricos extremos entre os dias 03 e 04 de setembro de As estações meteorológicas de João Pessoa e Camaratuba, no Estado da Paraíba, foram registradas 199,8 e 177,2 mm, respectivamente, onde se observou os maiores volumes de chuva acumulada (Figura 1). Também, em Natal RN, foi registado 126,2 mm e, com menor volume de chuva, em Recife PE, foram observados 31 mm (Figura 1). Em Recife PE foi verificado menor índice pluviométrico porque a atuação do distúrbio atmosférico foi menos intenso nessa localidade; ou seja, a banda de nebulosidade convectiva localizou-se mais ao norte e, dessa forma, apenas a periferia do distúrbio atingiu a capital do Estado. A sequência de imagens de satélite no canal infravermelho (IR, Figura 2) se observa duas características principais, a primeira, uma banda de nebulosidade que se desloca de leste em direção ao ENEB e, também, que há nebulosidade quente e fria. Na imagem de satélite das 12:00 UTC do dia 03 de setembro de 2013, nota-se uma banda de nebulosidade sobre o oceano Atlântico e a leste dos Estados da PB e do RN. Essa banda de nebulosidade se aproxima e atinge o continente na hora seguinte e, também, se verifica um aumento nuvens com topos mais frios. Alguns estudos meteorológicos no ENEB comentam que distúrbios nos ventos de leste ao chegarem ao continente geram nuvens convectivas (exemplos: Molion e Bernardo, 2002; Pontes da Silva et al., 2011). Sobre o oceano Atlântico Sul é observado o Anticiclone Subtropical do Atlântico Sul (ASAS), o qual provoca movimento descendente, resultando na inversão de temperatura e umidade em tal região. Assim à medida que o distúrbio se afasta do ASAS e se aproxima da costa do ENEB as condições atmosféricas tornam-se cada vez mais favoráveis ao

4 desenvolvimento de convecção (Molion e Bernardo, 2002). Simultaneamente a aproximação da banda de nebulosidade e ao desenvolvimento de nuvens convectivas têm-se também registros de chuva intensa (Figuras 1 e 2). Em João Pessoa - PB, por exemplo, se observa chuva desde às 18:00 UTC do dia 03 até às 09:00 UTC do dia 04 (total de 16 horas), onde se verifica o aumento, o máximo e a diminuição da densidade de nuvens convectivas. A temperatura do topo das nuvens chegaram a 70 C negativo (cor azul, Figura 2), principalmente entre às 00:00 e às 05:00 UTC do dia 04 sobre o leste da PB. A partir das 10:00 UTC do dia 04, não há mais nebulosidade convectiva, indicando o enfraquecimento da instabilidade. Em imagens de satélite no canal do vapor d água (WV, Figura 3) notamse a princípio uma atmosfera relativamente seca (acima de 600 hpa, aproximadamente) na área sobre o ENEB e Atlântico adjacente entre às 00:00 e às 03:00 UTC do dia 03. A partir das 06:00 UTC do dia 03, é visto uma pequena área de umidade que se aprofunda para a troposfera média (seta vermelha). Assim, mediante essa expectativa, é possível observar o início do distúrbio tropical de leste. Mas em imagens de satélite no canal IR é possível constatar um sinal do sistema já desde o dia 02 de setembro de 2013 (não mostrado), porém de difícil visualização e, com isso, é possivelmente necessário métodos mais sofisticados para determinar o início do sistema de forma mais precisa. A partir das 18:00 UTC do dia 03 é observado um sinal de umidade mais forte sobre o continente. O máximo de umidade foi visto entre às 03:00 e 06:00 UTC do dia 04 (setas pretas), e às 09:00 UTC, do mesmo dia, está em decaimento. Nas cartas sinóticas, se observam, principalmente, uma leve curvatura ciclônica (cavado) (carta de superfície, Figura 4a), escoamento de leste/sudeste e velocidade dos ventos superior a 10 m/s (850 hpa, Figura 4b), circulação de leste (700 hpa, Figura 4c), anticiclone centrado a leste do recôncavo baiano (500 hpa, Figura 4d) e circulação anticiclônica no ENEB e Atlântico adjacente (250 hpa, Figura 4e). Assim, nota-se escoamento praticamente de leste nos níveis baixos, médios e altos da troposfera e, com isso, há um maior conteúdo de umidade vindo desde o oceano adjacente até continente. Também foram verificados pequena área de baixa pressão

5 (cavado) em 850 e 700 hpa e uma zona de convergência nos alísios de sudeste em baixos níveis. Figura 1 Precipitação acumulada num total de 36 horas anteriores às 12:00 UTC do dia 04 de setembro de Fonte dos dados: INMET e CEMADEN.

6 Figura 2 Imagens de Satélite no canal IR (realçada) a cada hora desde às 12:00 UTC do dia 03 até às 11:00 UTC do dia 04 de setembro de Fonte dos dados: DSA/CPTEC/INPE.

7 Figura 3 Imagens de Satélite no canal WV a cada 3 hora desde às 00:00 UTC do dia 03 até às 09:00 UTC do dia 04 de setembro de Fonte dos dados: Global ISCCP B1 Browse System (GIBBS). Na sequência temporal entre às 18:00 UTC do dia 03 e às 00:00 e às 06:00 UTC do dia 04 (linhas, Figura 5), são constatados: um leve cavado em 925 hpa, valores de ômega em 700 e 500 hpa negativos, precipitação acumulada em 6h com valores chegando a 20 mm, água precipitável acima de 50, UR entre 850 e 700 hpa chegando a quase 100%, e convergência de umidade chegando a -9. Todas essas características tiveram um deslocamento de leste e indicaram suporte alto de umidade, de dinâmica e de levantamento e, assim, dando suporte a ocorrência de altos volumes de precipitação.

8 Mas na radiossondagem de Natal RN (não foi utilizado dados da PB devido sua ausência) não houve valores dos índices CAPE e LI que indiquem grandes de instabilidade (Figura 6). A temperatura do ar (UR) em 1000 hpa (entre 1000 e 700 hpa, aproximadamente) dos perfis verticais esteve próximo de 30 C (relativamente baixa), às 00 UTC do dia 03, mas decresceu (aumentou) para próximo de 20 C (100%) às 12 UTC do dia 03 e às 00 UTC do dia 04 e, posteriormente, voltou a subir (ficar relativamente baixa) às 12 UTC do dia 04. A diminuição da temperatura (o umedecimento) tende a diminuir (aumentar) os valores da CAPE (Fedorova, 2008), porém ambos ocorreram juntos. Também nota-se a temperatura do ambiente praticamente seguindo a linha da adiabática úmida e, com isso, desfavoreceu a maiores velocidades verticais. Os valores de K (34, 37) e TT (42, 45) foram relativamente altos às 12:00 UTC do dia 03 e às 00:00 UTC do dia 04, respectivamente. Na análise gerada pelo modelo GFS (Figura 7) também se notam, na área que inclui o leste da PB e do RN, índices com valores semelhantes aos medidos pontualmente pela radiossondagem em Natal RN. Os dados de metar (não mostrado) nos aeroportos de Natal RN, Mossoró PB, Recife PE, João Pessoa PB e Campina Grande - PB da Rede de Meteorologia do Comando da Aeronáutica (REDEMET) não registraram a presença de trovoadas e, como visto anteriormente, os índices CAPE e LI não foram altos, embora no metar de Natal RN e nas imagens de satélite registraram nebulosidade convectiva (Figura 2). Valores de K e TT altos também podem indicar muitas vezes a ocorrência de trovoadas. Embora, no mês de setembro tenham sido registrados pouquíssimos dias com descargas elétricas estimadas por satélite nos Estados da PB e do RN, em 11 anos entre 1998 e 2008 (Brito et al., 2011).

9 (a) (b) (c) (d) (e) Figura 4 Recortes de cartas sinótica 06:00 UTC do dia 04 de setembro de Carta de superfície (a), 850 hpa (b), 700 hpa (c), 500 hpa (d) e 250 hpa (e). Fonte dos dados: GPT/CPTEC/INPE.

10 Figura 5 Campos meteorológicos para as 18:00 UTC do dia 03 e 00:00 e 06:00 UTC do dia 04 de setembro de Assim, na linha 1 têm-se Pressão ao nível médio do Mar (linha amarela), vento (Kt) em 925 hpa, omega em 700 hpa (linha azul) e precipitação acumulada em 6h (sombreado); na linha 2 têm-se omega em 500 hpa (linhas amarelas) e água precipitável (sombreado); na linha 3 têm-se umidade relativa do ar (UR entre 850 e 700 hpa, sombreado) e linha de corrente em 925 hpa (linha amarela); e na linha 4 têm-se vento (kt) e convergência de umidade (sombreado). Fonte dos dados: GPT/CPTEC/INPE.

11 Figura 6 Radiossondagem medida em Natal RN para às 00:00 e 12:00 UTC dos dias 03 e 04 de setembro de Fontes dos dados: CPTEC/INPE. (a) (b) (c) (d) Figura 7 Índices de instabilidade atmosférica para às 06:00 UTC do dia 04 de setembro de 2013, sendo que em (a) têm-se UR entre 850 e 500 hpa (sombreado) e Lifted (contornos); (b) Sweat (sombreado) e K (contornos); (c) VT (sombreado), CT (contornos) e TT (>45 - branco; >50 - vermelho); e (d) CAPE (sombreado) e CIN (contorno azul). Fonte dos dados: GPT/CPTEC/INPE.

12 Previsão As rodadas das 12:00 UTC do dia 03 dos modelos de PNT (ETA 15 km, GFS, G3DVAR e global T299) apresentaram um sinal de acumulados significativos sobre parte do ENEB e oceano Atlântico adjacente, exceto o modelo BRAMS 5km (Figura 8). O modelo ETA 15 km mostrou um núcleo de acumulados pluviométricos mais intensos entre o leste de PE e nordeste de AL. O modelo GFS indica maior volume de chuva sobre o oceano entre o leste de PE e da PR. O modelo BRAMS 5 km apresentou baixo índice pluviométrico e, assim, não simulou a precipitação intensa sobre o ENEB. Esse modelo, até a ocorrência desse evento, de forma geral não representa as chuvas do ENEB (experiência operacional do grupo de previsão de tempo do CPTEC/INPE). O modelo G3DVAR indicou chuvas significativas no nordeste de AL, leste de PE, leste e nordeste da PB e leste do RN. Esse modelo representou o posicionamento dos acumulados pluviométricos ocorridos da PB, mas superestimou espacialmente. O modelo T299 deslocou bastante para sul o núcleo de chuva. Quando se analisa a quantidade de chuva nota-se que todos os modelos subestimaram os volumes de chuva. Nas previsões de 06, 12 e 18 horas de antecedência a partir da rodada das 12:00 UTC mostrava uma distúrbio de leste que aumentava o conteúdo de água precipitável às 00:00 e 06:00 UTC do dia 04 (Figura 9). Comparando-se os índices de instabilidade observados nas Figuras 7 e 10 (que indicam a análise e a previsão de 18 horas, respectivamente), notam-se bastantes semelhanças e pequenos desvios. A previsão obteve maior subestimativa com relação à UR e o índice LI (Figuras 7a e 10a) e, ainda, ao índice K (Figuras 7b e 10b), no leste da PB, principalmente.

13 (a) (b) (c) (d) (e) Figura 8 Rodadas dos modelos de PNT (operacional no CPTEC/INPE) para o campo de precipitação acumulada em 24 horas até às 12:00 UTC do dia 04 de setembro de 2013, sendo que, (a) indica o modelo ETA 15 km, (b) GFS, (c) BRAMS 5km, (d) G3DVAR e (e) global T299. Fonte dos dados: CPTEC/INPE.

14 (a) (b) (c) Figura 9 Rodada das 12 UTC do dia 03 de setembro de 2013 referente (a) às 18 UTC do dia 03, (b) às 00:00 e (c) às 06:00 UTC do dia 04 de setembro de 2013, ou seja, previsões de 6, 12 e 18 horas de antecedência, respectivamente. Fonte dos dados: GPT/CPTEC/INPE. (a) (b) (c) (d) Figura 10 Mesmo que na Figura 7, exceto que aqui representa previsão (rodadas das 12:00 UTC do dia 03) de 18 horas de antecedência às 06:00 UTC do dia 04 de setembro de 2013.

15 Assim, concluiu-se, pela a análise, que as precipitações extremas ocorreram na presença das seguintes particularidades: i. Banda de nebulosidade de nuvens quentes que se desenvolveram para nuvens convectivas ao atingir o continente; ii. Curvatura ciclônica na baixa troposfera; iii. Zona de convergência nos ventos alísios de sudeste; iv. Escoamento praticamente de leste na troposfera (indicando maior conteúdo de umidade); v. Altos valores dos índices K e TT chegando a 37 e 45, respectivamente; vi. Atmosferas condicionalmente instáveis (vista por radiossondagens); vii. Valores de CAPE e LI com indicativo de pouca instabilidade e/ou estabilidade; viii. Alta UR entre a superfície e 700 hpa, aproximadamente; ix. Forte levantamento (omega negativo nos níveis de 700 e 500 hpa); x. Alto conteúdo de água precipitável - acima de 50; Quanto aos modelos de PNT pode-se observar que: i. Os modelos ETA 15 km, GFS, G3DVAR e global T299, apresentaram um sinal de precipitação intensa em parte do ENEB e do oceano Atlântico adjacentes; ii. A quantidade de chuva dos resultados dos modelos subestimaram em torno de 3 vezes os volumes de chuva registrados; iii. No leste da PB e do RN, as chuvas do modelo G3DVAR apresentou menor desvio com as chuvas observadas, porém superestimou espacialmente; iv. O modelo BRAMS 5 km não mostrou um sinal de possibilidade de acumulados significativos de precipitação; v. Os índices de instabilidades atmosféricas calculadas pelos modelos de PNT foram bastante semelhantes com as análises, embora com tendência a indicar menor umidade e instabilidade. Por fim, melhores previsões de tempo poderão ser alcançadas através da soma de um melhor entendimento dos fenômenos meteorológicos, que atuam ENEB, com modelos de PNT que representem de forma expressiva esses fenômenos.

16 Elaborado pelo Meteorologista Bruno Miranda de Brito Anexo A seguir são apresentadas imagens que se torna visível às consequências associadas à atuação do distúrbio de leste e, consequentemente, do volume de chuva. Fonte das fotos: G1.

17 Referências Bibliográficas BRITO, B. M; LEVIT, V; FEDORAVA, N; MOLION, L. C. B. Relationship between ENSO, PDO and Thunderstorms in Northeast Brazil. In: XIV International Conference on Atmospheric Electricity, COHEN, J. C. P; SILVA DIAS, M.A F; NOBRE, C. A. ASPECTOS CLIMATOLÓGICOS DAS LINHAS DE INSTABILIDADES DA AMAZÔNIA. Climanálise, 4(11), p , FEDOROVA, N; SINÓTICA I: FENÔMENOS ATMOSFÉRICOS, DADOS SINÓTICOS E MASSAS DE AR. Material didático: sinopses, figuras, equações. Alagoas: UFAL, v p. FERREIRA, N. J; CHAN, C.S; SATYAMURTI, P. ANÁLISE DOS DISTÚRBIOS ONDULATÓRIO DE LESTE SOBRE O OCEANO ATLÂNTICO EQUATORIAL SUL. In: Anais do Congresso Brasileiro de Meteorologia, 6, 1990, Salvador, Rio de Janeiro, p GOMES, H. B. DISTÚRBIOS ONDULATÓRIOS DE LESTE NO NORDESTE BRASILEIRO. Tese de doutorado, KOUSKY, V. E. FRONTAL INFLUENCES ON NORTHEAST BRAZIL. Mon. Wea. Ver; 107(9), p , MOLION, L. C. B; BERNARDO, S. O. UMA REVISÃO DA DINÂMICA DAS CHUVAS NO NORDESTE BRASILEIRO. Revista Brasileira de Meteorologia, RIO DE JANEIRO (RJ), v. 17, n.1, p. 1-10, PONTES DA SILVA, B. F. CONTRIBUIÇÃO DOS DISTÚRBIOS ONDULATÓRIOS DE LESTE PARA A CHUVA NO LESTE DO NORDESTE DO BRASIL: EVOLUÇÃO SINÓTICA MÉDIA E SIMULAÇÕES NUMÉRICAS. Dissertação de mestrado, PONTES DA SILVA, B. F; FEDORAVA, N; LEVIT, V; PERESETSKY, A; BRITO, B. M. SISTEMAS SINÓTICOS ASSOCIADOS ÀS PRECIPITAÇÕES INTENSAS NO ESTADO DE ALAGOAS. Revista Brasileira de Meteorologia (Impresso), v. 26, p , 2011.