Tópicos em Meio Ambiente e Ciências Atmosféricas

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1 INPE PRE/8395 El Niño / La Niña Gilvam Sampaio de Oliveira Tópicos em Meio Ambiente e Ciências Atmosféricas INPE São José dos Campos 2005

2 Em verde o texto que deverá ser locutido. MEIO AMBIENTE E CIÊNCIAS ATMOSFÉRICAS 5. EL NIÑO, LA NIÑA Prof. Gilvan Sampaio de Oliveira ÍNDICE INTRODUÇÃO RESUMO COMPETÊNCIAS PALAVRAS-CHAVE 5.1 El NIÑO Interações oceano-atmosferas em anos normais Termoclina Ressurgência Interações oceano atmosfera em anos de El Niño A célula de Walker e a seca do Nordeste Um episódio de El Niño O La Niña Interações oceano atmosfera em anos de La Niña Ressurgência e La Niña Periodicidade do La Niña Pesquisa e monitoramento. ATIVIDADES PERGUNTAS E RESPOSTAS GLOSSÁRIO LINKS AVALIAÇÃO

3 INTRODUÇÃO RESUMO O El Niño é o aquecimento anormal do Oceano Pacífico Equatorial que, combinado com o enfraquecimento dos ventos alísios na mesma região, provoca mudanças na circulação da atmosfera, causando fenômenos como secas e enchentes em várias partes do globo. COMPETÊNCIAS Conhecer o fenômeno El Niño e La Niña, sabendo diferenciá-los em suas principais características. Perceber as alterações atmosféricas causadas por estes fenômenos. Conhecer as conseqüências e as possíveis causas destes fenômenos. PALAVRAS-CHAVE célula de circulação de Walker, El Niño, interações oceano-atmosfera, La Niña, ressurgência, termoclina, ventos alísios.

4 5.1 El NIÑO MACA 05 El Niño 05/05/05 Intereção Infográfico Animação Efeitos no Brasil Comparação EÑ EÑ + LÑ Temepratura LÑ Pressão normal Precipitação Interação Mapa abrangendo do Pacífico ao Atlântico com a divisão dos estados brasileiros. O usuário poderá alterar a temperatura do Pacífico gerando: a) El Niño, b) La Nina e c) situação normal. Em um canto deve haver um mapa mundi com os impactos do ElNiño no mundo. Nos casos a) e b) será animada uma célula de Walker com os seguintes elementos (convecção, temperatura, latitude, nuvens, oceano, continente, termoclina, ventos alisios e ressurgência). Em cada situação, a interação indicará nas respectivas regiões os impactos: EÑ - Impactos no Brasil, Região Norte Secas no norte e leste da Amazônia, o que provocou o aumento da probabilidade de incêndios florestais, principalmente em áreas de florestas degradadas. EÑ - Impactos no Brasil, Região Nordeste (leste da Amazônia) Secas de diversas intensidades na região norte do Nordeste brasileiro ocorrem durante a estação chuvosa de fevereiro a maio. Esta região é também muito influenciada pelas variações que ocorrem no Oceano Atlântico Tropical. O Sul e o oeste da Região Nordeste não são significativamente afetados. EÑ - Impactos no Brasil, Região Sudeste

5 Moderado aumento das temperaturas médias, principalmente no inverno e no verão. Não há padrão característico de mudança das chuvas durante a ocorrência do fenômeno, com exceção do extremo sul do Estado de São Paulo. EÑ - Impactos no Brasil, Região Centro-Oeste Não há evidências de efeitos pronunciados nas chuvas desta Região, apenas observa-se tendência de chuvas acima da média climatológica e temperaturas mais altas no sul do Mato Grosso do Sul. EÑ - Impactos no Brasil, Região Sul Precipitações abundantes, principalmente na primavera. Chuvas intensas podem ocorrer de maio a julho, como as que ocorreram no ano de Há aumento da temperatura média. As frentes frias que vêm do sul podem ficar semi-estacionadas por vários dias sobre a Região, provocando chuvas ao longo de praticamente todo o dia. LÑ - Impactos no mundo Os principais impactos do La Niña em relação às chuvas e às temperaturas são apresentados na figura ao lado. (Figura 6: Principais impactos do fenômeno La Niña em todo o Globo, no período de verão no Hemisfério Sul (dezembro-janeiro-fevereiro) e inverno (junho-julho-agosto), em relação às chuvas e às temperaturas. Foram feitas algumas adaptações (principalmente na América do Sul) na figura gentilmente cedida pelo Dr. Chet Ropelewski, Diretor do Climate Monitoring and Dissemination Division do International Research Institute for Climate Prediction, Lamont-Doherty Earth Observatory of Columbia University). Norte nordeste sudeste centro-oeste - sul LÑ - Impactos de La Niña no Brasil Região Norte Tendência de chuvas abundantes no norte e leste da Amazônia. Na Amazônia, as vazões do rio Amazonas e as costas do Rio Negro (em Manaus), em eventos passados mostraram valores maiores que a média. LÑ - Impactos de La Niña no Brasil Região Nordeste Chegada de frentes frias até a Região Nordeste, principalmente no litoral da Bahia, Sergipe e Alagoas. Possibilidade de chuvas acima da média na região semi-árida do Nordeste do Brasil. Essas chuvas só ocorrem se, simultaneamente ao La Niña, as condições atmosféricas e oceânicas sobre o Oceano Atlântico mostrarem-

6 se favoráveis, isto é, com temperatura da superfície do mar (TSM) acima da média no Atlântico Tropical Sul e abaixo da média no Atlântico Tropical Norte. LÑ - Impactos de La Niña no Brasil Região Sudeste Temperaturas próximas da média climatológica ou ligeiramente abaixo da média (temperaturas mais baixas que o normal) na Região Sudeste durante o inverno e verão. LÑ - Impactos de La Niña no Brasil Região Centro-oeste SEM TEXTO LÑ - Impactos de La Niña no Brasil Região Sul Passagens rápidas de frentes frias sobre a Região Sul do país, com tendência de diminuição da precipitação nos meses de junho a fevereiro, principalmente no Rio Grande do Sul, além do centro-nordeste da Argentina e Uruguai.

7 5.1.1 INTERAÇÕES OCEANO-ATMOSFERA EM ANOS NORMAIS Em anos normais, sem a presença do El Niño ou La Niña, as águas do Oceano Pacífico Equatorial Oeste são mais quentes do que junto à costa oeste da América do Sul, onde as águas do Pacífico são um pouco mais frias. A circulação do ar que sobe no Pacífico Equatorial Central e que vai para o leste em altos níveis da atmosfera e desce no Pacífico Leste, em conjunto com os ventos alísios em baixos níveis da atmosfera, formam o que os meteorologistas chamam de Célula de circulação de Walker. Este é o padrão de circulação em todo o Pacífico Equatorial em anos normais. Como as águas do oceano no Pacífico Oeste são mais quentes, há mais evaporação e formam-se nuvens numa grande área. Em regiões em que o ar vem de altos níveis da troposfera para níveis mais baixos, raramente há formação de nuvens de chuva. Se o ar sobe numa determinada região da atmosfera, deverá descer em outra. Se próximo à superfície (baixos níveis da atmosfera) os ventos são de oeste para leste, em altos níveis ocorre o contrário, os ventos são de leste para oeste. Assim, o ar sobe no Pacífico Equatorial Central e Oeste e desce no Pacífico Leste (junto à costa oeste da América do Sul) TERMOCLINA Termoclina é a região onde há uma rápida mudança na temperatura do oceano que separa as águas mais quentes próximas a superfície das águas mais frias e mais profundas. Os ventos alísios empurram as águas mais quentes para oeste, fazendo com que a termoclina fique mais rasa do lado leste, expondo assim as águas mais frias RESSURGÊNCIA Os ventos alísios, junto à costa da América do Sul, favorecem o afloramento de águas profundas do oceano em um fenômeno chamado ressurgência. As águas mais frias têm mais oxigênio dissolvido e vêm carregadas de nutrientes e microorganismos vindos de profundidades maiores. Isso faz com que a costa oeste da América do Sul seja uma das regiões mais piscosas do mundo, pois surge também uma cadeia alimentar: pássaros se alimentam de peixes, que por sua vez se alimentam de microorganismos e nutrientes daquela região INTERAÇÕES OCEANO-ATMOSFERA EM ANOS DE EL NIÑO Em anos de El Niño, os ventos alísios enfraquecem. Com isto, todo o

8 oceano Pacífico Equatorial começa a aquecer gerando evaporação e formando nuvens, com movimento ascendente. Há um deslocamento da região com maior formação de nuvens e a célula de Walker fica bipartida. Pode-se observar águas quentes em praticamente toda a extensão do Oceano Pacífico Equatorial. E a termoclina fica mais profunda junto à costa oeste da América do Sul devido ao enfraquecimento dos ventos alísios A CÉLULA DE WALKER E A SECA DO NORDESTE Em anos de El Niño há uma mudança de posição do ramo ascendente da célula de Walker no Pacífico Equatorial que se desloca para o Pacífico Equatorial Leste. Formam-se então dois ramos descendentes: um na região que compreende o Nordeste Brasileiro e parte da Amazônia e outro na região da Indonésia. O ar que desce dos altos níveis da troposfera inibe a formação de nuvens, esta é uma das explicações para as secas que ocorrem na região da Indonésia e no norte e leste da Amazônia e norte do Nordeste em anos de El Niño. Não é somente o El Niño que pode provocar seca no norte da Região Nordeste do Brasil, o Oceano Atlântico tem papel fundamental no regime de chuvas da região. Porém, em anos de El Niño, em geral, é observada seca nesta região UM EPISÓDIO DE EL NIÑO Entre 1997 e 1998, o episódio El Niño ocasionou intensa seca na região da Indonésia. Os índices de poluição na região eram altos, provocados pelas queimadas e pela poluição das grandes cidades, causando até acidentes por falta de visibilidade. No Brasil, houve enchentes nos estados da Região Sul. No ano seguinte, ocorreu grande seca em Roraima provocando uma das piores queimadas da região. Foi observada uma intensa seca no norte da Região Nordeste que espalhou fome e miséria. Os principais impactos do El Niño no mundo estão apresentados na figura ao lado. Figura 4 com legenda: Principais impactos do fenômeno El Niño em todo o Globo, no período de inverno no Hemisfério Sul (junho-julho-agosto) e verão (dezembrojaneiro-fevereiro), em relação às chuvas e às temperaturas. Figura gentilmente cedida pelo Dr. Chet Ropelewski, Diretor, Climate Monitoring and Dissemination Division do International Research Institute for Climate Prediction, Lamont-Doherty Earth Observatory of Columbia University, Palisades, Estados Unidos da América.

9 5.1.7 O LA NIÑA O La Niña ( a menina, em espanhol) é um fenômeno que se caracteriza por ser oposto ao El Niño, ou seja, é o resfriamento das águas do Oceano Pacífico Equatorial, pode ser chamado também de episódio frio, ou ainda, El Viejo ( o velho, em espanhol) INTERAÇÕES OCEANO-ATMOSFERA EM ANOS DE LA NIÑA O La Niña, que significa a menina, em espanhol, é um fenômeno que se caracteriza por ser oposto ao El Niño, ou seja, é o resfriamento das águas do Oceano Pacífico Equatorial, pode ser chamado também de episódio frio, ou ainda, El Viejo o velho, em espanhol. Com a evaporação e os movimentos ascendentes que geram nuvens de chuva, a célula de Walker, em anos de La Niña, fica mais alongada que o normal, devido a maior intensidade dos ventos alísios, e as águas mais quentes ficam represadas mais a oeste que o normal. A região do nordeste do Oceano Índico, a oeste do Oceano Pacífico, passando pela Indonésia, tem grande quantidade de chuvas. No Pacífico Equatorial Central e Oriental ocorrem os movimentos descendentes da célula de Walker. Eles ficam mais intensos que o normal, inibindo, e muito, a formação de nuvens de chuva A RESSURGÊNCIA E O LA NIÑA Com os ventos alísios mais intensos, a ressurgência também irá aumentar no Pacífico Equatorial Oriental, emergindo mais nutrientes das profundezas do Oceano. (sugestão de figura: mesma figura anterior, mostrando os nutrientes submergindo) PERIODICIDADE DO LA NIÑA Em geral, os episódios La Niñas têm freqüência de 2 a 7 anos, porém tem ocorrido em menor quantidade que o El Niño durante as últimas décadas. Os episódios La Niña têm duração de aproximadamente 9 a 12 meses, e somente alguns episódios persistem por mais de 2 anos. Os valores das anomalias de temperatura da superfície do mar (TSM) em anos de La Niña têm desvios menores que em anos de El Niño, ou seja, enquanto observam-se anomalias de até 4,5ºC acima da média em alguns anos de El Niño, em anos de La Niña, as maiores anomalias observadas não chegam a 4ºC abaixo da média. (sugestão: colocar uma tabela com os episódios de La Niña ocorridos nos séculos XX e XXI) PESQUISA E MONITORAMENTO Nos últimos anos, o CPTEC/INPE (leia: ceptéq ínpe) vêm monitorando as

10 condições atmosféricas e oceânicas para alertar as comunidades meteorológica, climatológica e oceanográfica para a possibilidade da evolução de uma situação de El Niño ou La Niña através de seus boletins. As previsões climáticas são fundamentais para a tomada de decisão por parte dos Governos Federal, Estaduais e Municipais e, também, pela iniciativa privada. ATIVIDADES Pesquisa em jornais, revista e/ou internet sobre os impactos causados pelo El Niño e pelo La Niña, compará-los observando seus períodos de ocorrência e tempo de duração. PERGUNTAS E RESPOSTAS 1. O que provoca o El Niño? Não se sabe ao certo o porquê do aquecimento anômalo do Oceano Pacífico. Existem várias teorias que tentam explicar este fenômeno, mas, até hoje, nenhuma o explica em todos os seus aspectos. A teoria mais aceita atualmente é chamada de oscilador-retardado (ou, em inglês, delayed oscillator ), uma formulação bastante complexa que incorpora interações entre o oceano e a atmosfera e está relacionada a ondas oceânicas (Rossby e Kelvin) e ao tamanho da bacia do Pacífico, que é muito grande. Entretanto, o que sabemos é que a principal fonte geradora do aquecimento é o Sol. Há uma interação extremamente complexa entre a atmosfera e o oceano que até hoje ninguém conseguiu explicar exatamente. 2. Pode-se prever o El Niño? O El Niño não tem um ciclo bem definido, em geral, a atuação do fenômeno é observada entre 2 e 7 anos. (sugestão: colocar uma tabela com os episódios de El Niño ocorridos nos séculos XX e XXI). Em alguns anos há o aquecimento das águas do Pacífico e em outros anos não. Atualmente, utilizando-se sofisticados programas de computador que contém equações matemáticas dos movimentos oceânicos (programas estes chamados de modelos), consegue-se prever quando irá começar um novo El Niño, o que ele poderá ocasionar e quando ele terminará. 3. Quais as conseqüências do El Niño? O El Niño provoca mudanças na circulação da atmosfera, causando fenômenos como secas e enchentes em várias partes do globo. 4. Como o El Niño interfere na pesca? Em anos de El Niño, há a diminuição da intensidade dos ventos alísios, diminuindo também a ressurgência e, conseqüentemente, os nutrientes e microorganismos

11 que chegavam até a superfície (ou próximo a ela) ficam em níveis mais profundos no oceano. Com isso, os peixes migram ou morrem, o mesmo acontece com os pássaros que se alimentam deles. Há uma quebra da cadeia alimentar da região, é por isso que os anos de El Niño são ruins para a pesca na costa oeste da América do Sul 5. O que ocorre com os ventos alísios em anos de El Niño e de La Niña? Em anos de El Niño, os ventos alísios ficam mais fracos que o normal. Já em anos de La Niña, os ventos alísios aumentam de intensidade. GLOSSÁRIO aquecimento anômalo - aquecimento acima do normal. célula de circulação de Walker - padrão de circulação em todo o Pacífico Equatorial no sentido leste-oeste. É a circulação do ar que sobe no Pacífico Equatorial Central e Oeste e que vai para o leste em altos níveis da atmosfera e desce no Pacífico Leste, em conjunto com os ventos alísios em baixos níveis da atmosfera. oscilador-retardado - teoria complexa que incorpora interações entre o oceano e a atmosfera. Relaciona ondas oceânicas e o tamanho da bacia do Pacífico para explicar o motivo do aquecimento anômalo do Oceano Pacífico em anos de El Niño. piscosas abundante em peixes. ressurgência - mecanismo que faz submergir oxigênio, nutrientes e microorganismos profundos do oceano. termoclina - região onde há uma rápida mudança na temperatura do oceano que separa as águas mais quentes (acima desta região) das águas mais frias (abaixo). troposfera - região da atmosfera entre a superfície e cerca de 15 km de altura. TSM - temperatura da superfície do mar. ventos alísios - ventos próximos à superfície que sopram de leste para oeste na região equatorial. LINKS Nome: CPTEC/INPE Descrição: Explicações sobre o El Niño e La Niña Url: Nome: Senado Federal Descrição: Página que traz um relatório sobre os impactos econômicos e sociais do El Niño Url: Nome: Clima Brasileiro Descrição: Informações gerais sobre o clima brasileiro e El Niño e La Niña Url: Nome: Fundação Cearense de Meteorologia e Chuvas Artificiais

12 Descrição: Página de dados atualizados sobre o El Niño Url: Nome: NOAA El Niño Descrição: Em inglês, página da Agência Norte-Americana de Controle da Atmosfera e Oceanos. Referência obrigatória para aprofundamento no tema Url: Nome: VIZ GLOBE Descrição: Em inglês, site de mapas interativos com opção de visualização de parâmetros relacionados ao El Niño. Url: Nome: El Niño Educational Sites Descrição: Em inglês, relação de endereços para páginas sobre El Niño. Url: Nome: NOA - El Niño Descrição: Mapas comparativos de temperatura e pressão entre o El Niño e La Niña. Url: Nome: RELATÓRIO N 4 - COMISSÃO "EL NIÑO" Descrição: Relatório do Senado Federal descrevendo em textos e valores o impacto do El Niño no Brasil e no mundo. Url: AVALIAÇÃO Questão: 01 O El Niño é o aquecimento anormal das águas do Oceano Atlântico, acompanhado de uma diminuição dos ventos alísios. Resposta: Falso. Questão: 02 Embora não seja o único fator responsável, podemos afirmar que o El Niño provoca secas no Nordeste e chuvas fortes no Sul e Sudeste brasileiros. Resposta: Verdadeiro Questão: 03 A ocorrência do fenômeno El Niño tem pouca influência sobre a pesca e os ecossistemas do litoral do Pacífico na América do Sul Resposta: Falso

13 Questão: 04 La Niña é o resfriamento anormal das águas do Oceano Pacífico, acompanhado de um aumento dos ventos alísios. Resposta: Verdadeiro Questão: 05 Sobre os fenômenos El Niño e La Niña, não é correto afirmar: a) ambos relacionam-se às temperaturas da superfície do mar no Oceano Pacífico b) ambos são uma conseqüência direta do buraco da camada de ozônio c) afetam o clima em várias partes da Terra, como América do Sul e Ásia d) são fenômenos naturais, embora possam estar sendo potencializados pela ação humana. e) n.d.a. Resposta: b