VERIFICAÇÃO DA ATUAÇÃO DA OSCILAÇÃO DE DIAS NO NORDESTE DO BRASIL

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1 VERIFICAÇÃO DA ATUAÇÃO DA OSCILAÇÃO DE 3-6 DIAS NO NORDESTE DO BRASIL José Ivaldo Barbosa de Brito Mércia Darlene Gomes da Silva Departamento de Ciências Atmosféricas DCA Centro de Ciências e Tecnologia CCT Universidade Federal da Paraíba - UFPB Campus II Campina Grande PB ivaldo@dca.ufpb.br ABSTRACT Fourteen years of surface pressure data from Fortaleza Ceará (SPF) are used in a statistical study. The SPF is used to investigate intraseasonal (3-6 days) oscillations over Northeast Brazil during five different periods, namely: El Niño 982/83, La Niña 985/86, Kayano period (from October/989 to September/99), Kayano period plus El Niño 99/92 and from January/98 to December/993. The results showed the strongest SPF fluctuations at 3-6 day periods during La Niña 985/86 and Kayano period. INTRODUÇÃO A oscilação de 3-6 dias (oscilação de Madden e Julian) é definida como sendo uma oscilação de número de onda, com ângulo de fase entre a crista e o cavado de aproximadamente 8, que se propaga para leste, e um dos pioneiros no estudo destas oscilações foram Madden e Julian (972a). A atuação da oscilação de 3-6 dias é facilmente identificada nos Oceanos Índico e Pacífico Ocidental. Isto ocorre porque aquela região é uma área de intensa atividade convectiva. Na atuação da fase positiva (cavado) da onda de 3-6 dias sobre os oceanos Índico e Pacífico Ocidental a atividade convectiva aumenta naquela região e na atuação da fase negativa (crista) diminui, este aumento e diminuição da atividade convectiva são observados em fotos de satélites meteorológicos. Madden e Julian (972b) utilizaram dados de pressão atmosférica na superfície de várias estações meteorológicas localizadas na faixa Equatorial, com o objetivo de investigar oscilações atmosféricas neste região do globo. A estação da Ilha de Canton por está a menos de 3 de latitude do Equador e a menos de 3 de longitude da linha de data (8 ) foi usada como estação de referência, uma das estações utilizada foi a do Recife, que está localizada no Nordete do Brasil. Aqueles pesquisadores descreveram a atuação da oscilação de 3-6 dias sobre o Recife, bem como mostraram da diferença entre o ângulo de fase em Recife e na Ilha de Canton. Os trabalhos iniciados por Madden e Julian (972b) tiveram continuidade na década de 98, por intermédio de muitos pesquisadores entre eles, Weicmann et al., (985) e Knutson e Weicmann (987), que elaboraram uma análise detalhada da influência da oscilação de 3-6 dias nas regiões tropicais e extratropicais, a seguir são descritas as principais conclusões destes pesquisadores. Utilizando dez anos de dados de Radiação de Onda Longa emitida para o Espaço (OLR) e da circulação global de 25 hpa e análise espectral cruzada, Weicmann et al., (985) mostraram que as oscilações de escala planetária de dias, da OLR e da circulação de 25 hpa, são característica estatisticamente significativas em todo conjunto de dados. As flutuações de OLR de são mais facilmente observadas, em imagens de satélite, na região compreendida entre o equador e 5 S e da longitude de 6 E até 6 E e na vizinhança da Zona de Convergência do Pacífico Sul (SPCZ). Enquanto, a função de corrente mostram flutuações de dias estatisticamente significativa nos subtrópicos de ambos hemisférios e sobre o extratrópico no Atlântico Norte. Knutson e Weicmann (987) usando dados das análise do modelo de grande escala do NCEP (Centro Nacional de Previsão Ambiental do Estados Unidos da América) e de OLR para os anos de 979 a 984 para duas estações distintas, a primeira de novembro a abril e a segunda de maio a outubro, observaram que as características da circulação divergente tropical de grande escala (número de onda um), na troposfera superior, propagando para leste ao redor do globo, tanto na estação de novembro-abril como na de maio-outubro, apresentaram uma boa concordância com a propagação para leste da convecção tropical, a qual foi calculada usando os dados de OLR. Concluíram que as anomalias de convecção são menores sobre a África e América do Sul do que sobre os Oceanos Índico e Pacífico Oeste. Anomalias de OLR são quase nulas sobre as águas da superfície do mar mais frias, como é o caso do Pacífico Equatorial Leste. Flutuações na convecção das regiões de monções de verão são influenciadas pela onda de grande 822

2 escala, tipo oscilação de 3-6 dias, que move-se para leste. Knutson e Weicmann (987) observaram que durante a estação movembro-abril, o jato do Leste Asiático é contraído em direção à Ásia, enquanto anomalias de convecção positiva com período de 3-5 dias ocorrem sobre o Oceano Índico Equatorial. O deslocamento para leste da convecção no Pacífico Oeste e Central é acompanhado por uma série de características da circulação sobre o norte da Ásia e uma expansão em direção ao leste do jato do Leste Asiático. Durante a estação de maio-outubro, o deslocamento das anomalias da convecção tropical de grande escala das regiões de monções da Índia e do Oceano Índico para o Pacífico Ocidental é seguido (atraso -5 dias) por ocorrência do fortalecimento dos ventos de oeste sobre o sul da Austrália. Kayano et al (99) mostraram que as precipitações ocorridas de novembro de 989 a março de 99 sobre o Brasil, principalmente sobre a Região Nordeste, foram influenciadas pela oscilação de 3-6 dias. Tomando como base as oscilações intra-sazonais sobre o Nordeste do Brasil observadas por Madden e Julian (97a.), durante o ano do IGY (Ano Geofísico Internacional), e por Kayano et al (99) no verão de 989/99, este trabalho de como objetivo verificar a atuação da oscilação de 3-6 dias sobre o Nordeste do Brasil para diferentes períodos de tempo, nos quais foram observados diversos fenômenos de grande escala atuando sobre a região. MATERIAL E MÉTODOS Neste estudo foram utilizados os dados diários de pressão atmosférica à superfície de Fortaleza Ceará, para o período de janeiro de 98 a dezembro de 993. Estes dados foram cedidos pala Fundação Cearense de Meteorologia e Recursos Hídricos (FUNCEME) e foram consistido pela própria FUNCEME, não apresentando nenhuma falha durante todo período. Foram calculados os coeficientes e amplitudes dos harmônicos, da série temporal de pressão, a qual foi tomada para cinco períodos distintos e para diferentes horários sinóticos, bem como para pressão média diária, a saber: Primeiro período de janeiro de 98 até dezembro de 993, ou seja corresponde a série completa; Segundo período de outubro de 98 até julho de 983, ocorrência do evento El Niño Oscilação Sul (ENOS) de982 /83; Terceiro período de março de 984 até abril de 986, época do fenômeno La Niña 84/85 no Pacífico Equatorial; Quarto período de outubro de 989 até setembro de 99, período suferido por Kayano et al (99), no qual ocorreu a atuação da oscilação intrasazonal (oscilação de 3-6 dias) sobre o Nordeste do Brasil; Quinto período de outubro de 989 até julho de 993, que corresponde a soma do período sugerido por Kayano et al (99) e o evento ENOS de 99/93. Os harmônicos foram calculados utilizando o método de análise de Fourier ou seja supondo que a variável em questão (pressão atmosférica na superfície), referida com X(t), pode ser representada de acordo com Bloomfield (976) pela seguinte série temporal: m ao X ( t) = + [ a cos( ω t) + b sen( ω t) ] () 2 = onde, X(t) é a pressão atmosférica na superfície, a representa o coeficiente harmônico de ordem zero e os coeficientes de ordem, e ω é dado por: a e b são ω = 2π n ; =,2,...n/2 (2) / n é o número total de dados (dias ou média de 5 dias); m é o número total de harmônico, em geral, dado pelo inteiro de n/2; a, a e b são representados por: 2 n = X ( t) n t = a ; (3) 823

3 2 n n t = [ X ( t) cos( t) ] a = ω ; (4) 2 n n t = [ X ( t)sen( t] b = ω ; (5) a amplitude do -ésimo harmônico é dada por: 2 2 ( a b ) c = + (6) 2 RESULTADOS E DISCUSSÃO Na análise dos dados foram feitos os cálculos dos harmônicos da série completa, ou seja 54 (cinco mil cento quatorze) dias, que representa um total de 2557 (dois mil quinhentos e sete) harmônicos, salientar-se que o objetivo principal é a investigação da atuação da oscilação de 3-6 dias. Portanto, torna-se inconveniente a plotgem dos 2557 harmônicos em forma gráfica. Então, foram feitas médias de cinco dias, totalizando 22 pêntadas, e calculados os harmônicos, tanto para os horários sinóticos (2h; 8h, 24h TMG) como para a média diária. Observou-se que as amplitudes dos harmônicos dos diferentes horários sinóticos foram semelhantes. A Figura mostra as amplitudes dos harmônicos para o período de janeiro de 98 a dezembro de 993. Observa-se que o harmônico que representa o ciclo anual está bem destacado (harmônico 4), assim como o harmônico do ciclo anual (harmônico 28). Outros harmônicos que apresentaram algum destaque foram: o de ordem, ou seja o harmônico fundamental que representa o ciclo de 4 anos, possivelmente este harmônico esteja associado como o ciclo de 3 anos observado na série de precipitação de Fortaleza (Nobre et al, 984, Mesquita e Morettin, 984 e Girardi e Teixeira, 978); o harmônico 5, flutuações de aproximadamente 3 anos; o harmônico 44, aproximadamente 6 dias, provavelmente associado com as estações do ano e o harmônico 9, aproximadamente 43 dias, possivelmente esteja relacionado com a oscilação de 3-6 dias. Ressalta-se, que a amplitude destes harmônico é pequena e uma investigação, mais detalhada, é necessário para afirmar se realmente este harmônico está associado com a oscilação de 3-6 dia. Por outro lado, as oscilações de 3-6 dias são mais facilmente detectadas em determinadas época, enquanto em outras épocas elas passam despercebidas (Knutson e Weicmann, 987). Logo o uso de período muito longo para detectar a atuação da oscilação de 3-6 dias, principalmente por meio da análise harmônica, pode restringir a visualização das manifestações da oscilação de 3-6 dias. Por isto, neste trabalho forma escolhidos quatro subperíodos, nos quais foram detectados fenômenos atmosféricos de grande escala, para investigar a atuação da oscilação de 3-6 dias. Cada um destes quatro sub-períodos são analisados a seguir. Na figura 2 é apresentada a análise harmônica da pressão a superfície em Fortaleza, para o período de outubro de 98 a julho de 993, correspondente a época do El Niño 982/83. Observa-se que os quatro primeiros harmônicos são os de maiores amplitudes, representado os ciclos anual (harmônico 2) e semi-anual (harmônico 4), em seguida aparecem os harmônicos 24 e, que estão associados as freqüências de 28 e 6 dias, respectivamente, entretanto, as magnitudes da amplitude destes harmônicos são muito pequenas, porém ainda superiores às amplitudes dos demais harmônicos. E esta freqüência coincidem com aquelas da oscilação de 3-6 dias. 824

4 ,9,8,7,6,5,4,3,2, Figura. Análise harmônica da pressão atmosférica média de cinco dias em Fortaleza para o período de janeiro de 98 a dezembro de 993.,9,8,7 Amplitude dos,6,5,4,3,2, Figura 2. Análise harmônica da pressão atmosférica em Fortaleza para o período de outubro/98 a julho/983. Observações das 9h local A análise harmônica da pressão atmosférica em Fortaleza para o período de março de 984 a abril de 896, correspondente à La Niña de 984/85, é mostrada na figura 3. Verifica-se que, com exceção dos harmônicos associados aos ciclos anual e semi-anual, os harmônicos correspondentes aos ciclos de 34 a 45 dias apresentam amplitudes de maior magnitude do que os demais harmônicos, sugerindo a atuação da oscilação de 3-6 dias neste período. 825

5 ,8,7,6,5,4,3,2, Figura 3.. Análise harmônica da pressão atmosférica em Fortaleza para o período de março/984 a abril/986. Observações diárias das 9h local. No período de outubro de 989 a setembro de 99, o qual foi sugerido por Kayano et al 99 como época de atuação da oscilação de 3-6 dias sobre o Nordeste do Brasil. Observa-se na figura 4 que os harmônicos correspondentes aos ciclos de oscilações de dias, apresentam amplitudes com magnitudes superiores aos demais harmônicos, exceto aqueles associados aos ciclos anual e semi-anual. Estes resultados concorda com as análise apresentada por Kayano et al (99).,9,8,7,6,5,4,3,2, Figura 4. Análise harmônica da pressão atmosférica em Fortaleza para o período de outubro/989 a setembro/99. Observações diárias das 9h local Por outro lado quando o período estudado por Kayano et al (99) é somado ao período de outubro de 99 a julho de 993, correspondente à época do El Niño 9/93, verifica-se que os harmônicos de ciclos de 826

6 aproximadamente 3-6 dias apresentam amplitudes mais elevadas do que os demais, exceto aqueles associados aos ciclos anual e semi-anual (Figura 5), entretanto estas amplitudes são inferiores àquelas das oscilações correspondes ao intervalo de 3-6 dias do período de La Niña 984/85 e do período estudado por Kayano et al (99) e são comparáveis às amplitudes do período do El Niño 982/83. Sugerindo que em época de El Niño a atuação das oscilações de 3-6 dais no Nordeste do Brasil é enfraquecida. Os resultados obtidos neste trabalhos estão coerentes com as observação de Knutson e Weicmann (987), que descreveram que as oscilações de 3-6 dias são melhores visualizadas nas regiões de convecção mais intensas.,9,8,7,6,5,4,3,2, Figura 5. Análise harmôncia da pressão atmosférica em Fortaleza para o período de outubro/989 a julho/993. Observações diárias das 9h local. CONCLUSÕES Neste trabalho investigou-se a atuação da oscilação de 3-6 dias sobre o Nordeste, para vários períodos de tempo e concluiu que a oscilação de 3-6 dias esteve atuando mais ativamente, na Região, no período da La Niña 984/85 e no período de outubro de 989 a setembro de 99, enquanto, nos períodos correspondentes aos El Niños de 982/83 e de 99/93 não observou-se atuação significativa da oscilação de 3-6, possivelmente a atuação do evento El Niño tenha inibido as manifestações das oscilações de 3-6 dias. Por outro lado, para a série completa, ou seja de primeiro de janeiro de 98 a 3 de dezembro de 993, os harmônicos que mais destacam foram aqueles associados aos ciclos anual e semi-anual; bem como um harmônico (ciclo de 4 anos), o qual concorda com os ciclos de aproximadamente 3 anos observados na série de precipitação de Fortaleza por Girardi e Teixeira (978). um outro harmônico que apresentou amplitude relativamente pequena, mas superior aos demais harmônicos, exceto os citados, foi o de freqüência de aproximadamente dias, indicando a possível atuação de oscilações de 3-6 dias sobre o Nordeste do Brasil. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BLOOMFIELD, P. Fourier Analysis of Time Series: An Introdution. Jonh Wiley & Sons. New Yor, 976, 258p. GIRARDIR, C.; TEIXEIRA, L.. Prognóstico do tempo a longo prazo. CTA/IAE, São José dos Campos. 978, 8p. (Relatório ECA-6/78). 827

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