RELATÓRIO TÉCNICO - CIENTÍFICO

Transcrição

1 UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ PRÓ-REITORIA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO DIRETORIA DE PESQUISA PROGRAMA INSTITUCIONAL DE BOLSAS DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA PIBIC: CNPq, CNPq/AF, UFPA, UFPA/AF, PIBIC/INTERIOR, PARD, PIAD, PIBIT, PADRC E FAPESPA. RELATÓRIO TÉCNICO - CIENTÍFICO Período: Agosto / 2016 a Fevereiro / 2017 ( X ) PARCIAL ( ) FINAL IDENTIFICAÇÃO DO PROJETO Título do Projeto de Pesquisa (ao qual está vinculado o Plano de Trabalho): Integração do Sistema de Monitoramento, Previsão e Alertas para a Gestão de Risco e Respostas a Desastres na Amazônia Nome do Orientador(a): Maria Aurora Santos da Mota Titulação do Orientador: Doutora em Meteorologia. Faculdade: Meteorologia. Instituto/Núcleo: IG Instituto de Geociências. Título do Plano de Trabalho: Variabilidade dos Parâmetros Termodinâmicos no período de setembro de 2014 a setembro de 2015 Nome do Bolsista: Ignazio de Oliveira Bechis. Tipo de Bolsa: ( ) PIBIC/ CNPq ( ) PIBIC/CNPq AF ( ) PIBIC /CNPq Cota do pesquisador ( X ) PIBIC/UFPA ( ) PIBIC/UFPA AF ( ) PIBIC/ INTERIOR ( ) PIBIC/PARD ( ) PIBIC/PADRC ( ) PIBIC/FAPESPA ( ) PIBIC/ PIAD ( ) PIBIC/PIBIT

2 1 - INTRODUÇÃO: O clima nos trópicos, em particular na Amazônia, é consequência de uma complexa combinação de vários sistemas meteorológicos, os quais interagem com a superfície e são responsáveis pela entrada local de umidade e energia na atmosfera, e dependente das propriedades dinâmicas e termodinâmicas da camada limite, que é a parte da troposfera diretamente influenciada pelos processos ou eventos que ocorrem na presença da superfície da Terra (Stull, 1988). A cidade de Belém(PA), por situar-se na zona equatorial (1o 27 S e W) é caracterizada por um clima quente e úmido, onde ocorre uma grande quantidade de precipitação que está relacionadas não só com as condições locais dos movimentos convectivos (aquecimento devido à radiação), mas também, pela influência de sistemas de meso e grande escala atuantes na região, como El Niño, ZCIT, frentes, linhas de instabilidade, etc. Estes fenômenos agem, ora acelerando os sistemas locais, provocando fortes chuvas, ora enfraquecendo-os, diminuindo a quantidade de precipitação. Essa característica faz com que o conteúdo de vapor d água presente na atmosfera sofra variações acentuadas, que são devido, principalmente, a atividade convectiva. Então a estrutura termodinâmica da atmosfera sofre variações devido à atividade convectiva presente (Betts, 1973), pois a atmosfera fica mais fria em dias com chuva do que em dias sem chuva. 2 - JUSTIFICATIVA: De acordo com Williams e Rennó (1993), como na região tropical a convecção profunda se desenvolve em uma área muito pequena na forma de células, o método da parcela pode ser empregado para avaliar a instabilidade da atmosfera e a formação de nuvens. Esse método deu origem aos parâmetros termodinâmicos, como a Energia Potencial Convectiva Disponível (CAPE) e os índices de instabilidade. A evolução do ambiente termodinâmico e sua relação com a convecção têm sido investigadas na Amazônia, e uma das mais importantes variáveis que moldam a estabilidade local do perfil termodinâmico é justamente a CAPE. Ela desempenha um papel importante no acionamento e na intensidade da convecção (TAVARES E MOTA, 2012). As medidas nesta região atmosférica são de interesse à pesquisa devido à forte interação com a superfície (troca de energia), influenciando a formação e o desenvolvimento de fenômenos como linhas de instabilidade. Além disso, a quantidade de precipitação diária que ocorre na Amazônia certamente sofre influência local, de forma que o comportamento diurno das variáveis termodinâmicas se torna um indicador do controle do ambiente na forte atividade convectiva da região. Portanto, baseado nessas considerações, o trabalho visa saber como se comporta a estrutura termodinâmica da cidade de Belém, na mesorregião metropolitana de Belém no estado do Pará, afim de avaliar as condições termodinâmicas locais e a sua importância para a região.

3 3 - OBJETIVOS: O objetivo principal desta pesquisa será descrever as séries temporais dos parâmetros termodinâmicos observados durante o período de setembro de 2014 a setembro de 2015, avaliando o contraste em as épocas chuvosa e menos chuvosa de Belém. 4 - MATERIAIS E MÉTODOS: 4.1 MATERIAIS: Os dados observacionais utilizados nesta pesquisa são de radiossondagens lançadas na cidade de Belém, (1o28 S e 48o29 W), no período de setembro de 2014 a setembro de 2015, nos horários de 00 e 12 UTC, na Estação Meteorológica do Destacamento de Controle do Espaço Aéreo de Belém (DTCEA-BE), localizada no Aeroporto Internacional de Belém- PA. (Figura 1). Figura 1 - Localização geográfica da cidade de Belém PA (Fonte: Do Autor, 2017).

4 4.2 MÉTODOS: Durante o período da analise, quando diariamente, eram lançadas radiossondas nos horários de 0000 e 1200 UTC, para descrever as séries temporais dos parâmetros termodinâmicos como: temperaturas potencial ( ), potencial equivalente ( e) e potencial equivalente saturada ( es), foi utilizando as equações propostas por Betts (1974) e modificada por Bolton (1980), abaixo: Temperatura potencial (ϴ)/atmosfera seca: onde, T K é a temperatura do ar (K). P é a pressão atmosférica em hpa. Temperatura potencial equivalente (ϴe)/atmosfera com presença de umidade: onde, T L é a temperatura no nível de condensação por levantamento (K). r é a razão de mistura (g/kg). Temperatura potencial equivalente saturada (Өes)/capacidade da atmosfera tem de conter umidade: onde, T K é a temperatura do ar (K). r s é a razão de mistura saturada (g/kg). Posteriormente, foram confeccionados gráficos para mostrar as variações entre os parâmetros termodinâmicos em cada sondagem na cidade de Belém (PA). Além disso, a confecção desses gráficos também serviu para que fosse feita uma verificação dos dados, quanto à sua consistência, a fim de verificar possíveis erros de observação e/ou digitação e corrigi-los. para poder continuar a realização do trabalho. Os gráficos foram feitos utilizando o software GrADS (Grid Analysis and Display System) usando a linguagem FORTRAN (FORmula TRanslation LANguage).

5 5 - RESULTADOS: Foram gerados gráficos da variação dos parâmetros: temperatura potencial, potencial equivalente e potencial equivalente saturada para o mês de outubro de 2014, para calcular as variáveis e verificar se o programa estava gerando resultados corretos. Os gráficos gerados são apresentados nas Figuras 2, 3 e 4. A análise dos gráficos para o período completo será apresentada no relatório final. Figura 2 Perfis verticais da Temperatura Potencial (Ө), do mês de outubro de 2014 com intervalos de 2 em 2 dias, no horário de 00 UTC. (Fonte: Do Autor, 2017).

6 Figura 3 Perfis verticais da Potencial Equivalente (Өe) do mês de outubro de 2014 com intervalos de 2 em 2 dias, no horário de 00 UTC. (Fonte: Do Autor, 2017).

7 Figura 4 Perfis verticais temperatura Potencial Equivalente Saturada (Өes) do mês de outubro de 2014 com intervalos de 2 em 2 dias, no horário de 00 UTC. (Fonte: Do Autor, 2017). 6 - ATIVIDADES A SEREM DESENVOLVIDAS NOS PRÓXIMOS MESES: Visando a conclusão do plano de trabalho e a elaboração do relatório final, durante os próximos meses serão desenvolvidas as seguintes atividades: 6.1 -Preparação da base de dados coletados no período Levantamento e organização dos dados de radiossondagens, criando pastas de identificação de cada localidade. (Objetivo concluído) Análise e correção dos dados de radiossondagens Fazer a consistência dos dados verificando possíveis erros de observação e/ou digitação. (Objetivo concluído) Cálculo dos parâmetros termodinâmicos Utilizando as equações propostas por Betts (1974) e modificada por Bolton (1980) serão calculadas as temperaturas potencial, potencial equivalente e potencial equivalente saturada, razão de mistura e água precipitável. E também será calculado a energia potencial disponível para convecção (CAPE). (Atividade em andamento)

8 6.4- Análise das sondagens em cada horário. Confecção de gráficos das temperaturas potencial ( ), potencial equivalente ( e ) e potencial equivalente saturada ( es ), para verificar as variações entre os parâmetros termodinâmicos em cada sondagem. (Atividade em andamento) 6.5- Descrição das séries temporais Análise das condições termodinâmicas da atmosfera relacionadas com a precipitação ocorrida, verificando a diferença entre os períodos chuvoso e menos chuvoso. (atividade será feita após o termino das anteriores) 9 - CONCLUSÃO: Após o término da primeira parte do trabalho, os dados encontram-se agora em melhores condições, para se prosseguir com o cronograma de atividades a serem executadas até a conclusão do plano de trabalho da bolsa. A partir de agora, será desenvolvida a metodologia que irá classificar as radiossondagens, para posterior avaliação da estabilidade da atmosfera e análise da relação da precipitação com as forçantes dinâmicas e/ou termodinâmicas. 9 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS: ADAMS, D. K.; SOUZA, E. P.; COSTA, A. R. Convecção úmida na Amazônia: Implicações para a modelagem numérica. Revista Brasileira de Meteorologia, v. 24, n. 2, p , ASPLIDEN, C. I. A classification of the structure of the tropical atmosphere and related energy fluxes. Journal of Applied Meteorology, v. 15, p , BETTS, A. K. Non-precipitation cumulus convection and its parameterization. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, v. 99, n. 419, p , BETTS, A. K. Futher comments on a comparison of the equivalent potential temperature and the static energy. Journal of Atmospheric Sciences, v. 31, p , BOLTON, D. The computation of equivalent potential temperature. Monthly Weather Review, v. 108, p , RIBEIRO, J. B. M.; MOTA, M. A. S. Classificação Termodinâmica para atmosfera de Belém-PA para o ano de Anais do VIII Congresso Brasileiro de Meteorologia e II Congresso Latino-Americano e Ibérico de Meteorologia, 1994, p

9 TAVARES, J. P. N.; MOTA, M. A. S. Condições termodinâmicas de eventos de precipitação extrema em Belém-PA durante a estação chuvosa. Revista Brasileira de Meteorologia, v. 27, n. 2, p , WILLIAMS, E.; RENNÓ, N. O. An Analysis of the conditional instability of the Tropical atmosphere. Monthly Weather Review, v. 121, n.1, p , DIFICULDADES: Até o momento, não foram encontradas dificuldades que atrapalhassem ou dificultassem a elaboração e realização do plano de trabalho PARECER DO ORIENTADOR: O bolsista está tendo dificuldades para desenvolver o plano, espero que até o final do período da bolsa consiga confeccionar todas as figuras e análise dos parâmetros. DATA: 24/02/2017 Maria Aurora Santos da Mota ASSINATURA DO ORIENTADOR