João Paulo Nardin Tavares 1 Maria Aurora Santos da Mota 2

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1 GRANIZO NA REGIÃO METROPOLITANA DE BELÉM NA ÉPOCA SECA: ESTUDO DE CASO João Paulo Nardin Tavares 1 Maria Aurora Santos da Mota 2 RESUMO O granizo é um tipo de precipitação classificada como tempo severo proveniente de uma nuvem Cumulonimbus. O granizo costuma chegar à superfície em locais onde a latitude e a altitude são maiores, devido ao ar ambiente, mais frio, que permite às pelotas de gelo atingirem o solo antes de derreterem. Na região tropical, especialmente na Amazônia, há convecção úmida profunda o suficiente para formar grandes nuvens de tempestade com granizo, mas devido às altas temperaturas do ar nos níveis baixos, o granizo derrete durante a queda, raramente chegando ao solo antes de se derreter totalmente. Este trabalho propõe investigar as causas do tempo severo (chuva com granizo) ocorrida na região metropolitana de Belém, na tarde do dia 16 de setembro de 2004 (época seca), provocando a destruição parcial de telhados de casas e de uma escola em Ananindeua (PA). Para tanto, foi feita a análise termodinãmica da atmosfera, das imagens de satélite e dos dados de temperatura e pressão à superfície. Os resultados mostraram que havia instabilidade absoluta da atmosfera desde a manhã, e à tarde houve a penetração de uma linha de instabilidade, causando frentes de rajada, alterando as condições ambientais da superfície, tornando-as propícias para a queda do granizo antes de se derreter. ABSTRACT Hail is the prime warm-season species of frozen precipitation, born of severe thunderstorms. Hail stone size usually increases with the intensity of the storm cell from which they spawn. Hailstones generally begin forming on seeds of small frozen raindrops or soft ice particles known as graupel which are hardened conglomerates of snow flakes. In order for the frozen raindrops or graupel to grow into true hailstones, they must accumulate additional ice by spending time in cloud regions rich in supercooled water, where temperatures are below the 0 o C (32 o F) level. Since hailstone formation requires strong updrafts, cold air regions and sufficient ice nuclei and supercooled water, squall line thunderstorms and supercell thunderstorms are the most frequent hail producers. Supercells have the greatest potential for damaging hail since they are longer lived and physically taller than most thunderstorms, able to reach to the colder levels of the troposphere. In the Amazon Basin, convection is enough to form hailstone, like the produced by an isolated thunderstorm cloud that reached the ground in Metropolitan Region of Belém, in this case study. Palavras-chave Granizo, Tempo Severo, Amazônia INTRODUÇÃO As nuvens Cumulonimbus (Cb), as nuvens de tempestade, se desenvolvem onde há massas de ar úmidas, quentes e instáveis em camadas verticais consideráveis, podendo atingir até 18 km nos trópicos. Essas nuvens podem ser originadas de convecção local resultantes de intenso aquecimento 1 Bacharel em Meteorologia, Universidade Federal do Pará UFPA. End. Av. Visc. Souza Franco, 1065 apto Belém-PA CEP: Tel.(91) jpnt25@gmail.com 2 Doutora em Meteorologia, Universidade Federal do Pará UFPA. aurora@ufpa.br

2 solar diferenciado numa superfície com atmosfera adjacente instável e úmida, e/ou também formadas devido a sistemas meteorológicos de escalas maiores. O ciclo de vida de uma tempestade compreende as seguintes fases: Cumulus, Maturidade e Dissipação ou bigorna. Na primeira fase, predominam correntes ascendentes e há pouca ou nenhuma chuva. Na fase de maturidade, ocorre chuva forte, raios e coexistem correntes ascendentes e descendentes. Nessa fase pode ocorrer granizo. Por último, a nuvem se enfraquece, predominam correntes descendentes, a chuva passa a ter intensidade moderada ou leve e caráter contínuo, e o topo é arrastado pelos ventos superiores tomando a forma de uma bigorna, daí o nome dessa fase. O granizo, pequena pelota de gelo, se forma pelo processo de colisão-coalescência, onde um cristal de gelo inicial viaja para cima e para baixo no interior da nuvem, devido aos movimentos ascendentes e descendentes de ar, coletando em seu caminho gotículas d água, adquirindo peso suficiente para cair. Segundo Wallace e Hobbs (1977), a maioria das pelotas de granizo que atingem o solo comumente alcança dimensões de alguns milímetros, ocasionalmente chegam a 1 cm, e ocorrem quando a base da nuvem está em torno de 0 C. No Brasil, tempestades com granizo ocorrem principalmente em locais mais altos nas regiões sul e sudeste, situadas em latitudes maiores. O período de maior freqüência de ocorrência de granizo no estado do RS é de julho a outubro, sendo agosto o mês de máxima ocorrência. Esta preferência pelo período de inverno/primavera, pode estar associada às frentes frias mais intensas que penetram o continente brasileiro no inverno e ao rápido aquecimento continental que ocorre na primavera (Berlato et al, 2000). Na Amazônia, a convecção úmida profunda é suficiente para formar nuvens Cb com granizo, mas o ar ambiente normalmente é muito quente para que as pelotas de gelo atinjam o solo sem derreterem, desta maneira a ocorrência de granizo não é freqüente. Contribui também para o fato de não haver muitos registros de granizo na Amazônia, a baixa densidade de estações meteorológicas e a grande extensão territorial da região, com baixa densidade demográfica, então, pode ter ocorrido trovoadas com granizo em diversos locais que não foram observados e relatados. Em Ananindeua, cidade conurbada a Belém (Figura 1), capital do estado do Pará, na Amazônia, houve uma tempestade com chuva forte, rajadas de vento e queda de granizo no final da tarde do dia 16 de setembro de 2004, provocando o destelhamento de parte da cobertura de uma escola e de algumas casas. Houve também a queda de árvores. Este evento é o objeto de estudo deste trabalho.

3 Figura 1 Mapa da Localização de Belém. DADOS E METODOLOGIA Utilizou-se os dados da radiossondagem das 12:00Z do dia 16/09/2004 em Belém (SBBE), de superfície (temperatura e pressão) dos códigos METAR (SBBE) e imagens do satélite Goes-12 às 11:45, 14:45, 17:45, 20:45 e 23:45 Z. Encontrou-se, a partir da plotagem no diagrama termodinâmico dos perfis verticais de temperatura do ar e do ponto de orvalho obtidos na radiossondagem, o nível de condensação por levantamento (NCL), nível de condensação convectiva (NCC), nível de condensação espontânea (NCE), o nível de equilíbrio (NE), a trajetória da parcela, o índice K, usado para prever trovoadas, o índice de showalter, e a área positiva do diagrama, que corresponde à energia potencial disponível para convecção (CAPE, da sigla em inglês). As imagens de satélite foram vistas em animação e interpretadas, buscando identificar os principais tipos de nuvens vistos na região metropolitana de Belém no momento da tempestade. Com os dados de superfície foi construído um gráfico com duas curvas, temperatura e pressão, versus tempo (em horas). RESULTADOS E DISCUSSÃO Na análise do diagrama termodinâmico (Figura 2), observou-se que a atmosfera encontrava-se instável tanto para a situação adiabática seca quanto para a saturada, o que significa instabilidade absoluta. O NCL, encontrava-se acima do NCC, o que significa que a superfície já se encontrava bastante aquecida para o horário em questão (09:00 local). A CAPE encontrada foi 2367 J/kg, valor muito alto, ou seja, grande quantidade de energia disponível para formação de convecção úmida profunda. Na radiossondagem feita pela manhã já pôde ser prevista a formação de uma nuvem de desenvolvimento vertical (Cb) com aproximadamente 14 km de profundidade, com base no NCE (822 hpa) e topo no NE (128 hpa).

4 Figura 2 Diagrama Termodinâmico com a radiossondagem do dia 16/09/2004 em SBBE As características termodinâmicas encontradas na atmosfera no dia 16 de setembro de 2004 na região de Belém eram as típicas de nuvens Cb com formação de granizo (LUDLAM, 1980). O índice K encontrado, 23,5, representa a formação de Cbs isolados. O índice de showalter foi 15,1, significando possibilidade de trovoadas. Pela análise das imagens de satélite (Figura 3), observou-se que inicialmente a região estava despida de nebulosidade significativa, por influência da Alta Pressão Semipermanente do Atlântico Sul. Nessa época do ano a Zona de Convergência Intertropical encontra-se afastada da região, a norte da Linha do Equador. À tarde já se observa o aparecimento de uma nuvem com topo mais brilhante destacando-se na região, e mais tarde, na imagem das 20:45Z (17:45h local) aparecem Cbs isolados porém alinhados na costa dos estados do PA, AP e MA, sendo este primeiro sobre a região de Belém, alinhado com os demais. A estimativa dos ventos superiores pela visualização do arrastamento das bigornas, foi ventos de sudoeste. O deslocamento oceano-continente destes Cbs alinhados é característica de Linha de Instabilidade Costeira (LIC). Estas linhas de instabilidade avançam rápido e quase sempre causam tempo severo por onde passam. a b c d Figura 3 Imagens de satélite do dia 16/09/2004, canal IR: (a)14:45z; (b) 17:45Z; (c) 20:45Z e (d) às 23:45Z. Fonte:

5 Com a chegada da LIC, a temperatura do ar (no aeroporto de Belém) sofreu uma queda de 30 C para 24 C, devido à frente de rajada que precedeu a LIC. A pressão atmosférica teve queda de 1011 para 1010 hpa, e depois subiu, conforme dados do METAR (Figura 4). Figura 4 Variação temporal da temperatura do ar (linha azul) e pressão atmosférica (linha vermelha) no aeroporto de Belém, no dia 16/09/2004. CONCLUSÃO A análise da radiossondagem do dia 16/09/2004 em Belém (SBBE) mostrou que desde às 12:00Z (09:00 local) a atmosfera já se encontrava em instabilidade absoluta. As características termodinâmicas já previam o desenvolvimento de uma tempestade com formação de granizo. As imagens de satélite mostraram o avanço de uma Linha de Instabilidade Costeira (LIC) pela costa dos estados do PA, AP e MA, favorecendo a rápida formação de uma tempestade sobre a região de Belém. Com a chegada da LIC e o tempo severo associado, a chuva forte e as rajadas de vento forçaram uma queda de 6,0 C na temperatura ambiente, assim, a isoterma de 0 C se posicionou em níveis mais baixos, permitindo que o granizo atingisse a superfície antes de se derreter completamente. AGRADECIMENTOS Este trabalho é baseado no Trabalho de Conclusão de Curso do 1 Autor, este agradece à Profa. Dra. Maria Aurora Santos da Mota, pela orientação; Cap. Bernardino e Cap. Câmara (DTCEA-BE);

6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS TAVARES, J.P.N. e MOTA, M.A.S. Granizo na Região Metropolitana de Belém na Época Seca: Estudo de Caso. Trabalho de Conclusão de Curso. Belém: UFPA, 2005 BERLATO et al. Risco de Ocorrência de Granizo no estado do Rio Grande do Sul. Revista Brasileira de Agrometeorologia. V.8 n.1, p Santa Maria: 2000 LUDLAM, F.H. Cumulus and Cumulonimbus Convection. Tellus V, XVIII, n.4. p EUA: 1996 WALLACE and HOBBS. Atmospheric Science: An Introdutory Survey. Nova Iorque: Academic Press, 1977 CPTEC-INPE (Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos). Obtenção de Imagens de Satélite. Disponível em: Acesso em: 16 set.2004 Rede de Meteorologia do Comando da Aeronáutica. Obtenção dos códigos METAR. Disponível em: Acesso em: 16 set.2004 Portal das Organizações Rômulo Maiorana. Chuva Forte destelha casas e escola em Ananindeua. Disponível em: Acesso em: 16 set.2004