Palavras-chave: Sistema Convectivo de Mesoescala, Jato de Baixos Níveis, Jato de Altos Níveis.

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1 Análise de Dois Sistemas Convectivos de Mesoescala Ocorridos no Rio Grande do Sul nos Dias 10 e 11 de Setembro de 2008 Bianca Buss Maske1, Paulo Geovani Iriart1,Roseli Gueths Gomes1 1 Faculdade de Meteorologia/ Universidade Federal de Pelotas, Pelotas - RS, Brasil,(bianca_maske@yahoo.com.br),(pgiriart@gmail.com),(rggomes@ufpel.edu.br) Abstract: In this work two mesoscale convective systems are analyzed. One of them occurred on 10 and another on 11 September These systems passed over the Rio Grande do Sul state with a delay of few hours and caused many damages. It was used geostationary satellite imagery (enhanced in the infrared channel) and WRF model simulations. The two systems presented low and high level jets and occurred in conditions of high vertical wind shear. Palavras-chave: Sistema Convectivo de Mesoescala, Jato de Baixos Níveis, Jato de Altos Níveis. 1- Introdução Salio et al (2007) analisaram SCM num período de três anos ( ) e constataram que os Jatos de Baixos Níveis (JBN) tem uma grande influência na formação dos sistemas. Os autores identificaram que para os dias com a presença de JBN houve maior ocorrência de SCM. Nesse sentido Silva e Gomes (2009) estudaram dois SCM isolados que passaram pelo RS e concluíram que o JBN foi responsável pela formação e manutenção dos sistemas e que durante o deslocamento dos SCM houve um enfraquecimento dos jatos de baixos níveis. Foi observado por Saulo et al. (2007) que o acoplamento entre JBN e Jatos de Altos Níveis (JAN) provocou aumento da convergência em baixos níveis, favorecendo a formação de sistemas. Seguindo o critério 1 de Bonner (1968) para a identificação dos JBN tem-se as seguintes condições: 1) magnitude do vento em 850hPa igual ou superior a 12m/s; 2) módulo da diferença do vento em 850hPa e 700hPa deve ser igual ou superior a 6m/s; 3) a componente meridional do vento deve ser negativa e maior (em módulo) que a componente zonal. No dia 10 de setembro de 2008 o Rio Grande do Sul (RS) sofreu grandes perdas causadas por uma severa tempestade, que ocasionou granizo e vendaval. Segundo a Defesa Civil ( 14 municípios foram atingidos, onde 12 deles decretaram situação de emergência. No dia seguinte, outra tempestade adentrou o estado provocando granizo e vendaval, atingindo mais 4 municípios e deixando 3 em situação de emergência. Estas tempestades foram causadas por dois Sistemas Convectivos de Mesoescala (SCM), que passaram pelo RS em um curto intervalo de tempo entre eles. Este trabalho tem por objetivo analisar estes dois SCM que atingiram o RS, avaliando os campos de ventos, em vários níveis na atmosfera, associados com a formação e evolução dos mesmos. 2- Metodologia Para a identificação e análise do comportamento dos SCM foram utilizadas imagens, no canal infravermelho, do satélite geoestacionário da serie GOES ( nas quais os sistemas são identificados pela temperatura de topo das nuvens inferiores a -50 C. Para este estudo foram selecionados apenas os sistemas que apresentaram área máxima de, no mínimo, km² e que tenham ocorrido isoladamente. No modelo WRF, versão 2.2, foram usados dados iniciais e de contorno com resolução de 1 de latitude e longitude e atualizados a cada 6 horas, realizou-se simulações utilizando duas grades aninhadas (30km e 90km). Os dados gerados pelo WRF foram visualizados utilizando o pacote gráfico GrADS. Para este trabalho foram avaliados campos

2 de vento em 850 e 200hPa, cisalhamento vertical do vento entre 10 m e 600hPa e o módulo da diferença do vento entre 850 e 700hPa. Segundo Holton (2004) na camada entre a superfície e 4 km de altitude, o cisalhamento vertical do vento é considerado moderado para valores entre 10 e 20m/s, adequado para o desenvolvimento de tempestades multicelulares. 3- Resultados e discussão Inicialmente serão apresentados e discutidos todos os campos do primeiro SCM e após será utilizado o mesmo procedimento para o segundo caso, que serão chamados respectivamente de caso 1 e caso 2. O intervalo de tempo entre o inicio de formação do caso 1 e o inicio do 2 foi de 17 horas, sendo que quando o caso 2 começava a se formar o caso 1 ainda estava em processo de dissipação. O caso 1 foi observado no dia 10 de setembro de 2008 às 12 UTC, com a formação de nuvens convectivas na região noroeste do RS e oeste de Santa Catarina (SC), como pode ser visto na Fig.1a. Este SCM atingiu temperatura mínima de topo das nuvens entre -60 e -70 C e alcançou extensão máxima às 19:15 UTC (Fig.1b). Pode-se verificar a presença de JAN, devido ao vento bastante intenso em 200hPa mostrado nas Fig.1a,1b. Também, este se fez presente durante a evolução do SCM, sendo encontrada velocidade máxima de 60,5m/s coincidindo com o horário de extensão máxima do SCM (Fig.1b). Na Fig.1 podemos ver que o SCM durante sua evolução está sempre localizado no lado equatorial do JAN. Figura 1- Imagens de satélite e vento em 200hPa do dia 10/09/2008 (a)12utc (b)19:15utc. Na análise dos campos de vento em 850hPa (Fig.2a), pode-se verificar que, com a penetração dos ventos alísios no território brasileiro, uma parte do escoamento sofreu uma deflexão na região centro-oeste do Brasil e atingiu o RS e parte de SC. No entanto outra parte dos ventos alísios atingiu a Cordilheira dos Andes, onde se intensificaram e sofreram um desvio para o sul, transportando umidade e calor como observado por Marengo et al (2004). A leste dos Andes o valor máximo foi superior a 16m/s. Além disto, foi observado que a componente meridional do vento foi maior que a zonal. Outro fator importante observado na Fig.2a foi a presença de um anticiclone no oceano Atlântico, localizado a sudeste da região sul do Brasil, que também atuou no transporte de massa. Esses três mecanismos estavam presentes 4 horas antes da formação do SCM na região noroeste do RS e oeste de SC. Durante o estudo foram avaliadas também imagens do módulo da diferença do vento entre 850hPa e 700hPa (figuras não mostradas), onde foram encontrados valores entre 12 e 14m/s. Através desses resultados fica confirmado a presença dos jatos de baixos níveis atuantes na formação do sistema. Pela Fig.2b (e outras imagens não mostradas, em horários intermediários à formação e horário de extensão máxima), observa-se que a intensidade do JBN foi aumentando, até atingir valores superiores a 18m/s (Fig.2b), no norte do Paraguai. Também, os outros dois mecanismos formadores citados acima se mantiveram presentes durante a evolução do sistema. Tendo por base que o lado equatorial do Jato de Altos Níveis possui cisalhamento anticiclônico (Holton,2004), gerando movimento ascendente em baixos níveis e sabendo que

3 a região está sob influência de JBN, fica explicado o cisalhamento intenso acima citado e também evidenciado que houve acoplamento entre JBN e JAN, auxiliando na formação e manutenção do SCM. Figura 2- Campo de vento em 850hPa, no dia 10 de setembro às (a)12utc e (b)19utc. A Fig.3 mostra o cisalhamento vertical do vento entre 10 metros e 600hPa (aproximadamente 4km de altura). Foi observado que com 12 horas de antecedência de formação do SCM já havia cisalhamento com valores entre 15 e 18m/s, propício à formação de tempestade multicelular. Os valores se mantiveram até o horário de formação do sistema, mostrado na Fig.3a. No horário de extensão máxima do SCM foram encontrados valores de cisalhamento entre 20 e 25 m/s (Fig.3b) e logo após os valores decaíram. Figura 3-Cisalhamento do vento entre 10m e 600hPa e vento em 850hPa do dia 10/09/2008 (a) 12UTC (b) 19UTC. O caso 2 foi observado no dia 11 de setembro de 2008, às 5UTC (Fig.4a) no oeste do estado do RS. O sistema se intensificou sobre o RS, atingindo temperatura mínima de topo das nuvens entre -70 e -80 C e extensão máxima às 11 UTC, como observado na Fig.4b.

4 Neste caso também houve vento intenso em 200hPa, confirmando a presença de JAN. Foram observados valores de velocidade de 60m/s no horário de formação do SCM (Fig.4a) e de 66m/s no horário de extensão máxima do sistema (Fig.4b). Figura 4-Imagem de satélite e vento em 200hPa do dia 11/09/2008 (a) 5UTC (b) 11UTC. Neste caso 2, os ventos alísios também alcançaram a cordilheira dos Andes, se intensificando e se desviando para o sul, atingindo velocidade máxima de 24m/s e com a componente meridional maior que a componente zonal (Fig.5a). Ainda foi examinado a módulo diferença do vento entre 850hPa e 700hPa e os valores encontrados ficaram entre 8 e 10m/s, caracterizando que neste caso também houve presença de JBN. Pela Fig.5a é possível observar a presença de uma circulação ciclônica, localizada no Oceano Atlântico, com o escoamento se deslocando sobre a Argentina até se encontrar com o JBN, esse encontro de dois fluxos é chamado de confluência. Figura 5- Campo de vento em linhas de fluxo em 850hPa do dia 11/09/2008 (a)5utc (b) 11UTC. Na análise do cisalhamento vertical do vento entre 10 metros e 600hPa, foram observados valores entre 20 e 25m/s, 9 horas antes da formação do SCM. No horário de formação do sistema o valor passou para 21m/s, como mostrado na Fig.6a, e no horário de extensão máxima do SCM o valor do cisalhamento aumentou para 25m/s(Fig.6b). Assim como no caso 1, o SCM do caso2 também estava localizado no lado equatorial do JAN, como pode ser visualizado na Fig.4a, causando então movimento ascendente em baixos níveis e indicando novamente o acoplamento entre jato de baixos e altos níveis, que se mantiveram presentes durante a evolução do sistema contribuindo tanto na formação como na manutenção do SCM (Fig.4b).

5 Figura 6- Cisalhamento do vento entre 10m e 600hPa e vento em 850hPa do dia 11/09/2008 (a) 5UTC (b) 11UTC. 4- Conclusões Um dos pontos que chamou muita a atenção neste estudo foi o curto intervalo de tempo entre a passagem dos SCM pelo RS, sendo que cada caso foi intenso o suficiente para ocasionar grandes danos, essa pequena diferença de tempo foi um agravante da situação. Em ambos os casos analisados a presença do JBN e JAN foram fundamentais para a formação e manutenção dos SCM, sendo o escoamento em baixos níveis o responsável pela canalização de ar quente e úmido e o acoplamento deste com o JAN pela ascendência. Esses fatores por si só são fortes indicadores para a formação de um SCM e levando em consideração que os dois casos tiveram outros contribuintes que aturam no sentido de deixar a região instável, a atuação em conjunto desses elementos foi o fator preponderante para a formação e intensificação dos SCM. 5- Referências bibliográficas BONNER, W. D., Climatology of the low level jet. Mon. Wea. Rev., 96, , HOLTON, James R. An Introduction to Dynamic Meteorology, 4.ed.,2004 MARENGO, J. A.; SOARES, W.; SAULO, C.; NICOLINI, M. Climatology of the low-level jet east of the andes as derived from the ncep/ncar reanalysis: characteristics and temporal variability. J. Clim., v. 17, n. 12, p , Jun SALIO, P.; NICOLINI, M.; ZIPSER, E.J. Mesoscale Convective Systems over Southeastern South América and their relationship with the South American Low-Level Jet. Monthly Weather Review, v.135, n. 4, p , SAULO, C.; RUIZ J.; SKABAR Y.G. Synergism between the Low-Level Jet and Organized Convection at Its Exit Region. Monthly Weather Review, v.135, n. 4, p , SILVA,A.S.; GOMES,R.G. Análise de Dois Sistemas Convectivos de Mesoescala do Rio Grande do Sul. In: SIMPOSIO INTERNACIONAL DE CLIMATOLOGIA, 3, Canela, CDROM.