CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE SANTA CATARINA CURSO TÉCNICO DE METEOROLOGIA UNIDADE FLORIANÓPOLIS

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1 CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE SANTA CATARINA CURSO TÉCNICO DE METEOROLOGIA UNIDADE FLORIANÓPOLIS Mariana Perreira: Coordenadora Andreza Lira Reis Camila Simões Paula Regina Scoz Domingos ONDAS DE CALOR Junho de 2008

2 AGRADECIMENTOS Gostaríamos de agradecer às nossas famílias, por entenderem as horas em que deixamos de estar com eles para nos dedicar a elaboração desse trabalho. Ao professor Michel Muza e às professoras Eliane Barreta e Márcia Fuentes pela constante disposição em ajudar tirando nossas dúvidas com muita paciência, dedicação e interesse. Aos demais professores do curso técnico de Meteorologia do CEFET-SC, que indiretamente contribuíram para nosso bom humor constante apesar de muitas vezes cansados. Ao Meteorologista da EPAGRI Marcelo Martins que também nos auxiliou nossas dúvidas. Finalmente agradecemos aos nossos colegas de aula que nos apoiaram e incentivaram em todos os momentos.

3 RESUMO Esta monografia apresenta um estudo sobre as ondas de calor e como elas podem afetar as pessoas em vários aspectos da vida, como na agricultura, na economia e na saúde. Por meio de pesquisas bibliográficas identificou-se que, na realidade, é uma conseqüência de bloqueios atmosféricos, e não um sistema por si só. Palavra-chave: Ondas de calor; Bloqueio atmosférico.

4 LISTA DE FIGURAS Página 8 FIRURA 1 Divisão do jato em dois ramos Página 10 FIGURA 2 Distribuição das situações de bloqueios no Hemisfério Sul. Página 11 Hemisfério Sul. FIGURA 3 Tendência sazonal das situações de bloqueio no Página 12 FIGURA 4 Média do vento zonal em 500 hpa, de 1980 a1993. Página 14 FIGURA 5 - Escoamento em forma de S. Página 15 FIGURA 6 - Geopotencial em forma de Ω Página 16 amplitude. FIGURA 7 - Anticiclone quente estacionário na crista de grande

5 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO Objetivo Geral ONDAS DE CALOR COMOSURGEM? Características de Bloqueios Atmosféricos Definições de bloqueio Ocorrência e persistência de bloqueio no Hemisfério Sul Tipos de bloqueios Evento Quente e Seco (EQS) ONDAS DE CALOR E SEUS EFEITOS Na sociedade Na economia Na saúde Nas gerações futuras CONCLUSÃO REFERENCIAS... 22

6 INTRODUÇÃO Estudos sugerem que ações humanas dobram a possibilidade de eventos climáticos extremos e que já estão trazendo sérios riscos à vida humana. Um exemplo foi a onda de calor observada na Europa no ano de 2003, que causou a morte de aproximadamente 30 mil pessoas, deixando um período de seca no continente. Mas como são causados esses períodos conhecidos popularmente como ondas de calor? Estudos mostram que elas ocorrem quando há um bloqueio na atmosfera que impede a chegada de umidade a determinado local. Esse bloqueio pode ser causado por uma elevação na pressão, e pode ser de origem natural ou por gases-estufa. 1.1 Objetivo Geral Será com base em estudos como o citado a cima, que iremos relatar o que leva a ocorrência de bloqueios atmosféricos e as suas conseqüências, como as ondas de calor, e o que pode ser feito quanto à influência dessas ondas de calor na vida humana, como esse sistema meteorológico afeta a vida das pessoas em questões de saúde, economia, agricultura, turismo, entre outros.

7 ONDAS DE CALOR COMO SURGEM? A expressão onda de calor é comumente utilizada para designar períodos de 5 dias ou mais, nos quais a temperatura máxima excede a média em 5 C, acontecendo preferencialmente nas estações quentes, fim da primavera e início do outono. Porém esse período quente não pode ser classificado como um fenômeno atmosférico, e sim como a conseqüência de sistemas anômalos, dos quais se destacam os bloqueios atmosféricos, por criarem condições favoráveis ao aquecimento enquanto permanecem ativos. Os bloqueios em latitudes mais altas impedem que as frentes frias circulem normalmente sobre o continente, pois elas ficam retidas na parte polar da alta de bloqueio, com isso a área que a massa polar percorreria em condições normais fica disponível e, dessa forma, as massas de ar tropicais, que são predominantemente quentes, conseguem abranger maiores áreas do continente sul americano. Com esse predomínio das massas tropicais que se expandiram, e estando as massas de ar frias impedidas de atuarem em latitudes mais baixas, a temperatura aumenta e mantém-se estável, e a umidade relativa do ar tende a ser baixo, o que gera dias quentes e secos, ou seja, períodos de onda de calor. 2.1 Características de Bloqueios Atmosféricos Os bloqueios no hemisfério sul ocorrem quando uma alta quente forma-se em latitudes mais altas do que o normal. Essa alta cria uma espécie de bloqueio que faz com que a circulação atmosférica em latitudes médias em altos níveis, que normalmente são dominadas por um escoamento zonal de oeste, seja substituído por um escoamento meridional, assim, ocorre a divisão do jato em dois ramos, o que, por sua vez, resulta no rompimento do padrão zonal:

8 8 FIGURA 1 Divisão do jato em dois ramos. Nesses casos, anticiclones quentes formam-se em latitudes mais altas que 30, ou seja, em latitudes mais altas que aquelas onde se localiza a alta subtropical, sendo acompanhado no lado equatorial por uma baixa fria. Com essa alteração do escoamento, os sistemas migratórios de oeste, como ciclones e anticiclones, têm sua trajetória modificada, podendo tornar-se estacionária ou ter que contornar a alta, influenciando, assim, as condições do tempo de grandes áreas de forma duradoura. Nas regiões da alta de bloqueio em superfície, a pressão e a temperatura permanecem acima do normal, enquanto na estratosfera a pressão fica acima e a temperatura abaixo do normal. E no seu estágio de dissipação a pressão cai lentamente. A permanecia das condições de tempo, que podem perduram por vários dias, favorecem a diversos setores, por exemplo, o setor agrícola, a própria economia, entre outros. Esse tema será mais bem tratado no capítulo posterior. 2.2 Definições de bloqueio De modo geral, não se tem ainda uma única teoria que possa explicar tanto a formação e o decaimento de um bloqueio, quanto uma definição exata de o que pode ser certamente dito como um bloqueio atmosférico. No entanto, existem teorias que explicam ser o bloqueio originado por um acúmulo de calor nas baixas latitudes, e como não é possível se ter um acúmulo contínuo, haveria um reajustamento da circulação geral para distribuir esse calor. A maior parte dos estudos são feitos para o hemisfério norte.

9 9 Segundo o critério mais utilizado um bloqueio deve satisfazer os seguintes itens: Critério segundo Rex (1950) Hemisfério Norte (HN) a) a corrente zonal básica de oeste (500hPa) deve bifurcar, formando dois ramos; b) cada ramo deve transportar uma quantidade de massa considerável; c) o sistema de duplo jato deve se estender por pelo menos 45º de longitude; d) uma rápida transição do fluxo zonal de oeste a montante para um tipo meridional a jusante, precisa ser observado na bifurcação do escoamento; e) o padrão deve persistir por pelo menos 10 dias. Em situações em que a característica (a) é cumprida, diz-se que o bloqueio está no estado inicial. E se somente uma das outras características for satisfeita, diz-se então que o bloqueio está dissipado. Esse tem sido o critério mais bem aceito até hoje para os bloqueios que ocorrem no hemisfério norte, porém possui a desvantagem de descrever somente bloqueios de grande duração, não captando os de curta duração. Existe um outro critério de identificação utilizado que levam mais em conta as condições específicas do hemisfério sul. Os itens para esse critério são os seguintes: Critério segundo Van Loon (1956) Hemisfério Sul (HS) a) o deslocamento do sistema de bloqueio deve ser menor do que 25º de longitude e 45º latitude sul durante o período de bloqueio; b) o centro da alta deve estar pelo menos 10º ao sul da posição normal do cinturão subtropical de alta pressão; c) o bloqueio deve durar pelo menos 6 dias. Devido a essa dificuldade de utilização de um método para definir um bloqueio, são utilizados em programas computacionais índices que permitem com maior facilidade indicar a ocorrência de bloqueio, por meio da variação anômala de algumas propriedades da atmosfera, entre as latitudes em que ocorrem os bloqueios. O primeiro a desenvolver um índice zonal foi Lejenãs, sendo direcionado para o HS. Este índice verifica a variação da altura geopotencial em 500 hpa entre as latitudes de 35º e 50º S.

10 10 I() = Z35S() Z50S() H.S. A condição para que o fenômeno seja classificado como um sistema de bloqueio é que o índice seja menor do que zero (I() < 0), o que significa que há um aumento na altura geopotencial com a latitude, durante um período de pelo menos seis dias sobre uma região média de aproximadamente 30º de longitude. 2.3 Ocorrências e persistência de bloqueio no Hemisfério Sul As regiões de máxima ocorrência de bloqueios no HS são, a Austrália e Nova Zelândia (140ºW a 140ºE), o Oceano Atlântico (sudeste da América do Sul) e o Oceano Índico (sudeste da África) e sudeste do Oceano Pacífico (costa oeste da América do Sul), como pode ser visto na figura a seguir: FIGURA 2 Distribuição das situações de bloqueios no Hemisfério Sul. Outro aspecto importante para a freqüência de ocorrência de bloqueios, são as estações do ano. Nos casos do Oceano Pacífico e Atlântico, ambos apresentam grande dependência sazonal, no qual o período máximo de ocorrência é o final do inverno e início de primavera, o máximo secundário entre os meses de abril e maio e os mínimos de ocorrência está entre o fim da primavera, verão e meados de inverno. No Oceano

11 11 Indico não há muita variabilidade sazonal, tendo uma freqüência pequena durante todo o ano. Nos estudos realizados por vários pesquisadores, observaram-se, nas regiões de ocorrência de bloqueios no HS, tendências específicas quanto à variação sazonal. Segundo Casarin (1983), a região da Austrália apresenta índices maiores de bloqueios no fim do outono e parte do inverno, a leste da Austrália e na região entre 175W - 125W têm-se tendências para a ocorrência de bloqueios no verão e na região a oeste da Austrália na primavera. Na América do Sul, a estação com maior ocorrência é o outono. A figura abaixo mostra a relação entre os dias bloqueados por mês pelos meses do ano: FIGURA 3 Tendência sazonal das situações de bloqueio no Hemisfério Sul. Em estudos de variabilidade interanual pode-se observar outra interferência, além da sazonal, na redução ou aumento de situações de bloqueio, que são os anos de predominância de El nino ou La nina. A redução está associada ao fenômeno El niño, que consiste no aquecimento do Oceano Pacífico próximo ao Equador e também na diminuição da intensidade dos ventos alísios. Enquanto que em anos de La nina, associa-se ao aumento de bloqueios, e apresenta as características contrárias ao do El nino, intensificando a circulação dos ventos alísios e resfriando as águas do Oceano

12 12 Equatorial mais do que o normal, e com isso desintensifica as células de Hadley, o que possibilita a formação do jato polar do Oceano Pacífico. Aliado esse jato com o jato subtropical, tem-se um aumento das condições de formação de bloqueios na região da Austrália e Nova Zelândia, como pode ser visto na figura a seguir: FIGURA 4 Média do vento zonal em 500 hpa, de 1980 a1993. Em relação à persistência dos bloqueios no HS, Van Loon (1956), no seu estudo, encontrou que a duração média parece estar entre 6 e 10, tendo as médias para o Oceano Pacífico, Atlântico e Indico respectivamente 9,5 dias, 8,5 dias e 8 dias no Indico. Casarin (1983) no seu estudo, num período entre 1975 a 1979, mostrou a mais longa duração de bloqueio no Oceano Pacífico, que foi de 26 dias, enquanto que a média é de 9,1 dias. Além disso, os bloqueios mais persistentes no HS estão no Oceano Pacífico, com duração média de 11,3 dias. Na costa leste da América do Sul, e sobre o mesmo, a média de persistência é de 8,1 e 7,9 dias, respectivamente.

13 Tipos de bloqueios São três os tipos de anticiclones de bloqueio, cada qual com sua característica própria, que estabelece um padrão, devendo ser satisfeito para ser classificado como tal, que serão descritos a seguir: 1. Um anticiclone quente, estando em latitudes mais altas que aquelas das altas subtropicais, sendo acompanhado do lado equatorial por uma baixa fria, configurando um escoamento na forma de S; 2. Um anticiclone quente, no qual o campo de altura geopotencial apresenta a forma de Ω; o anticiclone fica entre dois ciclones; 3. Um anticiclone quente estacionário na crista de grande amplitude. Para melhor analise dos três tipos de bloqueio, encontram-se a seguir, figuras que mostram facilmente a configuração dos anticiclones, na seqüência dos itens acima:

14 FIGURA 5 - Escoamento em forma de S. 14

15 FIGURA 6 Geopotencial em forma de Ω 15

16 16 FIGURA 7 - Anticiclone quente estacionário na crista de grande amplitude. 2.5 Evento Quente e Seco (EQS) Outro sistema que pode influenciar a ocorrência de períodos de ondas de calor é o Evento Quente e Seco. Esse estudo conta com dados dos últimos 40 anos de inverno no centro-sul do Brasil, estudo esse feito por Prakki Satyamurti, pesquisador do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, no qual identifica um tipo de fenômeno causado por uma grande massa de ar seco, que ao descer dos níveis mais altos da atmosfera em direção à região central da América do sul, passa por um processo adiabático e se aquece. As conseqüências geradas por esse aquecimento são elevações da temperatura em até 7ºC e a diminuição da umidade relativa do ar em 30%. A média de permanência do fenômeno é de dez dias sobre o centro-sul do Brasil.

17 ONDAS DE CALOR E SEUS EFEITOS Embora muitas vezes não percebidas pelas pessoas em geral, as ondas de calor influem muito na sua vida diária, em muitos aspectos. 3.1 Na sociedade As ondas de calor muitas vezes trazem consigo grandes danos à sociedade, podendo causar problemas de saúde, levando até a morte em muitos casos, além de prejuízos financeiros, aumento na demanda de energia devido ao maior uso de ar condicionados e outros sistemas de refrigeração. Dessas ondas, as mais agressivas ocorreram no hemisfério norte, principalmente na Europa e nos Estados Unidos. Um bom exemplo do seu poder destrutivo é a onda de calor de 1936 que pode ser considerada uma das mais severas ondas de calor do século 20. O número de mortes pode ter chegado a quase 5 mil pessoas nos Estados Unidos da América. O preço dos produtos agrícolas como o milho e trigo aumentaram rapidamente devido a uma das piores colheitas já registradas, causada pelo excesso de calor e por um longo período de seca. Essa onda de calor começou no mês de Junho, quando as temperaturas excederam os 38 C no país, e estendeu-se até Agosto. Porém o auge dessa onda se deu em Julho, quando a temperatura atingiu níveis recordes, em Steele, North Dakota, por exemplo, as temperaturas alcançaram 50ºC. Outra onda de calor que pode ser citada a ilustrar os seus danos ocorreu em 2003 na Europa. O verão deste ano foi um dos mais quentes já registrados no continente europeu, provocando muitos problemas de saúde e queda na produção agrícola, assim como em 1936 nos EUA. Estima-se que 35 mil pessoas morreram em decorrência do calor intenso. Dessas mortes, 14 mil ocorreram na França, principalmente entre os idosos. Em Portugal o calor, em conjunto com a baixa umidade, provocou extensos incêndios florestais que devastaram uma área de aproximadamente 3010 km² de floresta e 440 km² de área agrícola, causando um prejuízo estimado de cerca 1 bilhão de euros.

18 18 Esses exemplos mostram claramente o quanto as ondas de calor podem ser destrutivas. Elas são consideradas o fenômeno natural mais mortífero, superando tempestades, tornados e alagações em números de mortes nos Estados Unidos. No ano de 1995 em Chicago, em outra das piores ondas de calor dos EUA, ocorrem 600 mortes relacionadas ao calor em um período de 5 dias. Anualmente morrem aproximadamente 400 pessoas nos EUA por motivos diretamente relacionados ao calor. Outro problema enfrentado pela sociedade são os blecautes decorrentes do aumento exacerbado do consumo de energia nos períodos mais quentes, aumento que se deve principalmente à maior necessidade do uso de ar condicionado. 3.2 Na economia Especificamente, na economia, os efeitos de uma onda de calor são evidentes, tanto na parte de movimentação monetária, como no prejuízo de lavouras inteiras, o que leva ao conseqüente aumento do preço dos produtos indispensáveis para a vida do homem. A procura por eletrônicos, como ventiladores, circuladores e climatizadores, são os maiores representantes da movimentação propriamente econômica gerada pelas ondas de calor. Sendo que a procura desses aparelhos aumenta cerca de 70% em comparação com épocas normais. Outro ponto que influencia a economia quando há ondas de calor, são os danos causados nas lavouras, que dependendo da espécie plantada, com o calor intenso, acaba não resistindo e sendo totalmente perdida. Pode haver, por outro lado, certas vantagens, quando se tratando de outras culturas, um exemplo ocorreu na onda de calor de 2003 na Europa, quando o calor intenso acelerou o processo de amadurecimento das uvas, que eram colhidas normalmente em setembro, porém foram colhidas em Agosto, o que fez com que o ano tivesse uma safra de vinhos excelente, embora em pouca quantidade. Os comerciantes de alimentos da Grã-Bretanha são considerados os que, até agora, mais estão lucrando em vendas de produtos de verão, como cerveja e sorvete, pois estão armazenando os produtos que tiveram maior venda em outras ondas de calor com antecedência, já que com o auxílio das previsões de tempo conseguem prever quando a demanda será maior e, assim, esperam tranqüilos pelos consumidores.

19 19 Acrescenta-se ainda que com a onda de calor, não é só a indústria alimentícia e os estabelecimentos comerciais que são afetados, também quando se constata o aumento do turismo das cidades litorâneas, em conjunto com épocas em que esta ocorrendo uma onda de calor, tem-se ai uma relação importante. 3.3 Na saúde Exposições prolongadas em ambientes com temperatura excessiva podem causar esgotamento, fadiga térmica, e até danos ao cérebro AVC (Acidente Vascular). Para alguns, especialmente para os idosos e infermos, o calor em excesso pode causar a morte. O Índice de Calor (IC), também chamado de Temperatura Aparente, é uma medida de como a umidade associada a altas temperaturas reduz a capacidade do corpo em manter-se frio. O IC é a sensação térmica que o corpo humano interpreta quando a umidade e/ou temperatura fogem dos níveis normais. Por exemplo, se a temperatura do ar é de 34 C, e a umidade é de 50%, o efeito destas condições no corpo é a sensação de temperatura de 39,5 C. Exposições ao sol podem aumentar o IC entre 3 e 8 C. As ondas de calor provocam desconforto a toda à gente, mas são mais vulneráveis e necessitam de maior atenção crianças nos primeiros anos de vida, idosos, alguns doentes crônicos (com doenças cardíacas, respiratórias ou diabetes), doentes mentais, pessoas acamadas e obesas. Nesses casos os mecanismos de regulação da temperatura poderão ter a sua eficácia comprometida, diminuindo a capacidade de adaptação ao calor. Em particular, os idosos são vulneráveis pelo risco acrescido de desidratação ligado à diminuição da sensação de sede e das capacidades de termorregulação por transpiração e ao menor controle do equilíbrio hidroeletrolítico. Por conseguinte em épocas de ondas de calor, é essencial que as pessoas escolham horários apropriados para a exposição ao sol, comam frutas, bebam bastante água, usem filtro solar, usem também roupas leves, claras e preferencialmente de algodão, e evitam também os esforços físicos.

20 Nas gerações futuras Estudos feitos por vários cientistas do mundo todo demonstram que está havendo um aquecimento anormal no planeta. Esse aquecimento é proveniente das ações humanas, que todos os dias destroem e poluem o meio ambiente de forma devastadora. Como exemplo disso temos números assombrosos de áreas desmatadas na Amazônia somente no mês de abril desse ano (2008), de indústrias que emitem gases tóxicos todos os dias na atmosfera, não só ruins para as pessoas de hoje, mais também para a vida de gerações futuras, que serão indiretamente afetadas por essas indústrias poluidoras. Assim como essas outras formas de degradação vêm ocorrendo no mundo durante os séculos que sucederam a Revolução Industrial. Essas ações levam a uma mudança no que era natural para algo não totalmente conhecido, pois não seria provável que depois de adicionar gases e diminuir a quantidade de árvores no mundo, as condições climáticas permanecessem as mesmas. As mudanças podem ser vistas por vários indícios de aumento de freqüência de muitos fenômenos, entre os quais as ondas de calor. A freqüência tida como natural, ou normal, passou para um estado de ocorrência maior. Desde que algo do sistema atmosférico, por pequeno que seja mude, há invariavelmente uma conseqüência dessa mudança em alguma outra parte do globo. Sendo assim, por ter sido mudada a condição natural pela necessidade do homem de progresso e de domínio sobre a natureza, que se tem nos tempos atuais um grande problema que deve ser resolvido, ou ao menos amenizado, pois de outra forma será difícil a sobrevivência dos próximos homens no planeta Terra.

21 CONCLUSÃO Concluímos que de fato as ondas de calor na verdade são conseqüência de um sistema meteorológico chamado bloqueio atmosférico que podem ser previstos e analisados com antecedência, dessa forma possibilitam uma preparação tanto da parte comercial e alimentícia, quanto das próprias pessoas para evitarem maiores prejuízos. Com a análise de estudos e pesquisando sobre as conclusões que pesquisadores chegaram, percebemos que os bloqueios são sistemas que, apesar de não muito conhecidos pelas pessoas em geral, realmente ocorrem de uma forma fascinante, e são vitais para o bom funcionamento da Terra. Esses períodos, de ondas de calor, exercem grande influência quando ocorrem, trazendo conseqüências à economia, à qualidade de vida bem como à natureza. Sistemas desse tipo fazem parte e podemos dizer que sustentam ou destroem nossa vida no planeta e nem os conhecemos direito. Cabe a nós respeitarmos essa nossa incrível casa pela sua poderosa manutenção.

22 REFERÊNCIAS PORTAL DE SAÚDE PÚBLICA. Ondas de calor. Disponível em: < Acesso em: 03 de março de CBMDF Ondas de calor. Disponível em: < Acesso em: 22 de abril de 2008 Últimas edições Notícias recentes do Jornal Nacional Notícias Inverno: época de tempo seco. Disponível em < Acesso em 28 de abril de FUENTES, Márcia Vetromilla (1996). Bloqueios. Climanalise Especial. Cap 8, Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos (CPTEC) Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Disponível em: < Acesso em: 20 de maio de Aula sobre bloqueio, CEFET-SC. Disponível em: io.doc Acesso em 30 de abril de UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO INSTITUTO DE ASTRONOMIA, GEOFÍSICA E CIÊNCI. CAMARGO, Ricardo de. Meteorologia sinótica, Universidade de São Paulo, Instituto de Astronomia, geofísica e ciências atmosféricas, Departamento de ciências

23 23 atmosféricas, Bloqueios. Disponível em: < Acesso em 20 de maio de 2008.