Simulação de Evento de Tempo Extremo no Estado de Alagoas com o Modelo Regional BRAMS

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1 Simulação de Evento de Tempo Extremo no Estado de Alagoas com o Modelo Regional BRAMS Heriberto dos Anjos Amaro 1, Elisângela Gonçalves Lacerda 1, Luiz Carlos Baldicero Molion 2 1 Pontifícia Universidade Católica PUC MINAS - R. Rio Comprido, Contagem MG Brasil, heriberto.anjos@gmail.com ; 2 Universidade Federal de Alagoas UFAL Campus A.C. Simões Cidade Universitária Maceió AL Brasil RESUMO: Eventos climáticos severos, muitas vezes, geraram desastres, como perda de vidas humanas e impactos socio-económicos. Altos volumes de precipitação foram registrados no Estado de Alagoas, em 25 e 26 de maio de Somente em Maceió (AL), choveu 125 milímetros em um período de três horas. Neste trabalho foi realizado um estudo de diagnóstico e simulação com o modelo regional BRAMS de evento extremo de chuva. Os dados de precipitação observada nas estações do INMET e dados de reanálise do NCEP/NCAR foram utilizados para o diagnóstico e comparados com aqueles gerados pelo modelo. Imagens de satélite GOES e imagens de radar de tempo no campus da UFAL complementou o diagnóstico do evento. Para a simulação com o BRAMS, usamos a análise de dados do modelo Global T126L28 (100x100 km) do CPTEC como condições iniciais. Os resultados indicaram que o modelo BRAMS simulou qualitativamente o evento de forma satisfatória. No entanto, a precipitação foi subestimada, tanto no litoral como no interior do estado. Concluiu-se que a parametrização da BRAMS deve ser reforçada para eventos de precipitação na costa leste do Nordeste, particularmente no que diz respeito à convergência do fluxo de umidade, que é um processo importante na intensificação das tempestades tropicais. O uso de dados de TSM climatológica também pode ter afetado o desempenho do modelo. Possivelmente, TSM diárias podem produzir resultados próximos da realidade. ABSTRACT: Severe weather events often generate disasters, with losses of human lives and socio-economic impacts. Total rainfall totals were recorded in the State of Alagoas on 25 and 26 May Only in Maceio (AL), it rained 125 mm in a period of three hours. This work was carried out a diagnostic study and simulation with the regional model BRAMS of extreme rain event. The rainfall data observed at stations INMET and reanalysis data of NCEP / NCAR was used for the diagnosis and compared with those generated by the model. GOES satellite images and weather radar images from the campus of UFAL complemented the diagnosis of the event. For the simulation with BRAMS, we used data analysis of the Global T126L28 model (100x100 km) CPTEC as initial conditions. The results indicated that the BRAMS qualitatively simulated the event in a satisfactory manner. However, the rainfall was underestimated, both the coast and the interior of the state. It was concluded that the parameterization of the BRAMS must be enhanced to precipitation events on the East Coast of the Northeast, particularly with regard to the convergence of moisture flux, which is an important process in the intensification of tropical storms. The use of climatological SST data may also have affected the performance of the model. Possibly, TSM daily may produce results close to reality. Palavras-chave: Modelagem Atmosférica, Evento Extremo, Precipitação, Alagoas.

2 1 INTRODUÇÃO O Nordeste Brasileiro (NEB) sobre influência de sistemas meteorológicos, os quais conferem características particulares (KOUSKY et al., 1984; MOLION e BERNADO, 2002), sendo conhecida como uma região de alta variabilidade temporal e espacial no campo pluviométrico. Essa alta variabilidade no regime pluviométrico do NEB está associada às interações entre sistemas meteorológicos de meso e macroescala. Assim, a atuação simultânea ou não, desses sistemas, e de seus posicionamentos relativo na região, são responsáveis por precipitação acima ou abaixo da média climatológica para o NEB, podendo provocar tanto enchentes como secas severas. Neste trabalho, foi realizado um estudo diagnóstico de tempo extremo de chuva nos dias 25 e 26 de maio de 2009 no Estado de Alagoas. Foi utilizado o modelo BRAMS, no intuito de verificar se o modelo detectava esse tipo de evento extremo, já que sua previsão é um dos maiores desafios da modelagem numérica, pois para se obter bons resultados desses resultados, é necessário que condições iniciais sejam próximas da real. Esses eventos podem causar perdas humanas e gerar desastres de grande impactos sócio-econômico. Desse modo, obter um rigoroso estado inicial é reconhecido como um dos maiores desafios na previsão de eventos convectivos intensos. Sabendo-se que as nuvens exercem um papel significativo sobre as trocas de energia entre as várias escala de tempo dos fenômenos atmosféricos, é necessário conhecer com maiores detalhes sobre a ocorrência dos sistemas atmosféricos atuantes na região do Nordeste Brasileiro (NEB). No geral, é de total importância prever fenômenos meteorológicos extremos, como por exemplo, precipitação extrema, pois causam perdas de vidas humanas e danos matérias. Como exemplo, a tempestade tropical ocorrida entre o dia 31 a 1 de agosto de 2000 no nordeste do Estado de Alagoas e sudeste de Pernambuco. O centro dessa tempestade foi a cidade de Barreiros (PE), que registrou um total pluviométrico de 320 mm em menos de 12 horas. Outras localidades como Maragogi (AL) e São Luiz de Quitunde (AL) registraram 280 e 260 mm no mesmo período, respectivamente. O número de mortos foi de 56 e os danos matérias, como destruição da Rodovia AL 101 N, e suas partes, residência dentre outros, foram estimados em cerca de US$700 milhões. O objetivo deste trabalho é estudar o desempenho do modelo regional BRAMS, ocorrido nos dias 25 e 26 de maio de 2009, e verificar se ele pode ser para a parte operacional da previsão do tempo e nas pesquisas em relação à chuva extrema no Estado de Alagoas. 2 - MATERIAIS E MÉTODOS O Estado de Alagoas, situa-se no centro-oeste do NEB entre as Latitudes 8 12 S e S e as Longitudes W e W, possui uma área equivalente a 0,32% do território Nacional, e 1,8%, da Região do NEB, apresenta uma extensão territorial de ,661 Km 2, uma população de 3 milhões de habitantes distribuídos entre os municípios que compõem o Estado (IBGE, 2009). Para a simulação do BRAMS foram utilizados dados meteorológicos de análise do modelo Global T126L28 (100x100 km) do CPTEC (Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos). Estes dados apresentam uma resolução espacial de 1º x 1, e uma resolução temporal de 12 horas que foram baixados a partir de 00, 12 UTC dos dias 25 e 26 de maio de 2009 para uma simulação de 48 horas. Foram colocadas três grades aninhadas na configuração do RANSIN. O primeiro domínio foi determinado pelas latitudes de 2ºN e 30ºS e longitude de 15ºW e 50ºW. O segundo domínio, pelas latitudes de 6ºS e 13ºS e longitude de 38ºW e 27ºW e o terceiro domínio determinado pelas latitudes 8.8ºS e 10.4ºS e longitude de 38.5ºW e 34.5ºW, que engloba a região do estudo. Assim como em outros modelos regionais,

3 pode aninhar diferentes grades com diferentes resoluções e obter um melhor refinamento para a área de interesse. Neste estudo, utilizou domínio 2 (D2) aninhada com domínio 1 (D1) e o domínio 3 (D3) aninhada com a grade 2 (Figura 1). Figura 1 Área dos domínios 1, 2 e 3 do modelo regional BRAMS. As simulações feitas com o BRAMS foram efetuadas comparações entre os resultados numéricos com os dados pluviométricos convencionais das estações do INMET (Instituto Nacional de Meteorologia) contida do na Tabela 1. Depois, foram feitas as análises de imagens de satélite GOES (CPTEC/INPE), imagens do Sistema de Radar Meteorológicos do Estado de Alagoas (SIRMAL), completando, um diagnóstico do tempo para esses dias selecionados. Tabela 1: Localização das Estações Meteorológicas do INMET. Estação Latitude Longitude São Luiz do Quitunde -9.28º º Maceió -9.55º º Pão de Açúcar -9.76º º Arapiraca -9.76º º Coruripe º º 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO Foram utilizados, imagens de radar, imagens de satélite e os resultados foram comparados com as simulações do modelo regional BRAMS para os dias 25 e 26 de maio de Pela imagem do radar para o dia 26 de maio de 2009 (Figura 2), observou -se, na varredura de 15h00min horário local, no raio de 250 km, precipitação variando entre de 4 e 23 mm sobre o Oceano Atlântico Sul, aproximando para o Estado de Alagoas. A área de precipitação esteve disposta em linha paralela a costa nesse horário.

4 Figura 2 - Imagem de radar meteorológico para o dia 26 de maio de 2009 (15h00min H.L.) A imagem de satélite desse dia (Figura 3a) indicou intensa nebulosidade na região sudoeste do Estado de Alagoas, onde o modelo registrou qualitativamente bem, mas quantitativamente obteve um resultado diferente do observado pelas imagens de radar e satélite. Foi observado nesse dia, um valor alto de umidade sobre o Estado vinda do Oceano, onde contribuiu para a formação desses núcleos convectivos. (a) (b) Figura 3 (a) Imagem de Satélite no canal infravermelho com realce na temperatura válida para o dia 26 de maio de 2009 às 15h00min H.L. (Fonte: CPTEC/INPE) (b) Simulação do primeiro domínio da precipitação pluviométrica do BRAMS para o dia 26 de maio de 2009 às 15h00min H.L. Na Tabela 2, estão às comparações dos resultados dos domínios D1, D2 e D3 com a precipitação pluviométrica observada pela estação do INMET para os dias 25 e 26 de maio de Observam-se, para Maceió, nos D1, D2 e D3 valores muito abaixo da chuva observa, ou seja, o modelo subestimou a chuva nesse ponto de grade onde fica localizada a Estação Meteorológica. Já para Arapiraca, destaca-se o D3, onde ficou próximo da realidade.

5 Tabela 2: Comparações dos resultados dos D1, D2 e D3 com as Estações Meteorológicas do INMET dos municípios de Alagoas. Estação Chuva Domínio 1 Domínio 2 Domínio 3 Observada São Luiz do Quitunde 55,6 67,18 72,23 98,93 Maceió 182,2 67,18 86,95 85,72 Pão de Açúcar 7,0 46,17 19,37 17,68 Arapiraca 73,2 45,73 59,15 67,4 Coruripe 109,2 67,72 66,5 124,11 4 CONCLUSÕES Em termos de distribuição espacial foi possível notar que a simulação do modelo BRAMS detectou qualitativamente o evento pluviométrico ocorrido no dia 25 e 26 de maio de 2009, sendo que quantitativamente subestimou a precipitação horária em todas as regiões do Estado, comparados com os dados das estações convencionais. Verificou, durante esse estudo que fenômenos adversos como essa forte chuva trás para comunidades em geral grandes impactos econômicos e sócios. Por exemplo, o Tabuleiro dos Martins, e a periferia ao lado da capital alagoana sofreram com a precipitação acumulada de 126 mm, em um período de 3 horas. E que a parametrização do BRAMS tem que ser aprimorada para mais eventos de precipitação na Costa Leste do Nordeste, particularmente no que se refere à convergência do fluxo de umidade, que é um processo importante na intensificação das tempestades tropicais. Sugerimos o uso de dados de condições iniciais e de contorno de boa qualidade, onde os mesmos poderão gerar resultados mais próximos da realidade. 5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS KOUSKY, V. E. Frontal influences on northeast Brazil Rev. Bras. Geosfıs., v.11, n.1, p.7-22, MOLION, L. C. B; BERNADO, S. O; Uma Revisão Dinâmica das Chuvas no Nordeste Brasileiro. Revista Brasileira de Meteorologia, V,17, n.1, p.1-10, acessado no dia 25 e 26 de maio de acessado no dia 27/05/ acessado no dia 27/05/2009.