XII Congresso Brasileiro de Meteorologia, Foz de Iguaçu-PR, 2002

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1 XII Congresso Brasileiro de Meteorologia, Foz de Iguaçu-PR, 22 ESTUDO OBSERVACIONAL DA ALTURA DA CAMADA DE MISTURA ENTRE BELÉM-PARÀ E O LITORAL ATLÂNTICO DO PARÁ. Adriano Marlisom Leão de Sousa 1, Edson Paulino da Rocha 2, Julia Clarinda Paiva Cohen 2. Universidade Federal do Pará Rua Augusto Correa bairro Guamá s/n marlisom@ufpa.br ABSTRACT The Amazon region that it all understands the biggest humid tropical forest of the globe, is of great importance as source of heat and vapor d.água for the general circulation of the atmosphere. In this region an evolution of the CLP is observed very associated with the superficial heating presenting an upper thickness of the oceans, however lesser that observed in region of forest modified for grass (Fisch, 1996). The objective of this work is to develop through observacionais aspects with radiossondas, relative studies to the formation dynamics and evolution of (CLP) developed on regions of continent and ocean. INTRODUÇÃO A evolução temporal e espacial da Camada Limite Planetária (CLP) vem sendo objeto de estudos numa tentativa de melhor compreender os transportes de energia gases dos baixos níveis da superfície até a atmosfera livre. A sua evolução depende da quantidade de energia absorvida pela superfície, que será uma das forçantes da turbulência que propagará calor e umidade para níveis mais altos, gerando a camada de mistura (CM); A altura da CM dependerá deste aquecimento superficial, sendo que nos oceanos espera-se uma CM mais baixa que as observadas no continente devido ao menor aquecimento durante o dia. A região Amazônica que compreende a maior floresta tropical úmida de todo o globo terrestre, é de grande importância como fonte de calor e vapor d água para a circulação geral da atmosfera. Nesta região observa-se uma evolução da CLP associada ao aquecimento superficial apresentando uma espessura muito superior a dos oceanos, porém menor que a observada em região de floresta modificada por pasto (Fisch, 1996). O objetivo deste trabalho é desenvolver através de aspectos observacionais com radiossondas, estudos relativos à dinâmica de formação e evolução da Camada Limite Planetária (CLP), sobre regiões de continente e oceano, na área (urbana) de Belém-PA e oceano Atlântico, durante a estação seca. MATERIAIS E MÉTODOS Para o desenvolvimento deste trabalho, foram utilizados dados de radiossondas, lançadas nos horários sinóticos principais z, 6z, 12z, 18z, lançadas simultaneamente em Belém e no oceano a bordo do navio oceanográfico (Fig.1), durante a estação seca. Este experimento teve duração de 1 (dez) dias, no período de 21/8 a 31/8 com lançamento de 64 sondas. Após a campanha estes dados foram consistidos e processados por um Software que calcula o perfil das diversas variáveis termodinâmicas a partir dos dados de radiossondagens ( TAB.1). Imagens de satélite GOES foram utilizadas para definir os sistemas atmosféricos durante o período analisado. 23

2 XII Congresso Brasileiro de Meteorologia, Foz de Iguaçu-PR, 22 Figura 1 - Triângulo em marrom: Os vértices desse triângulo indicam os pontos de lançamentos de radiossondas (Oceano Atlântico, Belém e Alcântara) do experimento menos chuvoso do Desmata. Tabela 1 Radiossondas Lançadas durante o Experimento do Período Chuvoso do Desmata. OCEANO BELÉM ALCANTARA Horários Horários Horários DATA AGO X X X X X X 22 AGO X X X X X X X X 23 AGO X X X X X X X X 24 AGO X X X X X X X X 25 AGO X X X X X X X X 26 AGO X X X X X X X X 27 AGO X X X X X X X X 28 AGO X X X X X X X X 29 AGO X X X X X X X X 3 AGO X X X X X X X X 31 AGO X X X X X X RESULTADOS E DISCURSÕES Observa-se que a camada de mistura pode ser melhor identificada através dos perfis horários de temperatura potencial (Θ) em alguns dias sob condições de tempo sem ou com precipitação. A (Fig.1), mostra a precipitação durante o período do experimento, observa-se nos dias (22/8, 24/8, 26/8 e 29/8) pouca precipitação, mas nos dias (23/8, 25/8 e 28/8) houve precipitação significativa, assim a evolução da camada de mistura A evolução temporal da camada de mistura mostra sua expansão com o aquecimento do sistema superfícieatmosfera. Em regiões continentais, após o nascer do sol, a atmosfera ainda se encontra sob as condições de inversão térmica próximo da superfície (altura em torno de 2-4m). A intensidade desta inversão está fortemente associada com a existência ou não da cobertura de nuvens e/ou (devido o resfriamento radiativo). Como esta camada não é muito profunda neste horário (em termos de extensão vertical), rapidamente o fluxo de calor sensível liberado pela superfície quebra esta inversão, aquecendo toda a camada. Alguns estudos sugerem que a quebra da inversão ocorre durante um período em torno de 2-3 horas (Verneker et al., 1993), logo dependendo da intensidade da inversão e da taxa do aquecimento radiativo diurno. As (Fig.2 e 3) apresentam o perfil vertical da temperatura potencial, sobre o oceano, durante o período da manhã (12z) e a noite (z), para os dias 22 e 25/8/1. No dia 22/8 o perfil da temperatura potencial apresentou uma evolução mais intensa da camada limite noturna (CLN). As (12z) foi possível identificar a base da CM com uma 24

3 XII Congresso Brasileiro de Meteorologia, Foz de Iguaçu-PR, 22 altitude de 37m, que concorda com os resultados obtidos por Silva e Silva Dias 199, para uma região oceânica e no mesmo horário de observação, (Fig. 2). No dia 25/8/1 às (12z), no Oceano a CM, atingiu uma altitude de 32m, e a noite esta camada alcançou uma altitude de 64m (Fig. 3). Observa-se ainda, um resfriamento acentuado da superfície do oceano tanto no dia 22/8 como 25/8 provavelmente associado a correntes oceânicas mais frias. No dia 21/8 (Fig. 4), é possível identificar em Belém uma pequena camada de mistura próxima da superfície (altura de 27m) às 12z, desenvolvendo-se durante o dia, atingindo uma altura de 155m às 18z (com uma taxa de crescimento de 213 m.h -1 ), após este horário, praticamente a camada limite assume um comportamento estacionário ate o momento de ser formar a camada limite noturna (CLN). No dia 26/8/1, a evolução da estrutura termodinâmica da camada de mistura, mostra a eficiência da dinâmica da mistura. Nos horários de z 6z 12z e 18z, o gradiente vertical de temperatura potencial e razão de mistura estão acentuado com relação a superfície, mas com o aquecimento o gradiente tende para valores constantes e assim tornando a atmosfera que estava estável em neutra, conforme as (Fig.5 e 6). A altura da camada de mistura sobre Belém inicia-se com 25m de profundidade às 8:3HL, crescendo para 1m por volta das 14:3HL (com uma taxa de crescimento de 125 m.h -1 ) iniciando-se com um valor de K (24.2 c) e atingindo a temperatura final de 32.8 K (29.5 c), conforme (Fig.4). ALTITUDE (m) TEMPERATURA POTENCIAL (ºK) Theta (z) Theta (12z) Fig.(2) Comportamento da CLP sobre o Oceano no dia 22/8/1 ALTITUDE (m) TEMPERATURA POTENCIAL (ºK) Theta (12z) Teta (z) Fig.(3) Comportamento da CLP sobre o Oceano no dia 25/8/1 25

4 XII Congresso Brasileiro de Meteorologia, Foz de Iguaçu-PR, 22 ALTITUDE (m) TEMPERATURA POTENCIAL (ºK) Theta (12z) Theta (18z) Fig.(4) Comportamento da CLP sobre o continente no dia 21/8/ Altitude (m) Tem peratura Potencial (m ) Theta(z) Theta(6z) Theta(12z) Theta(18z) Fig.(5) Comportamento da CLP sobre o continente no dia 26/8/1. 26

5 XII Congresso Brasileiro de Meteorologia, Foz de Iguaçu-PR, Altitude (m) Razão de M is tura (g/kg) RM (z) RM (6z ) RM (12z) RM (1 8z ) Fig.(6) Comportamento da Razão de Mistura sobre o continente no dia 26/8/1 PRP (m m) Dias PRP (m m ) Fig.(1) Variação da PRP durante o Experimento Seco. 27

6 CONCLUSÃO XII Congresso Brasileiro de Meteorologia, Foz de Iguaçu-PR, 22 A evolução temporal e espacial da CLP depende da quantidade de energia absorvida pela superfície, que será uma das forçantes da turbulência que propagará calor e umidade para níveis mais altos, gerando a camada de mistura (CM); A altura da CM dependerá deste aquecimento superficial, sendo que nos oceanos espera-se uma CM mais baixa que as observadas no continente devido ao menor aquecimento durante o dia. Resultados importantes foram obtidos, tais como, valores observacionais da altura e temperatura potencial na camada de mistura (no oceano em média 32-7m e continente com uma taxa de 25-15m), diferenças de espessura da CM, papel da turbulência térmica ou mecânica no crescimento da CM (Fig. 4 e 5), influência do resfriamento radiativo da superfície no desenvolvimento da camada limite noturna (CLN) e a diferença na altura da CLA maior sobre o continente que oceano. As conclusões aqui apresentadas ainda não são definitivas, pois serão implementados mais estudos e avaliações de outras informações meteorológicas. AGRADECIMENTOS Esta pesquisa está sendo realizada com o apoio do PPG7/FINEP/MCT. Agradeço a oportunidade, confiança e dedicação dos Prof. Julia Cohen, Edson Rocha e Hernani Brasão e ao CNPq pela bolsa de iniciação científica. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Chagas, J.C. S., Viswanadham, Y.:Um Estudo das Funções de similaridade da Camada Limite Planetária. Parte II. Resultados. Ciência e Cultura, 37(5), Maio de Cohen, J.C.P. Radiossondagens obtidas no experimento menos chuvoso do Desmata ocorrido em agosto de 21. Boletim da Sociedade Brasileira de Meteorologia, vol.25, n.º 3, p.27-31, 21. Dourado, M.S. : Estudo da Camada Limite Planetária Atmosférica Marítima. Dissertação de Mestrado. INPE, São José dos Campos, SP, Fisch, G. Camada Limite Amazônica: Aspectos Observacionais e de Modelagem. Tese de Doutorado.INPE, São José dos Campos, SP, Ludlam, F.H. :Cúmulos and Cumulonimbus Convection.Tellus, 18: , Oliveira, A.P., Fitzjarrald D.R.: Dinâmica da Camada Limite Planetária na região do Experimento Meteorológico GTE ABLE, VI Congresso de Meteorologia, Anais 1. Salvador-BA, 19 a 23 de Novembro de 199. Oliveira, A.P., Evolução da Camada Limite Planetária e Implicações na Qualidade do Ar; Dissertação de Mestrado, São Paulo, Oliveira, P.J. e Fisch, G. Estudo da Turbulência na Camada Limite Atmosférica em Área de Floresta e Pastagem na Amazônia. Revista Brasileira de Meteorologia, 15(2), 39-44,2. Silva, M.E.S., Silva Dias, M.F.A., P.L.: Evolução da Camada Limite Planetária, de uma situação de Bom Tempo para uma situação Perturbada: Análise Preliminar dos Dados de Radiossondagens do Experimento Meteorológico I do Projeto RADASP II, 2º Congresso Brasileiro de Meteorologia, Vol.3. Pelotas- RS de Outubro de

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