COBERTURA DE NUVENS OBSERVADA EM SÃO LUÍS: PERÍODO DE 1951 A (1) Curso Técnico em Meteorologia (UNIVAP)

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1 COBERTURA DE NUVENS OBSERVADA EM SÃO LUÍS: PERÍODO DE 1951 A 1990 Leticia Helena de Souza (1); Gisele de Camargo; William Escobar Lino; Roberto Lage Guedes (1) Curso Técnico em Meteorologia (UNIVAP) labmet@univap.br ABSTRACT The goal of this paper is to study the cloud cover over São Luís Airport. This study was based on observed data series from 1951 to These data were stored in the Meteorological Database of Atmospheric Sciences Division (ACA). The Cumulus cloud cover was constant during studied period. In this manner, on 35% of the observations there was at list one minimum of 1/8 of Cumulus cloud cover. Another important fact is that seasonal variability of total cloud cover is fundamentally influenced by seasonal variation on Altostratus and Altocumulus cloud type. 1. Introdução As nuvens são agregados de gotículas d'água extremamente pequenas, de cristais de gelo ou uma mistura de ambos, com suas bases bem acima da superfície terrestre. Elas são formadas principalmente por causa do movimento vertical de ar úmido, como na convecção, ou em ascensão forçada sobre áreas elevadas, ou no movimento vertical em larga escala, associado a frentes e depressões. As nuvens normalmente são classificadas em tipos, com base em dois critérios. São estes: a) aspecto, estrutura e forma ou aparência da nuvem; b) altura, em relação à superfície, na qual a nuvem ocorre na atmosfera. Utilizando o primeiro critério, temos os seguintes tipos de nuvens: a) nuvens cirriformes, com aparência fibrosa; b) nuvens estratiformes, que se apresentam em camadas; c) nuvens cumuliformes, que aparecem empilhadas. Utilizando o segundo critério, podemos identificar as nuvens baixas, médias e altas. São elas: nuvens altas: cirrus e cirrostratus; nuvens médias: altocumulos, altostratus e nimbostratus; nuvens baixas: stratus, stratocumulos, cumulos e cumulonimbus. A quantidade de nuvens ou a nebulosidade é especificada pela proporção de céu coberto por nuvens de qualquer tipo. Esta proporção é visualmente estimada em oktas, ou seja, a área em oitavos do céu coberto do campo de visão do observador (Ayoade, 1991). Dentro de uma dada escala (global ou regional), a nebulosidade pode variar de acordo com o local e com as estações do ano. Em escala global, foram realizados alguns estudos climatológicos da cobertura de nuvens por Hugles (1984), Ferraro at al. (1996) e Kondragunta (1996). Estes estudos usaram as informações de cobertura de nuvens obtidas por satélite para compreender a variabilidade interanual e sazonal da cobertura de nuvens em conjunto com a forçante diurna. Em escala regional, Guedes e Machado (1997), mostraram através de imagens obtidas por satélite, um monitoramento das relações entre a cobertura de nuvens e um grande número de fenômenos presentes sobre a América do Sul (AS). Entretanto, é também importante estudar o comportamento da nebulosidade em áreas consideravelmente menores, e que contenham um grande conjunto de dados. Desta forma, este trabalho tem como objetivo estudar o comportamento da cobertura de nuvens observada no aeroporto de São Luís através da longa série de dados existente, ou seja, 40 anos. Certamente o trabalho terá utilidade imediata em função da proximidade de São Luís com o Centro de Lançamento de Alcântara (CLA). Porém, é importante salientar que a cidade de São Luís está localizada na região norte do nordeste brasileiro (NEB), a qual apresenta características próprias, muitas vezes influenciada por diversos fenômenos meteorológicos de várias escalas e comportando-se em muitos períodos como uma região pré-amazônica (Neto, 1997).

2 2. Dados Utilizados Neste trabalho foram usados dados da estação de superfície do aeroporto de São Luís (MA), localizada na latitude 2 o 35' S e longitude 44 o 14' W, durante o período de 1951 a Foram utilizados primeiramente os dados de cobertura total de nuvens, o tipo e a quantidade em oitavos em até quatro camadas específicas. Todas as observações foram realizadas a cada hora cheia. Posteriormente, foram utilizados também os seguintes dados de tempo presente: precipitação à vista, chuva, chuvisco, relâmpago, trovoadas e granizo. Estes dados foram cedidos pela Divisão de Ciências Atmosféricas (ACA), do Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE), Centro Técnico Aeroespacial, onde estão armazenados em meio digital. 3. Metodologia Com a finalidade de se verificar o padrão do comportamento da cobertura de nuvens em função da época do ano, foram levantadas as freqüências de ocorrência de cada tipo de nuvem (Ci, Cs, Ac, As, Ns, Sc, St, Cu e Cb) mensalmente. Procurando-se conhecer o tipo de nuvem que está presente quando ocorre precipitação, foi feito um relacionamento entre precipitação e tipo de nebulosidade. Para se estabelecer a condição de precipitação, foram considerados os fenômenos de chuva, chuvisco, precipitação à vista, relâmpago, trovoada ou granizo na observação de tempo presente. Na presença de uma destas condições foi verificado quais os tipos de nebulosidade que estavam presentes. Ressalta-se que, a partir deste ponto, todas estas condições de tempo presente serão referenciados somente como precipitação. As análises foram feitas procurando-se distinguir o comportamento dos tipos de nuvens nos períodos chuvoso e seco. A classificação desses períodos, foi feita através da média mensal da cobertura de nuvens sobre a região de São Luís. Como pode ser observado através da figura 1, os de janeiro, fevereiro, março, abril, maio e junho foram classificados como chuvosos e os de julho, agosto, setembro, outubro, novembro e dezembro como secos. 4. Apresentação dos Resultados Agrupando-se os diversos tipos de nuvens em altas (Ci e Cs), médias (Ac, As e Ns) e baixas (Sc, St, Cu e Cb), apresenta-se na figura 2 a freqüência de ocorrência de cada grupo. Observando-se a figura 2a, que mostra o grupo das nuvens altas, verifica-se que suas freqüências são baixas ao longo de todo o ano, pouco maior durante o período chuvoso e tornando-se praticamente nula durante o período seco. No grupo das nuvens médias (figura 2b), as freqüências de ocorrência tem uma considerável variação entre o período chuvoso e seco, principalmente nuvens do tipo Altostratus e Altocumulus que chegam a estar presentes em até 40% das observações em março e cerca de 3% em agosto e setembro. A nuvem Nimbostratus teve uma freqüência desprezível durante todo o período. Na figura 2c, que correspondente às nuvens baixas, aparecem as maiores freqüências de ocorrência, ao contrário do grupo das nuvens altas, apresentando freqüências que chegam a mais de 40% das observações de nuvens do tipo Cumulus e Stratocumulus. Esta última nuvem é a que apresenta maior variabilidade sazonal entre as outras nuvens desse grupo. Relativamente as nuvens do tipo Stratus e Cumulonimbus quase não apresentaram ocorrências durante todo o período considerado. É importante ressaltar, que a freqüência de ocorrência das nuvens do tipo Cumulus é praticamente constante ao longo de todo o período. Isto significa que em cerca de 35% das vezes que o observador fez a observação de nuvens, havia pelo menos 1/8 de céu coberto por Cumulus. Este fato é extremamente importante quando se deseja fazer uma observação via satélite, pois há uma grande probabilidade desta observação estar contaminada por nebulosidade. Por exemplo, a temperatura da superfície, muito provavelmente poderá ter um valor, observado pelo satélite, menor que o real. Outro ponto muito importante é que a variabilidade sazonal do conjunto da nebulosidade, na região de São Luís, é substancialmente influenciada pelo comportamento das nuvens médias, especialmente as do tipo Altostratus e Altocumulus, visto que os outros tipos de nuvens tem pouca ou nenhuma variação sazonal, ou sua freqüência de ocorrência é relativamente baixa.

3 Observando-se a figura 3, nota-se que a nuvem Cumulus foi a de maior freqüência de ocorrência entre todos os tipos de nuvens, chegando a 35%. Outra nuvem bastante observada foi a Stratocumulus, com 31%. Este fato é semelhante ao mostrado na figura 2, visto que ambas permanecem presentes com altas freqüências, durante todo o ano. Já as nuvens Nimbostratus, Stratus e Cumulonimbus foram as nuvens que menos apareceram na região, apresentando os valores de apenas 4%, 0,37% e 0,80%, respectivamente. Evidentemente, estes dados não revelam a importância que as nuvens Cumulonimbus representam para esta região, principalmente para episódios de chuvas intensas, pois a sua freqüência de ocorrências em comparação a nuvens de outros tipos é baixa. A figura 4 mostra quais tipos de nuvens estão presentes, na região de São Luís, quando simultaneamente são observadas com precipitação. O mais importante fato é que quando ocorreu precipitação, a nuvem Altostratus assumiu um papel consideravelmente importante, pois foi a que obteve a maior freqüência, ao contrário do observado na figura 3, onde ela foi apenas a terceira mais observada. Outra nuvem que se destacou consideravelmente na presença de precipitação foi a Stratocumulus. É possível verificar também que as nuvens Cirrostratus, Nimbostratus e Stratus praticamente não foram observadas na presença simultânea de precipitação. A nuvem Cumulonimbus apareceu com uma freqüência considerável. Porém ressalta-se que na definição de precipitação foram considerados relâmpago, trovoada ou granizo nas observações de tempo presente, que são diretamente relacionadas com as nuvens do tipo Cumulonimbus. 5. Conclusão Na cidade de Alcântara, estado do Maranhão, está localizado o maior e mais importante centro de lançamento de veículos aeroespaciais do Brasil. A cidade de São Luís dista deste centro cerca de 20 km, portanto as observações meteorológicas obtidas neste local são extremamente importantes na compreensão da climatologia desta região. Assim, este trabalho procurou se inserir neste processo gradativo de determinação da climatologia básica da área. Desta forma, é importante ressaltar, que a simples observação da cobertura total mensal de nebulosidade pode determinar que épocas seriam mais favoráveis a determinados tipos de lançamentos. Por exemplo, experimentos que requeiram pouca cobertura total de nebulosidade, encontrarão a época mais propícia entre os de julho a dezembro que são de menor quantidade total de nebulosidade. Por outro lado, verificou-se que as nuvens do tipo Cumulus são uma constante ao longo de todo o período, pois em cerca de 35% das vezes que o observador fez a observação de nuvens, havia pelo menos 1/8 de céu coberto por Cumulus. Este fato, além de ser importante nas operações no CLA, é também extremamente importante quando se deseja fazer uma observação via satélite, pois há uma grande probabilidade desta observação estar contaminada por nebulosidade. Outro ponto muito importante é que a variabilidade sazonal do conjunto da nebulosidade, na região de São Luís, é substancialmente influenciada pelo comportamento das nuvens médias, especialmente as do tipo Altostratus e Altocumulus, visto que os outros tipos de nuvens tem pouca ou nenhuma variação sazonal, ou sua freqüência de ocorrência é relativamente baixa. Na presença de precipitação, a nuvem que mais se destacou foi Altostratus. Este é um fato muito importante no auxílio à previsão a curtíssimo prazo. Pois, com uma observação contínua da cobertura de nuvens, pode-se esperar que ocorra eventos de precipitação com o gradativo aumento do grupo de nuvens médias. 6. Referências Bibliográficas Ayoade, J.O., 1991, "Introdução à climatologia para os trópicos". Ed. Bertrand Brasil S. A. Rio de Janeiro, RJ. Guedes, R. L. e L. A. T. Machado: Características médias da cobertura de nuvens sobre a América do Sul com base em imagens do GOES-E/ISCCP: julho de 1987 a junho de Revista Brasileira de Meteorologia. v. 12, n. 1, 1-19.

4 Ferraro, R. R., F. Weng, N. C. Grody, and A. Basist: Na eight-year ( ) time series of rainfall, clouds, water vapor, snow cover, and sea ice derived from SSM/I measurements. v.77, n. 5, p , Hugles, N. A: Global cloud climatologies: A historical review. J. Cli. Appl. Meteor. v. 23, p , Kondragunta, C. R.: Seazonal annual variability of diurnal cycle of clouds. J. Geophys. Res. v. 101, n. D16, p , Neto, G. M. e R. L. Guedes: Análise Climatológica do Vento na Presença e Ausência de Precipitação sobre a região de São Luís - MA. Monografia de Trabalho de Final de Curso - CTI/UNIVAP, cobertura (%) Figura 1 - Média mensal da cobertura total de nebulosidade sobre São Luís de 1951 a Nuvens Altas Ci Cs Nuvens Médias (a) (b) Ac As Ns Nuvens Baixas (c) Figura 2 - Freqüência mensal de nuvens altas (a), médias (b) e baixas (c) para todo o período de dados (1951 a 1990). Sc St Cu Cb

5 Ci Cs Ac As Ns Sc St Cu Cb tipo de nuvem Figura 3 - Freqüência de ocorrência de nuvens para todo o período de dados (1951 a 1990) Ci Cs Ac As Ns Sc St Cu Cb hora local Figura 4 Freqüência de ocorrência de nuvens na presença de precipitação para todo o período de dados (1951 a 1990).