Chuvas anômalas provocadas por um evento de Zona de Convergência de Umidade (ZCOU) no Nordeste brasileiro no mês de outubro de 2009.

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1 Chuvas anômalas provocadas por um evento de Zona de Convergência de Umidade (ZCOU) no Nordeste brasileiro no mês de outubro de Introdução A presença, em superfície, de um sistema frontal com características subtropicais sobre o Atlântico, a leste da Região Sudeste e, a atuação de um cavado em 250 hpa favoreceram a formação de uma Zona de Convergência de Umidade, ZCOU, que se posicionou um pouco mais a norte de sua posição climatológica, estendendo a banda de nebulosidade entre o Atlântico passando por sobre o Estado da BA, parte do PI, do TO, centro-sul e sudeste sul PA. Este sistema, denominado pelo Grupo de Previsão de Tempo (GPT), do Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos (CPTEC), como ZCOU devido sua similaridade com a Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS), foi o primeiro sistema a se formar no período primavera/verão deste ano, configurando-se no dia 8 de outubro e se descaracterizando no dia 12 de outubro de A ZCOU, assim como a ZCAS, também costuma provocar condição de tempo severo sob a sua área de atuação. Por isso, no período de observação deste sistema foram observadas chuvas fortes e acumulado significativo em diversas localidades. No dia 11, os acumulados de chuva superaram os 132 mm em Salvador-BA (Aeroporto), 80 mm em Floriano-PI e, 60 mm, nas cidades de Itiruçú e Morro do Chapéu, na BA. No dia 12, os totais diários chegaram a 110 mm, em Marabá, no leste do Pará, superaram os 90 mm em Colinas, centro-sul do Maranhão e superaram os 60 mm em Carolina e em Balsas, cidades do sul do Maranhão. As chuvas provocaram alagamentos, deslizamentos de encostas, transtornos e diversos prejuízos à população das áreas afetadas. Este importante sistema meteorológico (ZCOU), que costuma favorecer a ocorrência de chuvas anômalas, atua no mesmo período da ZCAS, além de apresentar algumas peculiaridades que a distinguem da segunda, também é de suma importância para a reposição hídrica em parte do Sudeste, sul da Região Nordeste, Centro-Oeste e Norte do Brasil, no entanto, prevê-la com antecedência e fazer o seu monitoramento facilita a tomada de decisão na tentativa de aproveitar melhor os recursos advindos da condição de tempo como chuva e vento e auxilia nos trabalhos de mitigação dos efeitos provocados pelas condições de tempo adversas que costumam causar. Para determinar um episódio de ZCOU estabeleceu-se uma metodologia e, para detectá-la no dia a dia utilizaram-se ferramentas já utilizadas dentro do ambiente operacional do GPT/CPTEC.

2 Metodologia A determinação da ZCOU (Zona de Convergência de Umidade) foi estabelecida a partir dos critérios já estabelecidos na literatura para identificação da ZCAS e cuja observação diária permite indicar a presença de uma zona de convergência, porém com algumas características peculiares que mostra a formação de um sistema similar, no entanto, sem ser descrito como ZCAS a não observação de alguns critérios básicos que identifiquem o segundo sistema (ZCAS). A experiência observacional dos meteorologistas dentro do Grupo de Previsão de Tempo (GPT) do CPTEC levou ao estabelecimento de alguns critérios para criar a nomenclatura e para identificar a presença de uma ZCOU dentro do ambiente operacional do GPT. Estes critérios foram discutidos no Encontro Científico-Operacional sobre ZCAS, realizado em março de 2009, no CPTEC, Cachoeira Paulista-SP. Neste encontro, estiveram presentes pesquisadores e meteorologistas previsores operacionais com o intuito de discutir sobre um critério prático de identificação do fenômeno, visto que, tanto a identificação quanto o tempo de duração do fenômeno ainda gera controvérsias entre os meteorologistas que trabalham nos Centros de Previsão de Tempo e Empresas Privadas de Meteorologia. Critério de identificação de eventos de ZCAS segundo a visão operacional do Grupo de Previsão de Tempo (GPT)/INPE/CPTEC 1. Mais de 80% dos eventos de ZCAS ocorrem com a presença de um cavado ou frente subtropical sobre o oceano Atlântico na altura da Região Sudeste do Brasil. Este sistema apresenta um fraco gradiente de temperatura e/ou espessura 500/1000 e geralmente oscila entre o Estado de SP e o sul da BA. Em ocasiões este sistema penetra pela faixa litorânea dos estados afetados. Em poucas ocasiões, também pode aparecer uma frente fria (clássica) no oceano com maior gradiente de temperatura. Este sistema geralmente aparece entre o estado do PR e o sul de SP. 2. A banda de nebulosidade associada à ZCAS nem sempre aparece bem definida e homogênea. Este comportamento é similar à ZCIT (Zona de Convergência Intertropical) ou às frentes, isto significa que os sistemas podem estar presentes com pouca atividade. Por exemplo, a ZCIT pode estar presente apesar não ser detectada pelo campo de nebulosidade. 3. Presença do Jato Subtropical (JST), que geralmente contorna um cavado e dá suporte dinâmico ao sistema que atua na superfície (cavado ou frente subtropical). 4. O ramo norte do Jato Polar (JPN) pode aparecer, em algumas ocasiões, acoplado ao JST nos casos onde aparece a presença de uma frente fria (clássica) sobre o oceano. 5. Existe um significativo gradiente de temperatura potencial equivalente em 850 hpa (GTPE_850), se estendendo desde o oceano até o interior do continente. Isto acontece principalmente aos eventos de ZCAS associados a persistência de

3 nebulosidade e abundante precipitação. Em algumas ocasiões o GTPE_850 apenas aparece no oceano e não sobre o continente. Nesses casos nota-se também um apreciável gradiente de Água Precipitável (valores acima de 40 mm). Também existe um gradiente significativo de temperatura de ponto de orvalho em superfície, praticamente em fase com o gradiente o GTPE_ O fluxo de umidade em 850 hpa aparece bem determinado, direcionado desde a região amazônica até o oceano, passando pelo Centro-Oeste e Sudeste do Brasil. 7. O campo de velocidade vertical ômega ascendente (negativo) em 500 hpa aparece praticamente em fase com o fluxo convergente em 850 hpa. 8. A Alta da Bolívia (AB) e o cavado do Nordeste (CNe), ou Vórtice do Nordeste (VNe), aparecem bem definidos apenas nos casos de ZCAS clássicos. Porém, nem sempre esses sistemas aparecem bem caracterizados durante um evento de ZCAS. Geralmente a AB sempre aparece, em algumas oportunidades, aparece desconfigurada. O VNe pode não aparecer em casos de ZCAS. 9. A Zona de Convergência de umidade em baixos níveis, provocada pela presença das características mencionadas anteriormente, deve persistir pelo menos quatro dias para poder ser caracterizada como ZCAS. Será contabilizado como primeiro dia de ZCAS no momento em que se configurará o fenômeno. 10. Se o processo durar menos de quatro dias o evento será caracterizado apenas como Zona de Convergência de Umidade (ZCOU). Definição de ZCOU: O GPT sugere a definição de ZCOU, quando se configurarem as seguintes condições meteorológicas: 1. Similar a ZCAS, porém com duração de apenas 3 dias. Lembrando que a partir do quarto dia o sistema já é caracterizado como ZCAS. 2. Quando a ZCAS começa a se dissipar, porém ainda pode ser identificada uma banda de nuvens organizada. Neste último caso, nota-se que a convergência em 850 hpa pode apresentar duas áreas preferenciais: uma em direção a ZCAS e outra em direção ao norte da Argentina, Paraguai e o oeste da Região Sul do Brasil, mediante a presença do Jato de Baixos Níveis (JBN) e /ou pela aproximação de uma frente fria ou de um cavado na média troposfera. 3. Pode ocorrer ZCOU com duração maior que três dias. Neste caso a ZCOU não necessariamente precisa apresentar o padrão verificado nos tópicos anteriores (1 e 2). Porém, há necessidade que ainda seja observado o deslocamento de cavados na troposfera média entre o norte e nordeste da Argentina, Paraguai, MS e a Região Sul. Neste caso o JBN, que deveria estar presente, pode até nem aparecer.

4 4. Para casos de ZCOU segundo 2 e 3 a nebulosidade não aparece bem organizada como no caso Para todos os casos de ZCAS ou de ZCOU (caso 1) poderá se observar que a convergência em 850 hpa estará praticamente em fase com o campo de ômega negativo em 500 hpa. 5.6.Para os casos de ZCOU 2 e 3 a convergência em 850 hpa aparece relativamente defasada com o campo de Omega negativo em 500 hpa. Mesmo assim, observase uma área relativamente bem organizada de ascensão do ar em 500 hpa. OBS. Em determinados episódios podem ocorrer simultaneamente as duas regiões de convergência de umidade, sendo que a direcionada para o sul do Brasil, ou Argentina, não gera nebulosidade. Essa situação coincide com a transição para a ZCOU. Neste caso poderá se manter a ZCAS ou diretamente colocar ZCOU. Análises sinótica e discussão O padrão sinótico observado neste período favorecia ao estabelecimento de um canal de nebulosidade entre o Atlântico e o Norte do Brasil. Na figura 01, nota-se, na alta troposfera (250 hpa), a presença de um cavado a leste a Cordilheira dos Andes cujo eixo estende-se, praticamente, ao longo da faixa oeste da Argentina. Nota-se, também, um segundo cavado, bastante amplificado, cujo eixo estende-se desde o Peru, passando por sobre o Centro-Oeste e o Sudeste do Brasil propagando-se pelo Atlântico onde é contornado pelo Jato Subtropical (JST). A presença deste segundo cavado auxilia o estabelecimento de um canal de umidade nas camadas mais baixas da troposfera. Nesta mesma figura, percebe-se o comportamento difluente no campo de vento ao se observar o campo de divergência (verde, amarelo, laranja) bastante significativo na vanguarda destes dois cavados, tanto na faixa que vai do AM, PA, norte de MT, TO, BA e Atlântico adjacente, área de atuação da ZCOU, como também em parte da Argentina. A presença do Jato Subtropical (JST) atuando por sobre o Atlântico, norte do ES e nordeste de MG permite inferir a presença em superfície de um cavado ou sistema frontal de fraca intensidade sobre o Atlântico, sistema este que ajuda a manter o canal de umidade entre o Atlântico e o interior do continente.

5 Figura 01 Análise dos campos de linha de corrente, Jato e Divergência no nível de 250 hpa no dia 11/10/20009 às 00Z. Na média troposfera (Figura 02) observamos o reflexo do cavado descrito na alta troposfera. Este sistema reflete no campo de geopotencial onde se observa a presença do cavado cujo eixo estende-se desde o leste/sudeste de GO, prolongando-se pelo Triângulo Mineiro, parte do centro e sul de MG, RJ seguindo em direção ao Atlântico até. Observa-se melhor o eixo deste sistema no campo de geopotencial e, novamente, este cavado reforça a ascensão do ar sobre algumas áreas entre o norte da Região Centro-Oeste, norte da Região Sudeste e em parte da BA. Este levantamento pode ser observado melhor no campo de ômega que indica valores significativos estendendo-se por sobre o centro-sul do PA, TO, sul do MA e do PI, grande parte da BA e Atlântico adjacente. Percebe-se também nesta mesma figura o canal de umidade (verde) indicando a presença de uma área de convergência de umidade cujo canal estende-se desde o AM até o Atlântico a leste da BA. Outro amplo cavado pode ser notado estendendo seu eixo entre o Pacífico cruzando o centro-sul da Argentina até o Atlântico Sul a oeste das Ilhas Malvinas. Este sistema ao tentar ultrapassar os Andes desprende pulsos ciclônicos de menor amplitude que atuam sobre áreas do norte da Argentina, Paraguai e em parte dos Estados do Sul do Brasil. Nestas áreas observa-se atmosfera potencialmente favorável ao levantamento devido aos valores de ômega indicado na figura. Todo este comportamento descrito evidencia a presença de uma ZCOU segundo alguns dos critérios descritos na definição deste sistema (Tópico Metodologia, item 3).

6 Figura 02 Análise dos campos de geopotencial, umidade relativa e ômega no nível de 500 hpa no dia 11/10/20009 às 00Z. Na figura 03 podemos ter uma noção do comportamento atmosférico em algumas camadas. Nota-se, em cores verdes, o campo de água precipitável praticamente indicando três áreas preferenciais. Uma delas estende-se desde o centro-leste do AM, cobrindo parte do centro-sul do PA, TO, sul do MA e do PI, grande parte da BA e de SE seguindo até o Atlântico, na área de atuação de um cavado invertido que pode ser bem detectado no campo das isóbaras no nível do mar (PNMM). Percebe-se ao longo deste campo de água precipitável valores significativos de ômega em 500 hpa, ou seja, percebe-se um alinhamento e um padrão de fase entre a umidade nas camadas mais baixas da troposfera e o levantamento na média troposfera. Este é mais uma assinatura da ZCOU que pode ser verificada, relativamente bem, no item 5 da definição deste sistema. A segunda banda de água precipitável observada entre o Atlântico Norte e o norte da Amazônia está associada à presença da Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) sobre o Atlântico e, sobre o continente, a presença da instabilidade tropical e do cavado equatorial cujo eixo atuava sobre o norte da Colômbia e Venezuela. A outra área com valores de água precipitável significativo atuava sobre parte do centro-norte da Argentina e sul do Uruguai. Nota-se, sobre esta parte do continente o predomínio do escoamento de norte favorecido pela baixa observada no noroeste da Argentina. Este sistema faz intensificar os ventos do quadrante norte o que indica a presença do Jato de baixos Níveis (JBN). Este máximo de vento advecta umidade e massa de latitudes mais baixas para áreas do centro-norte da Argentina, Paraguai, Uruguai e parte do Sul do Brasil aumentando a instabilidade e elevando os índices de água precipitável sobre estas áreas.

7 Figura 03 Análise dos campos de umidade relativa média (URM) >60 na camada 850/500 hpa e água precipitável (PWAT) >40, vento em 850 hpa, ômega negativo em 500 hpa e pressão ao nível médio do mar (PNMM) no dia 11/10/20009 às 00Z. O comportamento atmosférico, descrito nas figuras anteriores, indicava a presença de uma área de convergência de umidade, cujos critérios estabelecidos e avaliados nas análises mostram que atuou, neste período, uma ZCOU. Assim como a ZCAS, este sistema colabora para a ocorrência de chuva forte e acumulado significativo nas áreas onde atua. Na figura 04, podemos notar novamente o comportamento da umidade média na camada 850/500 hpa (colorido) e os valores de LIFTED (linhas) que possibilita visualizar o comportamento da instabilidade atmosférica neste dia de análise. Os índices de instabilidade mostravam-se bastante significativos justamente sobre a área de atuação do campo de umidade. Os valores de LIFTED chagaram a -4, em algumas áreas do centro-sul do AM, do sul do PA, norte do MT e de GO e do TO e permaneciam elevados também em áreas da BA (principalmente leste e nordeste do Estado) e de SE. Este comportamento associado a todo o padrão descrito na média e alta troposfera indicava uma atmosfera potencialmente favorável à ocorrência de tempo severo em algumas cidades destas áreas, mesmo que de forma localizada. Os índices de instabilidades também estavam bastante significativos no centro-norte da Argentina e Uruguai. Nestas áreas, os valores de LIFTED chegaram a -6 indicando atmosfera criticamente instável sujeita a temporais onde não se descartava a ocorrência de queda de granizo e até formação de tornados.

8 Figura 04 Análise dos campos de umidade relativa média (URM) na camada 850/500 hpa (color) e LIFTED (linha) no dia 11/10/20009 às 00Z. Na imagem de satélite (Figura 05), observa-se o resultado dos campos descritos anteriormente, ou seja, nota-se o canal de umidade, em forma de nuvens, estendendo-se desde o Atlântico penetrando no continente por sobre a BA, sul do PI e do MA, TO, atingia também o norte de MG, centro-sul do PA e parte do AM. Ao longo desta esteira de nebulosidade (sinal de uma ZCOU), percebem-se, de forma localizada, nuvens mais desenvolvidas verticalmente, cujos topos atingiam temperaturas que variavam entre -60 e -70C em áreas do nordeste da BA e extremo sul de SE, norte do TO, sul do PI, do PA e do AM. Nestas áreas, estas nuvens de grande desenvolvimento vertical provocaram chuvas fortes com descargas elétricas e rajadas de vento. No período de atuação deste sistema foram registrados acumulados de chuvas que ultrapassaram os 150mm em algumas cidades (Figura 06). Diariamente foram registrados acumulados significativos de chuva: no dia 11, os acumulados de chuva superaram os 80 mm em Floriano, sul do Piauí e, 60 mm, em Salvador, Itiruçú e Morro do Chapéu, cidades da Bahia. No dia 12, os totais diários chegaram a 110 mm, em Marabá, no leste do Pará, superaram os 90 mm em Colinas, centro-sul do Maranhão e superaram os 60 mm em Carolina e em Balsas, cidades do sul do Maranhão. As chuvas provocaram alagamentos, deslizamentos de encostas, transtornos e diversos prejuízos à população das áreas afetadas e resultaram em anomalias positivas de precipitação (Figura 07), no período entre 8 a 12/10 sob a área de atuação desta ZCOU.

9 Figura 05 Imagem de satélite Goes10 realçada do dia 11/10/20009 às 01Z. Figura 06 Campo de precipitação acumulada no período de 08 a 12 de dezembro de Figura 07 campo de anomalia de precipitação no período de 08 a 12 de dezembro de 2009.

10 Na carta sinótica de superfície (Figura 08) pode-se observar melhor o posicionamento da ZCOU e a área onde este sistema atuou. A representaçao gráfica da ZCOU é similar às da Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) e da Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS). O que diferencia este sistemas grafiacamente é a cor. A ZCIT apresenta coloração laranja (observada nesta carta em torno do paralelo 8N, sobre o Atlântico; A ZCAS, quando está atuando, é identificada com a cor verde. No entanto, a ZCOU, em nossas cartas sinóticas, é identificada com a coloração azul, como a que estaá sendo observada entre a BA, TO e faixa sul do PA. Figura 08 Carta sinótica de superfície do dia 11/10/20009 às 00Z elaborada pelo GPT/CPTEC/INPE. As análises, descritas acima, sugere a formação de um sistema similar a ZCAS, porém, com algumas característigas distintas. Este sistema foi denominado pelo GPT do CPTEC como ZCOU, ou seja, Zona de Convergência de Umidade. A metodologia estabelecida dentro do ambiente operacional no monitoramento para a detecção deste sistema e as ferramentas utilizadas apresentaram-se bastante eficientes na identificação doeste sistema meteorológico e, retrata, com bastante antecedência, o comportamento atmosférico favorável a formação de uma ZCOU. Prognosticar de forma correta e com bastante antecedência a formação deste sistema, assim como, detectar a formação de um novo episódio de ZCAS dentro de um ambiente operacional tem grande importância já que estes sistemas são os principais responsáveis pelo regime de chuvas no período primavera/verão em parte das Regiões Sudeste, Centro-Oeste e Norte do Brasil, assim como, em parte do sul e sudoeste da Região Nordeste do Brasil. Elaborado por Olivio Bahia do Sacramento Neto