Condições atmosféricas no semi-árido nordestino durante a penetração de um sistema frontal

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1 Condições atmosféricas no semi-árido nordestino durante a penetração de um sistema frontal Alexandra Lima Tavares1, Nilzele de Vilhena Gomes2, Ana Paula Nunes da Silva3, Magaly de Fátima Correia4 1 Departamento de Ciências Atmosféricas da Univ. Federal de Campina Grande, Campina Grande PB, Bra, kissandalima@yahoo.com.br 2 Departamento de Ciências Atmosféricas da Univ. Federal de Campina Grande, Campina Grande PB, Bra. nilzele@gmail.com 3 Departamento de Ciências Atmosféricas da Univ. Federal de Campina Grande, Campina Grande PB, Bra. apns@ymail.com 4 Departamento de Ciências Atmosféricas da Univ. Federal de Campina Grande, Campina Grande PB, Bra. magaly@dca.ufcg.edu.br ABSTRACT: In this paper is case study of the penetration of a frontal system in the region of Petrolina-PE (09 24'S, 40º 29'W), located at 370 m elevation on the left bank of São Francisco River. The study period was from 06th to 13th April 2010, in which satellite images were used in the GOES infrared channel, radiosondes data for same periods launched the 1200 UTC used for analysis of vertical profiles of atmospheric thermodynamic structure and components of zonal and meridional wind in the lower troposphere. The results showed that the height of CLA on the day before the performance of the system was deeply indicating low water content, and its performance during the CLA was relatively shallow indicating an increase of moisture and at low levels after the passage of the same system returned to the initial state. There was also a significant change in wind components and that prior to and during the switch from its predominant direction (southeast) was changed to the northwest and after the performance of the system showed that there was a weakening of trade winds which are prevalent in the area study, confirming the previous results of Araújo (1996). Therefore the set of results in general showed the passage of frontal system caused changes in atmospheric conditions in the semi-arid region. Palavras-Chave: Sistema frontal, Temperatura Potencial, Vento INTRODUÇÃO A Região Nordeste do Brasil tem sido cada vez mais estudada referente às formas de atuação de sistemas frontais nas quais apresentam associação com sistemas atmosféricos específicos como vórtices ciclônicos da alta troposfera, e também a organização e intensificação de convecções, devido à convergência em baixos níveis. A ocorrência destes eventos tem uma relação restrita, direta ou indireta, com os totais pluviométricos elevados no Nordeste, em que foram observados por vários autores, dentre estes o Kousky (1979). Petrolina-PE (09º24 S, 40º29 W) localiza-se a 370 m de altitude na margem esquerda do Rio São Francisco. Serras com altitude média de 700 m localizadas 40 km a oeste-noroeste da cidade são a principal influência orográfica sobre a mesma (ARAÚJO, 1996). A atuação de sistemas frontais na região semi-árida do Nordeste Brasileiro associada à estrutura termodinâmica da atmosfera foi primeiro discutida por Farah e Justo (1979), no qual mostraram perfis verticais da temperatura do ar e temperatura do ponto de orvalho característico de inversões do tipo frontal em Petrolina. No presente trabalho é observada a penetração de um sistema de origem frontal que causa substituição de massa de ar na região semi-árida do Nordeste. Imagens obtidas pelo satélite GOES no canal infravermelho possibilitam uma visão dos campos de nebulosidade associados aos perfis verticais da atmosfera e comportamento das componentes de vento soma-se a verificação de tais eventos. Portanto, o objetivo deste trabalho é analisar as

2 condições atmosféricas do município de Petrolina a fim de destacar as principais variações em tais variáveis durante a ocorrência deste evento. MATERIAIS E MÉTODOS O evento estudado foi responsável pela passagem frontal ocorrida entre os períodos de 06 e 13 de abril de 2010 sobre o semi-árido nordestino, na localidade de Petrolina-PE. Sua influência nesta área causou mudanças acentuadas nas condições atmosféricas locais. Os dados utilizados neste trabalho foram de radiossondagens do aeroporto Senador Nilo Coelho localizado no município de Petrolina adquiridos no site da Universidade de Wyominng nos Estados Unidos disponíveis em: e que se encontra em intervalos de 24 horas, sempre lançadas às 1200 UTC. Também foram utilizadas as imagens de satélite no canal do infravermelho do mesmo período proveniente do Centro Previsão do Tempo e Estudos Climáticos disponíveis em: Para a análise das condições atmosféricas foram utilizados os dados do perfil vertical da temperatura potencial e temperatura potencial virtual que são calculadas através das equações (1) e (2), respectivamente. O perfil vertical das temperaturas potencial e potencial virtual indicam a profundidade da CLA semelhante ao utilizado por Silva (2008). Já as componentes zonais e meridionais do vento foram calculadas através das fórmulas (3) e (4), respectivamente T. p Rd C pd r 1000 v. 1 0,61. Equação (1) Equação (2) Onde: T temperatura absoluta do ar (K) p pressão atmosférica (hpa) Rd - constante do ar seco 287 J.Kg-1K-1 Cpd calor específico do ar à pressão constante 1004 J.Kg-1K-1 θ temperatura potencial (K) r razão de mistura de vapor d água na atmosfera (g.kg-1) u V cos dir Equação (3) Onde: V velocidade do vento (m/s) dir direção do vento (radianos) v Vsen dir Equação (4) RESULTADOS As análises do CPTEC mostram que durante o período de 08 a 11 de abril de 2010, parte da região Nordeste do Brasil esteve sobre a influência de um sistema frontal. As imagens do satélite GOES no canal infravermelho mostram que o sistema frontal afetou a região sudeste do Brasil no dia 06 de abril (Figura 1a), avançando em direção ao Nordeste Brasileiro (NEB) no decorrer dos dias. O sistema encontra-se mais atuante sobre o município de Petrolina nos dias 08 e 09 de abril, como observado nas imagens das Figuras 1c e 1d, provocando mudanças acentuadas em diversas variáveis meteorológicas observadas no município de Petrolina. Depois da sua passagem observa-se que o município estudado fica sem nebulosidade ou com nuvens com pouco desenvolvimento vertical, indicando a presença da região de alta pressão que acompanha a passagem da frente (Figuras 1 e-h).

3 06/04/2010 (a) 07/04/2010 (b) 08/04/2010 (c) 09/04/2010 (d) 10/04/ /04/ /04/ /04/2010 (e) (f) (g) (h) Figura 1 Imagem do satélite GOES no canal infravermelho dos dias: 06 (a), 07(b), 08(c), 09 (d), 10 (e), 11 (f), 12 (g) e 13 (h) de abril de Na Figura 2 podemos verificar as mudanças acentuadas ocorridas na estrutura termodinâmica da atmosfera. Nos dias 06 e 07 observa-se que a CLA esteve relativamente profunda e seu topo alcançou cerca de metros de altura, caracterizando pouca umidade na baixa troposfera, ou seja, a energia disponível na superfície é utilizada em grande parte para o aquecimento da camada. E nos dias 07 e 08 nota-se a transição do comportamento da atmosfera dentro da CLA, ou seja, a CLA torna-se mais rasa a partir do dia 8 de abril. Nos dias 08 e 09 essa camada se apresentou mais rasa com o topo alcançando os níveis de 600 metros, indicando um considerável aumento no conteúdo de umidade da atmosfera, dessa forma nota-se que a energia na superfície é utilizada tanto para o aquecimento da camada quanto para a evaporação da umidade contida nesta. Isso sugere que o sistema atingiu Petrolina mais significativamente nestes dias. Nos dias seguintes a CLA torna-se mais profunda novamente com topos alcançando a altura de metros em média, podendo está ligado com a presença da região de alta pressão presente na retaguarda do sistema frontal em baixos níveis. Nos perfis verticais das componentes de vento em baixos níveis de Petrolina é verificado na Figura 3 que nos dias 06, 07, 08 e 09 de abril as componentes zonais possuem comportamentos no sentido oeste, no início e durante a atuação do sistema frontal, confirmando os resultados obtidos nas análises das imagens de satélite e a dos perfis termodinâmicos da atmosfera, e suas componentes meridionais de sul apresentou um enfraquecimento que é característico da atuação do sistema frontal na região corroborando com os resultados obtidos por Araújo (1996). Portanto observou-se que durante a atuação do sistema frontal na região o vento predominante era de noroeste e que após a passagem do sistema a circulação dos ventos alísios retornou ao seu curso normal, mostrado nas figuras dos dias 10, 11, 12 e 13 de abril.

4 Figura 2 Perfis verticais da Temperatura Potencial (linha azul) e Temperatura Potencial Virtual (linha vermelha) dos dias 06 a 13 de abril de 2010 para o horário de 1200UTC. Figura 3 Perfis verticais das componentes zonal (u) e meridional(v) do vento (m/s) obtidos pela sondagem realizada às 12 Z dos dias 06 a 13 de abril de Valores positivos (negativos) de u representam componente de oeste (leste). Valores positivos (negativos) de v representam componente sul (norte).

5 CONCLUSÃO O trabalho em questão teve como objetivo analisar a estrutura termodinâmica no município de Petrolina localizada no semi-árido nordestino. Os resultados mostraram que a altura da CLA no dia antes da atuação do sistema esteve profunda indicando baixo teor de umidade dentro da camada e durante a sua atuação a CLA esteve relativamente mais rasa indicando o aumento de umidade em baixos níveis e finalmente após a passagem do sistema esta mesma camada retornou para o estado inicial, ou seja, relativamente mais profunda, sugerindo que este efeito decorra da presença da alta polar associada ao sistema atuante. Houve também mudanças significantes nas componentes do vento sendo que antes e durante a passagem do sistema a sua direção predominante era de noroeste e a após se tornou de sudeste, atuação do sistema observa-se que há o enfraquecimento dos ventos alísios os quais são predominantes na área de estudo. Os resultados obtidos corroboram com estudos prévios realizados na região. Portanto de forma geral o conjunto dos resultados apresentados evidencia que a penetração do sistema de origem frontal na parte semi-árida do Nordeste provocou variações nas condições atmosféricas locais. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ARAÚJO, H.A., (1996): Padrões de Ecos de Radar Meteorológico no Semi-árido Brasileiro e Condições Atmosféricas Associadas. Dissertação de Mestrado, UFPB, Campina Grande, PB. KOUSKY, V.E. (1979): Frontal Influences on Northeast Brazil. Mon. Wea. Rev.. v.107, pp FARAH, A.C. e JUSTO, M.L.V. (1979): Estudo das Inversões Térmicas da Atmosfera em Petrolina e seus Efeitos na Quantidade de Chuva Caída. Relatório Técnico. ECA-05/79. IAE-CTA. São José dos Campos. São Paulo-SP, 58p SILVA, L. M.; (2008): Caracterização de regimes de umidade em regiões tropicais: comparação entre floresta e savana. Dissertação de Mestrado, Universidade Federal do Pará, Belém, PA.