ALGUMAS CARACTERÍSTICAS DA ENERGIA CINÉTICA ASSOCIADA A ATUAÇÃO DE UM VÓRTICE CICLÔNICO SOBRE A REGIÃO NORDESTE DO BRASIL

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1 ALGUMAS CARACTERÍSTICAS DA ENERGIA CINÉTICA ASSOCIADA A ATUAÇÃO DE UM VÓRTICE CICLÔNICO SOBRE A REGIÃO NORDESTE DO BRASIL Raimundo Jaildo dos Anjos Instituto Nacional de Meteorologia INMET raimundo@inmet.gov.br Manoel F. Gomes Filho Departamento de Ciências Atmosféricas - DCA/UFPB mano@dca.ufpb.br RESUMO Apresenta-se através da análise da distribuição espacial e temporal e do perfil vertical da energia cinética, a atuação de um Vórtice Ciclônico da Alta Troposfera sobre a Região Nordeste do Brasil entre os dias 05 e 09 de março de Para o cálculo da energia cinética, seguimos a metodologia proposta por Krishnamurti e Ramanathan (1982). 1. INTRODUÇÃO Entre as diferentes metodologias utilizadas por pesquisadores sobre a atuação dos Vórtices Ciclônicos da Alta Troposfera, destacam-se alguns fatores regionais que influenciam a atuação desse tipo de sistema atmosférico sobre a Região Nordeste do Brasil. No conjunto de trabalhos já realizados, tanto sob o ponto de vista climatológico quanto sinótico - dinâmico, documenta-se entre outras características, sua interligação com a atuação da Alta da Bolívia, com a atuação de sistemas frontais frios, e com a localização e intensidade da corrente de jato subtropical sobre a América do Sul. Os vórtices ciclônicos estão entre os principais sistemas atmosféricos causadores de chuvas no inicio da estação chuvosa na Região Nordeste. Sua maior freqüência de formação dá-se, principalmente, nos meses de verão (Kousky e Gan (1981)), caracterizando-se por bandas de nebulosidade em formação circular, com seu centro apresentando céu claro, ou pouca nebulosidade. Segundo alguns pesquisadores o ciclo de vida dos vórtices ciclônicos pode ser também influenciado por sistemas de circulação do hemisfério norte, Dean (1971), Davis (1982), Rao e Bonatti (1986). Mais recentemente, Anjos (1995) sugeriu a existência de conexões entre a circulação do hemisfério norte e o desenvolvimento dos vórtices ciclônicos da alta troposfera no Nordeste do Brasil e que é marcante no nível de 500 hpa a presença de intenso escoamento interhemisférico sobre a Amazônia e o Oceano Atlântico antes da formação do vórtice. A análise de alguns desses trabalhos permite relacionar certas características básicas da circulação atmosférica aos vórtices ciclônicos, como por exemplo, características energéticas. Alguns autores já abordaram o cálculo da energia cinética sobre a América do Sul, entre estes destacam-se os trabalhos de Marques (1981), Silva Dias (1985), Sakamoto (1992), Marques e Rao (1992) e Anjos (1994). Segundo Kung e Smith (1975), o balanço de energia cinética permite compreender melhor os processos energéticos relacionados aos mecanismos de crescimento e decaimento de distúrbios atmosféricos de diferentes escalas. No presente trabalho, estuda-se alguns aspectos da atuação de um vórtice ciclônico sob o ponto de vista energético. Esse vórtice, atuou na Região Nordeste do Brasil entre os dias 05 e 09 de março de 1978 e foi responsável por precipitações acima da climatologia em alguns estados nordestino. 1363

2 2. MATERIAL E MÉTODOS XII Congresso Brasileiro de Meteorologia, Foz de Iguaçu-PR, 2002 Neste trabalho, utilizamos dados diários da componente zonal (u) e meridional (v) do vento nos níveis de 1000, 850, 700, 500, 400 e 300 hpa às 00:00 UTC para o período de 05 a 09 de março de 1978, gerados a partir de dados de ponto de grade do National Meteorological Center (NMC), numa grade compreendida entre -80ºW e -20ºW de longitude e de 12.5ºN a -30ºS de latitude. Precipitações significativas ocorreram sobre a Região Nordeste do Brasil nesse período. Na análise da energia cinética utilizamos as médias feitas para o período em estudo, ou seja, de 05 a 09 (pêntadas) de março de A análise da distribuição espacial e temporal e dos perfis verticais de energia cinética é uma das técnicas normalmente utilizadas para se entender os mecanismos de crescimento e decaimento de distúrbios atmosféricos. Foram analisados também perfis verticais médios em áreas vizinhas da área de atuação do vórtice ciclônico, a exemplo de Ward e Smith (1976). Seguimos a metodologia proposta por Krishnamurti e Ramanathan (1982) 3. RESULTADOS Através da análise da distribuição espacial e temporal da precipitação para o período de 05 a 09 de março de 1978 (Fig. 1), observa-se que precipitações significativas sobre a Região Nordeste do Brasil estiveram associadas à atuação de um Vórtice Ciclônico de Ar Superior - VCAS (Fig. 2). Inicialmente, apresentamos a análise espacial e temporal do perfil vertical médio de energia cinética (Fig. 3) na latitude de 7.5ºS, para a faixa de longitude que vai de 80ºW a 20ºW. Através dessa figura, observa-se que a magnitude das isolinhas de energia cinética são mais significativas no setor leste ( 45ºW e -30ºW) dessa faixa de longitude, com transporte de energia desde o nível de 700 hpa. O máximo de energia cinética observada entre 700 hpa e alta troposfera na faixa entre 45ºW e 35ºW tem boa concordância com o máximo de precipitação (Fig. 1). A seguir apresentamos os perfis verticais médios de energia cinética nas áreas que vai de : (a) ( 40ºW a 35ºW e 7.5ºS a -10ºS) = área com núcleo máximo de precipitação, (b) ( 40ºW a 35ºW e 10ºS a -12.5ºS) = área com núcleo mínimo de precipitação e no ponto de coordenadas (-7.5ºS e -37.5ºW), sobre o Estado de Pernambuco e dentro do núcleo máximo de precipitação. Nota-se claramente que nessa área o perfil vertical médio (Fig. 4) é mais acentuado que o perfil vertical médio na área com núcleo mínimo de precipitação (Fig. 5). Entre a superfície e o nível de 700 hpa, os perfis verticais são semelhantes nas duas áreas, com magnitude bastante reduzida, entretanto, entre 500 hpa e 300 hpa a área com máximo de precipitação apresenta maior magnitude na energia cinética. Estes resultados mostram que áreas vizinhas dentro de uma mesma área de atuação de um vórtice ciclônico apresentam diferenças marcantes na magnitude das isolinhas de energia cinética, bem como nos seus perfis verticais de energia cinética na alta troposfera. A Fig. 6, representa o perfil vertical médio no ponto de coordenada (-7.5ºS e -37.5ºW), próximo ao Município de Triunfo PE (-7º 51 S e -38º 08 W), local onde se verificou o maior total de precipitação acumulada para o período, ou seja, 128,0 mm. Neste ponto o perfil vertical médio de energia cinética na média e baixa troposfera é também semelhante aos perfis observados nas áreas com máximo e mínimo de precipitação, entretanto, observou-se entre 400 e 300 hpa aumento significativo na magnitude da energia cinética, o que também mostra boa concordância com o máximo de precipitação observada no Município de Triunfo PE. 1364

3 Figura 1. Precipitação (mm) acumulada no período de 05 a 09 de março de 1978 na Região Nordeste do Brasil. Figura 2. Fotografia do Satélite Goes às 12:00 UTC no dia 08 de março de 1978, mostrando a atuação de em vórtice ciclônico da alta troposfera sobre a Região Nordeste do Brasil. 1365

4 Figura 3 Seção transversal (longitude altitude) de energia cinética (m²/s²) na latitude de 7.5ºS, para a faixa de longitude de 20ºW a -80ºW no período de 05 a 09 de março de hp a m²/s² Figura 4 Perfil vertical médio de energia cinética no período de 05 a 09 de março de 1978 na área de coordenadas (-40ºW a 35ºW e 7.5ºS a 10ºS). Área com máximo de precipitação. 1366

5 hpa m²/s² Figura 5 Perfil vertical médio de energia cinética no período de 05 a 09 de março de 1978 na área de coordenadas (-40ºW a 35ºW e 10ºS a 12.5ºS). Área com mínimo de precipitação. hpa m²/s² Figura 6 Perfil vertical médio de energia cinética no período de 05 a 09 de março de 1978 no ponto de coordenada (-7.5ºS e 37.5ºW), próximo ao Município de Triunfo PE (-38º 08 W, -7º 51 S), local de maior precipitação acumulada. 1367

6 4 CONCLUSÕES Este trabalho investiga a atuação de um Vórtice Ciclônico da Alta Troposfera sob o ponto de vista energético. Esse vórtice, que atuou sobre a Região Nordeste do Brasil entre os dias 05 e 09 de março de 1978, foi responsável por precipitações acima da climatologia em alguns estados nordestino. Durante esse período, observou-se um marcante gradiente de energia cinética sobre a Região Nordeste do Brasil. Esse padrão de energia cinética mostra boa concordância com o máximo de precipitação observada sobre essa região. O estudo revela que núcleos com máximos e mínimos de precipitação dentro da área de atuação do vórtice ciclônico sobre a Região Nordeste do Brasil, mostram perfis verticais de energia cinética semelhantes entre a superfície e o nível de 700 hpa. Entretanto, entre o nível de 500 hpa e 300 hpa a área com núcleo máximo de precipitação apresenta maior magnitude de energia cinética, do que a área com o núcleo mínimo de precipitação, evidenciando que áreas vizinhas dentro da mesma área de atuação do vórtice ciclônico, apresentam diferenças marcantes nos perfis verticais de energia cinética na alta troposfera. 4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Anjos, R. A., 1994 : Caracterização das circulações rotacional e divergente e as energias associadas sobre o setor tropical da América do Sul, UFPB. Tese de Mestrado, 102p. Anjos, B. L., 1995 : Conexões entre a circulação do hemisfério norte e os vórtices ciclônicos da alta troposfera na Região Nordeste do Brasil, UFPB. Dissertação de Mestrado, 119p. Davis, N. E., 1982 : Meteosat water vapor channel and a low-latitude vortex. Bulletin American Meteorological Society, Nº 63, p Dean, G. A., 1971 : The three-dimensional wind structure over Shouth America and associated rainfal over Brazil, Department of Meteorology. Florida State University, (Rep. Lapa-164). Kousky, V. E., Gan, M. A., 1981 : Upper tropospheric cyclonic vortices in the tropical South Atlantic, Tellus, 3. P Krishnamurti, T. N., Ramanathan, Y., 1982 : Sensitivity of of the monsoon onset to differential heating, J. Atmos. Sci. 39 ( ) : Hung, E. C., Smith, P. J., 1974 : Problems of large scale kinetic energy balance a diagnostic analysis in GARP. Bulletim American Meteorological Siciety., 55, Marques, V. S., 1981 : Estudos da energética e do fluxo de vapor d água na atmosfera sobre o Nordeste do Brasil, INPE. Tese de Doutorado, 2288 TDL/068. Marques, R. F. C., Rao. V. B., 1992 : Energética e eficiência das ondas baroclínicas no Hemisfério Sul. VII CBMet. Anais Vol. 1 : Rao, V. B., Bonatti. J. P., 1986 : On the origin of upper tropospheric cyclonic vortices in the South Atlantic Ocean and adjoining Brazil during summer. INPE-4010 PRE/1002. Sakamoto, M. S., 1992 : Balanço de energia cinética associado a uma frente fria estacionária no verão de 1989, USP/IAG. Tese de Mestrado, 139p. Silva Dias, P. L., 1985 : A preliminary study of the observed vertical mode structure of the summer circulation over Tropical South America, Tellus. 37A, Ward, J. H., Smith, P.J., 1976 : A kinetic energy budget over North America during a period of short wave development. Mon. Wea. Rev., 104,