UMA ANÁLISE CLIMATOLÓGICA DE RE-INCURSÕES DE MASSAS DE AR ÚMIDO NA REGIÃO DA BACIA DO PRATA DURANTE A ESTAÇÃO FRIA. Felipe Daniel C. Espindola, 12 Ernani de Lima Nascimento 1, Lincon T. Carabagialle 1 1 Universidade Federal de Santa Maria, Dept. de Física, Programa de Graduação em Meteorologia, Santa Maria/RS. felipedce@hotmail.com 2 RESUMO: Esta pesquisa tem por finalidade estudar episódios de re-incursão de massas de ar tropical úmido (oriundas de norte) que sucedem, em alguns dias, à passagem de massas de ar polar (oriundas de sul) sobre a Bacia do Prata, caracterizando o que é conhecido como retorno de umidade (RU). Um método objetivo é proposto para identificar os episódios de RU de curta duração (i.e., apenas 96h para completar a alternância das massas de ar) e é aplicado para a Bacia do Prata para as estações frias de 2004 a 2010. ABSTRACT: The article aims at studying episodes of northerly re-incursion of tropical moist air masses that lags in a few days the passage of polar air masses over the La Plata Basin, characterizing what is known as moisture return (MR). An objective method is proposed to identify MR episodes of short duration (i.e., only 96h to complete the full cycle of air mass transition) and it is applied for the La Plata Basin for the cold seasons of 2004 to 2010. 1. INTRODUÇÃO A Bacia do Prata é uma região de contínua alternância entre intrusões de ar frio e seco das latitudes médias e de ar quente e úmido proveniente dos trópicos. Na estação fria, após a incursão de uma massa de ar polar e o avanço do respectivo anticiclone corrente abaixo, é comum observar o retorno moderado a intenso de uma massa de ar com características tropicais através de um escoamento de norte, caracterizando o que é chamado de retorno de umidade (RU) (CRISP e LEWIS, 1992; LEWIS e CRISP, 1992; LEWIS, 2007). Comumente, o RU é a manifestação do re-estabelecimento do setor quente entre duas passagens consecutivas de ciclones extratropicais e, portanto, é relevante para a formação de sistemas precipitantes. O presente estudo tem como objetivo documentar a climatologia sinótica de ocorrências de RU sobre a Bacia do Prata na estação fria do ano (maio a setembro) para o período entre 2004 e 2010. 2. METODOLOGIA E DADOS Este trabalho tem os seguintes objetivos: (i) elaborar e testar critérios objetivos para a identificação dos episódios de RU em diferentes setores da Bacia do Prata; (ii) caracterizar os
eventos de RU (duração, intensidade) sobre esta região no período frio do ano; (iii) investigar o(s) padrão(ões) sinótico(s) reinante(s) durante os episódios de RU. Foram utilizadas análises diárias (00Z e 12Z) do modelo Global Forecast System (GFS) do National Centers for Environmental Prediction (NCEP) sobre a Bacia do Prata com 1 de resolução para o período entre 2004 e 2010, sempre entre maio e setembro. Após a avaliação de diferentes critérios, estipulamos que uma dada configuração atmosférica caracteriza um RU quando os critérios indicados na Tabela 1 são satisfeitos simultaneamente para períodos consecutivos de 96h. Tabela 1: Critérios básicos para a caracterização objetiva de um retorno de umidade (RU) para cada passo no tempo t (de 12h). (PNM = pressão ao nível do mar; AP = água precipitável; T2m = temperatura do ar a 2m; v850 = componente meridional do vento em 850hPa) Variável Entre t 96h e t 48h Entre t e t 48h PNM Aumento 2 hpa/dia Queda 2 hpa/dia AP Queda 4 mm/dia Aumento 4mm/dia T2m Queda 2 C/dia Aumento 2 C/dia v850 Intensificação de sul 2 m s -1 /dia Intensificação de norte 2 m s -1 /dia Observe que os critérios visam identificar a ocorrência de mudança de massas de ar: da intrusão de uma massa de ar fria e seca para a intrusão de uma massa de ar quente e úmida. Estes critérios são avaliados na forma de valores médios em domínios espaciais de 2 lat x 2 lon localizados em diferentes setores da Bacia do Prata, como indicado na Figura 1. Situações em que apenas 1 dos critérios acima deixou de ser satisfeito foram subjetivamente analisados para examinar se, ainda assim, tratava-se de um episódio de RU. Esta análise subjetiva consistiu da inspeção do comportamento das variáveis T2m, AP e v850, e PNM nas séries temporais diárias e do escoamento sinótico. 3. RESULTADOS Após a aplicação do algoritmo que impõe os critérios objetivos e da análise das séries temporais das variáveis T2m, AP, v850 e PNM, foi possível identificar, no período de 2004 a 2010, um total de 105 situações de RU durante a estação fria. A Tabela 2 resume estes episódios em função das regiões estudadas (a soma dos eventos listados na tabela é superior ao número total porque, comumente, mais de uma região foi afetada pelo mesmo evento de RU). Os resultados mostram que o setor do Rio Grande do Sul apresentou o maior número de eventos de RU (56), enquanto que o Nordeste da Argentina registrou o menor número (42). Entre os anos estudados, 2008 foi o que apresentou o maior número de eventos contabilizando 18, enquanto que o ano de 2004 foi o que totalizou o menor número eventos de RU (11). Todos os episódios de RU estão associados à troca de massas de ar com configurações distintas, a qual pode ser descrita em 2 fases dentro do período total de 96h estudado. Nas primeiras 48h temos a
primeira fase, marcada pela incursão da massa de ar frio e seco sobre a região havendo o predomínio de ventos do quadrante sul, PNM em ascensão e temperatura e umidade em declínio. Tabela 2: Distribuição dos casos RU por ano nos setores analisados da Bacia do Prata Setores Ano Sul do Paraguai Nordeste da Rio Grande Uruguai Argentina do Sul 2004 3 3 4 5 2005 4 4 7 7 2006 5 9 11 12 2007 12 5 9 4 2008 10 7 9 9 2009 8 6 8 4 2010 10 8 7 7 A segunda fase ocorre nas 48 horas seguintes, e é caracterizada pela queda da PNM, aumento da temperatura e umidade, e por ventos de quadrante norte. Isto ressalta a re-incursão de uma massa de ar quente e úmido sobre a região considerada (CRISP e LEWIS 1992; LEWIS e CRISP 1992). A figura 2 exemplifica para o setor do Uruguai, no mês de junho de 2006, uma sequência de cinco episódios de RU através da série temporal das variáveis estudadas. A figura 3, por sua vez, mostra os mapas de variação das diferentes variáveis nos dois períodos consecutivos de 48h que compõem um caso típico de RU. O exemplo mostrado é para o episódio de 27 de setembro de 2007. 4. CONCLUSÕES Os casos de RU que ocorreram durante o período frio do ano na Bacia do Prata entre 2004 e 2010 foram corretamente caracterizados pela rápida alternância entre massas de ar frio e seco de origem polar e massas de ar quente e úmido de origem tropical, tipicamente associada ao reestabelecimento do setor quente entre duas passagens consecutivas de ciclones extratropicais sobre a região analisada. A alternância entre essas massas de ar foi analisada em períodos consecutivos de 96 horas com o predomínio da massa de ar de origem polar (vento sul) nas primeiras 48h e da massa de origem tropical (vento norte) nas 48h seguintes, caracterizando as duas fases de um RU. Este trabalho continuará estudando estes eventos para documentar o padrão sinótico reinante e os mecanismos de modificação das massas de ar polares durante a transição para o escoamento de norte. AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem ao programa de graduação em Meteorologia da Universidade Federal de Santa Maria e ao Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais Centro Regional Sul.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS CRISP,C. A.; LEWIS, M. J. Return flow in the Gulf of Mexico. Part I: A classificatory approach with a global historical perspective. J. Appl. Meteor., 31, p. 868-881, 1992. LEWIS, M. J.; CRISP,C. A. Return flow in the Gulf of Mexico. Part II: Variability in Return- Flow thermodynamics inferred from trajectories over the gulf. J. Appl. Meteor., 31, p. 882-898, 1992. LEWIS, M. J. Use of a mixed-layer model to investigate problems in operational prediction of return flow. J. Appl. Meteor., 135, p. 2610-2628, 2007. Figura 1: Mapa destacando setores da Bacia do Prata selecionados para a ánalise. Setor: [1] Sul do Paraguai; [2] Nordeste da Argentina; [3] Rio Grande do Sul; [4] Uruguai. Figura 2: Séries temporais diárias de valores médios de (a) água precipitável [mm] (barras) e temperatura do ar a 2m [ C] (linha) e (b) pressão ao nível do mar [hpa] (linha) e componente meridional do vento [m/s] em 850 hpa (barras) para o setor do Uruguai (setor 4 da Fig.1) no mês de junho de 2006. As setas indicam episódios de RU.
Figura 3: Exemplo de evento de RU na Bacia do Prata: episódio de 27/09/2007. Variáveis: (a) AP; (b) PNM; (c) v850; (d) T2m. O sombreado indica a região com aumento de AP, queda de PNM, v850 do quadrante norte e aumento de T2m nas 48h finais do período de 96h estudado. As linhas tracejadas indicam a região com diminuição de AP, aumento de PNM, v850 do quadrante sul e diminuição de T2m nas 48h iniciais.