Características de evento extremo de precipitação na Costa Leste do Brasil: caso de janeiro de 24. Vinícius Nunes Pinho¹, Adriano Augusto Nascimento², Fabiana Carnaúba Medeiros³, Isa Rezende Medeiros³, Ricardo Sarmento Tenório 4, Márcia Cristina da Silva Moraes 4 ¹Mestrando em Meteorologia ICAT/UFAL. viniciuspinho@gmail.com ²Meteorologista da Defesa Civil do Estado de Alagoas. aaugustobmal@hotmail.com ³Meteorologista da SEMARH AL. fabianacarnauba@hotmail.com, Isa_mcz@yahoo.com.br 4 Meteorologista do SISMAL AL. teno@radar.ufal.br, marciamoraes.m@gmail.com RESUMO Com o objetivo de aprimorar o conhecimento sobre sistemas meteorológicos atuantes na costa leste do Nordeste do Brasil, aprimorando a compreensão das peculiaridades da microfísica da chuva, foram analisadas neste trabalho, as características de um evento pluviométrico extremo sobre o estado de Alagoas ocorrido em janeiro de 24. As análises foram feitas através de dados de disdrômetro, imagens de radar e de satélite, reanálise do Climate Diagnostics Centre (CDC) além de dados de superfície. Foi registrado um total pluviométrico acima da normal climatológica totalizando 145,9mm. Nesse evento, o ramo difluente da Alta da Bolívia associada com a borda oeste do vórtice ciclônico de altos níveis (VCAN) e também o posicionamento da frente fria foram os principais fatores na formação de nuvens convectivas sobre o estado de Alagoas. As chuvas tipo convectiva apresentaram tempo médio de duração de 5 min., e apresentaram as maiores concentrações de número de gotas nos canais 6º ao 13º que corresponde o diâmetro médio de.913 a 2.584 mm respectivamente. O fator de refletividade do radar variou entre 15 a 45 dbz. ABSTRACT Aiming to improve the knowledge of active meteorological systems on the east coast of northeastern Brazil, improving the understanding of the cloud microphysical peculiarities, were analyzed in this study, the characteristics of extreme weather events on the State of Alagoas occurred in january 24. Analyses were performed using data disdrômeter, radar and satellite images, reanalysis of the Climate Diagnostics Centre (CDC), and the data surfaces. A total rainfall above the climatological normal total of 145,9mm. In that event, the side of the Bolivian high difluence associated with the western edge of the upper-level cyclonic vortex and also the positioning of the cold front were the main factors in the formation of convective clouds on the state of Alagoas. The convective rain type showed mean duration of 5 minutes, and had the highest concentrations of drops in the number of channels 6 to 13º that matches the diameter 913-2584 mm, respectively. The radar reflective factor ranged between 15 to 45 dbz. 1 - Introdução No contexto atual brasileiro a Defesa Civil e a Meteorologia estão estreitando os laços de parceria, visto que os principais desastres que ocorrem no país são desastres naturais relacionados principalmente com o estado da atmosfera. Em Alagoas os desastres seguem a regra nacional e os que mais afetam a população estão relacionados diretamente com a precipitação, seja por incremento que são as enxurradas e inundações bruscas ou por redução que são estiagem ou seca. Antecipando-se a realidade nacional atual, a Defesa Civil Estadual
de Alagoas, desde 23, firmou uma parceria com o Sistema de Radar Meteorológico de Alagoas SIRMAL (Tenório et al. 23), a qual uma das finalidades de avisar com várias horas de antecedências a possibilidade de chuva forte na região, proporcionando assim um tempo de resposta suficiente para evitar transtornos maiores, e detectando áreas com estiagem prolongadas. O Estado de Alagoas sofre periodicamente influências de diversos sistemas causadores de precipitação. Em janeiro de 24 foram observados múltiplos casos com atipicidade nos índices pluviométricos, que causaram prejuízos sócio-econômicos que ultrapassaram R$ 211 milhões e milhares de desabrigados. Para este trabalho foi selecionado o episódio de 18/1/24 levando em consideração os prejuízos e totais pluviométricos superiores as normais climatológicas. A análise sinótica do dia 18 de janeiro mostra que as chuvas foram essencialmente provocadas pela presença de um VCAN Vórtices Ciclônicos de Altos Níveis. O objetivo deste trabalho é mostrar quais foram os sistemas causadores dessas fortes chuvas e as suas características, tais como: tipos de nuvens associadas, deslocamento, classificação das chuvas, intensidade da chuva, energia cinética da gota, diâmetro da gota, velocidade das gotas, concentração de gotas. Materiais e métodos Com o objetivo de estudar o desenvolvimento do sistema associado ao evento ocorrido no verão (18/1/24), foram obtidos dados meteorológicos de superfície para os períodos de 17/1/24 19/1/24, entre as latitudes de 3ºS a 1ºN e longitudes de 285ºW a 34ºE às, 6,12,18 UTC.Através do Climate Diagnostics Centre (CDC) foram obtidos os seguintes dados: componente zonal (uwnd)m/s, componente meridional (vwnd)m/s, componente cmega (velocidade do movimento vertical) hpa/s. A visualização dos dados de vento foi feita através de rotinas escritas para o ambiente do Grid Analysis and Display System (GrADS), em sua versão 1.8SL11, e foram gerados campos de linhas de corrente e intensidade do vento (ms -1 ).Os dados de precipitação diária foram cedidos pela Diretoria de Hidrometeorologia da Secretaria Executiva do Meio Ambiente, Recursos Hídricos e Naturais de Alagoas e as normais climatológicas com dados de 1961 a 199 foram obtidas no INMET. Foram utilizada imagem de satélites GOES+ METEOSAT (IR) do EUMETSAT/CPTEC e imagens de radar SIRMAL, que possibilitou um acompanhamento visual do deslocamento das células de chuva através dos seguintes raios de varredura PPI: 3 13, 25 e 38 km. A estimativa de velocidade de deslocamento dessas células foi feita através do script de operação do radar (www.radar.ufal.br). Este radar utiliza a relação Z = 176,5 R 1, 29 (Moraes, 23), estabelecida para a região costeira do nordeste do Brasil. Para este estudo foi usado um disdrometer Joss-Waldvogel RD-69 (Joss e Waldvogel, 1967). A série de dados do disdrometer foi coletada perto da área litoral de Alagoas, Brasil (Latitude 9 13 15.6 S, Longitude 35 28 59.3 W e Altitude: 4 m). Resultados e discussões Analisando a Figura 1, obtida no dia 18 de janeiro de 24, nota-se um VCAN, com seu centro localizado sobre o Oceano Atlântico e em associação à Alta da Bolívia - AB (Ramirez,1996), manteve o seu ramo mais convectivamente ativo sobre o nordeste do Brasil. Nota-se também uma associação com uma frente fria posicionada sobre o oceano Atlântico na altura da Região Sudeste. Esses sistemas foram responsáveis pela alimentação e organização da precipitação sobre a Região Nordeste, e, neste dia causou fortes chuvas em Maceió.
Figura 1- Corte setorial da América do sul utilizando a imagem GOES+ METEOSAT (IR) do EUMETSAT/CPTEC do dia 18/1/24 às 15Z (12h local) e linha de corrente e magnitude do vento em 2 hpa as 12UTC. Observa-se na Figura 2 o comportamento do movimento vertical para os níveis de 2, hpa durante as 6,12 e 18UTC. É possível avaliar, em altos níveis, núcleos positivos e negativos do movimento vertical do vento. No campo das 6 UTC a região de Alagoas estava sobre a influência dos movimentos subsidentes (valores positivos) associados com o centro do VCAN. No decorrer da manhã e início da tarde (campos de 12 e 18 UTC) esse movimento vertical inverteu-se e passou a predominar sobre a mesma região com movimentos ascendente (valores negativos) associados à periferia do VCAN. Figura 2 - Movimento vertical do vento em (2 hpa) para os horários de 6,12 e 18 UTC para o dia 18/1/24. As primeiras células de chuvas começaram a surgir na imagem de radar as 8h4min sobre as regiões do Sertão e Agreste de Alagoas, mas precisamente nos municípios de Palmeira dos Índios, Estrela de Alagoas e Arapiraca. Na Figura 3(a) observa-se uma faixa de chuva com intensidade fraca, mas com alguns núcleos com intensidade maiores (~23 mm), conforme a imagem de satélite das 9h 1 min. No decorrer da manhã, as chuvas intensificaram e atingiu grande parte das regiões de Alagoas, Figura 3(b), na região da Zona da Mata, mas precisamente em Viçosa, Maribondo, Anadia e no Litoral (entre Marechal Deodoro e Maceió), chuvas com intensidade superior a 23 mm. As chuvas permaneceram avançando no sentido Litoral durante o período da tarde, Figura 3(c), mostra também chuva acontecendo sobre toda a região do Litoral e Zona da Mata.
(a) (b) (c) Figura 3 - Imagem de radar SIRMAL: acompanhamento do avanço da chuva sobre Alagoas no dia 18 de janeiro de 24. A Figura 4 mostra a distribuição temporal da chuva que ocorreu sobre o litoral norte de Alagoas. Nessa figura podem-se evidenciar as chuvas convectivas, produzida por nuvens do tipo cumulus congestus ou cumulonimbus, e as chuvas estratiformes, associadas às nuvens do tipo stratus ou remanescentes das tempestades, como parte do decaimento das cumulonimbus. Ainda na Figura 4, na imagem de radar, pode-se verificar que a refletividade das células de chuvas variou entre 15 e 45 dbz, representando intensidade fraca, moderada e forte (,5 a 56 mm/h) e que o deslocamento das célula foi no sentido W L. A Figura 4 mostra também que as chuvas fortes que ocorreram entre 13h3min às 14h2min com intensidade máxima de aproximadamente 7 mm. As chuvas desse intervalo são classificadas com chuvas do tipo convectivas (acima de 1 mm). As chuvas do tipo estratiforme (abaixo de 1 mm) se mantiveram constante no decorrer da tarde. 8 7 6 5 4 3 2 1 chuva convectiva chuva estratiforme 13:32 13:42 13:52 14:2 14:12 14:22 14:32 14:42 14:52 15:2 15:12 15:22 15:32 15:42 15:52 Precipitação (mm/h) 16:8 16:18 16:28 16:38 16:48 16:58 17:8 17:18 17:28 17:38 Tempo (h) Figura 4 - Distribuição temporal da chuva e imagem de radar A região convectiva representada pelos primeiros 5 min (Figura 5) mostra uma concentração de gotas variando entre 6º ao 13º canal (ver características do disdrômetro em Moraes, 23), que representam em termos de diâmetro médio da gota,913 a 2,584 mm respectivamente, o canal que apresentou a maior concentração (acima de 6 gotas) foi o 11º diâmetro médio de 1,912 mm. Nota-se que após os 5 min as chuvas foram tipos estratiforme, atingindo os canais e 1º ao 13º. "i" (canal) 15 1 5 6 4 N i 2 Número de Gota 2 18 16 14 12 1 8 6 4 2 5 1 15 Tempo (min) 2 13:32 13:42 13:52 14:2 14:12 14:22 14:32 14:42 14:52 15:2 15:12 15:22 15:32 15:42 15:52 Tempo (h) 16:8 16:18 16:28 16:38 16:48 16:58 17:8 17:18 17:28 17:38,359,455,551,656,771,913 1,116 1,331 1,56 1,665 1,912 2,259 2,584 2,865
Figura 5 Características temporais da distribuição de gotas de chuva. A Figura 5 também mostra a distribuição do número de gotas, e o tempo de duração da chuva e também o diâmetro médio associado a cada canal de classe de gota. Pode-se notar que há um déficit de pequenas gotas que foi também encontrado por Tenório et al, (21). Nota-se também que durante toda a chuva existe a ocorrência, em vários canais, de diferentes números de gotas. Os canais que representam o diâmetro médio estão sempre associados a valores altos dos números de gotas. Enegia cinética da gota (J/m^2*h) 15 14 13 12 11 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 13:32 13:43 13:54 14:5 14:16 14:27 14:38 14:49 15: 15:11 15:22 15:33 15:44 15:55 16:12 16:23 16:34 16:45 16:56 17:7 17:18 17:29 Tempo (h) Figura 6 - Distribuição da energia cinética da gota provocado por um VCAN A Figura 6 representa a distribuição da energia cinética da gota durante toda a evolução da chuva. Nota-se que os maiores valores se encontram nas chuvas classificadas como chuvas convectivas, apresentam valores maiores que 14 j m 2 h. A energia cinética da chuva estratiforme fica abaixo de 2 j m 2 h. Considerações finais Na análise sinótica percebe-se a presença do VCAN, cujo centro esteve localizado sobre o oceano Atlântico, associado a uma frente fria posicionada no oceano em conjunto com a Alta da Bolívia - AB, que manteve o seu setor mais convectivo ativo sobre o Nordeste do Brasil. Conclui-se que esses sistemas foram responsáveis pela alimentação e organização à precipitação sobre a Região Nordeste. Nas imagens de Radar observou-se uma faixa de chuva com intensidade, em geral, de fraca intensidade, mas com alguns núcleos com intensidade maiores (> 23 mm), ou seja, células convectivas encaixadas na chuva estratiforme, característica marcante em todos os eventos, as chuvas permaneceram avançando no sentido do litoral sobre toda a região de Zona da Mata. A refletividade dessas células de chuvas variou entre 15 e 45 dbz, representando intensidade fraca, moderada e forte (,5 a 56 mm/h). O deslocamento da célula continuou no sentido W L. Nota-se que as chuvas fortes que aconteceram na região de Passo de Camaragibe ficaram concentradas entre 13h3 min. às 14h2min, com intensidade máxima de aproximadamente 7 mm. A região que apresenta maior energia cinética também representa os maiores valores de refletividade (variando entre 35 a 45 db). Percebe-se que a região convectiva representada pelos primeiros 5 min mostra uma concentração de gotas variando entre 6º ao 13º canal, que representam em termos de diâmetro médio da gota,913 a 2,259 mm respectivamente. O canal que apresentou a maior concentração (acima de 6 gotas) foi o 11º, cujo diâmetro médio é de 1,912 mm. Nota-se que após os 5 min a chuva foi estratiforme, atingindo os canais e 1º ao 13º. A energia cinética encontrada nas chuvas do dia 18/1 classifica-se como chuvas convectivas e apresentam valores maiores que 14 jm 2 h.
Referências bibliográficas JOSS, J., A. WALDVOGEL. Ein Spektrograph für Niederschlagstropfen mit Automatischer Auswertung, Pure Appl. Geophys., 68, 24-246. 1967. MORAES, M. C da S. Distribuição de gotas de chuva e a relação Z-R do radar na costa leste do Nordeste do Brasil. 23.112 f.. Dissertação (Mestrado em Meteorologia). Universidade Federal de Alagoas. Maceió, AL, 23. RAMIREZ, M. C. V. Padrões climáticos dos vórtices ciclônicos de altos níveis no Nordeste do Brasil. 1996.132 p. Dissertação (Mestrado em Meteorologia) Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, São José dos Campos, SP, 1996. TENÓRIO, R. S.; L. C. B. MOLION; H. SAUVAGEOT; D. A. QUINTÃO; M. A ANTONIO,: Radar Studies Over Eastern Coast of Northeast Brazil. Proc. of 31st International Conference on Radar Meteorology - AMS. Seattle. 445-448. 23. TENÓRIO, R. S.; M. C. S. MORAES; B. KWON. Distribuição do tamanho de gotas de chuva para a costa leste do nordeste do Brasil utilizando dados de disdrômetro. Revista Brasileira de Meteorologia (trabalho aceito para publicação informação pessoal) 21.