PROCESSOS SINÓTICOS EM ANOS DE LA NINA E DE EL NINO. Parte 11: ZONAS FRONTAIS

Revista Brasileira de Meteorologia, v.5, n.2,57-72,2000 PROCESSOS SINÓTICOS EM ANOS DE LA NINA E DE EL NINO. Parte : ZONAS FRONTAIS NATALIA FEDOROVA E MARIA HELENA DE CARVALHO Centro de Pesquisas Meteorológicas /Universidade Federal de Pelotas (UFPel) Av. Ildefonso Simões Lopes, 275, Sanga Funda, 96060-290, Pelotas-RS, natalia@cpmet.ufpel.tche.br RESUMO Este trabalho apresenta a segunda parte do estudo dos processos sinóticos em anos de La Niíía e de El Niíío. Apresenta-se um estudo observacional das zonas frontais (frentes frias, quentes, oclusas e secundárias) durante nove meses de um ano em que ocorreu La Niíía (desde julho de 998 até março de 999), um ano de E Nino (desde julho de 997 até março de 998) e um ano Normal (desde julho de 996 até março de 997). A identificação da posição das frentes foi feita através dos dados do satélite COES nos canais infravermelho e vapor d'água. A região de estudo abrange a América do Sul com partes dos oceanos Pacífico e Atlântico. As freqüências dos vários tipos de frentes foram calculadas para as diferentes regiões. Os resultados mostram que a ocorrência das frentes frias na faixa de latitudes entre 20 e 40"s foi maior no ano de E Nino do que no de LaNiíía (nas fases mais ativas destes fenômenos). Tanto em anos de La Niíía quanto em de E Niíío, as frentes frias foram observadas mais frequentemente sobre o Sul do continente da América do Sul, mas no ano de E Nino, também, estas frentes tiveram grande frequência sobre o Rio Grande do Sul e o Uruguai. No inverno, a frequência das frentes quentes foi maior do que em outras estações do ano. As frentes quentes foram mais freqüentes sobre o oceano Atlântico e no Sul do continente da América do Sul. No ano de La Niíía, a maior quantidade de frentes quentes foi observada sobre o Sul do oceano Atlântico. No ano normal, a freqüência das frentes quentes na faixa de latitudes entre 20 e 40"s foi maior do que em outros anos. As frentes oclusas foram observadas muito raramente no ano de La Niíía e um pouco mais frequentemente nos anos de E Niíío e Normal. No ano de La Niíía, a maior frequência das frentes oclusas foi observada sobre o Sul do oceano Atlântico. No ano de E Niíío, as frentes oclusas formaram-se com a mesma freqüência sobre todo o continente da América do Sul e oceano Atlântico ao sul da latitude 20s. As frentes frias secundárias foram observadas muito raramente nos anos de La Niíía e Normal, sendo um pouco mais frequentes no ano de E Niíío. As frentes frias secundárias localizaram-se em todos os anos somente sobre os oceanos. Palavras - chave: anos de La Niíía e de E Niíío, frentes frias, quentes, oclusas e secundárias. ABSTRACT: SYNOPTIC PROCESSES DURING LA NINA AND EL NINO YEARS. PART : FRONTAL ZONES. This paper presents the second part of the synoptic processes study during La Niíía e E Niíío years. This is an observational study of frontal zones (cold, warm, occluded e secondary fronts) during nine months of each of the following years: La Niíía (from July 998 to March 999), E Niiío (from July 997 to March 998) and Normal (from July 996 to March 997). The identification of frontal position was performed using COES satellite data of infrared and water vapor channels. The region studied includes South America and parts of Pacific and Atlantic Oceans. The frequency of the various frontal zones has been calculated for different regions. Results show that the cold fronts occurrence within latitudes 20-40s was greater during the El Niíío year than during the La Niíía year (in active phases of these phenomenon). The cold fronts were observed with a greater frequency in the south of South America in both years (La Niíía and E Niíío), but in E Niíío year, also, these fronts had a great frequency in Rio Grande do Sul and Uruguay. Warm fronts were more frequent in winter than in other season. They were observed more frequently over Atlantic Ocean e over the southern part of South America. The biggest quantity of warm fronts was observed over the south of Atlantic Ocean in La Niíía year. Warm fronts frequency in the latitudinal range between 20 and 40"s was greater in Normal year than in other years. The occluded fronts were observed very rarely in La Niíía year and some more often in E Nino and Normal years. The biggest frequency of the occluded fronts was observed over the south of Atlantic Ocean in La Nina year. The occluded fronts were formed with some frequency over all South

Processos sinóticos em anos de La Niíía e de El Niíío Parte : Zonas Frontais Afierica and Atlantic Ocean southward of 20's latitude in E Niíío year. The secondary cold fronts were observed very rarely in La Nina and Normal years and a little more often in El Niíío year. The secondary cold fronts were localized only over the oceans in a years. Key-words: La Nina and E Nino years; cold, warm, occluded and secondary fronts. i. INTRODUÇÃO As zonas frontais determinam a modificação do tempo. Estas zonas estão associadas a fortes mudanças de temperatura, nebulosidade e zonas de precipitação. Por isso, a análise das zonas frontais representaum grande interesse para a pesquisa científica, cujos resultados são necessários para a previsão meteorológica operacional. As análises climatológicas determinam, frequentemente, desde Bjerknes e Solberg, as frentes polar, antártica (ártica) e a frente dos alísios, ou seja, a frente entre dois anticiclones (Taljaard, 972). Nos estudos sinóticos, discutiram-se as frentes associadas aos ciclones, ou seja, frentes fria, quente e oclusa. De acordo com Zverev (968), na retaguarda de uma frente fria que se desloca rapidamente, pode formar-se a frente fria secundária. A estrutura desta frente é parecida com a da frente fria que se desloca rapidamente. Nas frentes secundárias, são observadas pancadas de chuva em algumas estações. Estas frentes formam-se na retaguarda do ciclone, no cavado bárico depois da oclusão do ciclone. Os sistemas sinóticos que se assemelham às frentes frias secundárias, foram descritos por Mullen (979). Ele verificou que pequenos ciclones foram formados e desenvolvidos no ar frio atrás da frente fria polar. Estes ciclones estavam associados a uma baroclinia profunda através da troposfera e com uma corrente de jato bem desenvolvida. Também, foi encontrada instabilidade condicional nos baixos níveis da troposfera e, no estágio inicial do desenvolvimento destes ciclones, foi observado aquecimento intenso embaixo. A instabilidade baroclínica foi indicada em todos os sistemas analisados. A liberação de calor latente provoca a formação das ondas curtas nestes ciclones oceânicos. Foi observado um desenvolvimento de nuvens Cb nas regiões com forte giro do vento em altos níveis da atmosfera. O desenvolvimento de nuvem-vírgula inteiramente dentro do ar frio foi citado no trabalho de Bonatti ( 988) entre três seqüências básicas de desenvolvimento de vórtices em latitudes médias. As nuvens-vírgula têm escala horizontal da ordem de 000 a 2000 km e de tempo de 0,5 a 2 dias. O caso analisado por Bonatti apresenta o desenvolvimento de uma nuvem-vírgula invertida sobre o Paraguai, norte da Argentina e sul do Brasil. Estas nuvens foram formadas sobre uma baixa relativamente quente observada na carta de pressão à superfície. Estas nuvens ocorrem em associação a baroclinia em alguma parte ou em toda profundidade da troposfera e, ao mesmo tempo, instabilidade condicional em uma profundidade substancial. A instabilidade baroclínica úmida parece ser o mecanismo responsável pela geração das perturbações de nuvem-vírgula. Estes mecanismos para a formação de nuvem-vírgula invertida são diferentes dos descritos em Zverev (968). Este tipo de sistema sinótico não foi incluído no grupo de frente secundária do presente trabalho. Um ciclone no ar frio foi descrito pelo Bluestein (993) e chamado de "polar low". Este ciclone foi formado no ar frio sem advecção de ar quente, tendo sido observada somente advecção de ar frio. A escala horizontal do ciclone foi de alguns milhares de quilômetros. Este ciclone estava associado à liberação de calor latente da superfície oceânica quente e desenvolvimento de instabilidade. Foi destacado que este tipo dos vórtices foi observado sobre o oceano próximo da Groenlândia, no Norte do oceano Pacífico e sobre o Mediterrâneo. Esta descrição do ciclone no ar frio é muito parecida com a frente secundária na terminologia de Zverev ( 968). Reeder e Smith ( 998) citaram uma descrição de Zillman e Price ( 972) sobre o desenvolvimento de uma vírgula invertida no ar frio atrás da frente fria, a qual é muito semelhante às descritas por Zverev ( 968), Mullen (979) e Bluestein (993). Reeder e Smith acentuaram, também, que não foi determinadauma terminologia para este processo e na literatura se utilizam diferentes nomes, entre quais "polar low", "polar trough" e "cold-air vortice". Posteriormente neste trabalho, para a identificação deste tipo de processo sinótico, usar-se-á, de acordo com Zverev (968), o termo frente fria secundária. A posição climatológica das frentes à superfície para o Hemisfério Sul durante o IGY (International Geophysical Year) é apresentada por Taljaard ( 972), utilizando dois critérios, ou seja, as áreas de distribuição das freqüências das frentes e a baroclinia média da atmosfera. No trabalho de Taljaard, foram incluídos também os resultados obtidos por Van Loon. Taljaard (972) calculou os números das frentes num período de 00 dias, numa área de 400.000 km2, em

Natalia Fedorova e Maria Helena de Carvalho.. diferentes latitudes. No verão, foram incluídos os seguintes meses: janeiro de 958, quando foi registrado E Niíío, e fevereiro e março de 958, meses de um ano ċ Normal. (Os períodos dos fenômenos E Nino e La Niíía utilizados neste trabalho foram determinados de acordo com Trenberth, 997). No verão, o número de frentes de Taljaard aumenta de 0 na latitude de 20% até 50 frentes no extremo Sul da América do Sul. Sobre o oceano Atlântico, uma região com freqüência alta de frentes (até 50 frentes) foi localizada na latitude de, aproximadamente, 32 "S. Na parte Leste do continente da América do Sul, foi registrada uma frequência maior de frentes do que na parte Oeste. No inverno (julho, agosto e setembro de 957, foi registrado o fenômeno E Nino), a distribuição das frentes foi praticamente a mesma que no verão (citado no parágrafo anterior). A região com frequência máxima das frentes (50 em 00 dias) localiza-se próximo da costa Oeste da América do Sul entre as latitudes de 40 e 50 "S. Outro máximo das frentes (50 em 00 dias) sobre o oceano Atlântico, no inverno, pode ser claramente visto com o seu posicionamento de noroeste para sudeste; este máximo cruza a costa leste do continente entre 22 e 28 "S. Assim, durante todo o ano, as frentes à superfície são observadas no extremo Sul do continente e sobre o Atlântico e parte Leste da América do Sul, onde, no inverno, elas se localizam mais ao Norte do que no verão. A distribuição dos gradientes meridionais da espessura 500000 hpa confirma a posição das frentes no extremo Sul da América do Sul no verão (Taljaard, 972). Mas também, a região com estes gradientes altos cruza o continente na latitude de 34 OS, onde não foram registradas frentes. No inverno, estes gradientes apresentam os valores máximos sobre o centro do continente na latitude de 30 OS, ou seja, ao sul da posição da frente. No Sul do continente, onde existiu a frente, estes gradientes não foram observados. Por fim, Taljaard concluiu que, no Sul do continente, ao sul da latitude de 45 OS, a frente polar localiza-se durante todo o ano. Também no inverno, a frente polar cruza a parte leste do continente de noroeste para sudeste entre as latitudes de 20 e 25 OS; no verão, a frente fica mais ao sul, posiciona-se sobre o oceano Atlântico e atinge o continente na latitude de 32"s. A análise das passagens das frentes frias no,- nordeste do Brasil durante 0 anos foi apresentada no trabalho de Kousky (979). Os resultados mostram que zonas frontais penetram na região do estudo durante todo o ano. A velocidade baixa do deslocamento das frentes frias está associada à formação da onda na frente. O número de passagens frontais em Caravelas-BA, no primeiro semestre de 985, é de O até 4 por mês e, em janeiro, não foram detectadas zonas frontais (Aragão, 994). De acordo com Kousky (979), o número máximo de passagens frontais por mês foi 3. As invasões de frentes frias na direção norte no Brasil, nos meses de inverno, foram destacadas por Kousky e Ferreira (98) pela distribuição do segundo autovetor. Eles utilizaram o método das componentes principais e analisaram as variações de pressão à superfície e associaram a estas as frentes frias no Brasil. No verão, a posição das frentes frias no Sul e Sudeste do Brasil foi determinada pela distribuição do terceiro autovetor. Na primavera, as frentes frias no Sul do Brasil foram identificadas pelo quarto autovetor. A análise das interações entre sistemas frontais na América do Sul e a convecção tropical na Amazônia foi feita no trabalho de Oliveira (986) e também é apresentada em Satyamurty et al. (998). Verificou-se que esta interação se dá, predominantemente, quando os sistemas frontais estão associados a cavados que se estendem dos baixos aos altos níveis, com inclinação preferencial noroeste-sudeste. Há forte advecção de ar frio e subsidência no lado polar da faixa de nebulosidade convectiva associada e advecção de ar quente e movimento ascendente na região desta faixa. A climatologia (durante dez anos, de 975 até 984) das penetrações frontais na América do Sul (para 4 faixas de latitudes: de 40 até 35 OS, de 35 até 25 "S, de 25 até 20 "S e de 20 até 05 OS) e da atividade convectiva na Amazônia foi feita por imagens do satélite GOES. As penetrações dos sistemas frontais foram observadas em todas as faixas de latitude durante todos os anos. Foi notado que a região entre 25 e 20 "S é o limite de penetração meridional para a maioria dos sistemas frontais. Os sistemas frontais são mais freqüentes na faixa de 40 até 35 "S (nove por mês) e mais raros ao norte de 20% (dois por mês). Notou-se que a trajetória dos sistemas frontais, quando se encontravam ao sul de 40 OS, era predominantemente zonal. Entre 35 e 40 "S algumas frentes ganham trajetória mais meridional e atingem latitudes mais baixas, enquanto outras prosseguem numa direção mais zonal. Os campos climatológicos, associados às frentes, quais sejam, de vorticidade relativa, de divergência, de temperatura e, também, de função de frontogênese em baixos níveis da atmosfera são apresentados por Satyamurty e Mattos (989). Esta climatologia está baseada na análise de um período de 7 anos, de 975 até 98. A distribuição de temperatura para 4 meses mostra

Processos sinóticos em anos de La Niíía e de E Niíío Parte : Zonas Frontais que a zona com os gradientes de temperatura mais elevados, em julho, atinge 5 "S na costa leste do continente da América do Sul e 25 "S no centro do continente. No verão esta zona localiza-se ao sul, no extremo Sul do continente, o que está de acordo com os resultados de Taljaard ( 972). Os sistemas frontais, os quais atuam no litoral do Brasil entre as cidades de Porto Alegre e Rio de Janeiro, provocam vános fenômenos adversos. O deslocamento das zonas frontais e as condições sinóticas associadas às mesmas foram analisados no trabalho de Lemos e Calbete (998). Araújo et a.(988) também estudaram aspectos sinóticos das chuvas intensas sobre a região Sudeste do Brasil. Ficou constatada uma típica situação de bloqueio de frente fria no Oceano Atlântico, próximo ao litoral da região Sudeste e simultaneamente sobre o Brasil Central. Aragão e Correia (994) estudaram as passagens frontais em Caravelas-BA, no primeiro semestre de 985. Elas concluíram que somente nos meses de maio e junho a atuação de sistemas frontais levou à mudança de massa de ar na região de Petrolina. O trabalho de Diniz (984) analisou a ocorrência de ventos fortes no Rio Grande do Sul, devido à formação de um vórtice ciclônico extratropical associado a uma frente fria. Diniz demonstrou como destacar a formação e o deslocamento deste sistema sinótico em tempo real. O trabalho presente é a segunda parte da análise conjunta dos vários sistemas e processos sinóticos em anos de La Niíía e de E Niíío. O objetivo deste trabalho é a análise das interações entre os fenômenos La Niíía e E Niíío e os vários tipos de frentes polares (frentes frias, quentes, oclusas e secundárias) na partes Central e Sul da América do Sul e oceanos adjacentes. 2. METODOLOGIA E DADOS A identificação da posição das zonas frontais é um problema real. O método sinótico (Zverev, 968) utiliza juntamente a informação de diferentes campos meteorológicos: ) à superfície: pressão, tendência da pressão, laplaciano da pressão, vento, temperatura, umidade, fenômenos meteorológicos; e 2) em diferentes níveis da atmosfera: altura geopotencial, temperatura, gradiente de temperatura, altura geopotencial relativa entre níveis baixos e médios (freqiientemente entre 000 e 500 hpa). No trabalho de Kousky (979), a identificação das frentes foi feita pela análise da mudança temporal do vento, da temperatura do bulbo úmido e da pressão. Taljaard (972) utilizou a distribuição dos gradientes meridionais da espessura 500000 hpa como a característica da posição das frentes. Os resultados dos modelos de Reeder e Smith (988), Smith et al. (995) mostram que o eixo dos valores máximos da vorticidade relativa está associado à posição da frente fria em baixos níveis. Para a identificação da frente em altos níveis, Davies e Rossa (998) sugeriram utilizar o forte gradiente de vorticidade potencial nas superfícies isentrópicas. Também, as frentes podem ser identificadas pelos dados de satélite, como foi feito por Rao et al. (990) e Fedorova & Bakst (996), cujas descrições foram utilizadas no trabalho presente para a identificação do tipo (quente, fria, oclusa) e a posição das frentes. A frente fria secundária foi determinada de acordo com Zverev (968), Mullen (979), Bluestein (993);Fedorova & Bakst (996) e Reeder e Smith (998). Na identificação das zonas frontais, foram usadas seqüências de imagens de satélite GOES nos canais infravermelho (IR) e vapor d'água (WV) sobre a América do Sul. Os exemplos da identificação dos vários tipos de zonas frontais são apresentados na Figura. Este trabalho não é o primeiro no qual as imagens de satélite foram utilizadas para estabelecer uma climatologia de frentes. Por exemplo, as imagens de satélite no canal infravermelho foram usadas no estudo da associação entre penetrações frontais na América do Sul e a atividade convectiva na Amazônia (Oliveira, 986). A análise dos diferentes tipos de dados de satélite foi feita na Parte I (Fedorova e Carvalho, 999). Também no mesmo trabalho, foi realizada uma análise dos dados da temperatura da superfície do mar (CPTEC, "E Niíío" e CPTEC, "La NiÍía") e foram escolhidos para a análise os seguintes meses, quando ocorrem os fenômenos: ano de E Nino -desde julho de 997 até março de 998; ano de La Niíía - desde julho de 998 até março de 999; e o ano Normal - desde julho de 996 até março de 997. As posições das frentes quente, oclusa e secundária foram identificadas de acordo com a Figura 2 para a América do Sul com partes dos oceanos Pacífico e Atlântico. As zonas frontais situadas nas regiões 5 e 6 daquela figura determinam diretamente o tipo de tempo no Sul do Brasil. As zonas frontais posicionadas nas regiões restantes influem na formação do tempo no Sul do Brasil de maneira indireta. Por outro lado, estas zonas frontais podem deslocar-se para o sul do Brasil e determinar o tempo de forma direta na região de interesse.

Natalia Fedorova e Maria Helena de Carvalho Fig. - Identificação dos vários tipos de zonas frontais utilizando os dados de satélite no canal infravermelho sobre a América do Sul: a) frentes fria, quente e oclusa; b) frente'fria secundária. A posição da frente fria foi determinada mais detalhadamente de acordo com a Figura 2. Sabendo-se que a banda de nuvens das frentes frias, frequentemente, estende-se de sudeste para noroeste ou é zonal, na Figura 2 foi marcada a posição não de toda a frente fria, mas somente da parte dela, que influi na formação do tempo no Sul do Brasil, de uma forma semelhante à utilizada no trabalho de Kousky (979). Por exemplo, a região "frente fria " identifica a frente fria no Sul do oceano Pacífico; a região " frente fria 4" localiza-se sobre o Rio Grande do Sul; a " frente fria 3" mostra que o Rio Grande do Sul e o Uruguai estão localizados na vanguarda da frente fria. Posteriormente (na parte I do estudo dos processos sinóticos em anos La Nina e E Nino), serão analisadas detalhadamente as frentes frias que passam mais ao norte. Esta metodologia permite analisar a duração e periodicidade das zonas frontais em várias regiões da América do Sul com partes dos oceanos Pacífico e Atlântico. Foi calculada a quantidade de períodos com frente fria para as várias regiões da América do Sul. Chamou-se de período à seqüência dos dias com existência de qualquer frente fria nesta região. A duração deste período é a quantidade de dias com frente fria na mesma região. Em algumas situações, uma frente fria passou atrás da outra ou na mesma região, durante 6 dias, e foram observadas duas frentes frias. Este caso foi marcado como um período com duração de 6 dias.

Processos sinóticos em anos de La Nina e de E Niiío Parte : Zonas Frontais Fig. 2 - Regi'ão analisada e regiões principais. Os números indicam as diferentes regiões e as diferentes posições das zonas de frentes quentes, oclusas e secundárias. As regiões de frentes frias são indicadas por Fr Fr I, Fr Fr 2,Fr Fr 3 3. RESULTADOS E DISCUSSÃ~ fria fica nesta regi: ío, em média, 2-3 dias (ver último parágrafo deste iterr i), os resultados do presente trabalho As frentes frias são observi idas na faixa de estão de acordo coi n os dados de Oliveira (986). Ela latitudes entre 20 e 40 S, aproximad amente...._._...-, em -_.. 74%...- ~ncnntrnii - -- -- - oiip,--, mel...-alsalmente, cerca de 6 a 7 sistemas dos dias analisados (Tabela ). As frentes quentes são muito mais raras, ou seja, somente em 5 % dos dias identificam-se estas frentes. Pode ser que isto ocorreu porque as frentes quentes não podem ser determinadas muito claramente nos ciclones rápidos, os quais estão associados à circulação zona (Taljaard, 972). Nina 3. Frentes frias nos anos de E Nino e de La A quantidade de dias com frentes frias na faixa de latitudes entre 20 e 40"s foi aproximadamente igual nos anos de E Nifio, de La Nifia e Normal, ou seja, entre 72 e 75% dos dias analisados (Tabela ). Isto significa que, aproximadamente, durante 22 dias por mês nestas latitudes, se localiza uma frente fria. Porque a frente frontais atingem a região costeira do sul do Brasil, diminuindo para 4 a 5 na região sudeste. No mês de dezembro, quando os fenômenos La Nina e E Nino estavam mais ativos, a quantidade destes dias diferiu bastante, ou seja, no ano de E Niiío, atingiu 90% dos dias analisados e, no ano de La Nina, diminuiu até 56,7%. Nos meses de março e agosto do ano de La Nifia, o fenômeno não foi intenso, com temperatura da superfície do mar de -0,2 "C (CPTEC, "La Nina" ), e a cada dia foi observada mais do que uma frente fria na mesma faixa de latitudes (em 03,4 e 08,7% dos dias analisados, respectivamente). Nos mesmos meses do ano de E Niiío, o fenômeno foi bastante intenso com temperatura da superfície do mar de 2,2 e 3,l "C, respectivamente, e as frentes frias estavam presentes somente em 50% dos dias.

Natalia Fedorova e Maria Helena de Carvalho - Tabela - Quantidade (Q) de zonas frontais na faixa de latitudes 20 a 40"s em anos de La Niíía, de E Niíío e Normal. Fr. Fr. é frente fria. Fr. Q. é frente quente. m são os meses. N é a quantidade dos dias analisados. Q em porcentagem em relação a N (o valor maior do que 00% mostra que, em alguns dias nesta região, foram observadas mais do que uma zona frontal). C é a soma dos casos ou dos dias analisados. = m Fr. Fr. I Fr. O. I N Q (casos)l Q(em %) I Q (casos) l ~(em %j I La Niíía I I E Niíío I I Normal I Os dados da Tabela 2 mostram que, no ano de La Niíía, a quantidade de frentes frias em várias regiões da América do Sul é praticamente igual, ou seja, estas frentes são observadas em 37,O a 4l,l% dos dias nas regiões, 3 e 4 e um pouco mais frequentemente, em 49,7% dos dias analisados, sobre o Sul do continente da Améiica do Sul. No ano de E Niiío, houve uma maior freqüência de frentes frias sobre o Sul do continente da América do Sul e sobre o Rio Grande do Sul e Uruguai (43 e 44%, respectivamente, para as regiões 2 e 4). Pelos dados da mesma tabela, pode-se ver o aumento das frentes frias sobre o Rio Grande do Sul (frente fria 4) nos meses de março, agosto e setembro do ano de La Niíía, comparado com os meses quentes (desde novembro até fevereiro). Este resultado, em geral, confirma os dados de Oliveira (986). Ela obteve que, na faixa de 40-35 OS, ocorreu um máximo de penetrações das frentes no inverno (em julho,,9 por mês) e um

64 Processos sinóticos em anos de La Nina e de E Nino Parte : Zonas Frontais mínimo em março (7,4 por mês). Entre as latitudes de Analisando ainda a Tabela 2, observa-se 35-25"S, houve redução no número de penetrações que, sobre o Rio Grande do Sul nos meses de outubro, frontais em relação à faixa ao sul, tendo ainda o seu novembro e dezembro, ou seja, durante a fase mais ativa máximo em julho com média de 7,7 e mínimo em abril dos fenômenos La Niíía e E Nino, as frentes frias foram (5,l por mês). Na faixa de latitudes entre 25 e 20 OS, o observadas com maior freqüência no ano de E Nino número mínimo das mesmas foi somente 2,5 por mês. (60,40 e 44%, respectivamente) do que no ano de La Entre junho e janeiro, as penetrações das frentes não Niíía (aproximadamente, 30%). mostram grandes variações (entre 4 e 5 por mês). Tabela - 2 Quantidade de frentes frias em várias regiões da América do Sul, em anos de La Niíía, de E Nino e Normal. Números das regiões de acordo com a Figura 2. Entre parênteses, é indicada Q, em porcentagem em relação a N. As outras abreviações são as mesmas que na Tabela. m 2 3 4 I N Obs.: No mês 9 do ano de E Niíío, houve 5 dias com o segundo tipo de dados de satélite. Obs.: No mês 0 do ano de La Niíía, houve 4 dias com o segundo tipo de dados de satélite.

Natalia Fedorova e Maria Helena de Carvalho 65 A nebulosidade das frentes frias foi identificada sobre uma região em média durante 3 a 4 dias. Em algumas situações no ano de E Niíío, a duração da frente fria, em uma região, foi de 6 dias (ou seja, por exemplo, durante 6 dias duas frentes passaram sobre a região e cada frente foi localizada sobre a mesma região durante 3 dias). Neste ano, a permanência das frentes frias sobre o Rio Grande do Sul foi maior do que em outras regiões.,a quantidade de períodos com frentes frias em várias regiões da América do Sul é mostrada pelos dados da Tabela 3. A quantidade de períodos com frentes frias por mês, em média, foi de 6, sendo um pouco menor no ano de E Nifio (5,7) e um pouco maior no ano de La Niiía (6,5). A duração destes períodos é maior no ano de E Nifio do que no ano de La Nifia (2,l e,6 dias, respectivamente). É importante acentuar que, no ano de La Nina, a variação desta duração é menor do que no ano de E Niíío. Assim, os valores mínimos e máximos da duração de períodos com frentes frias, no ano de La Nina, foram de,l até 2,6 dias e, no ano de E Nino, estes valores foram de,5 e 5,O dias. Tabela - 3 Quantidade de períodos (Q) com frentes frias em várias regiões (representados por números) da América do Sul, em três meses, nos anos de La Nina e de E Nino e a duração média de cada período (D). M é o valor médio de Q e D. I I outubro I novembro I dezembro 3.2 Frentes quentes nos anos de E Nino e de La Nina Taljaard (972) detectou frentes quentes nas latitudes subtropicais do Hemisfério Sul na latitude de 40 "S. Neste trabalho, foi obtido que, na faixa de latitudes entre 20 e 40 S, as frentes quentes foram identificadas, aproximadamente, em 5,4% dos dias analisados (Tabela ). Nos anos de La Nina e de El Niíío, a quantidade de dias com frentes quentes é quase igual, 3,7 e 4,7% dos dias analisados, respectivamente, mas, no ano Normal, esta porcentagem aumentou até 9,7%. Na fase mais ativado fenômeno La Nina, nos meses de nogembro e dezembro, esta porcentagem varia bastante, ou seja, 3,3 e 26,7%. Nos mesmos meses do ano de E Nino, esta porcentagem não variou muito e foi de, aproximadamente, 3%. Os dados da mesma tabela também mostram que, em geral, nos meses de inverno, aumenta a quantidade de frentes quentes. Este resultado está de acordo com os processos da Circulação Geral (Palmén e Newton, 969), ou seja, com o deslocamento para o norte no inverno da faixa das frentes polares. Sabe-se que as frentes quentes são associadas a ciclones jovens e a ciclones no estágio de desenvolvimento máximo; por isso, foi feita a comparação da freqüência das frentes quentes com a frequência de ciclogênese (regiões ciclogenéticas). A maior frequência de ciclogênese, pelo dados de Gan (992), ocorre no inverno e a menor no verão. Pelo dados de Sinclair (996), o processo de ciclogênese ocorre sobre o continente: no inverno, sobre o Uruguai e sobre a Argentina entre 40 e 50"s; no verão, o centro da ciclogênese sobre o Uruguai enfraquece-se e intensifica-se o centro sobre a Argentina. Os resultados destes dois trabalhos confirmam a predominância das frentes quentes no Sul do Brasil no inverno. A quantidade das frentes quentes em várias regiões da América do Sul, em anos de La Nina, E Nifio e Normal é mostrada a Tabela 4. Tanto no ano da La Nina como no ano de E Nino, as frentes quentes são mais freqüentes sobre o oceano Atlântico (regiões 3 e 6) e no Sul do continente da América do Sul (região 2). É sabido que as frentes quentes existem nos primeiros estágios de desenvolvimento do ciclone polar (por

Processos sinóticos em anos de La Nina e de E Nino Parte : Zonas Frontais exemplo, Bluestein, 993). Vários autores, entre os quais Gan e Rao (99) e Sinclair (996), mostraram que sobre a América do Sul existem duas regiões de ciclogênese: uma sobre o golfo San Matias, na Argentina, e outra sobre o Uruguai. O presente trabalho está de acordo com este resultado, ou seja, as regiões de ciclogênese são, também, as regiões de maior freqüência das frentes quentes. A Tabela 4 também mostra que, no ano de La Nina, a maior quantidade de frentes quentes foi observada sobre o Sul do oceano Atlântico (na região 3, em 8,9% dos dias analisados). Nos meses de novembro e dezembro deste ano, quando o fenômeno La Nifia estava na fase ativa, a quantidade de frentes quentes na mesma região foi de I0 e 6, respectivamente. No ano de E Nifio, nos mesmos meses, a quantidade de frentes quentes foi menor, ou seja, e 4, respectivamente. No ano Normal, na mesma região e nos mesmos meses, não foi identificada nenhuma frente quente. Neste ano, aumentou a quantidade das frentes quentes nas regiões 5 e 6, ou seja, sobre o continente e sobre o oceano Atlântico na faixa de latitudes entre 20 e 40"s. Tabela - 4 Quantidade de frentes quentes em várias regiões da América do Sul em anos de La Nifia, de E Nino e Normal. As outras abreyiações são as mesmas que nas Tabelas e 2. Obs.: No mês 0 do ano de La Nina, houve 4 dias com o segundo tipo de dados de satélite.

Natalia Fedorova e Maria Helena de Carvalho 67 A duração da vida da frente quente foi mais curta do que a da frente fria, ou seja, a nebulosidade desta frente foi identificada durante um ou dois dias e, somente em algumas situações, durante três dias. A permanência da frente quente sobre a região Sul por vários dias (não foi citado o número de dias) foi referida por Severo (994). Ele estudou um tipo de situação sinótica com frente quente, a qual provocou precipitações no Sul do Brasil. Numa situação deste tipo, foi observado um sistema frontal que passou pelo sul do Brasil; depois, nesta frente, desenvolveu-se um sistema de baixa pressão com frente quente, e esta parte do sistema frontal retrocedeu ao sul. Na literatura, as autoras não encontraram nenhuma informação sobre a climatologia de frentes quentes na região da América do Sul. Por isso, não foi feita a comparação dos resultados obtidos-neste trabalho. 3.3 Frentes oclusas nos anos de El Niíío e La Niíía As frentes oclusas são mais raras do que as frentes quentes e as frentes frias (Tabela 5). No ano de La Nina, as frentes oclusas foram observadas somente em 33% dos dias analisados e, nos anos de E Nino e Normal, um pouco mais frequentemente, ou seja, em 9% dos dias. A quantidade máxima de dias com frente oclusa durante um mês foi de 5 no ano de El Nino (em outubro) e 4 nos anos de La Nifia (em março) e Normal (em julho). O aparecimento raro de frentes oclusas na região de estudo está de acordo com os resultados de Sinclair (995). Ele utilizou a vorticidade geostrófica çg para a localização automática dos ciclones e a determinação da intensidade dos mesmos. Os dados climatológicos dele (no período de 980-986) mostram que os ciclones, no estágio de desenvolvimento máximo, localizam-se durante todo o ano sobre o Sul do oceano Atlântico, próximo da costa leste do continente ao sul da latitude de 45 "S. Os ciclones velhos, de acordo com o mesmo trabalho, foram observados mais a leste, ou seja, a leste de 40%'. Devido às frentes oclusas estarem associadas aos ciclones no estágio de desenvolvimento máximo e com os ciclones velhos e se posicionarem nas partes oeste e sul (no Hemisfério Sul) do ciclone, estas frentes se localizam fora da nossa região de estudo. Tabela - 5 Quantidade (Q) de frentes oclusas nos anos de La Niíía, de E Nino e Normal. As outras abreviações são as mesmas, que nas Tabelas e 2. Im I La Niíía I E Niíío I Normal - - Os dados da Tabela 6 mostram a quantidade de frentes oclusas em várias regiões da América do Sul. No ano Normal, as frentes oclusas formaram-se com maior frequência (7 dias por mês) sobre o Sul do oceano Atlântico (região 3 da Figura 2) do que nos outros anos. No ano de La Nina, a maior frequência foi observada sobre a mesma região. Este resultado está de acordo com a posição climatológica (Sinclair, 995) dos ciclones no estágio de desenvolvimento máximo e dos ciclones velhos, a qual foi referida no parágrafo anterior. Um resultado diferente foi obtido para o ano de E Nino, quando as frentes oclusas formaram-se com a mesma frequência sobre todo o continente da América do Sul e oceano Atlântico ao sul da latitude 20s (regiões 2, 3, 5 e 6). Estes resultados estão de acordo com o resultado obtido na primeira parte deste trabalho (Fedorova e Carvalho, 999), ou seja, no ano de La Niíía, foram observadas as trajetórias dos vórtices ciclônicos zonais mais ao sul da latitude de 50s e as trajetórias de noroeste a sudeste sobre o continente para o oceano na

Processos sinóticos em anos de La Nifia e de E Nifio Parte : Zonas Frontais faixa 20-40"s. Por isso, a maioria dos vórtices ciclônicos, notada a predominância das trajetórias zonais mais ao no estágio de desenvolvimento máximo ou quando já é norte (até 35%) do que no ano de La Niíía, ou seja, os velho, foi localizada sobre o sul do oceano Atlântico (a vórtices ciclônicos, nos mesmos estágios de desenregião 3). No ano de E Niíío, no mesmo trabaho;foi volvimento, foram observados nas regiões 2,3,5 e 6. Tabela - 6 Quantidade de frentes oclusas em várias regiões da América do Sul nos anos de La Niíía, de E Nino e Normal. As outras abreviações são as mesmas que nas Tabelas e 2. m 2 3 4 5 6 * Normal 2" - C 7 O 3 22 Obs.: No mês 9 do ano de E Niíío, houve 5 dias com o segundo tipo de dados de satélite. Obs.: No mês 0 do ano de La Niíía, houve 4 dias com o segundo tipo de dados de satélite.

Natalia Fedorova e Mana Helena de Carvalho 69 3.4 Frentes frias secundárias nos anos de E Nino frequentes (8,5% dos dias). A maior quantidade por mês e de La Niíia dos dias com frente fria secundária (7 dias) foi registrada no mês de outubro do ano de E Nifio, quando este As frentes frias secundárias formaram-se mais fenômeno estava numa fase muito ativa e a anomalia raramente do que as outras zonas frontais (Tabela 7). positiva da temperatura da superfície do mar atingiu 3,5"C. Nos anos de La Nifia e Normal, estas frentes foram Neste mês, foram observadas 4 seqüências de dias com observadas somente em 2,6 % dos dias analisados. No frente fria secundária; em 3 sequências, esta frente foi ano de E Niíío, as frentes frias secundárias foram mais observada durante 2 dias e, em um caso, um dia. Tabela - 7 Quantidade (Q) de frentes secundárias nos anos de La Niíía, de E Nino e Normal. As outras abreviaqões são as mesmas que nas Tabelas e 2. m La Niíia E Niíio Normal A quantidade de frentes frias secundárias em várias regiões da América do Sul, em anos de La Nina, de E Niíío e Normal, é mostrada nos dados da Tabela 8. Através destes dados, pode-se ver que sobre o continente, ou seja, nas regiões 2 e 5, não foi marcada nenhuma frente fria secundária. A análise mais detalhada destes casos mostrou que somente as extremidades destas frentes passaram sobre o litoral sul do Brasil. Esta tabela também mostra que, no ano de La Nina, a maior quantidade (4) de dias com frentes frias secundárias ocorreu no Sul do oceano Atlântico (regiãó 3), ou seja, onde foi observada a maioria das frentes oclusas. Na opinião das autoras, isto ocorreu porque as frentes frias secundárias, como as frentes oclusas, são observadas no vórtice ciclônico no estágio de desenvolvimento máximo ou quando ele já é velho. A climatologia dos ciclones no estágio de desenvolvimento, máximo foi discutidano item 3.3. Adicionalmente à análise da concordância do estágio de desenvolvimento dos ciclones com a trajetória 2 do mesmo, que foi feita no item 3.3, pode-se destacar que, na região 3, no ano de La Niíía, foram observados mais vórtices ciclônicos do que em outras regiões (Fedorova e Carvalho, 999). No ano de E Niíío, através dos dados da mesma tabela, no Sul do oceano Pacífico (região ) e no oceano Atlântico (regiões 3 e 6) as frentes frias secundárias formaram-se com a mesma freqüência (a quantidade de dias com esta frente foi 5 em cada região citada anteriormente). Os resultados obtidos neste trabalho são parecidos com aqueles da climatologia das frentes frias secundárias (dos vórtices ciclônicos no ar frio) para a região da Austrália, citados em Reeder e Smith (998). Eles mostraram que aquelas frentes se desenvolvem frequentemente durante os meses de inverno; geralmente se posicionam sobre os oceanos, no lado frio da corrente de jato polar e um número significativo das mesmas fica próximo do continente Antártico. Estas frentes localizarnse próximo a uma forte zona baroclínica ou de uma frente e separaram o ar frio continental e o ar marítimo relativamente quente.

Processos sinóticos em anos de La Niiía e de E Nino Parte : Zonas Frontais Tabela - 8 Quantidade de frentes secundárias em várias regiões da América do Sul, nos anos de La Nifia, de E Nifio e Normal. As outras abreviações são as mesmas que nas Tabelas e 2. m 2 3 4 5 6 I N La Niíía 2 3 7" 8" 9" 0. 2 C O O 3 4 O O 2 29 28 29 4 23 25 29 30 30 227 " 2" 3" 7" 8* 9 0" " 2" x O O Normal O O 2 22 9 5 3 4 6 3 22 Obs.: No mês 9 do ano de E Nino, houve 5 dias com o segundo tipo de dados de satélite. Obs.: No mês 0 do ano de La Nina, houve 4 dias com o segundo tipo de dados de satélite. 4. CONCLUSÃO observadas mais frequentemente (em 49,7% dos dias analisados) sobre o Sul dcr continente da América do Nos meses em que os fenômenos La Nina e E Sul. No ano de E Nino, a maior freqüência destas frentes Nino estavam na fase mais ativa, a quantidade de dias foi, também, sobre o Sul do continente da América do com frentes frias na faixa de latitudes entre 20 e 40"s no Sul e ainda sobre o Rio Grande do Sul e Uruguai ano de E Niíío atingiu 90,3% dos dias analisados e, no (aproximadamente em 44% dos dias). ano de La Nifia, diminuiu até 56,7%. Sobre o Rio Grande do Sul, durante a fase mais No ano de La Nina, as frentes frias foram ativa dos fenômenos La Nina e El Nino, as frentes frias

Natalia Fedorova e Maria Helena de Carvalho foram observadas com maior frequência no ano de E Nino (em 40 a 60% dos dias) do que no ano de La Niiía (aproximadamente em 30%). Nos anos de La Nina e de E Niiío, a quantidade de casos de frentes quentes na faixa de latitudes entre 20 e 40"s é quase igual, aproximadamente 4% dos dias analisados, mas, no ano normal, esta porcentagem aumentou até 20%. Em geral, nos meses de inverno, aumenta a quantidade de frentes quentes. As frentes quentes são mais frequentes sobre o oceano Atlântico e o Sul do continente da América do Sul. No ano La Niiía, a maior quantidade de frentes quentes foi observada sobre o Sul do oceano Atlântico. No ano normal, aumentou a quantidade de frentes quentes sobre o continente e sobre o oceano Atlântico na faixa de latitudes entre 20 e 40"s. No ano de La Nifia, as frentes oclusas foram observadas somente em 33% dos dias analisados e, nos anos E Nino e Normal, um pouco mais frequentemente, ou seja, em 9% dos dias. No ano de La Nina, a maior frequência das frentes oclusas foi observada sobre o Sul do oceano Atlântico. No ano de E Nino, as frentes oclusas formaram-se com a mesma frequência sobre o todo continente da América do Sul e oceano Atlântico ao sul da latitude 205. As frentes frias secundárias foram mais frequentes no ano de El Nino (8,5% dos dias analisados) do que nos anos de La Nifia e Normal (2,6 % dos dias analisados). As frentes frias secundárias são observadas somente sobre os oceanos e não foram marcadas sobre o continente. 5. AGRADECIMENTOS As autoras agradecem ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) pelo financiamento deste trabalho no Centro de Pesquisas Meteorológicas da Universidade Federal de Pelotas. intensas sobre a região sudeste do Brasil - Fevereiro - 988. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE METEOROLOGIA, 5, 988, Rio de Janeiro. Anais... v. 2, p. IX.39-IX.43. BLUESTEIN, H. B. Synoptic - dynamic meteorology in midlatitudes: observations and theory of weather systems. New York: Oxford University Press, 993. v.2, p. BONATTI, I. P. Sistemas de vórtices de ar frio do tipo vírgula: apostila do curso Modelos Diagnósticos para Previsão do Tempo. São Paulo: USP, 988. p. 53-75. CPTEC "La Niíía", products. Disponível em: <http:/i www.cptec.inpe.br/products/laninha/nina3.gif> Acesso em: 23 abr. 999a. CPTEC "E Niíío", products, disponível em: <http:/f www.cptec.inpe.br/products/elninho/ninho3.gif> Acesso em: 23 abr. 999b. DAVIES, H. C., ROSSA, A. M. PV Frontogenesis and Upper-Tropospheric Fronts. Mon. Wea. Rev., v. 26, p. 528-39,998. DINIZ, F.A. Ciclone extratropical associado a uma frente fria (situação 28-05-84 a 30-05-84). In: CONGRESSO BRASILEIRO DE METEOROLOGIA, 3, 984, Belo Horizonte. Anais...v. 2, p. 246-68. FEDOROVA, N., BAKST, L., Frontal section identification from satellite data. Part I. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE METEOROLOGIA, 9, 996, Campos do Jordão. Anais... v., p. 659-63. % investigação a 6. REFERÊNCIAS FEDOROVA, N., CARVALHO, M.H. Processos sinóticos em anos de La Nifia e de E Nino. Parte I: Vórtices Ciclônicos. Rev. Bras. Meteorol., v., n., ARAGÃO, M. R. S., CORREIA, M. F. Uma sobre a influência de sistemas frontais p., 999. em Petrolina-PE: o ano de 985 In: CONGRESSO GAN, M. A., RAO, V. B. Surface cyclogenesis over BRASILEIRO DE METEOROLOGIA, 8, 994, South America. Belo Horizonte. Anais...~. Mon. Wea. Rev., v.9, p. 293-2, p. 586-9. 302,99. ARAÚJO, M. A. A., SANTOS, A. P., VIOLA, P. E., ARAÚJO, C. M. A. Aspectos sinóticos das chuvas KOUSKY, V. E. Frontal Influences on Northeast Brazil. Mon. Wea. Rev., v. 07, p. 40-53, 979

72 Processos sinóticos em anos de La Nina e de E Nifio Parte : Zonas Frontais KOUSKY, V. E., FERREIRA, N. J. Interdiurnal surface pressure variations in Brazil: Their spatial distributions, origins and effects. Mon. Wea. Rev., V. 09, p. 999-2008,98. LEMOS, C. F., CALBETE, N. O. Período em que os sistemas frontais atuaram no litoral do Brasil entre a cidade de Porto Alegre e Rio de Janeiro (Período 988-993). In: CONGRESSO BRASILEIRO DE METEOROLOGIA, 0, 998, Brasília. Anais... CD-ROM. MULLEN, S. L. An Investigation of Small Synoptic-Scale Cyclones in Polar Air Streams. Mon. Wea. Rev., V. 07, p. 636-47,979. OLIVEIRA, A. S. Interações entre sistemas frontais na América do Sul e a convecção na Amazônia. INPE-4008-TDLl239, São José dos Campos, 986.34~. Dissertação (Mestrado em Meteorologia) - Instituto de Pesquisas Espaciais. PALMÉN, E., NEWTON, C. W. Atmospheric circulation systems: their structure and physical interpretation. New York: Academic Press, 969. 603 p. RAO, P.K., HOLMES, S.J, ANDERSON, R.K., WINSTON, J.S., LEHR, P.E., Weather Satellites: systems, data, and environmental applications. Boston: American Meteorological Society, 990.503~. REEDER, M. J., SMITH, R. K. On the horizontal resolution of fronts in numerical weather prediction models. Aust. Meteorol. Mag., v. 36, p. -6, 988. REEDER, M. J., SMITH, R. K. Mesoscale meteorology. Meteorology of the Southern Hemisphere. v. 27, n. 49, p. 20-4, 998. SATYAMURTY, P, MATTOS, L. F. Climatological lower tropospheric frontogenesis in the midlatitudes due to horizontal deformation and divergence. Mon. Wea. Rev., v. 7, p. 355-64, 989. SATYAMURTY, P., NOBRE, C. A., SILVA DIAS, P. L. South America. Meteorology of the Southern Hemisphere. v. 27, n. 49, p. 9-40, 998. SEVERO, D. L. Estudo de casos de chuvas intensas no Estado de Santa Catarina: INPE-5682-TDI/ 568. São José dos Campos, 994.97~. Dissertação (Mestrado em Meteorologia) Instituto de Pesquisas Espaciais. SINCLAIR, M.R. A Climatology of Cyclogenesis for the Southern Hemisphere. Mon. Wea. Rev., v. 23, p.60-9,995. SMITH, R. K., REEDER, M. J., TAPPER, N. J., CHRISTIE, D. R. Central Australian Cold Fronts. Mon. Wea. Rev., v. 23, p. 6-38, 995. TALJAARD, J.J. Synoptic meteorology of the Southern Hemisphere. In: NEWTON, C.W.(Ed.). Meteorology of the Southern Hemisphere. Boston: American Meteorological Society, 972. p. 39-2. TRENBERTH, K.E. The definition of E Nino. Bull. Am. Meteorol. Soc., v. 78, n. 2, p. 277-7, 997. ZVEREV, A. S. Meteorologia sinótica e base do cálculo do tempo. Leningrad: Hydrometeoisdat, 968. 774p.