Análise sinótica de trovoadas ocorridas em Setembro de 2009 ao Norte de Cabo Verde Edwans Silva Cordeiro¹, Vladimir Levit², Natalia Fedorova², Gerson Ernesto Varela Lopes¹, Ruany Gomes Xavier Maia¹, Rayonil Gomes Carneiro¹ ¹Graduandos em Meteorologia Bacharelado, Instituto de Ciências Atmosféricas, Universidade Federal de Alagoas ICAT/UFAL, Maceió AL, email: divascordeiro@gmail.com, gbrunoj@hotmail.com, ruanymaia@gmail.com, rayonil_ono@hotmail.com. ² Professores Dr. ICAT/UFAL, email: vlevit@dimin.net, natalia@dimin.net. RESUMO: Fortes trovoadas foram observadas ao norte do arquipélago de Cabo Verde (17 11 N; 25 05 W) durante um período de 6 dias (14 à 20 de setembro). Através dos dados do satélite Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) e do Departamento de Controle do Espaço Aéreo, pôde-se notar a trajetória da trovoada nos primeiros dias até sua dissipação onde permaneceu somente chuva forte, ocasionando deslizamento de terra e a morte de 3 pessoas. As ilhas mais castigadas foram Santo Antão, São Vicente e São Nicolau. Análises sinóticas e termodinâmicas foram feitas através dos dados de Reanálise do NCEP, do modelo HYSPLIT e dados do satélite GOES nos canais IR, WV e IR Realçada. Corrente de Jato pôde ser observado nos três níveis da atmosfera, onde o lado quente na sua entrada em altos níveis, juntamente com a diminuição da velocidade do ar na sua saída em médios níveis ajudaram na convecção. Perfis verticais com dados de radiossondagem e reanálise em Cabo Verde mostraram instabilidade moderada. Os índices de instabilidade K e LI obtiveram valores significativos e CAPE mostrou valores elevados (entre 1085 e 2646J/kg). ABSTRACT: Strong thunderstorms were observed at North of Cape Verde archipelago (17 11 N: 25 05 W) during a period of 6 days (14 to 20 September, 2009). Using Tropical Satelite Rainfall Measuring Mission (TRMM) data and Departamento do Controle do Espaço Aéreo (DECEA) it was observed the thunderstorm trajectory in the first days until its dissipation persisting heavy rain. It caused landslides and killed three persons. The most affected islands were Santo Antão, São Vicente and São Nicolau. Synoptic and thermodynamic analysis were performed using data from the NCEP reanalysis, the HYSPLIT model and data from the GOES satellite channels IR, WV and IR Enhanced. Jet streams were observed at the three atmospheric levels.the warm air side at the jet stream entry in high atmosphere level together with wind velocity decrease at its exit in medium atmosphere level helped the convection formation. Vertical profiles obtained from radiosonde data and reanalysis in Cape Verde showed high instability. The instability indices K and LI obtained significant values and CAPE showed high values (between 1085 and 2646 J/kg). Palavras-Chaves: Trovoada, instabilidade. 1- INTRODUÇÃO O arquipélago de Cabo Verde está localizado na zona sub-saheliana, com um clima árido ou semiárido. O oceano e os ventos alísios moderam a temperatura. A média anual raramente é superior a 25 C e não desce abaixo dos 20 C. A temperatura da água do mar varia entre 21 C em Fevereiro e 25 C em Setembro. A estação chuvosa, de Agosto a Outubro, é muito irregular e geralmente com fraca pluviosidade, em especial nas ilhas de São Vicente e Sal. As ilhas mais acidentadas, como Santo Antão, Santiago e Fogo, beneficiam de maior pluviosidade. O objetivo geral deste trabalho é analisar de forma sinótica e termodinâmica as trovoadas que ocorreram sobre as Ilhas de Cabo Verde, no mês de Setembro de 2009, no intuito de melhorar a compreensão dos fenômenos locais, ajudando na previsão dos mesmos evitando danos à população. 2- METODOLOGIA A trovoada ocorrente no período de 6 dias (14 à 20 de Setembro de 2009) foi registrado pelo satélite Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) e do Departamento de Controle do Espaço Aéreo (DECEA). As análises sinóticas foram feitas para o dia 16 de Setembro, uma vez que este apresentou trovoada intensa sobre o arquipélago. Foram utilizadas as imagens do Satélite Meteosat nos canais Infra Vermelho (IR), Vapor d água (WV) e Infra Vermelho Realçada, através do Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos (CPTEC). Além destes, foram analisados os seguintes campos: pressão em superfície; linhas de corrente em baixos, médios e altos níveis; umidade em 1000hPa e omega em médios e altos níveis. Pelos
dados de reanálise do National Centers for Environmental Prediction (NCEP), foram construídos os perfis verticais de temperatura e ponto de orvalho (perfil simulado) para Cabo Verde. Para avaliar a qualidade do perfil simulado, foram utilizados os dados de radiosondagem (perfil real) para Senegal, obtidos pela University of Wyoming. 3- RESULTADOS Uma nebulosidade convectiva, sobre as ilhas de Santo Antão, São Vicente e São Nicolau, foi observada nas imagens de satélites no canal IR (Figura 1.a). Na imagem de satélite no canal de Vapor D água (WV), pode-se notar a presença de umidade considerável na alta atmosfera (Figura 1.b). Na figura (c) observou-se a temperatura do topo das nuvens e seu desenvolvimento sobre as ilhas de Santo Antão e São Vicente, onde chegam a obter -70 C. A Figura (d) mostra a ocorrência da trovoada para tal período com a imagem do satélite TRMM, para Cabo Verde. (a) (b) (c) (d) FIGURA 1 Imagens de satélites nos canais IR (a); Vapor d água (b); Realçada (c); e imagem do satélite TRMM (d), para o dia 16 de Setembro de 2009, às 00UTC. FONTES: CPTEC e TRMM. Foram analisadas as Linhas de Corrente para todo período de análise (Figura 2). Para exemplo apresenta-se os mapas das linhas de corrente às 18Z, onde foi verificado um Anticiclone em direção ao arquipélago, seguido de uma crista sobre as ilhas de Cabo verde; corrente de jato também se mantém presente com lado quente na entrada, ou seja, região que ajuda na formação dos movimentos ascendentes em 200hPa (Figura 2.a). Em 500 hpa (Figura 2b), apresenta um cavado gerado pelo ciclone localizado mais ao sul (17N 21W) juntamente com parte da corrente de jato em 500 ao leste da região do estudo, portanto, na ilhas obteve-se confluência devido diminuição da velocidade do ar (ajudando na formação dos movimentos ascendentes) provocando grandes estragos (Figura 2.b). E em 1000hPa foi observado a ocorrência de dois ciclones (13N-33W e 14N-17W) situadas a sudoeste e sudeste de Cabo Verde, e presença de uma crista com periferia quente onde passa corrente de jato em baixos níveis. (Figura 2.c). (a) (b) (c) FIGURA 2 Imagens de Linhas de Corrente em 200hPa (a); 500hPa (b) e; 1000hPa (c), às 06Z para o dia 16 de Setembro de 2009.
Movimentos ascendentes foram observados no nível de 300hPa (Figura 3.a) à oeste do arquipélago e movimentos descendentes ao Sul. Em médios níveis (500hPa) observou-se movimentos ascendentes em Cabo Verde (Figura 3.b), ocasionando certa instabilidade sobre o local. (a) (b) FIGURA 3 Omega em 300 (a) e 500 hpa(b) para às 06Z do dia 16 de Setembro de 2009, em Cabo Verde. FONTE: NCEP Um sistema de baixa pressão foi observado para o dia 15 de setembro, às 18Z, sobre o arquipélago em 18 N 25 W (Figura 4.a). No dia 16 de setembro a baixa pressão se intensifica formando um pequeno núcleo a sudoeste do arquipélago. O mesmo encontra-se à 14 N 25 W (Figura 3.b). No dia 17, o sistema de baixa pressão permanece formando um núcleo maior, em 18 N 17 W (Figura 4.c), na área onde encontram-se os dois ciclones assim vistos nas linhas de corrente (Figura 2.c). Na Figura 4.d verifica-se a umidade relativa do ar em superfície, para o dia da trovoada, onde há um núcleo de umidade de 100% sobre o oceano e também sobre Santo Antão e São Vicente. (a) (b) (c) (d) FIGURA 4 Recortes do campo de pressão em superfície nos dias (a) 15, (b) 16 e (c) 17 de setembro de 2009. Campo de Umidade Relativa do Ar (d), para o dia 16 de setembro às 06Z. Fonte: NCEP. A Figura 5 mostra os perfis verticais simulados para Cabo Verde e real para Senegal. Instabilidade condicional foi observada sobre o arquipélago em quase toda atmosfera (Figura 5.a). Observou também que a umidade relativa do ar, na superfície mostrou-se bastante acentuada com diferença de temperatura e temperatura do ponto de orvalho de até 3 C. Entretanto de 900hPa até a alta atmosfera, essa diferença foi aumentando tornando a atmosfera mais seca. Nota-se que, apesar do perfil permanecer seco, a instabilidade causou nuvens de desenvolvimento vertical a partir de 800hPa, tornando a atmosfera mais vulnerável às trovoadas. O perfil real também foi observado para Senegal, mostrando muita instabilidade em toda atmosfera, indicando também, condições favoráveis à formação de precipitação no local.
(a) (b) FIGURA 5 - Perfil simulado juntamente com Umidade Relativa do ar para Cabo Verde (a) e perfil real para Senegal (b) no dia 16 de Setembro de 2009, às 00Z. Fontes: NCEP e University of Wyoming. Os índices de instabilidade e a energia CAPE+ foram avaliados pelos perfis verticais simulado para Cabo Verde e real para Senegal. Ambos os perfis mostraram valores expressivos em todos os índices. O CAPE+ para Cabo Verde indicou um valor moderadamente instável, enquanto que os índices TT, LI e K, indicaram formação de Cb s com ocorrência de trovoadas. O perfil real para Senegal mostrou valores de CAPE+, TT e K mais elevados, comparados com o perfil de Cabo Verde. O índice LI também apresentou a possibilidade de ocorrência de trovoada para Senegal, mas com menos intensidade. Os índices TT e K mostraram convecção mais intensa no perfil real, do que no perfil simulado. CAPE TT LI K Perfil simulado para Cabo Verde 1085,0 40,0-4,0 29,0 Perfil real para Senegal 1559,0 45,7-3,5 35,4 Tabela 1 - Índices (TT, LI e K) e energia de estabilidade atmosférica (CAPE, J/kg) para os perfis verticais simulado para Cabo Verde e real para Senegal. FONTES: NCEP e University of Wyoming. Nos dias 15, 16, 18 e 20 de setembro de 2009, altos índices de pluviosidade foram registrados sobre o arquipélago de Cabo Verde, sendo as ilhas de Santo Antão, São Vicente e São Nicolau as mais afetadas pelas chuvas. Houve precipitação na ilha de Santo Antão em todos os dias, totalizando 2070,5 mm precipitados. Nas ilhas de São Vicente e São Nicolau choveu apenas nos dias 16 e 18 de Setembro. Em São Nicolau foi registrada uma precipitação total de 3215,5 mm nos dois dias citados, visto que no dia 18 o pluviômetro transbordou obtendo um valor acima da média atual. A Ilha de São Vicente apresentou menor pluviosidade, se comparada às outras. Totalizando a chuva dos dias 16 e 18 foi encontrado um valor de 733,2 mm precipitados. Ilhas Dias/Pluviometria Santo Antão São Nicolau São Vicente 15/08 181,7 mm 0,0 mm 0,0 mm 16/08 785,0 mm 773,5 mm 272,2 mm 18/08 982,0 mm 2442,0 mm 461,0 mm 20/08 121,8 mm 0,0 mm 0,0 mm TOTAL 2070,5 mm 3215,5 mm 733,2 mm
Tabela 2 Índice de pluviosidade para as ilhas de Santo Antão, São Nicolau e São Vicente, nos dias 15, 16, 18 e 20 de Setembro de 2009. FONTE: INMG - Delegação da Praia. 4- CONCLUSÕES Foi observada precipitação extremamente intensa, com ocorrência de trovoada sobre Cabo Verde do dia 15 ao dia 20 de setembro de 2009 (com exceção do dia 17, por falta de dados). As imagens de satélite mostraram nuvens convectivas sobre as ilhas de Santo Antão, São Vicente e São Nicolau e sobre oeste do oceano; nuvens estas, com temperaturas no topo de até -70 C. Os movimentos verticais confirmaram a convecção profunda em altos e médios níveis, admitindo-se divergência na alta troposfera. A umidade relativa do ar manteve-se alta, até 100%, no dia 16 de setembro. Os índices de instabilidade indicaram uma atmosfera instável com ocorrência de trovoada, bem como mostra os perfis verticais simulado para Cabo Verde e real para Senegal. As linhas de corrente apresentaram circulação anticiclônica à leste de Cabo Verde em altos níveis, em médios níveis há a ocorrência de um cavado intenso facilitando a formação de convecção, e crista com periferia quente onde passa Corrente de Jato em baixos níveis. Vale salientar que a Corrente de Jato esteve presente nos três níveis da atmosfera favorecendo a ocorrência das trovoadas. A pressão também foi analisada para os dias 15, 16 e 17 de setembro indicando que o sistema de baixa pressão esteve presente nos dias com precipitação. Por fim, foram analisados os índices de pluviosidade sobre as ilhas mais afetadas pela chuva. Contudo, conclui-se que as ilhas que mais sofreram com a precipitação intensa foram Santo Antão (2070,5mm) e São Nicolau (3215,5mm), que provocou grandes deslizamentos de terra e a perda de 3 vidas humanas. 5- AGRADECIMENTOS Instituto Nacional de Meteorologia e Biofísica (INMG) Delegação da Praia, por fornecer os dados pluviométricos de toda a ilha de Cabo Verde. 6- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS CPTEC, Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos, disponível em: http://www.cptec.inpe.br DE OLHO NO TEMPO, 2009. Disponível em: http://wwwdeolhonotempo.blogspot.com/2009/09/forteschuvas-castigam-parte-de-cabo.html. Acesso: 06/06/2010. FEDOROVA, N. Meteorologia sinótica. Pelotas: Universidade Federal de Pelotas. Editora Universitária, 1999. v.1. HYSPLIT, HYbrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory, Disponível em: http://www.arl.noaa.gov/ready/hysplit4.html. NCEP/NCAR, National Centers for Environmental Prediction, adquiridos no site www.cdc.noaa.gov TRMM, Tropical Rainfall Measuring Mission, com enfoque para o estado de Alagoas, disponível em: www.msfc.nasa.gov. WYOMING, University of Wyoming, dados de radiossondagem disponíveis em: http://www.weather.uwyo.edu/.