VI Seminário Latino-Americano de Geografia Física II Seminário Ibero-Americano de Geografia Física Universidade de Coimbra, Maio de 2010 Estudo climatológico da tempestade ocorrida em Santa Maria-RS no dia 08 de janeiro de 2009. João Paulo Assis Gobo Universidade Federal de Santa Maria (jphanso@yahoo.com.br); Waterloo Pereira Filho Universidade Federal de Santa Maria (waterloopf@gmail.com); Maria da Graça Barros Sartori Universidade Federal de Santa Maria (magracas@smail.ufsm.br) INTRODUÇÃO Os fenômenos meteorológicos extremos, quase sempre, estão associados a manifestações próprias da dinâmica global. Monteiro (1976) separa estes fenômenos segundo suas origens, agrupando-os nas formas meteóricas hídricas (chuva, neve e nevoeiro), mecânicas (tornados) e elétricas (raios e relâmpagos). Esses eventos naturais podem ser considerados desastres naturais quando, na sua ocorrência e/ou em conseqüência destes, geram danos materiais e sociais (Alcántara, 2002). Dentre os grandes fenômenos atmosféricos extremos, têm-se as tempestades como sendo os fenômenos mais comuns e danosos às civilizações. Estes eventos podem ser de grande magnitude e provocar diversos danos às comunidades às quais eles atingem. No Brasil, a ocorrência de fenômenos extremos é bastante significativa devido às dimensões continentais do país, no caso da Região Sul do Brasil, e em particular do Estado do Rio Grande do Sul, tem-se uma situação de zona climática de transição e, portanto, recebe maior influência dos Sistemas Extratropicais durante o ano todo (Sartori, 1980). Assim, segundo Sartori (1993) a posição subtropical faz com que a região seja área de confronto periódico entre forças opostas, provocado pelo avanço sistemático dos sistemas atmosféricos de origem polar em direção aos polares tropicalizados (Massa Polar Modificada) ou aos sistemas de origem tropical (Massa Tropical Atlântica ou Continental), proporcionando a distribuição das chuvas durante todo ano, motivada pelas sucessivas passagens frontais, sem ocorrência de estação seca no regime pluviométrico. Neste contexto, o presente trabalho estudou a gênese climatológica de uma tempestade ocorrida na região de Santa Maria, localizada no centro do Rio Grande do 1
Tema 3 - Geodinâmicas: entre os processos naturais e socioambientais Sul, no dia 8 de janeiro de 2009, sendo relevante este tipo de estudo para o entendimento de fenômenos extremos e o melhor planejamento e preparação da comunidade em geral. METODOLOGIA Realizou-se, inicialmente, fundamentação teórico-metodológica relativa ao tema proposto. Em seguida, partiu-se para a coleta de dados meteorológicos referentes a todo mês de janeiro de 2009, e principalmente, ao dia 8 de janeiro, além de imagens do satélite meteorológico GOES-10 e cartas sinóticas. Os dados analisados foram obtidos a partir da Estação Meteorológica de Santa Maria e são referentes as temperatura máximas e mínimas, pressão atmosférica, umidade relativa do ar, direção e velocidade do vento, insolação e precipitação pluviométrica. Foram obtidas imagens do satélite GOES-10 para os diferentes horários do dia 8 de janeiro (CPTEC-INPE, 2009) disponíveis na página <http://www.cptec.inpe.br/>. Utilizou-se dados de anomalia de precipitação pluviométrica e de acumulado de precipitação para todo mês de janeiro, conseguidos no banco de dados da missão Tropical Raifall Measuring Mission (TRMM) pelo site da National Aeronautics and Space Administration (NASA), disponíveis na página <http://disc2.nascom.nasa.gov/giovanni/tovas/>. Também foram obtidas imagens do radar meteorológico de Santiago (RS) para o dia 8 de janeiro de 2009, a partir do CPTEC-INPE, e da Rede de Meteorologia do Comando da Aeronáutica (RedeMet), disponíveis no endereço <http://www.redemet.aer.mil.br/>. Considerou-se que período de análise do dia 8 de janeiro de 2009 envolveu principalmente os horários compreendidos entre às 16 horas e às 19 horas (horário local), que foi quando desenvolveu-se a tempestade. Após a coleta dos dados, estes foram plotados com o auxílio do aplicativo Ritmo Análise e editados a partir do aplicativo CorelDraw 12, com os quais foi constituído o gráfico de Análise Rítmica (Monteiro, 1971), a fim de investigar a sucessão e o tipo de tempo responsável pela tempestade do dia 8 de janeiro de 2009. Para a identificação e análise dos sistemas atmosféricos regionais atuantes e sucessão do tempo nos dias que antecederam a tempestade, bem como nos dias seguintes, utilizou-se as imagens de satélite e cartas sinóticas do mês de janeiro e, 2
VI Seminário Latino-Americano de Geografia Física II Seminário Ibero-Americano de Geografia Física Universidade de Coimbra, Maio de 2010 através do gráfico de análise rítmica, foi possível delimitar o tipo de tempo responsável pela tempestade do dia 8 de janeiro de 2009. RESULTADOS E DISCUSSÕES Com base no gráfico de análise rítmica do mês de janeiro de 2009 (Figura 1), podese verificar a situação sinótica para a região de Santa Maria-RS e observar as distintas situações de tempo que dominaram a região durante o mês. Durante o dia 6 e 7 de janeiro, dias que antecederam a chegada da tempestade do dia 8, verifica-se novamente uma fase climática pré-frontal com atuação da Massa Polar Modificada () sobre a região de Santa Maria, provocando forte depressão barométrica com os níveis de pressão chegando a casa dos 998hPa e temperaturas máximas chegando aos 35 C. Verifica-se também, a direção do vento de nordeste, o que caracteriza a atuação do centro de ação da Massa Polar Modificada na região, ocasionando uma situação de Tempo Anticiclônico Polar em Tropicalização, definido por elevadas amplitudes térmicas como pode ser verificado no gráfico de análise rítmica nos dias 6 e 7 de janeiro (Figura 1). O dia 8 de janeiro caracteriza-se pela passagem da Frente Polar Atlântica (FPA) pela região, trazendo grandes volumes de precipitação e a forte tempestade que vem a ser o tema central desta pesquisa. Verifica-se acentuada queda nas temperaturas máximas do dia 8 e posteriormente, do dia 9, em virtude da passagem da frente. Observa-se a partir do gráfico de análise rítmica (Figura 1) a mudança na direção dos ventos que passam de nordeste no dia 8, para sudeste no dia 9 de janeiro, caracterizando a mudança de fase climática e de tipo de tempo sobre a região. No dia 8 de janeiro, em virtude da passagem da Frente Polar Atlântica e das características sinóticas, apoiadas na análise das cartas sinóticas e das imagens do satélite GOES-10 (Figura 2), pode-se definir o tipo de tempo como Tempo Frontal de Sudoeste de Fraca Atuação (Sartori, 1981). No dia 9 e 10 de janeiro observa-se que a frente que havia chegado à região no dia 8 de janeiro encontra-se estacionada sobre o Rio Grande do Sul, devido a pequena amplitude barométrica entre as pressões das duas massas em confronto, no caso, Massa Polar Atlântica e Massa Polar Modificada e o tempo continuava caracterizado como Tempo Frontal de Sudoeste de Fraca Atuação. As temperaturas seguiram relativamente baixas, com amplitude térmica diária de aproximadamente 15 C e pressão atmosférica em elevação chegando a 1005hPa com ventos mantendo-se de sudeste e sudoeste até o dia 11 de janeiro (Figura 1). 3
Sistema Atmosférico FPA FPA MPA MPA FPA FE FE FQ FQ FPA MPA MPA FPA Direção dos Ventos SW S E Precipitação (mm) R. Solar (W/m2) Temperatura (oc) Pressão (hpa) Tema 3 - Geodinâmicas: entre os processos naturais e socioambientais Santa Maria-RS ( Janeiro / Análise Rítmica/Janeiro de 2009 ) 1008 1005 1002 999 996 993 990 40 35 30 25 20 15 10 10 8 6 4 2 0 48 40 32 24 16 8 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Dias Figura 1: Gráfico de Análise Rítmica para o mês de janeiro de 2009. Fonte: INMET (2009). Org.: GOBO, J. P.A. 2009 4
VI Seminário Latino-Americano de Geografia Física II Seminário Ibero-Americano de Geografia Física Universidade de Coimbra, Maio de 2010 Figura 2: Cartas Sinóticas do dia 8 de janeiro de 2009 para as 00Z (A), 12Z (B), 18Z (C) e 00Z (D). Fonte: CPTEC-INPE (2009). Org.: GOBO, J. P.A. 2009. Essa sucessão de tipos de tempo com passagens frontais ao longo do mês com bons índices de precipitação, resultou numa boa distribuição das chuvas no Rio Grande do Sul, como pode ser constatado pelos dados de acumulado e anomalia de precipitação 5
Tema 3 - Geodinâmicas: entre os processos naturais e socioambientais pluviométrica. Esses dados foram trabalhados a partir do produto 3B43 V6 do Satélite Tropica Raifall Measuring Mission (TRMM), mostrados nas Figuras 3 e 4, respectivamente. Figura 3: Imagens do Acumulado de Precipitação Pluviométrica para o Rio Grande do Sul, no mês de janeiro de 2009. Fonte: TRMM / NASA http://disc2.nascom.nasa.gov/giovanni/tovas/, 2009. Org.: GOBO, J.P.A. 2009. Observa-se na imagem do acumulado de precipitação pluviométrica (Figura 3) que o Estado em janeiro apresentou total de precipitação mais ou menos dentro da média mensal (normal), ou seja, entre 150 e 180 mm. A confirmação disto verifica-se na imagem de anomalia de precipitação (Figura 4), onde a maioria das taxas de anomalias de precipitação para o RS estão entre +50mm e -50mm (tons de azul), que ao retroceder no gráfico de análise rítmica (Figura 2), pode-se verificar a boa distribuição temporal da precipitação pluviométrica durante o mês de janeiro, confirmando o padrão normal atestado pelos dados de acumulado e anomalia de precipitação. 6
VI Seminário Latino-Americano de Geografia Física II Seminário Ibero-Americano de Geografia Física Universidade de Coimbra, Maio de 2010 Figura 4: Imagens da Anomalia de Precipitação Pluviométrica para o Rio Grande do Sul no mês de janeiro de 2009. Fonte: TRMM / NASA http://disc2.nascom.nasa.gov/giovanni/tovas/, 2009. Org.: GOBO, J.P.A. 2009. Os níveis de pressão atmosférica tiveram acentuado declínio até o dia 7 de janeiro, o que caracteriza uma situação atmosférica depressionária sujeita a instabilidade, típica do aquecimento pré-frontal da Massa Polar Modificada, a qual estava dominando sobre o Rio Grande do Sul. No dia 8 de janeiro, no entanto, a pressão atmosférica começa a elevar-se e as temperaturas máximas atingem seu ápice, os ventos sopram de quadrante nordeste bem como nos dois dias anteriores (6 e 7), o que indica uma situação de fase préfrontal com Tempo Anticiclônico Polar em Tropicalização sobre a região, caracterizado pela atuação da Massa Polar Modificada. Durante todo o dia 8 de janeiro de 2009, as temperaturas mantiveram-se na casa dos 30 C, mas durante a tempestade a temperatura caiu de 30ºC para 17.4ºC em apenas 1h, segundo a Estação Meteorológica de Santa Maria. 7
Tema 3 - Geodinâmicas: entre os processos naturais e socioambientais Figura 5: Imagens do Radar Meteorológico de Santiago no dia 8 de janeiro de 2009 para as 17:00h GMT (A), 17:30h GMT (B), 18:00h GMT (C), 18:30h GMT (D), 19:00 GMT (E), 19:30h GMT(F), 19:45h (G) e 20:00h GMT(H). Fonte: CPTEC-INPE (2009). Org.: GOBO, J.P.A. 2009. 8
VI Seminário Latino-Americano de Geografia Física II Seminário Ibero-Americano de Geografia Física Universidade de Coimbra, Maio de 2010 Por volta das 14 horas, o sistema convectivo começa a se deslocar por sobre o Estado. Através das imagens do radar meteorológico de Santiago(RS), pode ser observado o deslocamento do sistema no sentido sudoeste nordeste entre 17 horas e 20 horas (GMT, Greenwich Mean Time) até atingir Santa Maria por volta das 19:30 horas (GMT). A frente fria, localizada no litoral do Estado e mal definida no interior do continente, permanece praticamente semi-estacionária durante todo o dia 8, bloqueada pelo Anticiclone Polar Modificado (1017hPa) que, até às 18h (GMT ou Z) permanecia com os valores de pressão no seu centro de ação praticamente equivalentes ao Anticiclone Polar Atlântico (1019hPa) responsável pelo deslocamento da Frente no sentido nordeste (Figura 6B). Associada a borda da frente fria sobre o RS, nota-se uma ampla zona de baixa pressão atmosférica que se estende do noroeste do RS ao sul do Acre (Baixa do Chaco). A partir das 18horas (GMT) há formação de uma zona de baixa pressão atmosférica sobre o Rio Grande do Sul. Esta zona de baixa pressão atmosférica permanece sobre o Estado até praticamente às 24 horas (GMT), quando se desloca para nordeste acompanhando o sentido da Frente. Há uma formação de um núcleo de nuvens sobre a região central do Estado do Rio Grande do Sul. A partir das imagens do radar meteorológico de Santiago (Figura 5), é possível visualizar com mais clareza o desenvolvimento tempo/espacial da tempestade sobre o Rio Grande do Sul. A primeira imagem do radar datada, das 17:00h (GMT) mostra o início da formação do sistema convectivo na região sudoeste do RS, ainda com nuvens de baixa altitude (Figura 5A). Na imagem das 18:00h (GMT) é possível observar a formação de núcleos convectivos formados por conjuntos de nuvens de grande altitude, definidos pela refletividade dos topos de nuvens e do acumulado de precipitação em milímetros mostrados na legenda da imagem (Figura 5B). A partir da Figura 5F até a 5H, observa-se o intenso núcleo de nebulosidade sobre Santa Maria, com precipitação chegando aos 100mm/h, conforme a legenda, e com nuvens de grande altitude, cuja temperatura do topo era de aproximadamente 60ºC negativos, o que confirma o grande potencial convectivo do sistema. 9
Tema 3 - Geodinâmicas: entre os processos naturais e socioambientais Figura 6: Imagens do Satélite GOES-10 no dia 8 de janeiro de 2009 para às 12:00h GMT (A), 18:00h GMT (B), 19:30h GMT (C), 20:00h GMT (D), 21:00h GMT (E) e dia 9 de janeiro às 11:45h GMT (F). Fonte: CPTEC-INPE (2009) Org.: GOBO, J.P.A. 2009. 10
VI Seminário Latino-Americano de Geografia Física II Seminário Ibero-Americano de Geografia Física Universidade de Coimbra, Maio de 2010 O que de fato diferencia e particulariza a tempestade do dia 8 de janeiro de 2009, é que esta resultou da intensificação, na escala local e sub-regional, das correntes ascensionais associadas a Frente Polar Atlântica, mal definida (frontólise) no interior do Estado. Pode-se classificar a tempestade do dia 8 de janeiro de 2009 como tempestade do tipo Frontal, caracterizada por ocorrer a qualquer período do dia ou da noite e somente em latitudes médias ao longo das frentes, com ar convectivamente instável e forçado a se elevar por sobre o ar mais frio e mais denso, ocasionando tempestades isoladas ao longo do movimento da Frente em sua distribuição geral (Ayoade, 2003). Caracterizou-se, portanto, como um grande Cumulonimbus (Cb), que se desenvolveu devido a grande ascensão de ar na região de Santa Maria, provocada pela baixa pressão atmosférica associada às altas temperaturas e a chegada de uma frente fria, o Cb que atingiu a cidade manteve suas características típicas causando danos pelos locais por onde se deslocava no sentido da Frente Polar Atlântica. CONSIDERAÇÕES FINAIS E CONCLUSÕES Os materiais gráficos apresentados nesta pesquisa mostraram a situação sinótica da atmosfera local e regional no dia da tempestade, caracterizada por forte aquecimento pré-frontal e pressão atmosférica depressionária, o que proporcionou uma situação de elevada ascendência de ar sobre a larga área entre o noroeste do Rio Grande do Sul e o sul da Bolívia. Observou-se, também, a passagem de uma frente fria melhor desenvolvida sobre o litoral do Rio Grande do Sul, sendo que esta encontrava-se mal definida sobre o território do Rio Grande do Sul proporcionando situação de pressões atmosféricas reduzidas e umidade do ar bastante elevada. Chegou-se a conclusão de que a tempestade que atingiu o município de Santa Maria-RS, no dia 8 de janeiro de 2009, foi resultado da passagem de uma Frente Polar Atlântica mal definida sobre o interior do Estado, mas com intensificação das correntes ascensionais em escala local e sub-regional devido ao forte aquecimento da Massa Polar Modificada () em situação de tempo pré-frontal. Esta situação sinótica levou a formação de um grande sistema de nuvens cumulonimbus (Cb), que deslocouse acompanhando o sentido da frente e causando danos em pontos localizados. Esta Cb caracterizou-se por ventos intensos e fortes acompanhados de alta precipitação pluviométrica e de granizo, causando danos significativos a parte da população rural e urbana do Município. 11
Tema 3 - Geodinâmicas: entre os processos naturais e socioambientais REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALCÁNTARA, A. I. Geomorphology, natural hazards, vulnerability and prevention of natural disasters in developing countries. Geomorphology, v. 47, n. 2-4, p. 107-124, July 2002. AYOADE, J. O. Introdução à climatologia para os trópicos. Rio de Janeiro: Bertrand Brasil. 2003. Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) 2009. Disponível em <http://www.inmet.gov.br/>. acesso em: 10 jun. 2009. Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos 2009. São José dos Campos, SP, 2009. Disponível em: < http://www.cptec.inpe.br/>. Acesso em: 10 jun. 2009. MONTEIRO, C.A. F. Análise rítmica em climatologia problemas da atualidade climática em São Paulo e achegas para um programa de trabalho. Revista IGUSP. São Paulo. [s./v.], [s./n.], p. 1-21, 1971. MONTEIRO, C. A. F. Teoria e Clima Urbano. São Paulo: Instituto de Geografia/USP, 1976. 181p. (Série Teses e Monografias, 25). SARTORI, M. G. B. Balanço sazonário da participação dos sistemas atmosféricos em 1973, na região central do Rio Grande do Sul. Ciência e Natura, n. 3, p. 101-110, 1980. SARTORI, M. G. B. A circulação atmosférica regional e as famílias de tipos de tempo identificadas na região central do Rio Grande do Sul. Ciência e Natura, n. 3, p. 101-110, 1981. SARTORI, M. G. B. A circulação atmosférica regional e os principais tipos de sucessão do tempo no inverno do Rio Grande do Sul, Brasil. Ciência e Natura, n. 15, p. 69-93, 1993. TRMM (Tropical Rainfall Mission Mission). Mission Overview. Disponível em <http://trmm.gsfc.nasa.gov>. Acesso em junho de 2009. 12