ESTUDO DE BRISAS NA ILHA DE FLORIANÓPOLIS TUANNY STEFFANE RODRIGUES¹, LEONARDO AGOSTINHO TOMɹ, ELIZABETH GUESSER LEITE¹, PAULA HULLER CRUZ¹, DANIEL CALEARO¹ ¹Instituto Federal de Santa Catarina (IFSC), Departamento de Saúde e Serviços, Florianópolis, SC, Brasil RESUMO O presente trabalho tem o intuito de identificar a presença de brisa marítima e terrestre na Ilha de Florianópolis. As análises basearam-se nos dados de três estações automáticas espalhadas em três diferentes sítios de Florianópolis. Foram analisadas as componentes zonais e meridionais, a frequência e intensidade do vento em conjunto com possíveis sistemas sinóticos atuantes. Identificou-se a presença de brisa em dois sítios dos três estudados na grande Florianópolis. ABSTRACT: STUDY ON SCREEN ISLAND FLORIANÓPOLIS This study aims to identify the presence of sea breeze and land on the island of Florianópolis. The analyzes were based on data from three automatic stations scattered in three different sites of Florianópolis. The zonal and meridional components were analyzed, the frequency and intensity of the wind together with possible active synoptic systems. Identified the presence of breeze on two of the three sites studied in Florianópolis. 1. INTRODUÇÃO As brisas são chamadas de circulações secundárias e são de grande importância, pois elas podem afetar a temperatura, umidade, nebulosidade e a precipitação. Essas circulações podem interagir com sistemas de maior escala e estes podem influenciar desde o seu surgimento à dissipação como também na intensidade e direção. As brisas marítimas e terrestres ocorrem devido ao aquecimento diferenciado entre o continente e o oceano, sendo que, no início da tarde esse aquecimento acentua fazendo com que o gradiente de pressão entre o mar e a terra se torne mais intenso, impulsionando a
circulação de brisa marítima e terrestre. (Martins et al) Em relação aos ventos de escala sinótica, as brisas possuem escala temporal e espacial menor, atuando diariamente e localmente. São ventos observados em dias quentes e, principalmente, durante os meses de verão e primavera, (Truccolo, 2011). Figura 1: Esquema da circulação de brisa marítima em que um gradiente de pressão gera um escoamento fraco de B para C, ao ar convergir em C, leva a um aumento da pressão e à subsidência do ar de C para D, forma-se assim um gradiente horizontal dando origem a brisa marítima de D para A. A brisa terrestre se dá no processo inverso. (Adaptado de NOGUEIRA, 2009) De acordo com a escala Beufort, existem diversas intensidades de brisas. Uma brisa inicia-se com velocidade de 1,6 m/s, denominada brisa leve, quando atinge 3,4 m/s é denominada brisa fraca, a partir de 5,5 m/s é considerada brisa moderada e quando varia entre 8 e 10,7 m/s é chamada de brisa forte. Os locais de estudo, distribuem-se na Ilha de Florianópolis: Jurerê (carijós), Barra da Lagoa e Lagoa do Peri. (Figura 2) Figura 2: Localização dos sítios de estudo na Ilha de Florianópolis. 1-Jurerê; 2-Barra da Lagoa; 3-Lagoa do Peri
O objetivo deste estudo é identificar a ocorrência de brisa na Ilha de Florianópolis e avaliar o comportamento do vento associado aos fatores locais. O período de estudo ocorre durante os meses de inverno no Hemisfério Sul, logo a justificativa deste estudo se dá através da alta frequência de dados que a estação automática fornece. 2. DADOS E METODOLOGIA Os dados utilizados foram coletados de três estações automáticas instaladas em três sítios da grande Florianópolis: Lagoa do Peri, Barra da Lagoa, e Carijós. O período de coleta dos dados foi de aproximadamente um mês, com uma frequência de dados por minuto. As variáveis utilizadas foram velocidade e direção do vento para verificar a ocorrência de brisas marítimas e terrestres. Realizou-se uma análise sinótica diária deste período de coleta de dados para a relação entre os padrões sinóticos ocorrentes e os dados obtidos. Para analisar o comportamento médio horário do vento, foram calculadas as componentes zonal (leste-oeste) e meridional (norte-sul) para as três estações. As equações 1 e 2 apresentam o cálculo das componentes do vento. O objetivo é de selecionar os dias onde foram verificados o padrão de brisa marítima e terrestre e comparar com o padrão sinótico predominante. U = -sen(dir*pi/180)*vel (1) V = -cos(dir*pi/180)*vel (2) onde: U é a componente zonal do vento, V é a componente meridional. O cálculo da frequência do vento considerou oito direções predominantes cada uma com 45º. A expressão utilizada para o cálculo da frequência mensal foi a seguinte: f(x) = n N *100 na qual, f(x) é a frequência de ocorrência do vento em uma direção, n é o número de ocorrências de uma direção e N é o número total de observações. A média das direções do vento por estação foi calculada a partir da expressão abaixo:
x = x i n em que x é a média aritmética de cada direção, x i são os valores das direções e n é o número de valores. Para a velocidade do vento, calculou-se a média aritmética para cada mês, utilizando a mesma expressão acima. 3. RESULTADOS E DISCUSSÕES 3.1 Carijós A análise da frequência do vento permitiu identificar que no sítio Carijós os ventos vindos de sul prevalecem, seguido das direções sudoeste e norte (gráfico 3). Figura 3: Frequência da direção do vento na estação do carijós A análise sinótica do dia 16/07, registra um anticiclone semi-estacionário no oeste de Santa Catarina. Uma brisa leve terrestre foi identificada neste dia com ventos do quadrante norte, entre as 16h00min e 18h00min horas, com velocidade de 1,9 m/s (figura 4). No dia 24/07, há a presença de um anticiclone sobre a região sul com 1032 hpa, neste dia observa-se uma brisa leve terrestre caracterizada por ventos constantes com velocidade de 2,7 m/s vindos do quadrande sul no período das 16h00min às 17h30min (figura 5). Nota-se no dia 10/08 a presença de um sistema de alta pressão, com 1024 hpa que perdeu força localizado ao norte da Argentina. Este sistema contribui para a formação da brisa marítima que pode ser identificada na figura 6, deste dia. A brisa denominada leve tem ventos do quadrante sul com velocidade de 2,2 m/s no horário das 06h30min às 08h30min.
(a) Figura 4: Média horária da direção (º) (a) e velocidade (m/s) do vento na estação carijós para o dia 16/07 (a) Figura 5: Média horária da direção (º) (a) e velocidade (m/s) do vento na estação carijós para o dia 24/07 (a) Figura 6: Média horária da direção (º) (a) e velocidade (m/s) do vento na estação carijós para o dia 10/08 3.2 Barras da Lagoa O gráfico 7, da frequência do vento, mostra uma maior frequência dos ventos vindos de sul, sudeste, norte e noroeste, respectivamente.
Figura 7: Frequência do vento na estação da Barra da Lagoa Na análise dos dados não foi identificado nenhum padrão de brisa marítima/terrestre. Este resultado é explicado pela presença de obstáculos naturais, como árvores e montanhas, e também pela presença de edificações nas redondezas do local de estudo. 3.3 Lagoas do Peri A frequência do vento neste sítio foi predominantemente de sudoeste como ilustra o gráfico 8. Figura 8: Frequência do vento na estação da Lagoa do Peri No dia 20/07, os ventos de noroeste, observados na figura 9 caracterizam uma brisa de lagoa leve com velocidade de 2,0 m/s no horário das 06h30min às 08h00min. Na análise sinótica do dia 25/07, há registro de um vórtice em 500 hpa com nebulosidade convectiva sobre a Ilha de Florianópolis e o anticiclone que dominava região sul no dia anterior se desprendeu do anticiclone subtropical do pacífico sul (ASPS). Nestas situações, identifica-se uma brisa marítima leve no período entre 07h30min e 08h30min horas com velocidade de 2,7 m/s vinda de oeste-sudoeste (figura 10). Observa-se no dia 11/08 uma circulação anticiclônica posicionada entre Santa Catarina e Paraná. Neste dia é identificada uma brisa leve de lagoa com ventos de sudoeste e velocidade de 3,0 m/s (figura 11), no período das 07h30min às 9h00min.
(a) Figura 9: Média horária da direção (º) (a) e velocidade (m/s) do vento na estação da Lagoa do Peri para o dia 20/07 (a) Figura 10: Média horária da direção (º) (a) e velocidade (m/s) do vento na estação da Lagoa do Peri para o dia 25/07 (a) Figura 11: horária da direção (º) (a) e velocidade (m/s) do vento na estação da Lagoa do Peri para o dia 11/07 4. CONCLUSÃO Com o estudo de ocorrências de brisas na Ilha Florianópolis, foi possível identificar a presença de brisa em duas das três estações instaladas. A estação na qual não foi identificada a presença de brisa pode ser explicada pela existência de barreiras naturais e edificações. Devido à alta frequência de dados, foi possível ter com maior exatidão os resultados. Os poucos índices de brisas no período de coleta ocorreram devido ao período de estudo, o qual se deu durante o inverno no Hemisfério Sul, que é caracterizado pela frequente passagem de sistemas transientes. AGRADECIMENTOS Agradecemos ao orientador Daniel Calearo pela paciência, dedicação, e preocupação. Agradecemos novamente ao orientador e à Marcia Fuentes pela disponibilização da análise sinótica do período do estudo e também ao Mário Quadro
pela orientação dada. E por fim, agradecemos a todos que de qualquer forma tenham contribuído para que este trabalho tenha se realizado. 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS MARTINS, N. S. F.; ANDRADE, F. M.; OLIVEIRA, D. S. C.; MARQUES, R. S.; CUNHA, A. E. S.; MAIA, L. F. P.G. Indicações observacionais de ocorrências de brisas marítimas na cidade do Rio de Janeiro. NOGUEIRA, Miguel. Estudos de brisas e depressões térmicas: aplicação à península ibérica. Mestrado em ciências geofísicas. 2009 TRUCCOLO, Elaine Cristina. Estudo do comportamento do vento no litoral centrooeste de Santa Catarina. Revista Brasileira de Meteorologia, v.26, n.3, 451-460, 2011