UM DIAGNÓSTICO DINÂMICO PRELIMINAR DAS ANOMALIAS CLIMÁTICAS GLOBAIS OCORRIDAS EM JANEIRO E FEVEREIRO DE 2010 Isimar de Azevedo Santos (isimar@acd.ufrj.br) Nilo José do Nascimento Franco (nilo_jose@hotmail.com) Sheila Felizardo Padilha (shezardi@oi.com.br) Laboratório de Prognósticos em Mesoescala LPM Universidade Federal do Rio de Janeiro Departamento de Meteorologia Rio de Janeiro Brasil Resumo A atmosfera global apresentou comportamento anômalo em janeiro e fevereiro de 2010, tanto na temperatura quanto na precipitação (inclusive de neve), além de outros indicadores. De acordo com a NOAA, temperaturas anômalas afetaram o México, os Estados Unidos, a Austrália e o norte da Rússia, com aquecimento em algumas regiões e resfriamento em outras. No Brasil, as chuvas no Rio de Janeiro foram abaixo do normal enquanto que São Paulo, cidade situada apenas trezentos quilômetros ao sul, experimentou mais que cinqüenta dias seguidos de chuvas vespertinas em janeiro e fevereiro de 2010. Como seria esperado, o Hemisfério Norte foi mais afetado pelas anomalias que o Hemisfério Sul. Especialmente em janeiro de 2010, o continente Eurasiano mostrou configurações de anomalias bastante marcantes. Também o continente Antártico mostrou um interessante padrão com aquecimento no setor oriental e resfriamento no setor ocidental. Palavras chave: anomalias climáticas, modelagem atmosférica, mudanças climáticas. A PRELIMINARY DYNAMIC ANALYSIS OF GLOBAL CLIMATE ANOMALIES THAT OCCURRED IN JANUARY AND FEBRUARY 2010 Abstract The atmosphere as a whole showed anomalous behavior in January and February 2010, both in temperature and in precipitation (including snow), among other indicators. According to NOAA, anomalous temperatures had effect on Mexico, United States, Australia and northern Russia, with heating in some regions and cooling in others. In Brazil, the rainfall in Rio de Janeiro were below normal while Sao Paulo, a city located just three hundred kilometers south, has experienced more than fifty consecutive days of rainy afternoons in January and February 2010. As might be expected, Northern Hemisphere was more affected by the anomalies than the Southern Hemisphere. Especially in January 2010, the Eurasian continent configurations showed significant anomalies. The Antarctic continent also showed an interesting pattern with heating in the eastern sector and cooling in the western one. Keywords: climate anomalies, atmospheric modeling, climatic changes
1. Introdução Eventos climáticos anômalos ocorreram no período de janeiro e fevereiro de 2010, conforme indícios observados na atmosfera global e registrados em diversos centros mundiais de análise meteorológica. Segundo o Climate Summary de fevereiro de 2010 do Bureau of Meteorology da Austrália, intensas anomalias de temperatura ocorreram na Austrália, chegando a +5 o C em partes da região de Pilbara localizada ao norte da Austrália Ocidental. Na Tasmânia as anomalias da temperatura foram cerca de 2 o C acima da média dos últimos anos. Segundo o Instituto Goddard para Estudos Espaciais da NASA, em janeiro de 2010 as anomalias da temperatura na maior parte do continente africano, em comparação com a média climatológica e tendo como base o período de 1971 2000, foram positivas e acima de 1,5 ºC, com as mais altas anomalias, maiores que 3 o C, localizadas ao longo do Sul do Marrocos, na Mauritânia, no Níger central, no leste da Líbia, no Egito e no norte do Sudão. Contudo, anomalias de temperaturas nulas foram observadas ao longo da região Sul do continente africano (ACMAD, 2010). Segundo o National Climatic Data Center, a quantidade média de neve que cobriu o Hemisfério Norte durante o período de dezembro de 2009 a fevereiro 2010 foi significativamente acima do normal. Também a temperatura média da superfície dos oceanos do Hemisfério Norte em janeiro de 2010 foi 0,6 o C acima da média do século XX, sendo este o quarto janeiro mais quente já registrado. A temperatura da superfície global da Terra em janeiro de 2010 foi 0,83 o C acima da média do século XX. A temperatura da superfície dos oceanos em todo o mundo, em janeiro de 2010, foi a segunda mais quente, atrás apenas de 1998 nos registros de janeiro (Hansen et al., 2010). Este aquecimento pode ser parcialmente atribuído à persistência do fenômeno El Niño em todo o Pacífico equatorial. Segundo a National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), as anomalias da temperatura afetaram as populações de vários países como o México, os Estados Unidos, a parte central do Canadá, a Austrália, a Suécia, o norte da Rússia e o Brasil. Em cada um dessas localidades, as anomalias de temperatura foram intensas, por vezes mortais e, em alguns casos, recordes de neve foram observados neste inverno, indicando que o Hemisfério Norte foi mais afetado pelas anomalias da temperatura e da precipitação do que o Hemisfério Sul. Enquanto no setor oeste do Canadá a falta de neve dificultou as Olimpíadas de Inverno de 2010, no setor leste tanto do Canadá quanto dos Estados Unidos, o excesso de neve trouxe transtornos consideráveis em áreas urbanas e nas auto-estradas (NSIDC, 2010). Na China as análises de precipitação mostraram um intenso período de seca. Uma grande área da província de Yunnan, e várias províncias vizinhas foram afetadas. Durante o período de setembro de 2009 a fevereiro de 2010, os déficits de precipitação foram da ordem de 50-60% abaixo do normal para muitas áreas da China. Os níveis de vários rios asiáticos, incluindo o rio Mekong, ficaram abaixo do normal, e muitos reservatórios estão quase secos, o que afetou milhões de pessoas, bem como as atividades agrícolas devido à severa escassez de água (GESDISC, 2010). No Brasil, as chuvas nos estados do Rio de Janeiro, Espírito Santo e Minas Gerais estiveram abaixo da normal em janeiro e fevereiro de 2010, enquanto que São Paulo experimentou enchentes decorrentes de chuvas intensas que castigaram a cidade por mais de cinqüenta dias seguidos. Devido ao aquecimento anômalo das águas superficiais do Oceano Atlântico Sul observado neste período, tanto a temperatura quanto a umidade do ar estiveram maiores do que o esperado para o verão nas cidades do Rio de Janeiro e de São Paulo, mas apenas São Paulo, situada pouco mais de trezentos quilômetros ao sul, experimentou chuvas excessivas. Como tem sido mostrado pelos grandes centros de pesquisas climatológicas, e principalmente com base nas observações recentes, o fenômeno El Niño teve grande
influência no clima do Hemisfério Norte em 2009 e no início de 2010. No Oceano Pacífico equatorial, registraram-se temperaturas da superfície do mar (TSM) mais de 1,5 o C acima da média, sendo este evento de El Niño considerado de moderado a forte. A TSM esteve quente o bastante para provocar um aumento da convecção tropical profunda em toda a parte central e oriental do Pacífico tropical. Ao mesmo tempo, as águas em alguns setores do Atlântico Sul apresentaram, nos últimos meses de 2009 e nos primeiros meses de 2010, temperaturas quase 2 o C acima da média, embora algumas regiões continentais vizinhas a este aquecimento anômalo não tenham apresentado comportamento compatível, isto é, houve estiagem no Sudeste do Brasil. Estudos preliminares permitem concluir que a dinâmica atmosférica, em comparação com as forçantes termodinâmicas, é de fundamental importância para o entendimento do que influenciou tão marcadamente o clima global conforme algumas situações anômalas ora destacadas. 2. Material e Método Considerando-se a importância da compreensão dos processos geradores destas anomalias, procedeu-se uma investigação de alguns aspectos da dinâmica global da atmosfera, destacando-se as anomalias da temperatura e do movimento vertical para janeiro e fevereiro de 2010 em relação à média climatológica dos últimos quarenta anos. Embora o aquecimento global devido às atividades humanas e o aumento da temperatura da superfície do mar no Atlântico Sul subtropical possam ser possíveis agentes de perturbações no clima, há indícios claros de que a Circulação Geral da Atmosfera tenha tido controle sobre vários aspectos dessas anomalias observadas. Os dados usados neste estudo foram obtidos das reanálises do NCEP/NCAR nos meses de janeiro 1970 a fevereiro de 2010. Foram analisados os campos da temperatura próximo da superfície e os campos do movimento vertical em 500 hpa. Construiu-se uma climatologia global destas variáveis a partir dos campos médios mensais de janeiro e de fevereiro desde 1970 até 2009, tomando-se então as anomalias que constituem o presente estudo. 3. Resultados As figuras 1 e 2 apresentam as anomalias da temperatura a 2 m da superfície, para janeiro e fevereiro de 2010, respectivamente. Observam-se, na parte central do continente eurasiano, anomalias bastante frias, com isotermas que chegam a -4 o C. Observando estas figuras fica evidenciado que o Hemisfério Norte foi mais afetado por este tipo de anomalias. As anomalias de temperatura afetaram diferentes países como o México, os Estados Unidos, o Canadá, e a parte norte da Rússia. Em algumas dessas localidades há registros de que as intensas anomalias da temperatura foram por vezes mortais com frio intenso e recorde de neve. No Hemisfério Sul, aparecem anomalias significativas sobre a Austrália e o Brasil. Como não há sinais claros sobre os oceanos indicando a origem do inesperado comportamento atmosférico mostrado acima, isto parece indicar que as anomalias observadas sejam devidas muito mais a controles dinâmicos associados à Circulação Geral da Atmosfera do que a fatores termodinâmicos de origem local ou regional. As figuras 3 e 4 representam as anomalias do movimento vertical em 500 hpa (em cm.s -1 ), para janeiro e fevereiro de 2010, respectivamente.
Figura 1: Anomalia da temperatura da superfície em janeiro de 2010, com relação à média dos janeiros dos últimos 40 anos. Unidade: oc. Fonte: Reanálises do NCEP/NCAR. Figura 2: Idêntica à figura 1, mas para fevereiro de 2010. Figura 3: Anomalia do movimento vertical em 500 hpa, em janeiro de 2010, com relação à média dos janeiros dos últimos 40 anos. Unidade: cm.s-1. Fonte: Reanálises do NCEP/NCAR.
Figura 4: Idêntica à figura 3, mas para fevereiro de 2010. 4. Conclusões É possível ver que as configurações dinâmicas, representadas pelos movimentos verticais da grande escala na troposfera média, apresentam perturbações marcantes em todo o globo, incluindo algumas configurações atípicas no Hemisfério Sul. Ao longo do Oceano Pacífico é fácil ver os movimentos ascendentes devidos ao El Niño, mas sobre na América do Sul, na Amazônia e partes do Nordeste brasileiro o movimento vertical também é anomalamente ascendente, sugerindo uma influência fraca do ENSO neste caso. A continuidade desta pesquisa envolverá análises de outros indicadores dinâmicos para identificar qual é a origem do comportamento anômalo observado na atmosfera em janeiro e fevereiro de 2010. Uma questão que se coloca é como o sistema climático conecta as anomalias da temperatura, principalmente sobre os oceanos, com a precipitação, pois os resultados mostram que esta conexão não é direta, através da instabilidade termodinâmica local, mas está associada a células de circulação da grande escala como se percebe através das anomalias do movimento vertical da troposfera média. Agradecimentos: Os dados de Reanálise do NCEP/NCAR foram providos por NOAA/OAR/ESRL/PSD, Boulder, Colorado, USA, pelo website http://www.esrl.noaa.gov/psd. Referências Bibliográficas ACMAD: African Centre of Meteorological Application for Development, Climate Health Bulletin, February, 2010. GESDISC.; Goddard Earth Science Data and Information Center, 2010. Hansen, J.; Ruedy, R.; Sato; M., Lo, K.; Current GISS Global Surface Temperature Analysis, NASA Goddard Institute for Space Studies, New York, New York, USA, 2010. (submitted to Reviews of Geophysics). NSIDC, National Snow and Ice Data Center, 2010. Romolo, L.; Monthly Climate Summary, NOAA Southern Regional Climate Center, February, 2010.