A INFLUÊNCIA DA ZONA DE CONVERGÊNCIA INTERTROPICAL E DE VÓRTICES CICLÔNICOS DE ALTOS NÍVEIS SOBRE A PRECIPITAÇÃO DE IMPERATRIZ-MA: ESTUDO DE CASO Márcio Nirlando Gomes Lopes 1, Dimitrie Nechet 2 RESUMO A partir de dados de chuva no período de 1987 a 2002, foi feito estudo de caso comparando-se a precipitação no primeiro trimestre de 2001 e 2002 para analisar as condições favoráveis ao comportamento da distribuição anual de Imperatriz-MA apresentar dois picos, janeiro e março, durante a estação chuvosa. Os resultados mostraram que dois sistemas têm significativa relevância nos índices totais mensais, a Zona de Convergência Intertropical e os Vórtices Ciclônicos de Altos Níveis. As interações de tais sistemas (ZCIT e VCAN), sobretudo com sistemas frontais e modos climáticos de grande escala, foram responsáveis pelo comportamento da distribuição média de precipitação durante a série estudada. Palavras-chave: Zona de Convergência Intertropical. Vórtice Ciclônico de Altos Níveis. Chuva. ABSTRACT From rainfall data in the period from 1987 to 2002, precipitation in the first trimester for 2001 and 2002 was made case study comparing itself to analyze the conditions favorable to the behavior of the annual distribution of Imperatriz-MA to present two peaks, January and March, during the rainy station. The results had shown that two systems have significant relevance in the monthly total indices, the Intertropical Convergence Zone and the Upper Tropospheric Cyclonic Vortices. The interactions of such systems, over all with frontal systems and large-scale climatic modes, had been responsible for the behavior of the precipitation average distribution during the studied series. Key-words: Intertropical Convergence Zone. Upper Tropospheric Cyclonic Vortex. Rainfall. INTRODUÇÃO Dos elementos meteorológicos, a chuva em Imperatriz é sem dúvida aquele que apresenta maior peculiaridade por apresentar, em média, dois picos na estação chuvosa, que vai de novembro a abril (LOPES, 2006). A precipitação neste local é ocasionada desde mecanismos de pequena escala, como o aquecimento diferencial da superfície que induz à convecção profunda, passando por sistemas sinóticos como os Vórtices Ciclônicos de Altos Níveis (VCAN) entre outros, até chegar a sistemas de grande escala, tal como a Zona de Convergência Intertropical (ZCIT). O VCAN é um centro fechado de baixa pressão que ocorre em níveis elevados da troposfera, cuja máxima circulação ciclônica se dá, geralmente, em 200 hpa ou 250 hpa, onde é melhor caracterizado (RAMÍREZ, 1996). A ZCIT é uma região de baixa pressão em torno do equador 1 Empresa Brasileira de Infra-estrutura Aeroportuária (INFRAERO). Aeroporto Internacional de Belém - Navegação Aérea de Belém (NABE). Av. Júlio César, s/n Val-de-Cans. Belém-PA/Brasil. Fone: (91) 3210-6134. E-mail: marciolopes.cnbe@infraero.gov.br 2 Universidade Federal do Pará (UFPA). Centro de Geociências/Departamento de Meteorologia. Rua Augusto Correa, nº1 Guamá. Belém-PA/Brasil. Fone: (91) 3201-7410. E-mail: dimitrie@ufpa.br
geográfico, onde ocorre a confluência dos ventos alísios. Este sistema tende a modular o regime de chuvas no norte do Nordeste (UVO, 1989) interagindo sobremaneira com modos de padrão climático, e recebendo, ainda, contribuições importantes das ocorrências de VCAN que podem inibir a nebulosidade devido à subsidência criada no seu centro, ou intensificar a convecção sobre regiões que são influenciadas pela borda do vórtice, sobretudo quando associado a sistemas frontais, em especial a ZCAS, produzindo chuvas abundantes. MATERIAIS E MÉTODOS Para a realização deste trabalho foram utilizados registros de precipitação durante 1987 a 2002, provenientes da estação meteorológica de superfície do aeroporto de Imperatriz-MA operada pela INFRAERO, cujas coordenadas geográficas são 05 32 S, 047 28 W e altitude de 131 metros. As observações referem-se aos totais diários (apenas no período de 1991 a 2002) e mensais de chuva expressos em altura de lâmina d água (mm). Foram calculadas as médias mensais e a distribuição anual da precipitação, cujo tratamento foi efetuado a partir da planilha Excel. Também utilizou-se imagens de satélites e análises do Boletim de Monitoramento e Análise Climática, Climanálise, do CPTEC/INPE, referente ao primeiro trimestre de 2001 e 2002 fins caracterizar a existência do vórtice e a área de abrangência da sua borda nebulosa. RESULTADOS E DISCUSSÃO O padrão para a distribuição anual de precipitação evidenciou no início do ano, em média, uma diminuição do volume de chuvas no mês de fevereiro, retomando o crescimento em março, quando, predominantemente, ocorreram os maiores índices mensais. Este comportamento se repetiu em onze anos da série, denotando dois picos na estação chuvosa (Fig. 1) e as razões para tal ocorrência podem estar associadas, decisivamente, às condições de dois sistemas principais de geração de chuva sobre Imperatriz: a Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) e os Vórtices Ciclônicos de Altos Níveis (VCAN). 10,0 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 (mm) 4,0 3,0 2,0 1,0 JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ 0,0 Figura 1 Distribuição de chuva diária média (mm) por mês para Imperatriz-MA, no período de 1987 a 2002.
O posicionamento da ZCIT mais ao norte em relação a sua média climatológica e a ocorrência de saltos tendem a diminuir as chuvas na região. Quando do seu deslocamento para o sul, a ZCIT pode, eventualmente, desintensificar-se na sua posição original, reaparecendo mais ao norte, retornando a seguir para a sua posição mais ao sul (NOBRE et al., 1989). Observou-se que a ocorrência, posicionamento, intensidade e número de VCAN que atingem o Nordeste Brasileiro, em particular, o oeste do Maranhão, pode provocar intensas chuvas modificando o quadro climatológico de diminuição da precipitação no mês de fevereiro. Duas situações distintas dentro da série estudada são colocadas a seguir. Na Fig. 2 observa-se a precipitação mensal acumulada para o primeiro trimestre de 2001 e 2002. Na Fig. 2a, o mês de fevereiro teve comportamento atípico, configurando-se o mês mais chuvoso para o primeiro trimestre do ano. Porém, o ano seguinte (Fig. 2b) apresentou o comportamento esperado para o mês de fevereiro, quando ocorreu diminuição no índice pluviométrico. Precipitação 1º trimestre 2001 Precipitação 1º trimestre 2002 205 350 200 300 195 250 (mm) 190 185 (mm) 200 150 180 100 175 50 170 0 JAN FEV MAR JAN FEV MAR (a) (b) Figura 2 Acumulado mensal da precipitação em Imperatriz para o primeiro trimestre de 2001 (a) e 2002 (b). Foram analisadas as condições sinóticas ocorridas nos meses de janeiro, fevereiro e março para os dois anos e mostradas a seguir, baseadas nos dados observados e no Boletim de Monitoramento e Análise Climática Climanálise (2001 e 2002). Durante o mês de janeiro de 2001 a ZCIT esteve predominantemente no HN, sobre o oceano, com uma ligeira penetração no nordeste do Pará. Ocorreram quatro vórtices que se deslocaram por vários estados da Região Nordeste e parte das Regiões Norte, Centro-Oeste e Sudeste. A configuração e o posicionamento destes sistemas sinóticos na maior parte do tempo não favoreceram a ocorrência de chuvas sobre Imperatriz neste período, fazendo com que o total acumulado do mês (181,2 mm) ficasse abaixo do esperado (219,9 a 293,3 mm), para uma variabilidade relativa de 14,3% segundo Lopes (2006). Por ocasião do mês seguinte, a ocorrência de VCAN (Fig. 4a) atuando sobre o Brasil duplicou, com bastante incidência sobre o estado da Bahia, região em que mais freqüentemente o posicionamento do vórtice favoreceu a ocorrência de chuvas em Imperatriz atingida pela sua borda.
Houve, ainda, o acoplamento da borda do vórtice com sistemas frontais e a ZCIT. Em fevereiro, a zona de convergência intertropical (Fig. 3a), embora tenha estado na maior parte no HN, teve uma incursão significativa no continente, chegando próximo de 03ºS. Estes sistemas intensificaram a convecção e favoreceram o aumento de nebulosidade, particularmente, na região de Imperatriz tornando os índices de chuva para este mês mais elevados que o mês anterior. (a) Figura 3 Médias pentadais da posição da ZCIT baseadas na análise de valores mínimos de radiação de onda longa (ROL) e dos campos médios de temperatura de brilho mínima para fevereiro de 2001 (a) e 2002 (b). Fonte: CPTEC/INPE (NCEP/NOAA). (b) (a) Figura 4 Localização subjetiva dos VCAN em fevereiro de 2001 (a) e fevereiro de 2002 (b) através do campo de análise diária de linhas de corrente em 250 hpa, do modelo do CPTEC/INPE no horário das 12 UTC. Fonte: CPTEC/INPE. (b) O mês de março que freqüentemente é o mais chuvoso de Imperatriz, apresentou valores inferiores ao mês anterior, pois os principais sistemas sinóticos geradores de precipitação, a ZCIT e os VCAN, tiveram comportamento semelhante ao mês de janeiro de 2001. A ZCIT, mesmo tendo maior penetração no continente do que nos meses anteriores, não avançou muito para o interior. Além disso, observou-se a ocorrência de um salto da ZCIT, entre a terceira e quarta pêntadas, o que
contribuiu para a diminuição das chuvas e um total acumulado para este mês (186,3 mm) abaixo do esperado (245,7 a 327,7 mm). No ano de 2002, a ZCIT durante o mês de janeiro permaneceu por boa parte ao norte da sua posição climatológica, embora tenha ocorrido uma incursão ao continente entre o nordeste do Pará e norte do Maranhão, até cerca de 3ºS. Nesta ocasião, o posicionamento dos vórtices em altos níveis não foi, em geral, favorável para a geração de precipitação em Imperatriz, entretanto, em duas circunstâncias extraordinárias, houve um acoplamento excepcional entre sistemas frontais e VCAN, causando chuvas intensas no Nordeste do Brasil e índices diários acima de 50,0 mm em Imperatriz. Em fevereiro de 2002, a ZCIT (Fig. 3b) esteve apenas sobre o oceano e freqüentemente acima do equador. Apenas dois vórtices (Fig. 4b) atuaram no Nordeste Brasileiro sobre o continente. Estas circunstâncias proporcionaram índices pluviométricos bastante inferiores ao mês anterior. O mês seguinte, março de 2002, apresentou uma recuperação no índice de chuvas em relação ao que o antecedeu, fevereiro, porém ainda ficou abaixo de março de 2001, visto que a ZCIT esteve ao norte da sua posição climatológica e o posicionamento dos VCAN não foi tão favorável quanto no ano anterior. Assim, estas condições foram importantes mecanismos que contribuíram para os diferentes padrões de distribuição pluviométrica apresentados no primeiro trimestre de 2001 e 2002. CONCLUSÕES O município de Imperatriz é atingido por diversos sistemas meteorológicos vindos de todas as direções. Dos sistemas responsáveis pela intensificação da convecção e geração das chuvas, sobretudo na estação chuvosa, destacaram-se a Zona de Convergência Intertropical e os Vórtices Ciclônicos de Altos Níveis. Foi aparente a contribuição da ZCIT para a intensificação dos índices mensais de chuva, visto que quando este sistema encontrava-se na sua posição mais ao sul ocorreu, freqüentemente, os maiores valores de precipitação. O oposto aconteceu quando a ZCIT estava sobre o hemisfério norte. A variabilidade da precipitação na estação chuvosa com relação a este sistema muitas vezes esteve associada aos saltos da ZCIT e à TSM sobre o Atlântico Tropical. Os VCAN mostraram-se importantes no aumento do volume de chuva durante o verão/outono austral. Quando estes sistemas foram bastante freqüentes e situaram-se preferencialmente sobre o estado da Bahia, o município foi atingido pela borda do vórtice e as chuvas foram abundantes. Vórtices ciclônicos sobre o Oceano Atlântico Tropical muitas vezes não chegaram a atingir Imperatriz, e quando sobre o leste da Amazônia, normalmente causaram inibição de nuvens devido à subsidência. A indisponibilidade de dados durante este trabalho não permitiu investigar mais
profundamente a relação entre a Alta da Bolívia e os VCAN, assim como a relação com os sistemas frontais. Mas pôde-se inferir que a interação dos VCAN com a ZCAS favoreceu precipitações intensas sobre o Nordeste Brasileiro. A ocorrência de uma distribuição média anual com dois picos de precipitação, janeiro e março, pode ter ocorrido devido a uma grande freqüência de situações incomuns em que tal freqüência poderia ser diluída em um período maior, ou seja, sob o padrão de normal climatológica (30 anos). As situações mencionadas, talvez ligadas aos modos climáticos do Pacífico Equatorial e/ou Atlântico Tropical, como ENOS e padrão de dipolo do Atlântico Tropical, possivelmente favoreceram maior número que a média climatológica de vórtices ciclônicos da alta troposfera no mês de março e menos no mês de fevereiro, assim como o posicionamento da ZCIT mais ao sul. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS CLIMANÁLISE: Boletim de Monitoramento e Análise Climática. São Paulo, v. 16-17, n. 1-3. 2001-2002. Mensal. FRANK, N. L. On the energetics of the cold lows. In: SYMPOSIUM ON TROPICAL METEOROLOGY, 6, 1970. Honolulu, Proceedings. Honolulu: American Meteorological Society, 1970, p. EIV1-EIV6. KOUSKY, V. E.; GAN, M. A. Upper tropospheric cyclonic vortices in the tropical South Atlantic. Tellus, v. 33, p. 538-551, 1981. LOPES, M. N. G. Caracterização climática da temperatura e precipitação de Imperatriz-MA. 2006. 80 f. Trabalho de conclusão de curso Universidade Federal do Pará UFPA, Pará, 2006. NOBRE, C. A.; CITEAU, J.; UVO, C. R. B. A note on ITCZ migration in the tropical Atlantic and rainfall anomalies in Northeast Brazil. Unpublished manuscript, 1989. RAMAGE, C. S. The subtropical cyclone. Journal of Geophysical Research, v. 67, p.1401-1411, 1962. RAMÍREZ, M. C. V. Padrões climáticos dos vórtices ciclônicos em altos níveis no Nordeste do Brasil. 1996, 109 f. Dissertação (Mestrado em Meteorologia) - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, INPE, São Paulo, 1996. UVO, C. B. A zona de convergência intertropical (ZCIT) e sua relação com a precipitação da região Norte do Nordeste Brasileiro. 1989. 99 f. Dissertação (Mestrado em Meteorologia) Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, INPE, São Paulo, 1989. UVO, C. R. B.; NOBRE, C. A. A zona de convergência intertropical (ZCIT) e a precipitação no Norte do Nordeste do Brasil. Parte I: a posição da ZCIT no Atlântico Equatorial. Climanálise: Boletim de Monitoramento e Análise Climática, v. 4, n. 7, p. 34-40, 1989.