Evento de Chuva Intensa e Granizo no Rio de Janeiro No final da tarde da quinta-feira, dia 13 de dezembro de 2012, uma forte chuva atingiu a cidade do Rio de Janeiro. O temporal foi acompanhado de vento forte e queda de granizo. Houve registro de queda de árvores, alagamentos e 6 bairros ficaram sem luz. Houve até um incêncio florestal, que suspeita-se ter sido causado por raio. No aeroporto Santos Dumont as rajadas de vento chegaram a quase 60 km/h, enquanto em Jacarepaguá ultrapassaram esses valor (62,6 km/h). Os dados de precipitação do AlertaRio registraram um valor extremo de precipitação acumulado em 15 minutos na estação Bangú. Foram mais de 20 mm/15min. Em uma hora o acumulado igualou a metade da climatologia do mês. Em alguns pluviômetros da cidade a chuva foi menor que 10 mm/24h. As informações acima deixam claro a característica rápida e violenta da tempestade. Esse tipo de fenômenos de escalas temporal e espacial pequenas são difíceis de serem previstos por modelos numéricos com horas de antecedência. As ferramentas de nowcasting como radares e redes de detecção de descargas atmosféricas são mais eficientes, porém o prazo é de minutos de antecedência. A seguir faz-se uma descrição do evento. A figura 1 mostra a distribuição de descargas atmosféricas onde percebe-se pela cor alaranjada que, sobre a cidade do RJ, a descargas ocorreram entre 18 e 20 GMT, ou seja, entre 16h e 18h do horário de verão.
Figura 1: Descargas a Atmosféricas do dia 13 de dezembro de 2012. As cores estão relacionadas ao horário (GMT) conforme a legenda. A radiossondagem (Figura 2) da manhã (12Z00) do dia do evento mostra uma atmosfera instável e com grande conteúdo de umidade, destacado pelo valor de 54.24 mm de água precipitável. Os índices, CAPE, K, TT e Ind. Lev. (LIFTED) de 1550, 37, 47 e -4.8, respectivamente mostram a elevada instabilidade do ambiente atmosférico sobre a cidade. Destaca-se também que para este evento não se observam duas características que costumam acompanhar esse tipo de tempestades que apresentam fortes ventos e granizo: (1) forte cisalhamento do vento e (2) camada de ar seco em níveis médios. Em latitudes tropicais, como é o caso do Rio de Janeiro, é mais comum do que em latitudes médias ocorrerem tempestades severas sem a presença dessas duas características, como foi o caso deste evento.
Figura 2: Skew-T da cidade do Rio de Janeiro às 12Z00 do dia 13 de dezembro de 2012. Fonte: http://www.master.iag.usp.br/ind.php?inic=00&prod=sondagem. Acessado em 14/12/2012. As análises sinótica (Figura 3) e dos campos atmospfericos horizontais em diferentes níveis e com diferentes variáveis (Figuras 4 e 5) mostram uma região de relativa baixa pressão sobre a área de interesse. Destaca-se que nenhum sistema sinótico pode ser identificado sobre a região. No entanto na análise sinótica das 00Z do dia 14, ou seja, apenas 6 horas depois (figura não mostrada) nota-se a presença de uma Zona de Convergência de Umidade (ZCOU), ou seja, pode-se dizer que o evento aqui analisado esteve associado ao processo de formação de uma
ZCOU. Dessa forma já pode-se sugerir que um dos principais mecanismos de formação da tempestade foi a convergência de umidade. De fato, a Figura 6 mostra a confluência de ventos em baixos níveis sobre o Rio de Janeiro, onde também notam-se elevados valores de água precipitável. Figura 3: Análise Sinótica das 18Z do dia 13 de dezembro de 2012.
Figura 4: Campos atmosféricos diagnósticos do escoamento atmosférico às 18Z do dia 13 de dezembro de 2012.
Figura 4: Campos atmosféricos diagnósticos de Índices de Instabilidade às 18Z do dia 13 de dezembro de 2012.
Nas Figuras 4 e 5 nota-se a ausência de cartecterísticas sinóticas marcantes sobre o Rio de Janeiro. Não nota-se levantamento significativo em níveis médios, nem divergência em altos níveis, apenas muita umidade na região. Os ídices atmosféricos tamabém não se destacam na região do Rio de Janeiro. A ausência de características marcantes na atmosfera em escala sinótica sugerem que processos em escala menor, provavelmente em meso-escala, tiveram grande contribuição para o desenvolvimento da tempestade. De fato, o meteorologista de plantão que monitorou a ocorrência do evento em tempo real percebeu o deslocamento de uma linha de instabilidade vinda de norte/noroeste. A linha de instabilidade é classificada como um fenômeno de mesoescala. O deslocamento de uma célula convectiva pode ser notado na sequência de imagens da Figura 6. Na imagem de satélite a baixa resolução e a bigorna gerada pela convecção dificulta a visualização do sistema como uma linha. No entanto, imagens de radar e a sequencia de raios (figuras não mostradas) sugerem uma formação em linha com deslocamento de norte/noroeste para sul/sudeste. Figura 6: Imagens de satélite no Canal Infravermelho Realçada pela Temperatura.
Uma avaliação das previsões de precipitação por parte dos modelos numéricos (ETA15km, BRAMS20km, T299 e GFS) revela que estes não foram capazes de prever volumes de chuva significativos na região metropolitana do Rio de Janeiro em nenhum dos 5 dias que antecederam o evento. Os pluviômetros da rede do AlertaRio chegaram a registrar mais de 50 mm na estação Bangu. No entanto o mapa de chuva observada não revela tal intensidade. Isso ocorre provavelmente porque os dados da rede do AlertaRio não entram na confecção desse produto de chuva observada (COSH). Figura 7: Precipitação Acumulada em 24 horas entre as 00Z do dia 13/12/2012 e o mesmo horário do dia 14 observada (COSH) e prevista pelo modelo CPTEC-ETA15km nos prazos de 24, 48, 72, 96 e 120 horas.
Figura 8: Precipitação Acumulada em 24 horas entre as 00Z do dia 13/12/2012 e o mesmo horário do dia 14 observada (COSH) e prevista pelo modelo CPTEC-BRAMS20km nos prazos de 24, 48, 72, 96 e 120 horas.
Figura 9: Precipitação Acumulada em 24 horas entre as 00Z do dia 13/12/2012 e o mesmo horário do dia 14 observada (COSH) e prevista pelo modelo CPTEC-T299 nos prazos de 24, 48, 72, 96 e 120 horas.
Figura 10: Precipitação Acumulada em 24 horas entre as 00Z do dia 13/12/2012 e o mesmo horário do dia 14, observada (COSH) e prevista pelo modelo GFS nos prazos de 24, 48, 72, 96 e 120 horas. Em suma, a análise deste evento de chuva intensa acompanhada de granizo, muitos raios e ventos forte na cidade do Rio de Janeiro aponta características de escala não sinótica (provavelmente meso-escala) como determinantes para a ocorrência do mesmo. Esse fato ajuda a explicar o porquê da dificuldade dos modelos numéricos em prever o volume de chuva, apesar do ambiente atmosférico apresentar grande conteúdo de umidade. Destaca-se também a ausência de duas características normalmente presentes nesse tipo de tempestades que são o forte cisalhamento do vento e uma camada seca entre baixos e médios níveis. Sugere-se que a combinação de uma atmosférica termodinâmicamente instável (índices K, TT, LIFTED e CAPE elevados, mas não extremos), muito úmida (água precipitável muito elevada, acima de 50 mm) e a propagação de uma linha de instabilidade (vinda de norte/noroeste) foram as características que mais se destacaram na formação da tempestade.