Fluxos de Calor Sensível e Calor Latente: Análise Comparativa dos Períodos Climatológicos de 1951-1980 e 1981-2010 Fabricio Polifke da Silva, Wanderson Luiz Silva, Fabio Pinto da Rocha, José Ricardo de Almeida França Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) briciopolifke@gmail.com, wanderweather@gmail.com, fabiorocha@openlink.com.br, jricardo@igeo.ufrj.br RESUMO: Este trabalho mostra uma análise das diferenças sazonais entre dois períodos climatológicos distintos, 1951-1980 e 1981-2010, para os fluxos de calor sensível e calor latente em escala global utilizando os dados das reanálises do NCEP/NCAR com o objetivo de caracterizar as regiões que possam estar sofrendo possíveis alterações devido a fatores climáticos locais ou em função das mudanças climáticas vigentes. Os resultados associados ao fluxo de calor sensível apresentaram alterações pouco expressivas na maior parte do planeta, com exceção da parte central do continente africano, onde é observada uma elevação do mesmo, principalmente no verão boreal. Por outro lado, os resultados relacionados ao fluxo de calor latente mostraram tendências muito significativas de aumento para a maior parte das regiões que ficam a leste dos continentes, e diminuição nas regiões centrais da África e do Oceano Pacífico. ABSTRACT: This paper shows an analysis of seasonal differences between two distinct climatological periods, 1951-1980 and 1981-2010, for the sensible heat and latent heat fluxes on a global scale using data from the NCEP/NCAR reanalysis for the purpose of to characterize the regions that may be undergoing possible changes due to local climatic factors or because of current climate change. The results associated with the sensible heat flux presented little expressive changes for most of the planet, except the central part of the african continent, where it is observed an increase of the same, especially in the boreal summer. On the other hand, the results related to the latent heat flux showed very significant rise trends for most of the regions that are to the east of the continents, and a decrease in the central regions of Africa and Pacific Ocean. Palavras-chave: fluxos de calor; calor sensível; calor latente; reanálise NCEP/NCAR; mudanças climáticas; tendências climáticas. 1 INTRODUÇÃO Os fluxos de calor sensível e calor latente na superfície terrestre são parâmetros essenciais no estudo dos processos de transporte de calor e umidade na interface superfície
atmosfera, fundamentais para a organização, por exemplo, de convecção e de precipitação (Rotunno e Emanuel, 1987; Tao e Simpson, 1991). Da mesma forma, as condições atmosféricas (cobertura de nuvens, precipitação e vento) podem alterar os parâmetros da superfície, modificando os fluxos (Webster e Lukas, 1992). Em geral, o fluxo de calor sensível está dirigido da superfície para a atmosfera devido ao aquecimento diurno desta primeira em função da radiação solar. A água é um dos componentes mais importantes do balanço de energia e é continuamente tranportada pela atmosfera e pela superfície em todas as direções, dando origem aos fluxos de calor latente (Oort e Peixoto, 1992). O objetivo deste trabalho é calcular as diferenças climatológicas para os fluxos de calor sensível e calor latente entre dois períodos distintos e fazer uma avaliação dos resultados, a fim de se detectar tendências na evolução temporal de tais variáveis e, com isto, buscar evidências que possam explicar as possíveis alterações em associação às mudanças climáticas vigentes. 2 METODOLOGIA Neste trabalho, foram utilizadas as médias mensais dos fluxos de calor sensível e calor latente da base de dados da Reanálise 1 do National Centers for Environmental Prediction NCEP / National Center for Atmospheric Research NCAR (Kalnay et al., 1996) para o período de 1951 a 2010, disponíveis no sítio http://www.esrl.noaa.gov/psd/data/gridded/data.ncep.reanalysis.derived.surfaceflux.html. Foram calculadas médias climatológicas para estas duas variáveis em dois períodos distintos: de 1951 a 1980 e de 1981 a 2010, além de suas variações sazonais. Através disto são obtidas diferenças sazonais climatológicas do segundo período em relação ao primeiro período, tornando-se possível a identificação de alterações nos fluxos de calor sensível e calor latente, buscando uma relação com a variabilidade climática existente. 3 RESULTADOS E DISCUSSÕES Analisando as diferenças resultantes nas médias climatológicas, nota-se um discreto aumento dos fluxos de calor sensível (Figura 1a) e calor latente (Figura 1b) na região polar do Hemisfério Norte durante o verão. Observa-se também, para o mesmo período, uma significativa diminuição do fluxo de calor latente em alguns pontos do Oceano Pacífico e da faixa central da África, e leve aumento no leste do Oceano Índico e no leste do continente asiático.
Figura 1 Diferença entre as médias climatológicas de 1981-2010 e 1951-1980 para o fluxo de calor sensível e calor latente (W/m²) durante o verão austral. Para o outono, nota-se uma suave elevação do fluxo de calor sensível (Figura 2a) para quase todo o globo terrestre com exceção do sudoeste dos Estados Unidos, onde se verifica um decréscimo deste fluxo. Verifica-se uma expressiva diminuição do fluxo de calor latente (Figura 2b) na região central da África e mais tênue ao longo da faixa equatorial. A costa leste da América do Sul apresenta significativos crescimentos nos valores do fluxo de calor latente neste período, em especial, na costa do Uruguai e da Argentina. Figura 2 Diferença entre as médias climatológicas de 1981-2010 e 1951-1980 para o fluxo de calor sensível e calor latente (W/m²) durante o outono austral. De acordo com as diferenças resultantes nas médias climatológicas, observa-se uma diminuição não significativa do fluxo de calor sensível (Figura 3a) sobre todo o globo, já na região equatorial africana observa-se um leve aumento deste fluxo, opondo-se a uma expressiva redução no fluxo de calor latente (Figura 3b) nesta mesma região durante o inverno. A região equatorial Pacífica e parte do continente africano também possuem evidentes diminuições nos
valores do fluxo de calor latente para o mesmo período. Discretos aumentos também são notados na costa ocidental da Austrália e em alguns pontos do Atlântico Sul. Figura 3 Diferença entre as médias climatológicas de 1981-2010 e 1951-1980 para o fluxo de calor sensível e calor latente (W/m²) durante o inverno austral. Para a primavera, nota-se o mesmo padrão de elevação e decréscimo nos valores dos fluxos de calor sensível (Figura 4a) e calor latente (Figura 4b), respectivamente, para a região equatorial africana e Chile. A área que compreende a latitude de 60ºS apresenta uma ligeira redução no fluxo de calor sensível. Destacam-se os expressivos crescimentos dos valores de fluxo de calor latente a leste dos continentes boreais e norte do Brasil, contrastando com uma significativa diminuição do mesmo na região equatorial Pacífica neste período. Figura 4 Diferença entre as médias climatológicas de 1981-2010 e 1951-1980 para o fluxo de calor sensível e calor latente (W/m²) durante a primavera austral.
4 CONCLUSÕES Neste trabalho, foi elaborada uma análise descritiva das diferenças sazonais entre dois períodos climatológicos distintos, 1951-1980 e 1981-2010, para os fluxos de calor sensível e calor latente para toda a superfície da Terra utilizando os dados das reanálises do NCEP/NCAR. Pôde-se verificar uma tendência de aumento do fluxo de calor latente, em geral, a leste dos continentes, coincidindo com regiões em que se observam correntes oceânicas quentes, e diminuição do mesmo no Oceano Pacífico Equatorial na maior parte do ano. Tal fato pode estar associado à elevação da temperatura da superfície do mar que, consequentemente, tende a aumentar a disponibilidade de umidade devido à evaporação e, assim, esta seria transferida para as costas pelos sistemas transientes (sistemas frontais, ciclones extratropicais, tropicais e etc.) e por massas de ar dominantes nas regiões especificadas (Altas Subtropicais do Atlântico e do Pacífico). Alterações pouco expressivas foram notadas quanto ao fluxo de calor sensível, sendo as mesmas mais pontuais, em destaque para a região central do continente africano, que é uma área de vegetação típica de savana. Futuramente serão feitas análises de outras variáveis atmosféricas que venham a caracterizar as respectivas tendências de aumento e diminuição dos fluxos de calor apresentadas neste trabalho. 5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Kalnay, E. et al., 1996: The NCEP/NCAR 40 Year Reanalysis Project. Bulletin of the Meteorological Society, v. 77, p. 437 471; Edição; Oort, A. H., Peixoto, J. P., 1992: Physics of Climate. Editora Springer Verlag Pod, 1ª Rotunno, R., Emmanuel, K. A., 1987: An air-sea interaction theory for tropical cyclones. J. Atmos. Sci., 44, 542 561; Tao, W. K., Simpson, J., 1991: Numerical simulation of a subtropical squall line over Taiwan Strait. Mon. Wea. Rev., 119, 2699 2723; Webster, J., Lukas, R., 1992: TOGA COARE: The Coupled Ocean-Atmosphere Response Experiment. Bull. Amer. Meteor. Soc., 73, 1377 1416.