EVENTOS EXTREMOS DE PRECIPITAÇÃO E SUA INFLUENCIA NA OPERAÇÃO AERONÁUTICA: UMA ANALISE PRELIMINAR PARA O AEROPORTO DE MACAPÁ-AP Nilzele de V. Gomes 1 3, Miguel Ângelo V. de Carvalho 2 1 SRNO/INFRAERO - Belém nilzele@gmail.com 3 2 PCA/ICEA São José dos Campos RESUMO: Com os dados do período 2001 a 2008 da Estação Meteorológica de Superfície do Aeroporto Internacional de Macapá - Alberto Alcolumbre este trabalho objetivou investigar o comportamento da precipitação identificando eventos extremos de máximos valores precipitações acumulados em uma hora, seus períodos preferenciais de ocorrências e suas implicações nas operações aeronáuticas. Os eventos extremos de máxima precipitação foram calculados através do índice RAI. Os resultados mostraram 21 casos de eventos extremos, os quais ocorreram em sua maior parte em dezembro-janeiro-fevereiro, sendo dezembro o mês de maior ocorrência. O horário preferencial encontra-se entre 21:00 e 05:00 hora local. A maioria das ocorrências é de origem convectiva. Durante os eventos extremos, o aeródromo de Macapá operou com o auxílio de instrumentos e em cerca de 43% dos casos o teto e visibilidade esteve abaixo dos mínimos operacionais. Palavras Chaves: Indice RAI, Meteorologia Aeronáutica,Precipitação ABSTRACT: With the data of the period from 2001 to 2008 of the Meteorological Surface Station of Macapá International Airport - Alberto Alcolumbre, this study aimed investigate the behavior of extreme precipitation events identifying maximum precipitation amounts accumulated in one hour, their periods preferred events and their implications for aviation operations. The extreme events of excess precipitation calculated using the RAI index. The results showed 21 cases of the extreme events, there were and they occurred mostly in December-January-February. The month with the highest frequency was December. Most of the cases happened between 21:00 and 05:00 local time. Most occurrences are of convective origin. During the extreme events, the aerodrome of Macapá operated with the aid of instruments. In about 43% of the cases, the ceiling and visibility were below the operational minimum. Keywords: RAI Index, Aeronautic Meteorology, Precipitation INTRODUÇÃO A precipitação é um dos elementos meteorológicos mais importantes nos trópicos. O total anual médio de precipitação no município de Macapá -AP é de 2.571 mm/ano com um ciclo sazonal bem definido: o período chuvoso de dezembro a junho e o período seco de julho a novembro (INMET, 1992). Os principais sistemas meteorológicos que influenciam na distribuição de precipitação no Amapá são a Zona de Convergência Intertropical (ZCIT; SOUZA et al., 2000), as Linhas de Instabilidade (LI; COHEN, 1995) e os efeitos das brisas fluviais (BF; SOUZA E SARAIVA, 2006).. A variabilidade da precipitação e a ocorrência de eventos extremos de precipitação intensa ou de escassez interferem nos processos ambientais, sociais e econômicos da localidade afetada. Porém, no Estado do Amapá existem ainda poucos estudos que abordem os padrões de precipitação seus extremos, os quais são de suma importância para o planejamento de navegação aérea segura e de qualidade. A quantidade e intensidade de precipitação são fatores
que determinam situações desfavoráveis ao trafego aéreo como restrição de visibilidade, teto e condições de pista escorregadia que constituem um fator de grande risco para a aviação. Além disso, eventos adversos de tempo provocam atrasos, cancelamentos de vôo ou possíveis mudanças na rota originalmente traçada, e estes contratempos podem acarretar prejuízos vultosos para as empresas envolvidas e desconforto ao usuário da aeronavegação. Portanto, o objetivo deste estudo é investigar o comportamento da precipitação no Aeroporto Internacional de Macapá - Alberto Alcolumbre (SBMQ), identificando eventos extremos de máximos valores precipitações acumulados em uma hora, seus períodos preferenciais de ocorrências e suas implicações nas operações aeronáuticas. METODOLOGIA Neste estudo são utilizados os dados meteorológicos da Estação Meteorológica de Superfície (EMS) de SBMQ que está sob jurisdição da Empresa Brasileira de Infraestrutura Aeroportuária (INFRAERO). Esta EMS tem número sinótico 82099 e está localizada na latitude de. 00 03 S e longitude de 51 04 W e 16 m de altitude. Foram utilizados os acumulados horários de precipitação para o período de 00:00 hora local (HL) do dia 01 de janeiro de 2001 a 23:00 HL do dia 31 de dezembro de 2008. Os eventos extremos de precipitação foram identificados com base no Índice de Anomalia de Precipitação RAI (Rainfall Anomaly Index), desenvolvido por Van Rooy (1965). O uso deste índice permite comparar a precipitação de um lugar determinado com a média dos dez valores extremos de anomalias positivas e negativas de precipitação. Neste estudo usou-se apenas os eventos extremos acumulados horários associados às anomalias positivas de precipitação, que daqui por diante serão denominados como EEPH, obtidos a partir da seguinte Equação (1): N N RAI 3 Equação (1) M N Onde: N = precipitação medida (Acumulada horária); N = precipitação média horária da série temporal; M = média das dez maiores precipitações horária da série temporal; Os valores de índice RAI maiores que 0 já são considerados eventos extremos, porém foram selecionados para analise somente os casos em que o índice RAI apresentaram um valor acima de 1,8 que é equivalente a acumulados horários maiores ou iguais a 29 mm/hora. Além dos dados de precipitação, também foram usados os dados horários de visibilidade horizontal, tipo de nebulosidade, altura da base da nuvem mais baixa com quantidade maior que 4/8 de nebulosidade na abóbada celeste (teto), para verificar as condições operacionais do SBMQ na ocorrência dos eventos extremos identificados.
RESULTADOS Utilizando a análise do índice RAI e tendo como base os acumulados horários de precipitação do período de janeiro de 2001 a dezembro de 2008 foi verificada a ocorrência de 21 EEPH com Índice RAI igual ou maior a 1,8. Dos 21 eventos, cerca de 30% ocorreram no ano de 2005 (Fig. 1). Este ano foi caracterizado pela ocorrência de ano de El Niño fraco no Pacífico Tropical e anomalias positivas de temperatura da superfície do mar no Atlântico Norte. Este fato pode desfavorecer os movimentos convectivos na região de estudo, no entanto, os sistemas convectivos que conseguem se desenvolver são extremamente fortes para vencer as condições desfavoráveis, o que pode ter desencadeado maior ocorrência de EEPH de até 69,6 mm. FIGURA 1 Número de ocorrências de eventos extremos de precipitação acumulada horária (Indice RAI maior ou igual a 1,8) de 2001 a 2008 no aeroporto de Macapá-AP. A maioria dos EEPH (47%) ocorreram no início do período chuvoso (dezembro-janeirofevereiro) sendo o mês de maior incidência dos eventos extremos o mês de dezembro (Fig 2ª e Fig 2b). Neste trimestre, muito embora do ponto de vista climatológico a ZCIT ainda não se encontre na sua posição atlântica mais austral, sua proximidade favorece o aumento da formação de aglomerados convectivos atingindo a faixa leste do Amapá, concorrendo para a elevação dos níveis pluviométricos (SOUZA & CUNHA, 2010). A Figura 2c mostra que os horários de maior ocorrência dos EEPH se dão de 21:00 a 05:00 HL, com 61% dos eventos ocorrendo dentro desse período. Especula-se que isto ocorra devido a influência das LI e BF que afetam a região. Os 21 EEPH estão associados a sistemas de origem convectiva, associados com nuvens Cumulunimbus e Torre de Cumulus (17 eventos) e nos demais foram formados por nuvens menos desenvolvidas: Cumulus e Stratus (Fig 2d). A Figura 3 ilustra as condições de teto e visibilidade reinantes durante a ocorrência dos EEPH no município de Macapá. Em todos os 21 EEPH, o aeródromo operou com o auxílio de instrumentos para pousos e decolagens levando em consideração as restrições de teto menor que 1500 ft e visibilidade abaixo de 5000m (MCA 53-1, 2009). E em nove casos os valores de teto e/ou visibilidade estavam abaixo dos mínimos operacionais requeridos para operações por instrumentos do aeródromo, visibilidade maior que 1600m e/ou teto abaixo 600 (Instrument Approach Chart, CARTA IAC), restringindoas operações de pouso e decolagem SBMQ.
CARACTERÍSTICAS PREFERENCIAIS DE OCORRENCIA DOS EVENTOS EXTREMOS DE MAXIMA PRECIPITAÇÃO DE 2001 A 2008 NO AROPORTO DE MACAPÁ-AP (a) (b) (c) (d) Figura 2 - Porcentagem freqüência dos eventos extremos de máxima precipitação: (a) por trimestre; (b) por mês; (c) por horário; e (d) Número de eventos associados a nuvens Cumulunimbus (CB), Torre de Cumulus (TCU) e nuvens Cumulus/Stratus Figura 3 Condições de teto e visibilidade durante a ocorrência dos eventos extremos de precipitação ocorridos entre os anos de 2001 a 2008 em MACAPÁ. Em destaque os eventos de visibilidade menores que 1600m e teto abaixo de 600 ft CONCLUSÕES Através do cálculo do índice RAI para a obtenção de eventos extremos de máxima precipitação, observou-se que durante o período de estudo foram selecionados 21 casos com
precipitação acima de 29 mm/ hora. Esses eventos ocorreram em sua maior parte no ano de 2005. Além disso o trimestre que apresentou maior ocorrência de EEPH foi dezembro-janeirofevereiro, sendo o mês de dezembro o de maior ocorrência. O horário preferencial encontra-se entre 21:00 HL e 05:00 HL. A maioria das ocorrências é de origem convectiva com a presença de nuvens Cumulunimbus. Durante os eventos extremos, o aeródromo de Macapá esteve em condições de operação somente com o auxílio de instrumentos e em cerca de 43% dos casos o teto e visibilidade esteve abaixo dos limites operacionais. Apesar da série temporal utilizada neste trabalho compreender apenas 8 anos, os resultados obtidos deram indícios das características das ocorrências destes eventos e de suas implicações nas operações aeronáuticas.no entanto, sugere-se que em estudos futuros possam serem feitas estas análises com uma série temporal mais longa afim de obter-se resultados mais consistentes em relação a ocorrência dos EEPH para região. AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem ao Instituto de Controle do Espaço Aéreo (ICEA), a INFRAERO e a CAPES pelo apoio para realização deste estudo. REFERÊNCIAS AIS WEB, Página da Internet: http://www.aisweb.aer.mil.br/, ultimo acesso em 26/06/2011. BRASIL. Comando da Aeronáutica. Tráfego Aéreo. MCA 53-16 Sistema de Pouso por Instrumento - ILS. Brasília, 2009. COHEN, J. C. P.; SILVA DIAS, M. A. F; NOBRE C. A. Environmental conditions associated with Amazonian squall lines: A case study. Monthly Weather Review, Boston, v. 123, n.11, p. 3163-3174, Nov. 1995. INMET, Normais Climatológicas (1961-1990), INMET, Brasília-DF, 1992. SOUZA, E.B.; KAYANO, M.T.; TOTA, J.; PEZZI, L.; FISCH, G.; NOBRE, C. On the influences of the El Niño, La Niña and Atlantic dipole pattern on the Amazonian rainfall during 1960-1998. Acta Amazônica, v. 30, p. 305-318. 2000. SOUZA, D.O.; SARAIVA, J.M.B.; LOPES, J. L. M. Influência das Circulações do tipo Brisa na Formação de Tempestade Severa em Macapá. Anais do XIV Congresso Brasileiro de Meteorologia, Florianópolis, nov. 2006. SOUZA E. B.; CUNHA A. C. Climatologia de Precipitação no Amapá e Mecanismos Climáticos de Grande Escala 2010. Tempo, clima e recursos hídricos: resultados do Projeto REMETAP no Estado do Amapá, Macapá p. 177-195, 2010. VAN ROOY, M. P. A rainfall anomaly index independent of time and space. Notos, v. 14, p.43-48, 1965.