4.2 Variação espacial e temporal da convecção intensa na Amazônia Central
4.2.3 Dispersão dos eventos convectivos intensos
As relações entre CTT e horário de ocorrência da precipitação, e CTT e intensi- dade da precipitação são mostradas nas Figuras 4.18 e 4.19, respectivamente. Em termos de distribuição temporal a CTT parece apresentar o mesmo comportamento da precipi- tação horária, pois topos de nuvens mais frios podem ocorrer a qualquer hora do dia, principalmente, na estação chuvosa. A variabilidade da precipitação é muito maior por que a sua duração é menor que a da cobertura total de nuvem. Logo, a precipitação tem escalas de tempo e espaço menores que as do topo da nuvem (Machado et al., 2002).
Figura 4.18: CTT versus horário de ocorrência da precipitação para eventos convectivos profundos (ECP), eventos convectivos menos profundos (ECMP) e eventos convectivos quentes (ECQ), no INMET, INPA, RFAD e K34. O asterísco representa a estação chuvosa e o quadrado a estação menos chuvosa.
Em geral, os eventos se separam em dois grupos: um grupo mais populoso, com CTT em torno de 200-220 K, e outro menos populoso, com CTT ≥ 270 K. O primeiro grupo corresponde a convecção profunda e o segundo grupo a convecção rasa (ou nuvens quentes). Convecção rasa praticamente não ocorre entre 20 e 04 HL, possivelmente por que nesse período não existe aquecimento e forçantes externas, os quais auxiliam na formação
da convecção úmida. Portanto, os eventos encontrados, durante a madrugada e início da manhã, com topos mais frios são eventos relacionados a sistemas precipitantes de outra natureza que não é puramente convecção profunda.
Nas áreas de floresta, é notável uma maior ocorrência da convecção profunda entre 12 e 17 HL, sendo que na RFAD esse tipo de convecção apresenta dois picos de frequência, um no período da manhã e outro no período da tarde. Durante o período da tarde ocorre o maior aquecimento da superfície, e, consequentemente, maior instabilização da camada limite, e pelo fato de existir uma maior disponibilidade de vapor d’água sobre áreas de floresta, é normal que ocorra uma maior frequência de nuvens convectivas e convecção profunda sobre essas áreas, no período da tarde. No estudo de Machado et al. (2002) a máxima cobertura de nuvens associada a convecção profunda foi encontrada às 16:30 HL, durante o experimento TRMM-WETAMC/LBA em Rondônia, e uma hora depois (17:30 HL) esta cobertura esteve menos intensa, apresentando uma grande fração de nuvens altas.
Essa separação entre convecção rasa e profunda também é observada na Figura 4.19, especialmente na RFAD, onde se concentram eventos de chuva pesada com precipi- tação maior que 60 mm/hora. A K34 também mostra dois eventos desta natureza. Nessas duas áreas de floresta a maior parte das chuvas é de até 40 mm/hora, enquanto que nas áreas urbanas as chuvas predominam no intervalo de 20 a 30 mm/hora. Mais uma vez, se pode notar que as localidades no meio de floresta são suscetíveis as chuvas pesadas associadas com convecção muito profunda (CTT < 220 K).
A Figura 4.19 também mostra que, em média, ocorre uma diminuição na frequên- cia, intensidade e profundidade dos eventos convectivos da estação chuvosa para a estação menos chuvosa. O que era esperado, pois existe uma forte varição sazonal para todos os tipos de cobertura de nuvens, com máximos ocorrendo entre dezembro e março, e mínimos entre maio e setembro, conforme mostrado no trabalho de Alves et al. (2007) (ver Figura 4.20).
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Figura 4.19: CTT versus precipitação para eventos convectivos profundos (ECP), eventos convectivos menos profundos (ECMP) e eventos convectivos quentes (ECQ), no INMET, INPA, RFAD e K34. O asterísco representa a estação chuvosa e o quadrado a estação menos chuvosa.
Figura 4.20: Média mensal da cobertura total de nuvens, de nuvens altas e de nuvens convectivas para um setor de 2,5◦ x 2,5◦, centrado em Manaus, para os anos de 1983 a
1994.
Coeficientes de correlação, entre precipitação e CTT, foram calculados para os ECP, ECMP e ECQ que ocorreram na área de estudo (Tabela 4.4). Tanto para o período chuvoso como para o menos chuvoso a correlação é negativa na ocorrência de ECP. Isso era esperado para situações de convecção profunda, pois quanto menor a CTT, maior a altura da nuvem e maior a quantidade de chuva, independente do local. Maiores valores de correlação positiva são observados para ECMP, sugerindo que quanto mais quente a nuvem maior a precipitação para a convecção menos profunda. Para os ECQ a correlação é menor que para ECMP, sugerindo que quanto mais quente a nuvem menor é a intensidade da precipitação. Porém, pelo fato de existir uma menor amostragem (valores entre parênteses na tabela) de ECMP e ECQ, em relação aos ECP, não se pode afirmar se a correlação entre CTT e precipitação, para a convecção rasa e menos profunda, é representativa.
Tabela 4.4: Coeficientes de correlação, entre a intensidade da precipitação e CTT, para a Amazônia Central, nas estações chuvosa e menos chuvosa. Os números entre parênteses correspondem a quantidade de eventos para cada caso.
```` ```` ```` ```` ``
Tipo de evento
Estação
Chuvosa
Menos chuvosa
ECP
-0,13 (184)
-0,27 (48)
ECMP
0,14 (21)
0,46 (9)
ECQ
0,09 (19)
0,07 (7)
Tsonis (1987) fez análises de correlação cruzada para associar a intensidade da precipitação com valores de temperatura de topo da nuvem medidas no canal do infraver- melho térmico (10,5-12,6 µm) do satélite GOES, em Ontário, no Canadá. Ele observou que para chuvas convectivas (não convectivas) a correlação entre a intensidade da preci- pitação e a profundidade da nuvem foi menor (maior). Logo, os resultados encontrados para a Amazônia Central são semelhantes aos do referido autor, que fez o estudo para uma região de latitudes médias, mantendo a ideia de que a intensidade da precipitação aumenta com a profundidade da nuvem.
A Figura 4.21 relaciona a CTT ao tempo de duração da precipitação para as duas estações do ano e todos os eventos analisados. Observa-se que a grande maioria (> 90 %) de eventos tem duração entre 1 e 9 horas, e os eventos, mais uma vez, se apresentam em dois grupos: um grupo com CTT variando entre 190 e 230 K, e outro com CTT ≥ 270 K. Os eventos mais profundos que apresentam uma maior duração, provavelmente estão associados com sistemas sinóticos (como a ZCAS, por exemplo), e são mais frequentes na RFAD e K34. Já os eventos provenientes de convecção rasa tendem a durar menos, principalmente na estação menos chuvosa. Logo, na Amazônia Central, a duração e os horários de maior frequência de precipitação podem mudar de acordo com o sistema
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predominante (Greco et al., 1990).
Figura 4.21: CTT versus o tempo de duração da precipitação no INMET, INPA, RFAD e K34. O asterísco representa a estação chuvosa e o quadrado a estação menos chuvosa.
Para uma melhor análise do tempo de duração da chuva em função de CTT, a Figura 4.22 mostra essa relação para três diferentes intervalos de duração da chuva: chuvas que duraram até 1 hora; de 2 a 5 horas e mais que 5 horas, se levando em consideração o horário de ocorrência de máxima precipitação (eixo y). Nota-se que os eventos com até 1 hora de duração são mais frequentes nas duas áreas de floresta, são de convecção profunda e convecção rasa, e mais frequentes no período da tarde e início da noite (ver Figura 4.22 (e-h)), com apenas um caso nas áreas urbanas, ocorrido no INMET na estação chuvosa.
Figura 4.22: CTT versus o horário de ocorrência da precipitação com tempo de duração de: até 1 hora (círculo preenchido), de 2 a 5 horas (círculo vazio) e maiores que 5 horas (cruz).
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Greco et al. (1990) mostraram que a maioria das chuvas na Amazônia Central, durante 45 dias do período chuvoso, foram ocasionadas por três tipos de LI’s: Coastal Occurring Systems (COS), Basin Occurring Systems (BOS) e Locally Occurring Systems (LOS). Esse último tipo foi caracterizado por sistemas com ciclo de vida de 1 hora, que não possuem mais que 1000 km2, em que a maior parte da precipitação ocorre entre 14
e 21 HL, e originan do aquecimento diurno da superfície terrestre. Além disso, 82% das chuvas foi devido aos COS e BOS e somente 18% devido aos LOS. Resultados parecidos aos de Greco et al. (1990) são encontrados nessa pesquisa, pois a maioria dos eventos com duração de 1 hora ocorrem entre 12 e 22 HL e são em minoria (ver Tabela 4.5).
Eventos com duração de 2 a 5 horas são bem distribuídos ao longo do dia, e em maioria são de convecção profunda e mais frequentes nas áreas florestadas, principalmente no intervalo de 200 a 220 K, e nos horários de 08 a 20 HL. Nas áreas urbanas eles são mais dispersos e em menor quantidade, sendo que no INPA, na estação seca, a maioria está associada a convecção rasa. Conforme a Tabela 4.5, nos quatro locais de estudo, mais de 50 % dos eventos se enquadram nesse período de ocorrência de precipitaçao.
Do mesmo modo, os eventos com tempo de precipitação maior que 5 horas ocorre- ram a qualquer hora do dia. Porém, são em maioria oriundos de nuvens profundas, mais frequentes na estação chuvosa e, em média, os maiores percentuais são das áreas urbanas, sendo que nenhum evento desse tipo foi observado na RFAD durante a estação menos chuvosa. Nos quatro locais, na estação chuvosa, os eventos com menores valores de CTT pertencem a esse grupo. E com exceção do INMET (com 2 casos no período chuvoso), não se observa nenhum evento com esse tempo de duração quando se tem convecção rasa. De maneira geral, a Tabela 4.5 mostra que, na Amazônia Central, a precipitação em sua maioria dura entre 2 e 5 horas; que chuvas intensas e de curta duração são mais frequentes em áreas florestadas, e que as chuvas mais duradouras ocorrem em maior frequência nas áreas urbanas. Isto é, as precipitações que ocorrem na região metropolitana de Manaus são mais intermitentes e mais leves que nas áreas de floresta, pois (como já foi mostrado anteriormente) as chuvas na RFAD e na K34 são mais intensas.
Tabela 4.5: Percentagem de eventos, para diferentes intervalos de duração de precipitação, nas áreas de estudo.
P P P P P P P P P PP
Local
Duração
1 hora 2 a 5 horas > 5 horas
INMET
2,0
62,7
35,3
INPA
0,0
63,2
36,8
RFAD
7,5
62,6
29,9
A longa duração da precipitação na Amazônia Central sugere duas explicações: 1 - que existe uma reciclagem local da chuva: ou seja, chove, evapora, se forma nova nuvem convectiva, ocorre instabilidade convectiva, favorecendo o crescimento da nuvem e novamente chove. Assim, a chuva tende a perdurar por mais tempo. 2 - atuação de um sistema sinótico: chuvas ocasionadas por sistemas como a ZCAS ou grandes aglomerados convectivos, o que é mais provável no período chuvoso da região.
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