97
7.
ESTUDO
DIURNO E
NOCTURNO DA
VELOCIDADE DO
VENTO
“Nas latitudes tropicais e temperadas, grandes variações na velocidade do vento podem ocorrer ao longo do ciclo diário. Este tipo de variação do vento deve-se ao aquecimento diferenciado de superfície terrestre durante o ciclo de radiação diária. A variação diária típica proporciona um aumento da velocidade do vento durante o dia e ventos mais fracos durante a noite. As maiores diferenças diárias geralmente ocorrem na Primavera e no Verão e as mais pequenas no Inverno.” Manwell et al. (2002)
O ciclo diário, neste estudo, foi dividido em duas partes: a diurna, que compreende as observações sinópticas das 09:00, 12:00, 15:00 e 18:00 e a nocturna que compreende as observações sinópticas das 21:00, 00:00, 03:00 e 06:00.
Foram contempladas neste estudo apenas as estações de LPAZ, EMA e PE, visto de FT apenas existirem valores diurnos.
Foram analisados dois tipos de situações referentes ao estudo ciclo diário. No primeiro gráfico, foram compiladas as ocorrências do vento, em metros por segundo, em intervalos que abrangem um metro por segundo pela percentagem de ocorrências em cada um deles. No segundo gráfico, foi feito um estudo da média mensal, em metros por segundo, da velocidade do vento no seu ciclo diário diurno, nocturno.
Optou por se chamar meses de verão aos meses entre Abril e Setembro e meses de inverno aos restantes meses.
98
7.1. A
NO DE2001
Através do gráfico da figura 111, referente a LPAZ podemos verificar que a percentagem de ocorrências de ventos que não alcançam o RO é superior no período nocturno.
Figura 111 - Estudo anual da percentagem de ocorrências em metro por segundo, dos valores nocturno/diurno da velocidade do vento em LPAZ, 2001
À maneira que a velocidade do vento vai aumentando principia a haver um maior equilíbrio entre os ventos diurnos e nocturnos. De um modo geral, as ocorrências de ventos fracos são mais frequentes durante o período nocturno. Após análise dos dados, verificamos que no período nocturno foram contabilizadas 40,0% das ocorrências abaixo do RO contra 26,3% no período diurno.
Capítulo 7. Estudo Diurno e Nocturno da Velocidade do Vento
99 Como se pode verificar a partir do gráfico da figura 112, neste ano de 2001 em LPAZ, no mês de Março ocorreu uma inversão da tendência sendo a média nocturna deste mês superior à diurna. Nos meses de Janeiro e Dezembro os valores diurnos e nocturnos foram muito próximos. Julho foi o mês em que as amplitudes entre os valores diurnos e nocturnos foram as mais significativas.
7.2. A
NO DE2002
Em 2002, em LPAZ o comportamento do vento não foi linear, notando-se que a percentagem de ocorrências de ventos fracos nocturnos disparou no intervalo ]01,02], tendo obtido uma diferença percentual de 10 pontos comparativamente ao número de ocorrências diurnas.
Figura 113 - Estudo anual da percentagem de ocorrências em metro por segundo, dos valores nocturno/diurno da velocidade do vento em LPAZ, 2002
À medida que a velocidade do vento aumenta há uma maior homogeneização entre os períodos chegando mesmo a haver uma inversão nos intervalos ]10,11] e ]15,16]. Após análise dos dados, verificamos que no período nocturno foram contabilizadas 40,5% das ocorrências abaixo do RO contra 24,9% no período diurno.
100
Figura 114 - Estudo da média mensal da velocidade do vento (m/s) nos períodos diurno/nocturno, em LPAZ, em 2002
As médias mensais diurnas em 2002, em LPAZ, foram sempre superiores às médias mensais nocturnas. As amplitudes entre ambos os períodos são mais acentuadas nos meses ditos de Verão. Os meses em que as amplitudes das médias mensais do vento foram menos significativas, foram os de Janeiro, Fevereiro e Outubro.
7.3. A
NO DE2003
Nesta estação, segundo o gráfico da figura 115, verificamos que enquanto os ventos são calmos (até aos 4 m/s).
Figura 115 - Estudo anual da percentagem de ocorrências em metro por segundo, dos valores nocturno/diurno da velocidade do vento em LPAZ, 2003
Capítulo 7. Estudo Diurno e Nocturno da Velocidade do Vento
101 A predominância de ocorrências é maior no período nocturno, invertendo-se essa tendência a partir dos 4 m/s apenas com exclusão dos intervalos ]09,10] e ]16,17]. No período nocturno existiram menos episódios de vento dentro do parâmetro do RO, 49,3% contra os 31,3% do diurno.
Figura 116 - Estudo da média mensal da velocidade do vento (m/s) nos períodos diurno/nocturno, em LPAZ, em 2003
Conforme figura anterior ainda referente a LPAZ, podemos verificar que o mês de Fevereiro obteve uma média diurna e nocturna igual e em Abril os valores foram também bastante aproximados. Os meses entre Maio e Setembro foram os que obtiveram maiores amplitudes entre os valores diurnos e nocturnos.
Figura 117 - Estudo anual da percentagem de ocorrências em metro por segundo, dos valores nocturno/diurno da velocidade do vento em EMA, 2003
102
Na EMA, no mesmo período, ocorreu uma inversão relativamente a LPAZ, sendo neste caso de salientar uma diminuição na percentagem de ocorrências de episódios de vento fraco durante o período nocturno e um consequente aumento na percentagem dos valores de ventos mais fortes, invertendo-se a tendência natural de ocorrerem episódios de vento mais fraco durante a noite. Nesta estação a percentagem de ocorrências da velocidade do vento inferior ao RO foi no período nocturno com apenas 28,3%, o período diurno obteve 40,0% do total dos dados.
Figura 118 - Estudo da média mensal da velocidade do vento (m/s) nos períodos diurno/nocturno, em EMA, 2003
A EMA neste ano apresenta uma situação anómala, pois verifica-se uma inversão das tendências diurna/nocturna do vento no mês de Janeiro (devido a esta situação foram reverificados e confirmados os dados da referida Estação). As maiores amplitudes continuam a verificar-se nos meses ditos de Verão. Janeiro, Novembro e Dezembro foram os meses em que as médias diárias foram superiores durante o dia.
PE é, à semelhança de LPAZ, em 2003, contemplada com um maior número de ocorrências nos intervalos de vento mais fraco durante a noite, à excepção dos intervalos entre ]11,13] e o ]17,20] em que o período nocturno foi o que obteve as maiores percentagens de ocorrências.
Capítulo 7. Estudo Diurno e Nocturno da Velocidade do Vento
103 Figura 119 - Estudo anual da percentagem de ocorrências em metro por segundo, dos valores nocturno/diurno da velocidade do vento em PE, 2003
Dentro do parâmetro de RO foram alcançados no período nocturno 75,7% do total de ocorrências e no período diurno 82,2%.
Figura 120 – Estudo da média mensal da velocidade do vento (m/s) nos períodos diurno/nocturno, em PE, em 2003
As médias diurnas e nocturnas da velocidade do vento em PE encontram-se, neste ano muito próximas, apenas em Agosto e Setembro existe uma separação mais acentuada entre os dois períodos. É de salientar em Fevereiro uma inversão dos valores diurno/ nocturno e nos meses de Março, Abril, Novembro e Dezembro a diferença entre os dois períodos é quase nula.
104
7.4. A
NO DE2004
Em 2004, em LPAZ é notória a predominância de ventos abaixo do parâmetro de RO, no período nocturno, tendo os mesmos alcançando 47,1% do total das ocorrências, no período diurno ocorreram dentro deste parâmetro 69,7%.
Figura 121 - Estudo anual da percentagem de ocorrências em metro por segundo, dos valores nocturno/diurno da velocidade do vento em LPAZ, 2004
Apenas os intervalos ]12,14] e ]15,16] inverteram a tendência anual, tendo nestes casos o número de ocorrências de vento nocturno sido superior ao diurno.
Figura 122 - Estudo da média mensal da velocidade do vento (m/s) nos períodos diurno/nocturno, em LPAZ, em 2004
Em LPAZ neste ano de 2004 observa-se uma separação entre estações mas, não muito significativa nos meses de Junho e Agosto. Os meses de Inverno foram os que obtiveram valores de médias mais elevadas, quer no período
Capítulo 7. Estudo Diurno e Nocturno da Velocidade do Vento
105 diurno quer no nocturno. O mês de Março foi o que obteve as melhores médias de velocidade de vento.
Figura 123 - Estudo anual da percentagem de ocorrências em metro por segundo, dos valores nocturno/diurno da velocidade do vento em EMA, em 2004
No ano de 2004, na EMA aconteceu novamente uma inversão no que seria esperado para o número de episódios nocturnos e diurnos. O intervalo ]4,5] obteve valores similares quer no período diurno, quer no nocturno. O período nocturno contabilizado abaixo do RO foi de 29,1%, contra os 40,3% no período diurno.
Figura 124 - Estudo da média mensal da velocidade do vento (m/s) nos períodos diurno/nocturno, em EMA, em 2004
A EMA neste ano, volta a ter valores considerados normais, à excepção do mês de Janeiro em que se verificou uma inversão significativa das médias diurnas/ nocturnas. Para além de Janeiro, os meses que apresentaram os
106
piores valores em termos de amplitudes entre o dia e a noite foram Fevereiro, Maio e Setembro. Não existiram dados nos meses de Novembro e Dezembro.
Figura 125 - Estudo anual da percentagem de ocorrências em metro por segundo, dos valores nocturno/diurno da velocidade do vento em PE, em 2004
Os valores na PE, em 2004 abaixo do RO foram pouco significativos quer no período nocturno, que obteve 19,4% do total das ocorrências quer no período diurno com 17,1%. Ocorreram diversas inversões ao que seria esperado para o período nocturno, nos intervalos ventos superiores a 8 m/s. O intervalo com o maior número de ocorrências diurno foi o de 5/6 m/s e o nocturno foi o de 6/7 m/s.
Figura 126 - Estudo da média mensal da velocidade do vento (m/s) nos períodos diurno/nocturno, em PE, em 2004
O ano de 2004, foi pautado por diversos casos anómalos: as inversões do período diurno e nocturno nos meses de Janeiro, Fevereiro, Março e Dezembro; no mês de Junho a média dos dois períodos foi igual; o mês de
Capítulo 7. Estudo Diurno e Nocturno da Velocidade do Vento
107 Setembro obteve valores de médias relativamente baixos mas superiores ao requerido pelo RO.
7.5. A
NO DE2005
Em LPAZ, no ano de 2005 a percentagem do número de ocorrências nocturnas é de 46,7%, ou seja, quase metade das observações da velocidade do vento ficaram abaixo do RO.
Figura 127 - Estudo anual da percentagem de ocorrências em metro por segundo, dos valores nocturno/diurno da velocidade do vento em LPAZ, 2005
O período diurno obteve 68,5% das ocorrências dentro dos valores de RO. De uma maneira geral o comportamento do vento diurno/nocturno foi o esperado, à excepção dos intervalos entre os 11 e os 17 m/s em que o número de ocorrências nocturno foi superior ao diurno.
108
Nesta estação pode-se verificar que existiu uma separação entre ventos de Verão e de Inverno assim como períodos nocturnos e diurnos distintos. Os meses de Fevereiro, Novembro e Dezembro apresentaram médias mensais relativamente baixas para esses períodos. As médias dos ventos nocturnos nos meses de Junho, Julho, Agosto e Setembro não alcançaram os valores exigidos do RO, assim como a média diurna do mês de Setembro.
Figura 129 - Estudo anual da percentagem de ocorrências em metro por segundo, dos valores nocturno/diurno da velocidade do vento em EMA, em 2005
Neste ano, conforme podemos verificar pela figura 129, a EMA obteve valores considerados normais, em que o número de ocorrências de vento fraco do período nocturno, abaixo dos 4 m/s, foi superior com 36,3%, contra os 22,8% do período diurno. Para contrariar esta tendência os intervalos ]14,15] e ]16,17] foram os que obtiveram o maior número de ocorrências no período nocturno.
Capítulo 7. Estudo Diurno e Nocturno da Velocidade do Vento
109 A partir da figura anterior, EMA em 2005, podemos verificar que Março foi o mês que obteve os valores de vento médio mais elevado, quer no período diurno quer no nocturno. Os meses de Novembro e Dezembro foram os que apresentaram as menores diferenças entre os valores médios diurnos e nocturnos. Os meses de Junho, Julho, Agosto e Setembro foram os que obtiveram os valores médios mais baixos do ano, não tendo Julho, Agosto e Setembro alcançado o RO no seu período nocturno.
Figura 131 - Estudo anual da percentagem de ocorrências em metro por segundo, dos valores nocturno/diurno da velocidade do vento em PE, em 2005
PE é em 2005, contemplada com um maior número de ocorrências nos intervalos de vento mais fraco durante a noite, à excepção dos intervalos entre ]14,15] , ]19,21] e ]23,24] em que o período nocturno foi o que obteve as maiores percentagens de ocorrências. Dentro do parâmetro de RO foram alcançados valores significativos no período nocturno de 79,8% e no período diurno de 85,4%.
110
Figura 132 - Estudo da média mensal da velocidade do vento (m/s) nos períodos diurno/nocturno, em PE, em 2005
Em PE, no ano de 2005, conforme o gráfico da figura 132 as amplitudes entre os valores diurnos e nocturnos não foi muito significativa, tendo mesmo ocorrido uma inversão nos valores dos meses de Novembro e Dezembro. Os meses em que ocorreram os valores médios da velocidade do vento mais fracos foram os de Junho, Julho, Agosto e Setembro.
7.6. A
NO DE2006
Em LPAZ no ano de 2006 existiu uma diferença significativa entre os ventos ocorridos no período diurno e nocturno, tendo o nocturno obtido dentro do parâmetro RO 52,9% e o diurno um valor mais significativo de 67,6% do total de ocorrências.
Figura 133 - Estudo anual da percentagem de ocorrências em metro por segundo, dos valores nocturno/diurno da velocidade do vento em LPAZ, 2006
Capítulo 7. Estudo Diurno e Nocturno da Velocidade do Vento
111 O intervalo diurno que melhores valores obteve foi o ]4,5] com 16,2% e o nocturno foi o que tinha os valores do vento compreendidos entre os 2 a 3 m/s.
Figura 134 - Estudo da média mensal da velocidade do vento (m/s) nos períodos diurno/nocturno, em LPAZ, em 2006
No ano de 2006, em LPAZ, os meses de Julho e Agosto foram os que obtiveram as maiores diferenças entre as médias diurnas e nocturnas, não tendo em nenhum deles atingido os valores de RO. Em Novembro e Dezembro a diferença entre período nocturno e diurno é pouco significativa. O mês de Abril no seu período nocturno, em médias não atingiu o RO.
Figura 135 - Estudo anual da percentagem de ocorrências em metro por segundo, dos valores nocturno/diurno da velocidade do vento em EMA, em 2006
112
A EMA, neste ano de 2006 apresenta um elevado número de ocorrências do vento abaixo do RO com 35,2%. Contrariamente foi benéfico o período diurno que obteve 75,6% do total de ocorrências dentro de RO. Entre os valores de 11 a 16 m/s ocorre uma inversão de tendência sendo nestes casos superior o número de ocorrências nocturno.
Figura 136 - Estudo da média mensal da velocidade do vento (m/s) nos períodos diurno/nocturno, em EMA, em 2006
À semelhança de LPAZ foi nos meses de Julho e Agosto que a EMA obteve as maiores amplitudes entre os valores diurnos e nocturnos, mas foi apenas no período nocturno que não conseguiu alcançar os valores do RO. O mês de Junho obteve uns valores médios relativamente elevados para a época. Nos meses de Março e Dezembro as diferenças entre os valores diurnos e nocturnos não foram significativos.
Figura 137 - Estudo anual da percentagem de ocorrências em metro por segundo, dos valores nocturno/diurno da velocidade do vento em PE, em 2006
Capítulo 7. Estudo Diurno e Nocturno da Velocidade do Vento
113 Uma vez mais PE apresenta uma baixa incidência nos ventos abaixo dos 4 m/s com 21,1% no período nocturno e de 16,6% no período diurno. Neste ano a partir dos 10 m/s ocorrem por diversas vezes inversões nas tendências naturais do vento, ou seja, o vento do período nocturno apresenta-se por variadas vezes com um número superior de ocorrências relativamente ao período diurno. Os intervalos mais frequentados no período diurno ocorreram entre os 5 e os 8 m/s, no período nocturno ficaram também entre os 5 e os 7 m/s mas com um menor número de ocorrências.
Figura 138 - Estudo da média mensal da velocidade do vento (m/s) nos períodos diurno/nocturno, em PE, em 2006
Durante este ano de 2006, em PE verificou-se em Janeiro, Novembro e Dezembro uma inversão entre os valores diurnos e nocturnos da velocidade do vento. No mês de Março a amplitude entre os valores em estudo foi quase nula. O mês de Junho apresentou médias diárias elevadas para a época.
7.7. A
NO DE2007
Em 2007 em LPAZ, a percentagem de ventos fracos, abaixo de 4 m/s, é bastante elevada no período nocturno com 53,3% do total desses valores, a partir desse valor predominam os ventos do período diurno com 64,8% do total dos dados.
114
Figura 139 - Estudo anual da percentagem de ocorrências em metro por segundo, dos valores nocturno/diurno da velocidade do vento em LPAZ, 2007
Apenas no intervalo ] 10,11] ocorreu uma inversão de tendência tendo o número de ocorrências nocturno sido superior ao diurno.
Figura 140 - Estudo da média mensal da velocidade do vento (m/s) nos períodos diurno/nocturno, em LPAZ, em 2007
Através da figura 140, podemos verificar que neste ano em LPAZ, os meses entre Julho e Novembro foram os que obtiveram os valores médios mensais mais baixos em que o período nocturno apenas em Novembro conseguiu alcançar o RO. De uma maneira geral houve ao longo do ano uma distinção significativa entre os valores diurnos e nocturnos da velocidade do vento, com excepção do mês de Novembro. O mês de Junho obteve valores médios elevados para a época.
Capítulo 7. Estudo Diurno e Nocturno da Velocidade do Vento
115 Figura 141 - Estudo anual da percentagem de ocorrências em metro por segundo, dos valores nocturno/diurno da velocidade do vento em EMA, em 2007
Na EMA em 2007 verificamos que no período nocturno ocorreram 40,9% dos valores de vento inferior a 4m/s e que no intervalo entre ]09,10] houve uma inversão entre o número de ocorrências diurno e nocturno. Os ventos sopraram com mais velocidade no período diurno, perfazendo 72,8% do total de ocorrências dentro dos valores de RO.
Figura 142 - Estudo da média mensal da velocidade do vento (m/s) nos períodos diurno/nocturno, em EMA, em 2007
Ao longo do ano de 2007 em EMA as diferenças entre os valores dos períodos diurnos e nocturnos foram visíveis à excepção do mês de Dezembro. As médias mensais diurnas dos meses de Junho e Agosto foram elevadas para a época assim como o valor nocturno de Junho. A média mensal nocturna do mês de Setembro não conseguiu alcançar os valores de RO.
116
Figura 143 - Estudo anual da percentagem de ocorrências em metro por segundo, dos valores nocturno/diurno da velocidade do vento em PE, em 2007
Conforme podemos verificar pelo gráfico da figura anterior, o ano de 2007 em PE apresentou algumas situações anómalas. No intervalo em que os episódios do vento se situam entre dois e quatro metros por segundo as diferenças entre valores diurnos e nocturnos é nula ou pouco significativa. Nos intervalos ]08,09], ]12,13], ]14,15], ]16,18] e ]21,22] a percentagem de ocorrências nocturnas foi superiores às diurnas. O valor atingido no período nocturno, abaixo do RO foi de 21,8%, o período diurno perfez 88,0% dentro dos valores de RO.
Figura 144 - Estudo da média mensal da velocidade do vento (m/s) nos períodos diurno/nocturno, em PE, em 2007
A partir da figura anterior, verificamos que o ano de 2007 em PE demonstrou valores atípicos nos meses de Setembro e Outubro, tendo as suas velocidades médias mensais sido superiores no período nocturno. A amplitude entre os valores diurnos e nocturnos do mês de Agosto atingiu dois metros por segundo.
Capítulo 7. Estudo Diurno e Nocturno da Velocidade do Vento
117 O mês que obteve as médias mais elevadas foi o de Fevereiro. No mês de Março foi quase nula a diferença entre os valores diurnos e nocturnos.
7.8. A
NO DE2008
Em 2008 LPAZ obteve no período nocturno 44,7% do total dos seus dados,