Levando-se em conta o regime de chuvas, encontra-se sobre o Nordeste (NE) uma alta variedade climática, podendo-se verificar desde o clima semi-árido no interior da Região, com precipitação acumulada inferior a 500 mm/ano, até o clima chuvoso, observado principalmente na costa leste da Região, com precipitação acumulada anual superior a 1500 mm (KOUSKY; CHU, 1978). A parte norte da região recebe entre 1000 e 1200 mm/ano (HASTENRATH; HELLER, 1977).
Diferentes regimes de chuvas são identificados no NE. No norte da Região a estação chuvosa principal é de março a maio, no sul e sudeste as chuvas ocorrem principalmente durante o período de dezembro a fevereiro e no leste a estação chuvosa é de maio a julho. A principal estação chuvosa do NE, incluindo o norte e leste da região, que explica 60% da chuva anual é de abril a julho e a estação seca, para a maior parte da região, ocorre de setembro a dezembro (RAO; LIMA; FRANCHITO, 1993). Yamazaki e Rao (1977), observando imagens de satélite, sugeriram a importância dos distúrbios de leste na
precipitação do NE. Chan (1990) observou que estes se propagam sobre o Oceano Atlântico, em direção ao continente, durante o outono e inverno.
O máximo de precipitação no norte do nordeste, que é uma região que tem período chuvoso de fevereiro a maio, deve-se ao deslocamento anual da ZCIT para latitudes mais ao sul no Hemisfério Norte, o que afeta o NE do Brasil, principalmente nos meses de abril e maio (HASTENRATH; HELLER, 1977). O máximo no sul da região está associado à penetração de frentes frias vindas do sul que alcançam latitudes mais baixas nos meses de novembro a fevereiro. Já na região costeira, o máximo de maio a julho está ligado à maior atividade de circulação de brisa que advém de bandas de nebulosidade média para o continente e à ação das frentes frias remanescentes que se propagam ao longo da costa (KOUSKY, 1979).
Kousky (1980) notou também que o máximo de chuvas no leste do Nordeste, de maio a julho, está possivelmente associado à máxima convergência dos alísios com a brisa terrestre, a qual deve ser mais forte durante as estações de outono e inverno quando o contraste de temperatura entre a terra e o mar é maior. Cavalcanti (1982) mostrou que as linhas de instabilidade contribuem para a precipitação na costa norte/nordeste da América do Sul, tendo maior freqüência nos meses de outono/inverno no Hemisfério Sul e menor na primavera e verão. As linhas se formam em longitudes sobre o norte do NE brasileiro no verão e outono e a oeste de Belém no inverno e primavera. Segundo Cavalcanti (1982), a presença da ZCIT próxima à região, que provoca baixas pressões, favorece o desenvolvimento de cúmulos nimbos na costa, sugerindo esta forma de associação entre os sistemas locais e de grande escala.
Outro fator importante que deve ser considerado é a variação sazonal dos ventos na costa que é relacionada à posição do Anticiclone subtropical do Atlântico Sul. Segundo Hastenrath e Heller (1977) a alta subtropical começa a se intensificar nas estações frias alcançando o máximo em julho. O estudo dos ventos sobre o Atlântico Sul feito por Servain e Lukas (1990) mostrou que os ventos na costa do Nordeste são de leste/nordeste no começo do ano e de sudeste durante o período de abril a julho, o que coincide com a época chuvosa no leste da região. Portanto, durante a estação chuvosa de outono/inverno sobre o leste do NE, os ventos sopram perpendiculares à costa, de sudeste. Estes ventos parecem favorecer a ocorrência da zona de convergência noturna associada à brisa terrestre.
Outro fator que favorece as chuvas na região é a presença do vórtice ciclônico em altos níveis, cuja circulação ciclônica fechada possui o centro mais frio que sua periferia. Segundo
Gan (1982) os vórtices são observados nos meses de setembro a abril, tendo maior freqüência em janeiro. Eles favorecem as chuvas no norte e nordeste da região e céu claro na parte sul e central da região durante estes meses.
As variações interanuais de chuvas no leste do NE podem ser atribuídas às anomalias na posição e intensidade da ZCIT, causadas por anomalias positivas na temperatura da superfície do mar do Atlântico Sul, conforme o estudo de Moura e Shukla (1981) e Nobre (1994), e pela ocorrência do El Niño no Pacífico Equatorial.
4.3 - Sistemas Sinóticos Atuantes na Cidade de Natal/RN
Na cidade de Natal foram identificados três sistemas sinóticos e dois sistemas de meso- escala no período do estudo e que houve como obter amostras da acidez, assim entre eles:
· Zona de Convergência Intertropical (ZCIT). · Ondas de Leste (OL).
· Vórtice Ciclônico de Ar Superior (VCAS). · Convecção Cumulus (CC).
· Frentes Frias (FF).
Dentre esses sistemas sinóticos e o sistema de meso-escala, convecção cumulus, atuantes na cidade de Natal, descreveremos as suas principais características a seguir:
· Zona de Convergência Intertropical (ZCIT)
Vianello (2000) apud Lima (2002) afirma que a ZCIT é uma área de convergência dos ventos alísios dos Hemisférios Norte e Sul (NE e SE), respectivamente, localizada na região equatorial e caracterizada por apresentar ascendência do ar, favorecendo a formação de nuvens do tipo cumuliformes e intensas precipitações convectivas. Na terminologia náutica esse sistema é conhecido como Zona de Calmaria ou Doudrums, o qual desempenha forte influência sobre os continentes, em especial o Sul-americano e o Africano, uma vez que as regiões semi-áridas destes são dependentes da oscilação daquele para que apresente precipitação normal na estação chuvosa.
Os autores comentam ainda que como sua oscilação periódica ocorre em função do verão, a ZCIT atinge uma amplitude de 15° ou mais de latitude com relação ao equador. Sua média, estando presente no Hemisfério Norte é de 10° N, em setembro; e no Hemisfério Sul, 5° S no mês de março, coincidindo com as latitudes em que ocorrem as temperaturas máximas sobre os oceanos. Esse sistema de características convectivas e de baixa pressão apresenta deslocamento nas camadas superiores da atmosfera que irão estacionar nas regiões tropicais de altas pressões em torno de 30° N e 30° S, assemelhando-se a uma intensa célula designada Célula de Hadley (VIANELLO, 2000).
Nimer (1979) diz que suas posições extremas se dão do final do verão ao inicio do inverno, quando é maior a diferença de temperatura entre os Hemisférios Norte e Sul, e que sua orientação não é sempre a mesma, dependendo da posição dos anticiclones subtropicais. Na maior parte do ano ela mantém orientação zonal de Leste para Oeste, entretanto, de janeiro a abril, em virtude do traçado dos continentes, o Anticiclone do Atlântico Sul permanece muito a leste do núcleo dos Açores, o que força a ZCIT a um movimento de rotação que a orienta no sentido Nordeste-sudoeste, sendo esta posição responsável pelos totais pluviométricos do sertão nordestino, exatamente na época de sua estação chuvosa.
Ayoade (1998) comenta que a ZCIT é evidenciada nas imagens de satélites (Imagem de satélite 01), apresentando-se em faixas de nuvens de forma organizada e harmônica. Diz também que seu deslocamento é mais intenso sobre o continente e sua variação está associada à topografia e à distribuição das superfícies terrestres e marítimas.
Souza (1985) concluiu que a ZCIT é o principal, dentre os sistemas atmosféricos causador das precipitações para o Estado, o qual penetra no espaço norte-riograndense tanto pelo litoral oriental, quando a ZCIT tem sua atividade desenvolvida no Oceano Atlântico ao sul da costa oriental, como pelo litoral setentrional. A autora constatou também que o impedimento da descida e conseqüente penetração da ZCIT na região nordeste acontece quando o Anticiclone Subtropical do Atlântico está bastante forte. No entanto, este sistema poderá também causar chuvas no Estado, ao aproximar-se do litoral nordestino, formando um cavado. Observou ainda que presenças de nebulosidade do tipo cumulonimbus em áreas localizadas, poderá provocar chuvas, dependendo do seu tempo de permanência e de condições favoráveis para que isso ocorra. E esses cumulonimbus isolados poderão ter sido formados localmente ou podem ser originários da ZCIT.
Fonte: BRASIL. INPE/CPTEC (2006). Modificado por Adriano Alves (2006).
Imagem de Satélite 01 - Atuação da Zona de Convergência Intertropical (indicado pela seta) na Região Nordeste do Brasil
· Ondas de Leste (OL)
De acordo com Vianello (2000) apud Lima (2002), as Ondas de Leste são ondas que se originam no campo da pressão atmosférica, ao longo dos alísios, na faixa tropical do globo, deslocando-se de Este para Oeste, e que na região da baixa pressão dessa onda, o tempo é predominantemente chuvoso, associando-se freqüentemente a pancadas de chuvas (Imagem de satélite 02). Como a região Nordeste, é dominada pela massa tropical marítima e pelo Anticiclone do Atlântico Sul, que provoca subsidência e a conseqüente inversão dos alísios, essas ondas se desenvolvem e se deslocam sob tais condições.
Nimer (1979) destaca que as ondas de leste são mais freqüentes no Inverno, onde tal formação é mais ou menos fixa, persistindo por cerca de dois dias na costa, com ventos de sudeste, céu encoberto e chuvas continuas, que não ultrapassem a Borborema, ficando o interior sob a divergência da dorsal de oeste com nebulosidade de 6-8 de estratos-cúmulus.
Segundo Silva (1991), as Ondas de Leste podem definir o regime de chuvas na região leste do Nordeste, com chuvas muitas vezes abundantes e precipitação em torno de 50mm, mas, contrariando Nimer, algumas vezes pode ultrapassar a Borborema, levando chuvas para o cariri paraibano.
Fonte: BRASIL. INPE/CPTEC (2006). Modificado por Adriano Alves (2006).
Imagem de satélite 02 - Atuação de uma Onda de Leste no Litoral do RN (indicado pela seta)
· Vórtice Ciclônico de Ar Superior (VCAS)
Segundo Gan apud Silva (1991, p. 14), os Vórtices ciclônicos da alta troposfera “São sistemas de baixa pressão em grande escala, formados na alta troposfera e cuja circulação ciclônica fechada possui o centro frio do que a sua periferia”. São facilmente detectados nas imagens de satélite no canal vapor d’água e/ou infravermelhas (Imagem de satélite 03). O autor afirma que esses ciclones originam-se tanto no oceano Atlântico como no oceano Pacifico, e podem ser de dois tipos: os Vórtices de Pálmen - originados em virtude da pré-
existência de um cavalo frio no ar superior, o qual foi desligado de sua região de fonte polar, surgem em qualquer época do ano, especialmente nos meses de Inverno, e os de origem tropical – formados no oceano Atlântico Sul e resultantes da penetração de sistemas frontais, os quais provocam intensa advecção de ar quente no seu lado oeste. Desse modo, esta advecção amplifica a crista em altos níveis, intensificando o cavado que está a leste, concluindo, portanto a formação do ciclone na alta troposfera. Quanto à circulação deste sistema Lima (2002) observou que se dá de forma direta, ou seja, “movimento descendente de ar frio e seco no centro do vórtice e movimento ascendente de ar quente e úmido na sua periferia”, e que a nebulosidade varia, concentrando-se de oeste a noroeste e tendendo a clarear o céu no sul e sudeste do vórtice.
O autor discute ainda a influência desse sistema como sendo um dos responsáveis pela mudança de tempo e precipitação para o Nordeste Brasileiro, comentando que para a região, os vórtices atuantes são os de origem tropical formados sobre o oceano Atlântico Sul entre a faixa de 20° W – 45°W e 0 – 28,7°S. São observados entre os meses de setembro e abril, apresentando-se mais freqüentemente em janeiro.
E essa atividade concentrada no verão é resultado do intenso aquecimento do continente, o qual leva ao desenvolvimento de um anticiclone (alta da Bolívia) no nível de 200 hPa sobre o continente na região da Bolívia e de um cavado sobre o Atlântico Sul, implicando numa relação direta entre a intensidade do anticiclone no continente e a formação dos vórtices sobre o oceano (SILVA, 1991, p.17).
Em seguida, tem-se a imagem de satélite que retrata a presença de um vórtice ciclônico da alta troposfera sobre a região Nordeste:
Fonte - BRASIL.INPE/CPTEC,2006. Modificado pelo autor.
Imagem de satélite 03 - Presença de um Vórtice Ciclônico da Alta Troposfera sobre a Região Nordeste (indicado pela seta)
· Convecção Cúmulos (CC)
A convecção cúmulos não é propriamente um sistema sinótico, mais um sistema local e de pequena e meso-escala, entretanto como foram feitas análises de precipitação convectiva, foi necessária uma revisão sobre esse tipo de sistema.
Segundo Grimm (1999) a convecção somente ocorre em líquidos e gases. Consiste na transferência de calor dentro de um fluído através de movimentos do próprio fluído. O calor ganho na camada mais baixa da atmosfera através de radiação ou condução é mais freqüentemente transferido por convecção. A convecção ocorre como conseqüência de diferenças na densidade do ar. Quando o calor é conduzido da superfície relativamente quente para o ar sobrejacente, este ar torna-se mais quente que o ar vizinho. Ar quente é menos denso que o ar frio de modo que o ar frio e denso desce e força o ar mais quente e menos denso a subir. O ar mais frio é então aquecido pela superfície e o processo é repetido.
Desta forma, a circulação convectiva do ar transporta calor verticalmente da superfície da Terra para a troposfera, sendo responsável pela redistribuição de calor das regiões equatoriais para os pólos. O calor é também transportado horizontalmente na atmosfera, por movimentos convectivos horizontais, conhecidos por advecção. O termo convecção é usualmente restrito à transferência vertical de calor na atmosfera.
Segundo Grimm (1999), os cumulus são nuvens densas que se formam em ar instável e sobretudo na baixa troposfera e que surgem em blocos ou glóbulos isolados ou agrupados. Quando crescem verticalmente em pilha («cumulus», em latim) até grandes altitudes assinalam trovoadas e tempestades.
Os cumulus humilis (cumulus de bom tempo) parecem plumas de algodão a flutuar e têm uma base plana (mais escura) e contornos bem definidos que se vão tornando menos definidos à medida que envelhecem e ficam mais erodidas. As partes iluminadas pelo Sol têm uma cor branca brilhante. Formam-se em massas de ar com alguma instabilidade, quando a humidade é relativamente baixa e a temperatura é relativamente elevada. Surgem muitas vezes em dias de céu limpo, quando o aquecimento desigual da superfície da Terra faz com que bolhas de ar flutuantes ascendam por convecção acima do nível de ponto de orvalho, dando-se a condensação de gotículas. As bases planas das nuvens definem o nível do ponto de orvalho e os seus topos o limite do ar ascendente. O crescimento vertical é pequeno e raramente há precipitação. Nas suas fronteiras, arrefecem o ar circundante que se torna assim mais pesado e desce em forma de chuva.
Segundo Grimm (1999) esse sistema normalmente não dura mais do que de uns 5 a 40 minutos, mas, se o ar se torna mais instável e úmido e a convecção aumenta (por aquecimento adicional da superfície, por elevação orográfica ou pela chegada de uma frente fria), podem crescer verticalmente ao longo de um dia (até uns 6000 metros) transformando-se em grandes nuvens isoladas formando montes, cúpulas ou torres com o topo com o aspecto de uma couve- flor. Passam então a ser chamados de cumulus congestus e estão normalmente associados a cargas de água.
Esse sistema atmosférico atua em Natal como representante do estado atual da atmosféra local pois a convecção cúmulus não tem um deslocamento muito grande e assim não sofre influências da poluição de outras regiões.
Fonte: BRASIL. INPE/CPTEC, 2006. Modificado pelo autor.
Imagem de satélite 04 – Atuação da Convecção Cumúlus no litoral do RN (indicado pela seta)
· Frentes Frias (FF)
Conforme Lima (2002), as Frentes são sistemas resultantes do contato de duas massas de ar heterogêneas (a quente e úmida com a fria e seca) com características das médias latitudes, onde os ventos de oeste e leste convergem. Sua formação acontece a partir de um pequeno distúrbio ao longo da zona de contato entre as duas massas, induzindo um movimento circular de baixa pressão que proporciona o deslocamento da frente em forma de ondas, e passando por três etapas: origem – frontogênese, desenvolvimento – formação de nuvens e dissipação – frontólise. São classificadas em Frentes Quentes, Frentes Frias e Semi-Estacionárias (LIMA, 2002).
Dentre as frentes classificadas ressalta-se as Frentes Frias (imagem de satélite 05), que segundo a autora, são conseqüentes do predomínio da massa fria sobre a massa quente, possuindo características atmosféricas especificas como alta nebulosidade (nuvens tipo cirrus e cirrostratus), precipitações em forma de pancadas, intensificação e variação do
vento sobre a região aquecida, aumento da pressão atmosférica e queda da temperatura do ar.
De acordo com Blair (1964) apud Lima (2002), a formação das Frentes Frias decorre em razão:
Do ar quente ser empurrado e substituído pelo ar frio, apresentando ângulo maior com a superfície da terra, permitindo a mesma elevação do ar quente ao longo de uma distância menor que conseqüentemente será deslocada.
Para o Estado do Rio Grande do Norte essa massa de ar é de suma importância no que se refere à climatologia da região, uma vez que sua atuação torna-se mais intensa no inverno, quando há o maior número de invasões dos sistemas pré-frontais oriundos da região sul brasileira, provocando, às vezes, precipitações e alterando as temperaturas ao proporcionar declinio nos seus valores (LIMA, 2002), porém a sua atuação na cidade de Natal é pouco evidente se comparar-mos com a atuação dos outros sistemas sinóticos.
Fonte: BRASIL. INPE/CPTEC, 2006. Modificado pelo autor.
V
- METODOLOGIA5.1 Procedimentos metodológicos
As etapas necessárias nos procedimentos metodológicos estão sistematizadas no organograma 01 e descritas a seguir:
Fonte: Autor (2009)