Relação entre os sistemas e a precipitação

Os dados de precipitação estimada do satélite TRMM e os dados CS-DB foram utilizados para associar a precipitação aos sistemas em estudo, levando em consideração as latitudes e as longitudes da área de estudo. De início, os SC foram definidos considerando aqueles que possuíssem ECCE≤0.2 e INCL<0 e estivessem presentes dentro da caixa em que as latitudes e as longitudes são, respectivamente, iguais a 10°N a -5°S e -60°W a -45°W.

A partir deste momento, foi montada uma matriz apenas com estes sistemas. Com as informações de hora, dia, mês e ano dos SC que estavam presentes dentro da região de estudo, foi analisada a precipitação estimada pelo satélite TRMM, na hora, dia, mês e ano, correspondente a cada sistema. Em alguns dias, houveram vários sistemas no mesmo horário, então, para obter a precipitação relacionada a cada sistema, os sistemas foram diferenciados pelo número da família. Então, foram encontradas as precipitações máxima e média estimadas pelo TRMM para cada sistema.

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4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

Inicialmente, foram identificados os SL da forma já descrita (seção 3.3.2). É importante destacar que todos os sistemas com ECCE≤0.2 e INCL<0 foram definidos como SL e foram utilizados neste estudo. Analisando a quantidade de SL (Tabela 2), observa-se que os anos cuja fase de GRADATL é positiva apresentaram, em média, mais SL do que durante os anos de fase de GRADATL negativo (373 para fase positiva e 348 para fase negativa). Embora seja esperado que durante os anos de fase negativa do GRADATL, quando há a maior possibilidade de formação de nebulosidade e precipitação devido às intensas correntes ascendentes facilitando o desenvolvimento vertical de nuvens convectivas, haja maior ocorrência de SL.

A base de dados analisada nesta etapa foi a base CS-DB em que são compostos todos os SL com raio menor que 90 km e esta base de dados inclui todas as informações dos sistemas que o satélite captou, ou seja, se um sistema convectivo X permaneceu ativo por um longo período e o satélite o captou N vezes, a base CS-DB irá conter a informação do mesmo sistema (sistema X), N vezes. Sendo assim, os valores apresentados abaixo na Tabela 2 refere-se a quantas vezes o satélite captou os SL nesses períodos.

Diante das ressalvas anteriormente feitas, verificando o que é afirmado na literatura no que diz respeito da relação a frequência das LI com a ZCIT durante o período em que está na sua posição ao sul, observa-se que há uma frequência consideravelmente mais elevada no período de abril e junho nas duas fases do GRADATL estudadas.

Tabela 2 – Quantidade de SL nos diferentes anos estudados identificados nos dados CS-DB, sendo os anos de fase negativa (positiva) do GRADATL em itálico (negrito).

Mês/Ano 2002 2003 2006 2001 2004 2007 Janeiro 38 20 58 39 34 20 Fevereiro 27 34 31 33 33 19 Março 68 16 24 54 34 67 Abril 95 51 49 62 90 79 Maio 115 108 94 78 129 84 Junho 69 85 64 66 101 97 TOTAL 412 314 320 332 421 366

Fonte: elaborada pela própria autora, 2018.

Posteriormente, as características físicas e morfológicas dos SL como, por exemplo, o raio, a fração convectiva (FRAC), a temperatura mínima dos sistemas (TMINCL) e a

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temperatura média dos sistemas (TMEDCL), foram analisadas. Estas análises foram feitas visando verificar a influência do GRADATL nos SL.

Com relação ao raio (km) dos SL não se tem diferença entre as curvas dos SL em anos de fase positiva e anos de fase negativa do GRADATL. Porém, alguns pontos podem ser destacados: em ambos cenários (GRADATL + e GRADATL -) as maiores frequências de ocorrência são para SL com raio relativamente pequeno (inferior a 55 km, aproximadamente), indicando que grande parte dos SL não ocupam extensas áreas horizontalmente. Destaca-se, ainda, que, entre 80 e 100 km, a ocorrência de SL é maior em anos de GRADATL -.

Figura 5 – Raio (km) dos SL nos anos de fase positiva e de fase negativa do GRADATL em função da ocorrência (%).

Fonte: elaborada pela própria autora, 2018.

A fração convectiva (Figura 6), variável esta que expressa, em porcentagem, a área do SL que é coberta por aglomerados convectivos, isto é, a razão entre o raio do SL e dos aglomerados convectivos, não apresenta um padrão claro. Em geral, para as FRAC inferiores a 25%, chegando até a menos 10%, e superiores a 70%, as frequências de ocorrência são semelhantes para as duas fases de GRADATL. E para os SL com FRAC entre 25% e 45%, o predomínio ocorre em anos de fase positiva. As FRAC entre 45% e 65%, aproximadamente, ocorrem com maior frequência de ocorrência em anos de GRADATL negativo. Contudo, as curvas não apresentam diferenças significativas.

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Figura 6 – Fração convectiva dos SL nos anos de fase positiva e de fase negativa do GRADATL em função da ocorrência (%).

Fonte: elaborada pela própria autora, 2018.

No que diz respeito ao histograma da frequência de ocorrência da temperatura mínima dos SL, que está ligada à elevação máxima do sistema (Gonçalves, 2013), o pico de ocorrência observado da TMINCL nos anos de fase negativa (2002, 2003 e 2006) foi por volta de 215 K, enquanto que nos anos de fase positiva do GRADATL o máximo de ocorrência foi para temperatura mínima de 220 K, aproximadamente. A temperatura mínima de 190 K foi registrada em menor frequência para ambas fases.

Mais uma vez, não se observou diferenças significativas entre as curvas, indicando que independente da fase do GRADATL os SL se comportam de maneira similar com relação a sua temperatura mínima. Ou seja, as áreas mais intensas (mais elevadas) dos SL não apresentam variação.

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Figura 7 – Temperatura mínima dos SL nos anos de fase positiva e de fase negativa do GRADATL em função da ocorrência (%).

Fonte: elaborada pela própria autora, 2018.

Em relação à TMEDCL (Figura 8) foram observadas indicações de que sistemas com temperaturas médias de seu topo mais baixas ocorrem com mais frequência para períodos de GRADATL negativo. Observa-se este comportamento para temperaturas inferiores a 223 K. Portanto, mesmo com o resultado anterior, relacionado a TMIN, observou-se que os SL que atuam em períodos de GRADATL negativo apresentam temperaturas médias inferiores àqueles que ocorrem em GRADATL positivo. Isto é um indicativo de que mesmo os topos convectivos não apresentando diferenças (TMIN) os SL tendem a ser mais frios e mais intensos para períodos em que a Bacia do Atlântico Tropical Sul está mais aquecida.

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Figura 8 – Temperatura média dos SL nos anos de fase positiva e de fase negativa do GRADATL em função da ocorrência (%).

Fonte: elaborada pela própria autora, 2018.

Para as seguintes variáveis: temperatura média dos aglomerados convectivos (TMEDCB), raio médio dos aglomerados convectivos (CBSMED), maior raio do aglomerado convectivo no sistema convectivo (CBSIL) e número de aglomerados convectivos no sistema convectivo (CBNUM), não há diferenças expressivas entre as curvas, não sendo possível tirar conclusões a respeitos destas variáveis.

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Figura 9 – Temperatura média dos aglomerados convectivos nos anos de fase positiva e de fase negativa do GRADATL em função da ocorrência (%).

Fonte: elaborada pela própria autora, 2018.

Figura 10 – Raio médio (km) dos aglomerados convectivos nos anos de fase positiva e de fase negativa do GRADATL em função da ocorrência (%).

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Figura 11 – Maior raio do aglomerado convectivo no sistema convectivo nos anos de fase positiva e de fase negativa do GRADATL em função da ocorrência (%).

Fonte: elaborada pela própria autora, 2018.

Figura 12 – Número de aglomerados convectivos no sistema convectivo nos anos de fase positiva e de fase negativa do GRADATL em função da ocorrência (%).

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Após esta etapa foi feita a análise em relação aos deslocamentos e concluiu-se que os deslocamentos foram relativamente elevados nos dois cenários. Para uma melhor conclusão a respeito do deslocamento dos SL seria necessário a análise de mais sistemas.

Sucessivamente, analisou-se as precipitações geradas pelos SL e para fins de avaliação, gerou-se dois histogramas: um para a precipitação máxima e outro para a precipitação média, ambos com curvas para os períodos de atuação do GRADATL positivo e do GRADATL negativo. Nas figuras abaixo, tem-se a relação dos valores das precipitações máxima e média (Figura 13 e Figura 14, respectivamente) com a frequência de ocorrência destas precipitações em porcentagem. Inicialmente, verifica-se que não há grandes diferenças entre os índices pluviais máximos nos anos de fase positiva e nos anos de fase negativa.

Acima de 10 mm/h, aproximadamente, as precipitações máximas no cenário de GRADATL negativo foram registradas, com mínima diferença, em uma frequência maior do que no cenário de GRADATL positivo e representam quase que 4% de frequência de ocorrência. Portanto, mesmo sem significância estatística houve um indicativo de maiores taxas de precipitação para anos de GRADATL negativo. Até 4 mm/h, observa-se que há uma superioridade da curva que representa a precipitação máxima nos anos de GRADATL positivo, isto é, houve mais sistemas com chuvas em até 4 mm/h. Vale destacar ainda que quase 90% dos SL formados em fase positiva do GRADATL apresentaram precipitações máximas de até 3 mm/h, aproximadamente.

A descrição acima sobre o histograma de distribuição de precipitação máxima é válida para o histograma de distribuição de precipitação média (Figura 14), onde o comportamento das curvas não apresentou diferença do comportamento da precipitação máxima. Contudo, tanto para a precipitação média como máxima não se observou mudanças significativas entre as curvas de GRADATL positivo e GRADATL negativo.

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Figura 13 – Distribuição da precipitação máxima dos SL nos anos de fase positiva e de fase negativa do GRADATL em função da ocorrência (%).

Fonte: elaborada pela própria autora, 2018.

Figura 14 – Distribuição da precipitação média dos SL nos anos de fase positiva e de fase negativa do GRADATL em função da ocorrência (%).

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A Figura 15 foi elaborada com o intuito de verificar o quanto de precipitação foi gerada pelos SL em relação ao total precipitado. Ao analisar a Figura 15, em todos os casos, verifica- se que, em geral, os SL são mais responsáveis pelas precipitações nas áreas litorâneas do que no continente adentro. A Figura 15 a), b) e c), relacionadas a precipitação nos anos de GRADATL negativo, apresentaram comportamentos bem semelhantes, em que os SL expressaram-se mais significativamente no ano de 2002 e no ano de 2003. Vale salientar que no ano de 2002, os SL foram responsáveis por acumulados de precipitação tanto na região litorânea quanto na região continental. Em 2006, observa-se pouca a influência dos SL na precipitação da região.

Ao Sul de 2°S, a leste de 58°W, os SL explicam pouco da precipitação ocorrida naquela região. No litoral do Suriname, os SL explicam em torno de 55% das precipitações. No oceano, principalmente ao Norte de 8°N e a leste de 50°W, os SL chegam a explicar 65% das chuvas registradas no período estudado.

Avaliando a Figura 15 d), e) e f), verifica-se que os SL explicam mais as precipitações sobre o continente do que sobre o oceano, isto é, o oposto do que foi observado no ano de 2003, o que pode estar relacionado ao posicionamento da ZCIT. No litoral do Suriname, por exemplo, os SL no ano de 2004 explicaram melhor as chuvas do que no ano de 2003, na mesma localidade. No ano de 2004, os SL representaram até 55% das chuvas, enquanto que no ano de 2003, os SL representaram até 65% das chuvas ocorridas sobre o oceano. No ano de 2007, a precipitação associada aos SL em relação a todos os sistemas que provocaram precipitação, notou-se uma distribuição espacial maior do que nos anos de 2001 e 2004, sem valores altos de precipitação. Como esperado, tendo em vista a similaridade entre as distribuições de precipitação apresentadas anteriormente, não se notou uma maior porcentagem de chuvas pelos SL no ano de gradiente negativo.

Figura 15 – Distribuição da precipitação da relação SL/TOTAL (%) sobre a área de estudo nos diferentes anos negativos [a) 2002, b)2003 e c)2006] e anos positivos [d)2001, e)2004 e f)2006].

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a) d)

b) e)

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5 CONCLUSÕES

Este estudo avaliou as características físicas e morfológicas das LIs (denominadas segundo metodologia proposta neste trabalho de SL) e a precipitação associada a elas e a possível ligação com o GRADATL considerando dois cenários: o GRADATL negativo e o GRADATL positivo.

Diante do exposto, é possível concluir que nos anos de GRADATL negativo a quantidade de SL foi menor do que a quantidade de SL no ano de fase positiva do GRADATL, porém o inverso era o esperado, já que no ano de fase negativa a formação de nuvens é mais elevada, como já foi encontrado na literatura.

A avaliação das características físicas e morfológicas dos SL indicou não haver diferenças significativas entre os anos de GRADATL positivo e negativo. Um pequeno indicativo foi obtido para a temperatura média dos SL, em que menores temperaturas foram observadas com maior frequência para períodos de ocorrência de GRADATL negativo. Este resultado pode estar ligado a maior suporte convectivo gerado pela influência de um oceano tropical mais aquecido. Contudo, é importante destacar que a geração das LI está diretamente ligada a circulação de brisa, e isto não foi levado em consideração nesta pesquisa. Ou seja, a brisa pode ter se comportado de maneira a não seguir padrões do GRADATL Além disso, outros fatores também podem estar relacionados a formação da LI na região de estudo. Cohen (1989) e Alcântara et al. (2011) comentam que o cisalhamento vertical do vento na baixa troposfera é de suma importância para a formação e manutenção dos sistemas. Outros aspectos como umidade em baixos níveis também devem ser levados em consideração (OLIVEIRA e OYAMA, 2015).

Com relação às precipitações máxima e média, as curvas são similares, não havendo diferença significativa entre elas. No entanto, é válido destacar que a precipitação máxima dos SL em período de GRADATL negativo apresentaram uma leve superioridade com relação a precipitação dos SL de GRADATL positivo, quando quase 90% respondeu por apenas 4 mm/h. Ao analisar a distribuição da precipitação da relação SL/TOTAL, precipitação causada apenas pelos SL e a precipitação causada por todos os sistemas, em geral, não se tem uma conclusão bem formulada, já que não foram observados padrões claros de precipitação para GRADATL positivo e negativo. O que é válido destacar com relação a estas análises é que no ano de 2004, os SL se expressaram bem, provocando elevados índices pluviais. Ainda se faz importante comentar a grande porcentagem de precipitação na região de estudo gerada pelos SL.

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Os resultados apresentados necessitam de um melhor aprofundamento. Uma possibilidade é a de ampliação da quantidade de anos avaliados na tentativa de filtrar a influência total de outros padrões como El Niño e La Niña. No entanto, o indicativo de que o GRADATL não influencia de maneira significativa as características físicas e morfológicas dos SL na região de estudo será de grande importância para a comunidade científica, pois pesquisas futuras poderão partir deste pressuposto e avançar em outras questões relacionadas a estes sistemas convectivos. Assim, ficam como perspectivas futuras em conjunto com algumas perguntas importantes para futuras pesquisas:

1) Ampliação dos anos de dados para verificar se há um indicativo forte da influência do GRADATL nos SL;

2) Filtragem da influência dos episódios de ENOS, avaliando, assim, apenas a relação GRADATL e SL;

3) Os modelos numéricos conseguem representar de maneira adequada o ciclo de vida das Linhas de Instabilidade?

4) Os índices de instabilidade utilizados na meteorologia operacional são válidos para a previsão de curto prazo destes sistemas?

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