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3.4 Resumo dos resultados observacioanis
A climatologia do mˆes de Setembro e o per´ıodo Seco do experimento DRYTOWET mostraram um aumento na porcentagem de +CGs com uma distribui¸c˜ao espacial que acompanha a ´area desmatada do estado de Rondˆonia (Figuras 3.4 e 3.6, respectivamente). Esse aumento na porcentagem de +CGs durante o per´ıodo Seco est´a relacionado ao au- mento da freq¨uˆencia de descargas positivas durante todo o tempo de vida das tempestades, para qualquer intervalo de tempo de vida e tamanho das tempestades (Figura 3.7 e Tabe- las 3.3 e 3.2), as quais foram denominadas tempestades positivas (tempestades com mais de 50%CGs durante mais 50% do tempo de vida). As tempestades positivas tiveram sua inicia¸c˜ao, matura¸c˜ao e decaimento ao longo da faixa desmatada e antes da encosta de to- pografia mais elevada da regi˜ao, que coincide com a parte final e oeste da ´area desmatada, acompanhando o eixo noroeste-sudoeste (Figura 3.17). As tempestades em geral neces- sitaram de topografia mais elevada (>200m) do que as n˜ao-tempestades durante os trˆes per´ıodos, sendo que as tempestades negativas do per´ıodo Seco ocorreram em topografias ainda mais elevadas (>400m - Figura 3.20). Por outro lado, as tempestades positivas do per´ıodo Seco mostraram ter em m´edia ∼77% de sua ´area sobre ´areas desmatadas du-
rante todo o ciclo de vida, sendo que uma tendˆencia semelhante n˜ao foi observada nos demais per´ıodos (Figura 3.21). Esses resultados apontam para um poss´ıvel impacto do desmatamento na estrutura microf´ısica da nuvem durante a esta¸c˜ao seca de Rondˆonia, quando os efeitos das diferen¸cas de cobertura do solo n˜ao s˜ao mascarados pelas condi¸c˜oes de grande-escala (Figuras 3.21 e 3.20).
As condi¸c˜oes de uma atmosfera mais seca impostas pela grande-escala no per´ıodo Seco (Figuras 2.2 e 3.22), mostram que o efeito do desmatamento no ambiente termodinˆamico de forma¸c˜ao das tempestades foi principalmente associado ao aumento da altura da base da nuvem e conseq¨uente diminui¸c˜ao da espessura da camada quente (Figura 3.23), uma vez que as ´areas desmatadas s˜ao mais quentes e secas, elevando a camada limite planet´aria (Fisch et al., 2004). As tempestades e n˜ao-tempestades do per´ıodo Seco tiveram uma maior freq¨uˆencia de ocorrˆencia em ambientes com com maiores alturas da base da nuvem e conseq¨uentes menores ECQ, sendo que as tempestades negativas apresentaram 20% a mais de ocorrˆencia sobre m´aximos hN CL > 2000m do que as positivas e n˜ao-tempestades
(Figuras 3.25a e 3.25b). O valor m´edio de raz˜ao de mistura de vapor d’´agua integrado na ECQ revelou que as tempestades positivas s˜ao em geral ∼ 8gkg−1
mais secas que as negativas e 10gkg−1
mais ´umidas que as n˜ao-tempestades (Figura 3.25f). Tanto a CAPE quanto a CINE mostraram uma distribui¸c˜ao m´edia de valores mais elevados (∼500Jkg−1
) durante o per´ıodo Seco do que os demais per´ıodos (Figura 3.24). As tempestades positivas dos trˆes per´ıodos aconteceram em ambientes com m´aximos da CAPE mais elevados do que as tempestades negativas e n˜ao-tempestades (Figura 3.25d), e os m´aximo da CINE foram maiores para as tempestades positivas e negativas do per´ıodo Seco (Figura 3.25e), apontando car´acter mais condicionalmente inst´avel da atmosfera durante o per´ıodo Seco (valores altos de CAPE e CINE). Essa maior instabilidade tamb´em pˆode ser observada atrav´es do perfil quente, mais ´umido e com invers˜ao de umidade nos primeiros 750m da atmosfera do per´ıodos Seco, sendo que as tempestades positivas desse per´ıodo aconteceram, em m´edia, em ambientes mais secos que as negativas da superf´ıcie at´e 2km de altura (Figura 3.26).
Logo, as tempestades positivas mostraram que, mesmo tendo perfis de umidade mais secos que as negativas, possuem instabilidade condicional mais elevadas (maior CAPE, maior CINE e invers˜ao de umidade no perfil vertical) levando essas tempestades a proces-
Se¸c˜ao 3.4. Resumo dos resultados observacioanis 95
sar essa energia dispon´ıvel para convec¸c˜ao melhor que as negativas, concordando com os resultados de Carey e Buffalo (2007) para tempestades severas. Isso pˆode ser visto atrav´es dos maiores valores de m´aximos de VIL total, VIL frio e echotops (Figura 3.15) e m´edia do VIL quente (Figura 3.14c) durante todo o tempo de vida das tempestades positivas. Maiores valores de VIL quente e frio indicam a maior presen¸ca de ,respectivamente, ´agua l´ıquida e gelo nas tempestades positivas ao longo da regi˜ao mista da nuvem, onde ocorrem as transferˆencia de cargas el´etricas e eletrifica¸c˜ao das tempestades. Esse cen´ario d´a suporte `a forma¸c˜ao de grandes quantidades de graupel e granizo de tamanhos m´edios a grandes, caracter´ısticas que vˆem sendo reportados na literatura como um dos principais ingredientes das tempestades com alto ´ındice de +CGs (Lang e Rutledge, 2002; Wiens et al., 2005). A presen¸ca de grande quantidade de ´agua l´ıquida e maior velocidade das correntes ascenden- tes apontam para valores de conte´udos de ´agua l´ıquida efetiva (EW ) muito elevados que tˆem mostrado uma forte influˆencia no carregamento positivo de graupel em experimentos de laborat´orio (Figura 1.8).
A concentra¸c˜ao total de aeross´ois (Figura 3.2.4) e sua distribui¸c˜ao m´edia de tama- nhos (Figura 3.30) mostraram ser diferentes entre os per´ıodos Seco, Transi¸c˜ao e Chuvoso. Por´em, diferen¸cas entre essas vari´aveis durante tempestades positivas, negativas e n˜ao- tempestades n˜ao apareceram nos per´ıodos Seco e de Transi¸c˜ao, sugerindo que o efeito dos aeross´ois9 n˜ao seja o motivo para o maior desenvolvimento vertical das tempestades na
esta¸c˜ao seca. No caso do per´ıodo Chuvoso, as tempestades aconteceram durante eventos de maior concentra¸c˜ao de aeross´ois do que as n˜ao-tempestades, sugerindo a contribui¸c˜ao do efeito do aerossol na eletrifica¸c˜ao das nuvens, sendo maior nas tempestades positivas desse per´ıodo. Assim, a hip´otese do aerossol pode ser v´alida apenas quando os efeitos da grande- escala (disponibilidade de umidade) e da termodinˆamica (instabilidade melhor processada) n˜ao est˜ao presentes. Williams et al. (2002); Cifelli et al. (2002) observaram que, durante a esta¸c˜ao chuvosa em Rondˆonia (Janeiro a Mar¸co), os sistemas convectivos mais eletri- ficados aconteceram em ambientes relativamente mais polu´ıdos e na fase de interrup¸c˜ao da mon¸c˜ao Amazˆonica, enquanto que sistemas menos eletrificados e com caracter´ısticas mais estratiformes aconteceram durante a fase ativa da mon¸c˜ao Amazˆonica e ambiente
9Efeito dos aeross´ois em diminuir a colis˜ao-coalescˆencia na por¸c˜ao quente da nuvem permitindo a presen¸ca de maior conte´udo de ´agua l´ıquida na fase mista, e conseq¨uente maior eletrifica¸c˜ao das nuvens.
mais limpo. Entretanto, as caracter´ısticas mais convectivas e estratiformes, respectiva- mente, das fases inativa e ativa da mon¸c˜ao est˜ao associadas `a n˜ao-presen¸ca e `a presen¸ca da ZCAS, ou seja, ao efeito de grande-escala que “lava” a atmosfera durante a fase ativa da mon¸c˜ao, diminuindo a concentra¸c˜ao de aeross´ois em um ambiente j´a prop´ıcio a sistemas convectivos menos intensos (?Albrecht, 2004). Assim, o efeito do aerossol na eletrifica¸c˜ao das tempestades proposto por Williams et al. (2002) n˜ao aparenta ser a principal causa de intensifica¸c˜ao dos sistemas convectivos tanto na esta¸c˜ao seca como na chuvosa, onde a termodinˆamica e grande-escala explicam o maior desenvolvimento vertical das nuvens.
O estudo de caso das tempestades que se formaram entre as 12:45HL e 20:30HL du- rante o dia 18 de Setembro de 2002 evidenciaram o efeito da maior altura da base da nuvem e conseq¨uentemente menor ECQ durante as tempestades positivas (Tabela 3.5), devido `a forma¸c˜ao preferencial dessas tempestades sobre a pastagem (Figuras 3.32, 3.33 e 3.34). Como resultado, as tempestades positivas se mostraram mais intensas, com maiores desenvolvimento vertical e forte atividade convectiva (Figura 3.35), levando aos m´aximos de VIL bem maiores que as negativas e maiores alturas (Figura 3.36 e Tabela 3.5). Ou- tro fato importante ´e que essas tempestades positivas evidenciaram o acontecimento do +CGs durante a forte atividade convectiva das mesmas, descartando a contamina¸c˜ao dos dados pelas descargas de polaridade positiva associadas `as ´areas estratiformes da bigorna e dissipa¸c˜ao das nuvens.