ANÁLISE DA PASSAGEM DE UM SISTEMA FRONTAL SOBRE A CIDADE DE PORTO ALEGRE/RS – ESTUDO DE CHUVAS INTENSAS
Saraiva, Ivan1; Foster, Paulo Roberto Pelufo2
RESUMO - Um sistema frontal é caracterizado por fortes convecções que geram grandes nuvens de
desenvolvimento vertical apresentando ventos fortes e alto índice de precipitação. Por exemplo, no dia 04 de novembro de 2005 foi detectada a passagem de um sistema frontal sobre a cidade de Porto Alegre. Este trabalho procura identificar, caracterizar e descrever o sistema por meio de uma análise sinótica. Neste evento há uma série de ingredientes que possibilitaram a ocorrência de chuvas intensas.
Palavras-chave – Sistema frontal, radar meteorológico, refletividade.
ABSTRACT - The front system is characterized by strong convections that generate great clouds of
vertical development presenting strong winds and high precipitation index. For instance, on November 04, 2005 the passage of a front system was detected on the city of Porto Alegre. The work want to identify, to characterize and to describe the system through an analysis synoptic. In this event there is a series of ingredients that you/they made possible the occurrence of intense rains.
Key - Word – Front system, meteorological radar, reflectivity.
INTRODUÇÃO
Todos os anos o estado do Rio Grande do Sul (RS) sofre inúmeros prejuízos devido à ocorrência de eventos de chuvas intensas, sendo uma destas conseqüências as enchentes. Segundo Teixeira (2004), o RS é afetado, principalmente, por dois tipos de sistemas meteorológicos: as ondas de latitudes médias de escala sinótica e os complexos convectivos de mesoescala (CCM). A progressão de frentes frias é um bom exemplo dos sistemas transitórios sinóticos que atuam nesta região. Estas frentes formadas por causa do encontro do ar frio e pouco úmido, que vem da região polar, com o ar quente e úmido, que vem das baixas latitudes (Medina, 1976). O sistema frontal é caracterizado por fortes convecções que geram grandes nuvens de desenvolvimento vertical apresentando ventos fortes e alto índice de
precipitação.
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Voluntário do Programa de Educação Tutorial – PET/UFPel, Grupo PET/Meteorologia - ivansaraiva@hotmail.com
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Periodicamente, a cidade de Porto Alegre é marcada pela a passagem de sistemas frontais com ventos intensos e muita precipitação. Por exemplo, no dia 04 de novembro de 2005 foi detectada a passagem de um sistema frontal sobre a cidade de Porto Alegre (figura 1a). Conforme publicado no Jornal Zero do dia seguinte ao evento “O começo da noite de 04 de novembro de 2005 jamais será
esquecido pelos moradores de Porto Alegre. Jamais nas últimas décadas se viu precipitação tão intensa em curto período, o que levou o sistema de esgoto e o trânsito na região ao colapso absoluto. Casas e apartamentos foram invadidos pela água. Uma avalanche de lama tomou conta de algumas ruas”.
Este sistema frontal foi acompanhado de fortes ventos e alta quantidade de precipitação. A tempestade veio acompanhada de granizo em alguns bairros e rajadas de vento de até 100km/h foram registradas. Em alguns pontos da cidade o volume de chuva alcançou 97mm (caso do bairro Bela Vista), enquanto que outros pontos o volume pluviométrico não passou os 50mm, como foi o caso da região do Aeroporto Internacional Salgado Filho, com registros de 49,4mm e da região do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET), com registros de 37,8mm.
Para os serviços operacionais de Meteorologia, a previsão do início da convecção é um dos principais desafios correntes de muitos países. De acordo com Pacual (2004), o conhecimento de áreas onde as convecções se desenvolvem com mais freqüência é o primeiro passo para a obtenção exata de sua trajetória.
Para melhor compreender este evento, os autores procuram identificar, caracterizar e descrever o sistema que passou sobre a cidade de Porto Alegre no dia quatro de novembro de 2005, por meio de uma análise sinótica.
DADOS
Porto Alegre é uma metrópole localizada ao sul do Brasil (latitude 30°01’59”S, longitude 51°13’48”W e altitude média de 10m). É banhada pelas as águas do Rio Guaíba, com uma orla fluvial de 72km. Sua topografia é marcada pela ondulação de 40 morros que ocupam 65% de sua área física. É caracterizada por um clima subtropical úmido, com quatro estações bem definidas e temperaturas máximas variando em torno de 21 a 24°C e mínimas em torno de 2 a 15°C.
Dados de Radar
Neste trabalho foram utilizadas imagens de radar, disponibilizadas pela Rede de Meteorologia do Comando da Aeronáutica (REDEMET), referentes à configuração de mosaico, que é a integração das imagens dos radares localizados no Pico do Couto/RJ; São Roque/SP; Gama/DF; Morro da Igreja/SC; Santiago/RS e Canguçu/RS. O radar meteorológico Doppler utilizado opera na Banda-S, com
freqüência variando entre 2,0 a 4,0Ghz e comprimento de onda variando entre 7,5 e 15cm. As imagens MAXCAPPI (Max Constant Plan Position Indicator) fornecem valores máximos de refletividade observados durante uma varredura volumétrica, com alcance de 400km. As observações são referentes a intervalos de tempo de uma hora.
Dados de Satélite
As imagens de satélite para o referido período são as do satélite geostacionário GOES-12 (Geostationary Operational Environmental Satellite), obtidas no canal espectral infravermelho contrastada com o canal de vapor d’água (imagens realçadas). As imagens estão disponíveis na Internet, pelo o endereço eletrônico http://www.cptec.inpe.br e tem um intervalo de três horas entre uma imagem e outra.
Dados Reanalisados do NCEP
Para estudar as características atmosféricas do evento selecionado foram utilizados os dados reanalisados do NCEP-NCAR (National Centers For Research Predction – National Center For Atmosphere Research), obtidos da “homepage”: http://nomad2.ncep.noaa.gov/ncep_dada/ (Teixeira, 2004; Farias et al, 2006). As variáveis utilizadas são altura geopotencial (φ), componentes zonal (u) e meridional (v) do vento, PNM (P), advecção de temperatura (T), umidade relativa (U) e velocidade vertical do vento (ω), distribuídas em 12 níveis de pressão padrão (1000, 925, 850, 700, 500, 400, 300, 250, 200, 150, 100 e 50 hPa) com resolução espacial de 2,5° de latitude e longitude, para quatro
horários diários (00:00, 06:00, 12:00 e 18:00 TMG).
Cartas de Pressão ao Nível Médio do Mar
Utilizou-se das cartas de pressão ao nível médio do mar disponibilizadas no Centro de
Hidrografia da Marinha no endereço eletrônico http://www.mar.mil.br, com intervalo temporal de 12 horas (00Z e 12Z), afim de compreender com maior facilidade o sistema atuante sobre a região.
METODOLOGIA
Conforme descrito por Teixeira (2004), a definição de um evento de chuva intensa não é uma tarefa simples e devem levar em conta aspectos relacionados à quantidade de chuva registrada em um determinado tempo e a abrangência espacial da chuva. Deste modo, um evento de chuva intensa pode ser classificado de diversas formas: climatologicamente, com relação a uma previsão ou de acordo com um determinado usuário.
O método utilizado para a identificação de células convectivas por meio dos produtos fornecidos por radares (figura 1b) é o mesmo utilizado por Pascual em 2004, e é baseado na determinação de
freqüências relativas diurnas de refletividade do radar. A principal característica deste método é que todos os pontos de um pixel que estão compreendidos entre 45 e 40dBZ são considerados como pontos de convecção. A partir destes valores de refletividade (acima de Z+45dBZ) já é considerado ponto de forte convecção. Também serão utilizadas imagens de satélite (figura 1a) para a identificação do sistema atuante na região sul, bem como para mostrar o deslocamento do mesmo e dar uma idéia ampla da atmosfera no período da passagem do mesmo. Para a caracterização e descrição do sistema (estudo sinótico) foram analisados os dados reanalisados do NCEP entre 100ºW e 30ºW, na faixa longitudinal, e 10ºS e 60ºS, na faixa latitudinal, para até dois dias anteriores a ocorrência do evento.
Figura 1 – Dia 04/11/2005: imagem realçada do satélite GOES-12, 19:30TMG (a); mosaico do conjunto de radares meteorológicos Doppler, 23:00TMG (b).
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Para a compreensão do evento ocorrido na noite do dia quatro de novembro de 2005, é descrito a análise sinótica do evento e a sua evolução, bem como as propriedades meteorológicas, altura
geopotencial em 500hPa, velocidade vertical (ômega) e advecção de temperatura e umidade. Além desses campos, são exibidas as imagens de satélite para o dia 04 de novembro, as imagens de radar para o período em que o sistema atuou e, as cartas de pressão ao nível médio do mar.
A análise das cartas de PNM para o dia quatro de novembro às 00:00TMG (figura 2a), mostra um centro de baixa pressão sobre o Uruguai e um sistema frontal no Oceano Atlântico, o mesmo associado a duas baixas sobre o oceano. Para o mesmo dia às 12:00TMG (figura 2b), o sistema frontal sobre o oceano aproxima-se da costa. Como conseqüência de um intenso cavado que desloca o centro de baixa pressão para o Rio Grande do Sul (figura 3a e 3b).
É possível verificar a advecção de ar quentes e úmidos, provenientes da Amazônia, que ajudou na formação e intensificação do ciclone em superfície, como pode ser visto no campo vetor vento no nível de 925mb (figura 4a). Em altos níveis é possível de se verificar a presença do jato subtropical sobre o Rio Grande do Sul e o jato polar abaixo do mesmo (figura 4b).
Figura 2 – Cartas de pressão ao nível médio do mar para o dia 04 de novembro de 2005: (a) 00:00TMG e (b) 12:00 TMG.
Figura 3 – Campos de altura geopotencial em 500hPa às 00:00TMG, para o dia quatro (a) e cinco (b) de novembro de 2005.
Conforme descrito por Teixeira em 2004, neste evento há uma série de ingredientes que possibilitaram a ocorrência de chuvas intensas sobre Porto Alegre. A advecção de ar quente e úmido em baixos níveis, a presença de um cavado intenso na média troposfera. Além disso, a difluência da corrente de jato proporcionou atividade convectiva sobre a região sul e as já definidas chuvas intensas.
Figura 4 – (a)Vetor vento no nível de 925mb às 12Z do dia 04/11/05; (b) Corrente de jato no nível de 250mb às 00Z do dia 0511/05.
CONCLUSÃO
Com este estudo, observa-se que para uma análise rápida e precisa, o uso das imagens de radar podem auxiliar e dar bons resultados aos previsores. Mas para isto é necessário que se tenha uma grande rede de radares meteorológicos que proporcionem uma cobertura completa de toda a região sul do país.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
MEDINA, M. I. , Meteorología Básica Sinóptica. Editora Paraninfo S.A.. Madri, Espanha, 320p., 1976.
PASCUAL, R., Convective storm initiation in central Catalonia, Third European Conference on Radar in Meteorology and Hydrology (ERAD),Visby, Island of Gotland, Sweden, (6-10) September 2004. TEIXEIRA, M. da S., Atividade de Ondas Sinópticas Relacionada com Episódios de Chuvas Intensas na Região Sul do Brasil, Dissertação de Mestrado, Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, São José dos Campos, 2003.
CPTEC. Disponível em: <http://www.cptec.inpe.br>. Acesso em 10/11/2005.
NCEP. Disponível em: <http://nomad2.ncep.noaa.gov/ncep_dada/>. Acesso em 10/11/2005. REDEMET. Disponível em: <http://www.redemet.aer.mil.br>. Acesso em 05/11/2005.
CENTRO DE HIDROGRAFIA DA MARINHA. Disponível em: <http://www.mar.mil.br>. Acesso em 10/11/2005.
