CARACTERÍSTICAS DA PRECIPITAÇÃO NA AMAZÔNIA ORIENTAL

CARACTERÍSTICAS DA PRECIPITAÇÃO NA AMAZÔNIA ORIENTAL

Galdino Viana Mota1, Mauro Mendonça da Silva2, Julia Clarinda Paiva Cohen3, Claudia Priscila Wanzeller da Costa4 e Paulo Artaxo5

RESUMO Este trabalho investiga a variabilidade espacial e temporal da precipitação na Amazônia

Oriental e possíveis conexões da precipitação com as fases da Lua na região de Belém, através do algoritmo Geostationary Environmental Satellite (GOES) Precipitation Index (GPI) de 1996 a 2006, e dos dados horários provenientes de estações automáticas de superfície de 2000 a 2005 dos sítios de Soure, Caxiuanã e Bragança. A precipitação média anual através do algoritmo GPI apresenta um máximo secundário sobre a região da Ilha do Marajó. No entanto, a precipitação pelo GPI é

subestimada na região costeira do Amapá. O ciclo diurno da precipitação em Bragança tem máximo entre 0700 e 1000 hora local (HL); e em Soure possui maiores valores entre 0300 e 0600 HL, e um máximo secundário no final da tarde. O ciclo diurno da chuva em Caxiuanã é típico das regiões

continentais, com máximo principal no final da tarde e início da noite, e máximo secundário ente 0000 e 0600 HL. Verificou-se que durante as fases da Lua Nova e Crescente e entre a Lua Cheia e

Minguante a precipitação na região de Belém é maior que entre as outras fases.

ABSTRACT This work investigates the variability of the precipitation in the Eastern Amazonia and

possible connections with the phases of the moon, using the Geostationary Environmental Satellite (GOES) Precipitation Index (GPI) from 1996 to 2006, and gauge data from 2000 to 2005, over the locations of Soure, Caxiuanã and Bragança. GPI underestimates rainfall in the coastal region of Amapá, comparing with previous climatologies. The peak of the diurnal cycle of rainfall in Bragança occurs from 0700 to 1000 local time (LT), and from 0300 to 0600 in Soure. The diurnal cycle over Caxiuanã is typically continental, with a maximum in the afternoon and a secondary one in the nocturnal hours. It was verified that the precipitation over Belém is high quite after the New Moon and the Full Moon phases from March through May.

1

Professor da UFPA, Av. Augusto Corrêa, No 1, Campus do Guamá, CEP:66075-110, Belém – PA, Fone: (91)32017471, E-mail: [email protected].

2

Bolsista DTI do Projeto LBA/MILÊNIO/UFPA. E-mail: [email protected] 3

Professora da UFPA, Av. Augusto Corrêa, No 1, Campus do Guamá, CEP:66075-110, Belém – PA, Fone: (91)32017255, E-mail: [email protected].

4

Aluna de Mestrado da UFPEL, Departamento de Pós Graduação em Meteorologia, Campus Universitário, S/N, telefone: (53)32757331, Pelotas – RS. E-mail: [email protected].

5

Professor do Instituto de Física da USP – IFUSP, Rua do Matão Trav.R, 187 – Cidade Universitária, CEP 05508-900 – São Paulo – SP. E-mail: [email protected].

PALAVRAS CHAVES: Precipitação, Amazônia Oriental, Ciclo diurno

INTRODUÇÃO

A distribuição espacial e temporal da precipitação na Amazônia Oriental é fortemente modulada pela atuação da Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) e pelos sistemas convectivos de mesoescala (SCMs; Mota, 2003 e Silva, 2003). Dentre os sistemas convectivos de mesoscala (SCMs), as Linhas de Instabilidade (LIs; Cohen, 1995) são as que produzem intensas precipitações, sendo estes sistemas influenciados pela convergência dos Alísios na costa norte da América do Sul, as fontes de calor remotas no oeste da Amazônia, dentre outros fatores.

Mota (2003) observou, através dos dados Precipitation Radar (PR) do Tropical Rainfall

Measuring Mission (TRMM), um pico máximo do ciclo diurno da precipitação no período vespertino,

com o desenvolvimento dos SCMs causadores de precipitação em grande parte do interior da

Amazônia e inclusive sobre a região da Ilha do Marajó e Delta do Rio Amazonas. Também observou que há diferenças no regime de precipitação entre as sub-regiões da Amazônia.

Devido a necessidade de melhor conhecermos a ocorrência de eventos extremos do tempo que afeta a região, motivo, este trabalho tem como principal objetivo fazer uma análise da variabilidade espacial da precipitação na Amazônia Oriental, o ciclo diurno em 3 estações de superfície e sobre a região de Belém, a fim de serem verificadas as possíveis associações das precipitações com as fases da Lua na região de Belém.

MATERIAL E MÉTODOS

Os dados pluviométricos de superfície utilizados neste estudo são provenientes das estações automáticas dos sítios próximos do litoral em Bragança e Soure e na Floresta de Caxiuanã. Os dados de chuva destes sítios são de aproximadamente 5 anos (entre 2000 e 2004), obtidos nas torres

micrometeorológicas com 54 m de altura (Floresta de Caxiuanã), 24 m (Manguezal de Bragança) e 3 m (fazenda em Soure). As estimativas de precipitação do Gestationary Environmental Satellite (GOES)

Precipitation Index (GPI) são utilizadas para analisar a distribuição média da precipitação na região

numa série de 1996 a 2006, com resolução espacial de 1° × 1° de latitude e longitude. A técnica do GPI é baseada na temperatura de brilho do topo de nuvens (Arkin e Meisner, 1987).

Os dados das fases da Lua foram baixados do site http://www.cosmobrain.com.br/res/fasesdalua e foram compostos com os dados de precipitação na grade que compreende a região de Belém (entre 2° e 1°S de latitude e entre 49° e 48°W de longitude). A associação das fases da Lua com a precipitação foi realizada considerando o ápice de cada fase e três dias (lags) que antecedem e três dias após o ápice

de cada fase. Assim, é considerado 7 dias para cada fase da Lua e 28 dias para o ciclo mensal completo. Nos casos em que os dias que precedem (ou sucedem) os dias dos ápices das fases sejam maiores que 3, estes lags são considerados como os terceiros dias que precedem (ou sucedem) os ápices em questão.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

A Figura 1 apresenta a precipitação média estimada pelo GPI nos anos de 1996 a 2006 para a Amazônia Oriental. Os setores de máxima precipitação estão sobre o SE da Amazônia e sobre a

vizinhança do sul da Ilha do Marajó em direção à região de Belém com valores acima de 2600 mm/ano. O segundo máximo está relacionado com a convergência de umidade, associado a atuação das linhas de instabilidade na região (Cohen, 1995 e Molion ,1987), sistemas convectivos de mesoscala e a ZCIT. Neste setor, a precipitação atinge valores superiores a 2600 mm/ano segundo as descrições

climatológicas de Figueroa e Nobre (1990) e outros. No entanto, as estimativas pelo GPI não incluem os elevados índices de precipitação comumente observados nas climatologias da costa amapaense. Foi observado que o máximo sobre o litoral amapaense é subestimado pelo GPI em torno de 50% quando comparado com as climatologias pré-existentes, e.g., Figueroa e Nobre (1990). É provável que as precipitações que atingem o litoral amapaense sejam provenientes de nuvens quentes (cumulus rasos), e diferentes daquelas que atingem a litoral paraense. Este resultado concorda com aqueles de Mota (2003), que sugeriu que a natureza da chuva sobre essas duas regiões é diferente - que sobre a Ilha do Marajó é, em geral, mais convectiva, e sobre o Amapá é mais oceânica. Também em concordância com estes resultados, Silva (2003) observou que a chuva em Macapá (AP) é do tipo contínua e estratificada;

Soure

Bragança

mm/ano

Belém Caxiuanã

e que a forma do litoral contribui para a convergência dos Alísios de NE em direção à Ilha do Marajó. Este fato demonstra a grande complexidade dos mecanismos de precipitação na região, mesmo em áreas situadas próximas geograficamente, como o litoral paraense e o litoral amapaense.

A Figura 2 mostra o ciclo diurno da precipitação para as localidades de Bragança, Soure e Caxiuanã ao longo do período estudado (2000/2005). A região de Bragança apresenta um ciclo diurno de precipitação com valores médios em torno de 0,4 mm/hr nas primeiras 12 horas do dia. Este valor é semelhante àqueles observados por outros pesquisadores, em regiões costeiras tropicais (Adler et al., 2000). O máximo ocorre entre 0700 e 1000 hora local (HL). Este comportamento é típico das áreas oceânicas em que o máximo da precipitação ocorre cedo pela manhã.

O ciclo diurno da chuva na estação de Soure difere daquele de Bragança, apesar de ambas estarem localizadas próximas ao litoral. O horário de maior índice pluviométrico em Soure ocorre também durante a noite, com máximo principal entre as 0300 e 0600 HL, portanto este ocorre mais cedo que em Bragança. Outra diferença entre o ciclo diurno da chuva entre Soure e Bragança é que existe um

máximo secundário em Soure no período vespertino e início da noite. A existência de dois máximos em Soure foi investigada por Kousky (1980), que sugeriu que o máximo noturno ocorre de janeiro a maio e o máximo secundário de junho a setembro. Assim, sugere-se que o máximo noturno tenha grande influência da Zona de Convergência Intertropical e o vespertino é modulado pela atuação da brisa e a formação de linhas de instabilidade atuante na região (Cohen, 1995).

O ciclo diurno da chuva em Caxiuanã é tipicamente continental: um máximo vespertino e início da noite e um máximo secundário durante a madrugada. O máximo principal pode ser explicado

Ciclo Diurno da Precipitação nos Sítios

0

0,2

0,4

0,6

hora

mm/

h

r

Bragança Soure Caxiuanã

Figura 2 – Ciclo diurno da precipitação referente ao período de 2000 a 2005 dos pluviômetros das estações automáticas nos sítios de Bragança, Soure e Caxiuanã.

pela convecção máxima sobre a região, que ocorre em geral no fim da tarde e no início da noite, como resposta ao aquecimento diurno da superfície (Sui et al., 1997). Por outro lado, o máximo noturno está associado com as linhas de instabilidade que adentram no continente. Adicionalmente, Mota (2003) verificou que, tipicamente, o máximo da chuva proveniente de SCMs ocorre no período noturno nesta região. No entanto, Silva (1999) observou que os Complexos Convectivos de Mesoescala (CCMs) também são responsáveis por este ciclo da chuva na região. Similarmente, o diurno da precipitação sobre a região de Belém (não mostrado) também possui um máximo vespertino, que também é relacionado com as passagens de linhas de instabilidade que se formam no litoral; e este resultado concorda com Mota (2003) e Kousky (1980).

A composição da precipitação sazonal e as fases da Lua indica que o trimestre março-abril-maio, que é aquele mais chuvoso na região de Belém, apresenta melhor conecção entre os altos índices de precipitação e as fases da Lua Nova e Cheia (não mostrado) em comparação com os outros

trimestres. A Figura 3 apresenta a composição da precipitação diária nos meses de março, abril e maio entre 1996 e 2006 e as fases da Lua correspondentes. Observa-se que os valores mais elevados de precipitação ocorrem principalmente entre os ápices da Lua Nova até o da fase Crescente e entre os da Lua Cheia e o da Minguante.

CONCLUSÃO

Este trabalho analisou as características da precipitação para a Amazônia Oriental. Observou- se que na região costeira do Amapá, o GPI subestima a precipitação. O ciclo diurno em Bragança e Soure ocorre durante a madrugada, enquanto que em Caxiuanã ocorre no período vespertino e inicio da

Variabilidade Mensal da Precipitação com as fases da Lua

0 5 10 15 20 25 30 -3 -2 -1 nova 1 2 _{3 -3 -2 -1} cres 1 2 _{3 -3 -2 -1} chei 1 2 _{3 -3 -2 -1} ming 1 2 3 Fases da lua Preci pi tação março abril maio

Figura 3. Composição das fases da Lua e a precipitação diária, referentes aos meses de março, abril e maio de 1996 a 2006 pelo GPI numa grade de 1º × 1º de longitude e latitude na região de Belém.

noite com um máximo secundário noturno. Observou-se que a partir das fases da Lua Nova e Cheia, houve altos índices pluviométricos na região de Belém, durante o trimestre março-abril-maio. Quando as informações das fases da Lua, as marés oceânicas e o ciclo diurno de uma determinada região, são combinadas, é possível, então prever cheias dos rios em localidades costeiras como na região de Belém. Portanto, é necessário um melhor entendimento da distribuição espacial e temporal da precipitação, sua associação com as fases da Lua e as marés oceânicas numa determinada região, para que ser tomadas medidas preventivas concernentes a eventos extremos de precipitação.

AGRADECIMENTOS O bolsista Mauro M. da Silva agradece pela concessão bolsa CNPq (proc.

institucional CNPq 680.051/03-1) associada ao Programa Experimento de Grande Escala Biosfera e Atmosfera na Amazônia LBA. Este trabalho foi apoiado com recursos dos projetos: PROINT 2004-2005/UFPA; Programa de Premiação da Comunidade UNIDATA/UCAR/NSF; e MilênioLBA.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Arkin, P. A.; Meismer, B. N.1987: The relationship between large-scale convective rainfall and cold cloud over the Western Hemisphere during 1982-1984. Mon. Wea. Rev., 115(1): 51-74.

Cohen, J. C. P.; Silva Dias, M. A. F.; Nobre, C. A. 1995: Environmental conditions associated with Amazonian Aquall Lines: A case study. Mon. Wea. Rev., 123 (11): 3163-3174.

Figueroa, S. N.; Nobre, C. A. 1990: Precipitations distribution over Central and Western Tropical South América. Climanalise – Boletim de Monitoramento e Análise Climática. 5(6): 36-45.

Janowiak, J. E.; Arkin, P. A.; Morrissey, M. 1994: An Examination of the Diurnal Cycle in Oceanic Tropical Rainfall Using Satellite and In Situ Data. Mon. Wea. Rev., 122(10): 2296-2311.

Kousky, V. E., 1980: Diurnal rainfall variation in northeast Brazil. Mon. Wea. Rev., 113, 1951-1957. Molion, L. C. B.1987: On the dynamic climatology of the amazon basin and associated rain producing mechanisms. In the Geophysiology of Amazonia Vegetation and Climate Interaction. Ed. By R. E. Dickinson. Wiley Series in Climate and the Biosphere. 18: 391-407.

Mota, G. V. 2003: Characteristics of Rainfall and Precipitation Features Defined by the Tropical Rainfall Measuring Mission over South America. Tese de Doutorado. Department of Meterorology, University of Utah, Utah, EUA. 215p.

Silva, M. S., 2003. Características da precipitação na Amazônia utilizando dados de Superfície e do Satélite TRMM. Dissertação de Mestrado. Depto. de Meteorologia. CCEN/UFAL.79p.

Sui, C. H.; Lau, K. M.; Takayabu, Y. N.; Short, D. A. 1997. Diurnal Variations in Tropical Oceanic Cumulus Convection during TOGA COARE. J. Atmos. Sci., 54(5): 639-655.