Influências das condições termodinâmicas nos eventos extremos de precipitação na cidade de Belém e região metropolitana

O objetivo desta dissertação foi verificar a importância dos fatores termodinâmicos na ocorrência de eventos extremos de precipitação na Cidade de Belém (PA) e região metropolitana, no período de agosto de 2008 a dezembro de 2009. Para tal, foram utilizados dados de precipitação e radiossondagens. Para análise das condições termodinâmicas e dinâmicas foram utilizadas imagens de satélite, cartas de superfície e análise do diagrama SKEW T LOG P. O estudo da termodinâmica da atmosfera foi realizado a luz das teorias da Energia Potencial Disponível para a Convecção (CAPE) e, também, da Energia de Inibição da Convecção (CINE). Foi utilizado o método dos decis para classificar os eventos extremos de precipitação a fim de associá-los aos valores da CAPE e da CINE com o objetivo de verificar o valor destes índices quando da ocorrência dos eventos extremos. Verificou-se que a região estudada possui forte atividade convectiva durante todo o ano, haja vista que seus valores médios mensais variam entre 900 J/kg e 1900 J/kg. Foi visto, também, que nem sempre CAPE alta e CINE baixa determinam precipitação. Esta situação determina o potencial para a convecção profunda, mas para converter este potencial em precipitação existe a necessidade da forçante dinâmica. Os resultados mostraram que quando o processo de precipitação dependeu, exclusivamente, da CAPE, foi necessário haver um valor alto para poder gerar convecção profunda e por consequência precipitação, enquanto, que no processo de precipitação com contribuição dinâmica não foi necessário um valor tão significativo da CAPE, neste caso, não ultrapassou a 1000 J/kg. A CINE esteve, sempre, menor no período chuvoso apresentando valores médios mensais menores que 300 J/kg. Isto não quer dizer que quanto menor a CINE maior será a precipitação. Quando a inibição está presente a instabilidade vai crescendo ao longo do dia determinando, com isso, nuvens com um desenvolvimento vertical mais acentuado, assim os pontos onde os inibidores enfraquecem primeiro, serão os pontos preferenciais para o disparo da tempestade. Logo, quando a instabilidade estiver alta e existir o mecanismo inibidor (CINE), em uma grande área, os locais mais propícios aos disparos das tempestades são os pontos onde a CINE e o NCE começam a diminuir e a inversão térmica, que por vezes acontece, começa a ser quebrada. Durante a execução desta pesquisa ficou claro que para a ocorrência de eventos extremos de precipitação, no período chuvoso, existe necessidade da influência da ITCZ e no período seco, conforme se observa no estudo de caso realizado para o mês de outubro o fator dinâmico que mais influencia é a Linha de Instabilidade (LI).

ABSTRACT: The goal of this dissertation is to verify the importance of thermodynamic factors on occurrence of extreme precipitation events in the city of Belém (PA) and the metropolitan area, during the period of August 2008 to December 2009. To this end, precipitation and radiosonde data were used. For dynamic and thermodynamic analysis, satellite images, surface charts and SKEW T-LOG P diagram were used. The study of thermodynamics of the atmosphere was made based on the theories of Convective Available Potential Energy (CAPE) and Convective Inhibition Energy (CINE). The decis method was used to classify the extreme precipitation events, in order to associate them to the values of CAPE and CINE and then verify the accuracy of these values when the extreme event occur. At this occasion, it was verified that the studied region has strong connective activity during all the year, hence the monthly mean values are between 900 J/kg and 1900 J/kg. It was also verified that not always high CAPE and low CINE determine precipitation. That situation in fact determine profound convection, but to ensure precipitation there is the need of dynamic enforcement. The results clearly show that when the precipitation process depended on CAPE exclusively, it was necessary to have a high value in order to generate profound convection and, consequently, precipitation. Otherwise, at the dynamic contribution precipitation process it was not necessary a significant value of CAPE, in that case not over 1000 J/kg. The CINE was always lower at the rainy season showing monthly mean values lower than 300 J/kg. That doesn’t means that as lower the CINE, higher is the precipitation. When inhibition is present, the instability keep growing during the day, and with that, clouds with accentuated vertical development, then the points where were the inhibitors weaken first, will be the preferential point to start the storm. From this, when the instability is high and the inhibitor mechanism exists (CINE) , in a large area, the most propitious place to trigger a storm are the points where CINE and NCE start to diminish and the thermic inversion, that sometimes happens, start to be broken. During this research it was clear that for the occurrence of extreme precipitation events during the rainy season there is the need of ITCZ influence and during the dry season the dynamic factor that contributes is the Instability Line (LI).