Teoria para o trabalho de expansão aplicada às brisas do nordeste Brasileiro

Neste artigo investiga-se numericamente a interação entre brisas marítima-terrestre e de vale-montanha, que ocorrem no nordeste brasileiro devido à presença do Planalto da Borborema, aplicando o trabalho de expansão associado ao ramo inferior das circulações. Resultados da teoria da máquina térmica são comparados aos resultados 3D, obtidos com a versão brasileira do modelo RAMS. Os resultados indicaram que o efeito do contraste de temperatura no trabalho ligado às circulações (Wa), isoladamente, contribui para a formação de brisas marítimas mais intensas e de brisas terrestres menos intensas. Na realidade, o que se observa são brisas terrestres com intensidades iguais ou até maiores que das brisas marítimas. Assim, a contribuição da montanha para a intensidade das circulações de brisa no período noturno mostra-se extremamente não-linear. O trabalho de expansão que realmente está ligado às circulações, contribui em apenas 7% para o trabalho total. Dessa forma, a maior parte do trabalho total está associada ao trabalho de compressão que a atmosfera realiza para compensar a perda por resfriamento radiativo, e muito da energia disponibilizada para as circulações é gasta para vencer os processos dissipativos.

Análise de um ciclone semi-estacionário na costa sul do Brasil associado a bloqueio atmosférico

Na primeira semana de maio de 2008, durante quatro dias, um ciclone em superfície permaneceu semi-estacionário na costa da região sul do Brasil. Este sistema foi responsável por chuvas e ventos fortes no Rio Grande do Sul e Santa Catarina, os quais causaram muitos danos (queda de árvores, enchentes e desabamentos). O objetivo deste trabalho é avaliar o processo de formação e entender os mecanismos responsáveis pelo lento deslocamento do ciclone, já que a maioria dos ciclones nesta região possui deslocamento mais rápido. A equação de desenvolvimento de Sutcliffe mostrou que a advecção de vorticidade absoluta ciclônica na média troposfera e a advecção de ar quente na camada entre 1000-500 hPa foram mecanismos importantes para a ciclogênese. Neste período, o intenso aquecimento diabático também contribuiu para a ciclogênese, à medida que se contrapôs ao intenso resfriamento adiabático devido aos movimentos verticais ascendentes. A advecção de vorticidade absoluta ciclônica que favoreceu a ciclogênese esteve associada a um Vórtice Ciclônico em Altos Níveis (VCAN), que se formou numa região de anomalia de vorticidade potencial. O VCAN se manteve semi-estacionário e compôs o setor norte de um bloqueio do tipo dipolo. Tal bloqueio intensificou um anticiclone em superfície, situado a sul/leste do ciclone, o que contribuiu para o ciclone se manter semi-estacionário. O movimento atípico e lento do ciclone para sul, e em alguns períodos para sudoeste, esteve associado com advecções de vorticidade absoluta ciclônica na média troposfera e de ar quente no seu setor sul. Somente quando o bloqueio em níveis médios e a anomalia de vorticidade potencial em níveis médios/altos se enfraqueceram, o ciclone em superfície se afastou da costa sul do Brasil.

Classificação de sistemas meteorológicos e comparação da precipitação estimada pelo radar e medida pela rede telemétrica na bacia hidrográfica do alto Tietê

Foram analisadas características da precipitação estimada a partir de 145.194 campos de refletividade, de um total de 827 dias entre 1998 e 2003, obtidos do Radar Meteorológico de São Paulo (RSP). Os eventos foram classificados de acordo com intensidades de precipitação; em Convectivos (EC) e Estratiformes (EE). Quanto à morfologia, cinco tipos de sistemas foram identificados; Convecção Isolada (CI), Brisa Marítima (BM), Linhas de Instabilidade (LI), Bandas Dispersas (BD) e Frentes Frias (FF). Eventos convectivos dominam na primavera e verão e estratiformes no outono e inverno. A CI e a BM tiveram maiores picos de atuação entre outubro e março enquanto as FF de abril a setembro. BD atuam durante todo o ano e as LI só não foram observadas nos meses de junho e julho. Uma comparação pontual entre a precipitação medida pela telemetria e estimada com o radar foi realizada e, mostrou haver, na maioria dos casos, um viés positivo do RSP, para acumulações de 10, 30 e 60 minutos. Com o objetivo de integrar as estimativas de precipitação do radar com as medidas da rede telemétrica, por meio de uma análise objetiva estatística, foram obtidas dos campos de precipitação do radar as estruturas das correlações espaciais em função da distância para acumulações de chuva de 15, 30, 60 e 120 minutos para os cinco tipos de sistemas precipitantes que foram caracterizados. As curvas das correlações espaciais médias de todos os eventos de precipitação de cada sistema foram ajustadas por funções polinomiais de sexta ordem. Os resultados indicam diferenças significativas na estrutura espacial das correlações entre os sistemas precipitantes.

Weekend/weekday differences in concentrations of ozone, nox, and non-methane hydrocarbon in the metropolitan area of São Paulo

Ozone and inhalable particulate matter are the major air pollutants in the Metropolitan Area of São Paulo, Brazil, a region that has more than 19 million inhabitants and approximately 7 million registered vehicles. Proximity of roadways, adjacent land use, and local circulation are just some of the factors that can affect the results of monitoring of pollutant concentrations. The so-called weekend effect (higher ozone concentrations on weekends than on weekdays) might be related to the fact that concentrations of ozone precursors, such as nitrogen oxides (NOx) and Non Methane-Hydrocarbon (NMHC), are relatively lower on weekends. This phenomenon has been reported in some areas of the United States since the 1970s. The differences between the concentrations of ozone in period of weekend and weekday, were obtained from analysis of data hourly average of CETESB for 2004, studied the precursors to the formation of troposphere ozone, the meteorological variables and traffic profile for RMSP. Because of the proximity to sources of emissions from the station Pinheiros showed higher concentrations of NO and NO² and greater variations to the periods weekend and weekday. With fewer vehicles circulating during the weekend, and consequently less emission of pollutants, it has cleaner air and less concentration of NO and NO², there is the ideal setting to the formation of troposphere ozone, despite the lower concentration of NO². The proximity with the source emissions, aided by the increased availability of solar radiation and the presence of ozone precursors, were factors conditions for the occurrence of weekend effect.

Propagacão das ondas de rossby nos invernos de máxima freqüência de ocorrência de geadas na pampa úmida

Neste trabalho estudou-se a influência dos padrões de onda extratropicais, que favorecem o desenvolvimento de eventos extremos frios no sudeste Sul-Americano, e em particular na região conhecida como Pampa Úmida. O aquecimento anômalo observado na região do oceano Pacífico tropical ocidental a nordeste da Austrália, durante os invernos de máxima freqüência de ocorrência de Geadas Generalizadas (GG) no centro-leste da Argentina, (região conhecida como Pampa Úmida - PU), atua como disparador de ondas de Rossby, as quais se propagam até o continente, favorecendo assim a ocorrência daqueles eventos. O padrão de propagação obtido nas simulações numéricas com um modelo baroclínico global, mostra o predomínio de um número de onda 3. Adicionalmente, foram analisadas as correlações do vento meridional em altos e baixos níveis observados para os eventos de GG, selecionados dentro dos invernos de máxima freqüência de ocorrência desses eventos. O vento meridional global em 250hPa apresenta regiões com correlação estatisticamente significativa com o vento meridional médio na PU. A configuração obtida no caso do vento meridional global em 250hPa, correlacionado com o vento meridional na PU, pode estar associada ao padrão de propagação das ondas simuladas numericamente a partir da forçante tropical. Igualmente importantes e significativos são os valores de correlação do vento sul nos baixos níveis, em particular para toda região da PU. O padrão de ondas simulado está bem representado pelas significativas correlações entre o vento meridional hemisférico em altos níveis e a temperatura no dia de evento de GG.

Relationship between the southern annular mode and southern hemisphere atmospheric systems

Seasonal relationship between the Southern Annular Mode (SAM) and the spatial distribution of the cyclone systems over Southern Hemisphere is investigated for the period 1980 to 1999. In addition, seasonal frontogenesis and rainfall distribution over South America and South Atlantic Ocean during different SAM phases were also analyzed. It is observed that during negative SAM phases the cyclone trajectories move northward when compared to the positive one, and in the South America and South Atlantic sector there is intense frontogenetic activity and positive anomaly precipitation over the Southeast of the South America. In general, SAM positive phase shows opposite signals.

Variabilidade amostral das séries mensais de precipitação pluvial em duas regiões do Brasil: Pelotas-RS e Campinas-SP

O presente trabalho avaliou a variabilidade amostral dos parâmetros da distribuição gama, relativos a séries mensais de precipitação pluvial, nas regiões de Campinas-SP e Pelotas-RS, que têm dados para os períodos de 1890-2006 e 1890-2005, respectivamente. Assim, os espaços amostrais considerados foram de 58, 39 e 29 anos para Campinas e 58 e 29 anos para Pelotas. As análises foram feitas usando o teste da razão da máxima verossimilhança. Os resultados apontaram significativas alterações amostrais. Não houve indicações de tendências contínuas (redução ou aumento) no regime mensal de precipitação pluvial na região de Campinas-SP. Em contrapartida, esse teste indicou, para a localidade de Pelotas-RS, tendência de elevação no regime desse elemento meteorológico ocorrida entre as amostras relativas aos anos de 1948 a 1976 e 1977 a 2005.

Convecção linearmente organizada na área de Petrolina, semi-árido do Nordeste do Brasil: aspectos em meso e grande escala

É apresentado um estudo sobre sistemas convectivos linearmente organizados e observados por um radar meteorológico banda-C na região semi-árida do Nordeste do Brasil. São analisados três dias (27 a 29) de março de 1985, com ênfase na investigação do papel desempenhado por fatores locais e de grande escala no desenvolvimento dos sistemas. No cenário de grande escala, a área de cobertura do radar foi influenciada por um cavado de ar superior austral no dia 27 e por um vórtice ciclônico de altos níveis no dia 29. A convergência de umidade próxima à superfície favoreceu a atividade convectiva nos dias 27 e 29, enquanto que divergência de umidade próxima à superfície inibiu a atividade convectiva no dia 28. No cenário de mesoescala, foi observado que o aquecimento diurno é um fator importante para a formação de células convectivas, somando-se a ele o papel determinante da orografia na localização dos ecos. De maneira geral, as imagens de radar mostram os sistemas convectivos linearmente organizados em áreas elevadas e núcleos convectivos intensos envolvidos por uma área de precipitação estratiforme. Os resultados indicam que convergência do fluxo de umidade em grande escala e aquecimento radiativo, são fatores determinantes na evolução e desenvolvimento dos ecos na área de estudo.

Previsões climáticas sazonais sobre o Brasil: avaliação do RegCM3 aninhado no modelo global CPTEC/COLA

Este trabalho avalia o desempenho de previsões sazonais do modelo climático regional RegCM3, aninhado ao modelo global CPTEC/COLA. As previsões com o RegCM3 utilizaram 60 km de resolução horizontal num domínio que inclui grande parte da América do Sul. As previsões do RegCM3 e CPTEC/COLA foram avaliadas utilizando as análises de chuva e temperatura do ar do Climate Prediction Center (CPC) e National Centers for Enviromental Prediction (NCEP), respectivamente. Entre maio de 2005 e julho de 2007, 27 previsões sazonais de chuva e temperatura do ar (exceto a temperatura do CPTEC/COLA, que possui 26 previsões) foram avaliadas em três regiões do Brasil: Nordeste (NDE), Sudeste (SDE) e Sul (SUL). As previsões do RegCM3 também foram comparadas com as climatologias das análises. De acordo com os índices estatísticos (bias, coeficiente de correlação, raiz quadrada do erro médio quadrático e coeficiente de eficiência), nas três regiões (NDE, SDE e SUL) a chuva sazonal prevista pelo RegCM3 é mais próxima da observada do que a prevista pelo CPTEC/COLA. Além disto, o RegCM3 também é melhor previsor da chuva sazonal do que da média das observações nas três regiões. Para temperatura, as previsões do RegCM3 são superiores às do CPTEC/COLA nas áreas NDE e SUL, enquanto o CPTEC/COLA é superior no SDE. Finalmente, as previsões de chuva e temperatura do RegCM3 são mais próximas das observações do que a climatologia observada. Estes resultados indicam o potencial de utilização do RegCM3 para previsão sazonal, que futuramente deverá ser explorado através de previsão por conjunto.

Estudo de caso de uma situação atmosférica entre 12 e 19 de setembro de 2008, com algumas características semelhantes ao evento Catarina

Este trabalho apresenta uma análise das condições sinótica e dinâmica associadas ao desenvolvimento do ciclone ocorrido entre 12 e 19 de setembro de 2008, com o objetivo de destacar diferenças e semelhanças com o ambiente em que se inseriu o evento Catarina em março de 2004. As principais semelhanças foram encontradas no padrão sinótico geral: a ocorrência de um padrão típico de bloqueio do tipo dipolo associado à anomalia de vorticidade potencial em altos níveis; cavado em níveis médios com inclinação para oeste; a presença de uma coluna de vorticidade ciclônica desde a superfície até a baixa estratosfera; e, em superfície, o padrão de uma alta ao sul de uma baixa pressão. Apesar das semelhanças no padrão geral, diferenças ocorreram entre os dois eventos que influenciaram na intensidade dos sistemas: o Catarina ocorreu em latitudes mais baixas em relação ao caso de setembro de 2008; o padrão típico de bloqueio associado ao caso de setembro de 2008 durou um dia e meio, enquanto no evento Catarina foi de três dias; a configuração da advecção de temperatura na camada entre 1000-500 hPa favoreceu o deslocamento do evento de setembro de 2008 para leste/sudeste, ao contrário do Catarina, a advecção de ar quente a leste do ciclone foi praticamente suprimida e a tendência de altura geopotencial passou a ser positiva, padrões que impedem o deslocamento do sistema para leste; no caso de setembro de 2008 o padrão da inversão do gradiente meridional de temperatura potencial na superfície de -2,0 unidade de vorticidade potencial (UVP) foi caracterizado pela incursão de uma região alongada de ar quente vinda do equador em direção ao sul e ar frio vinda do sul em direção ao equador, enquanto no caso Catarina a inversão ocorre pelo isolamento de uma bolha de ar frio ao norte e uma bolha de ar quente ao sul, o que pode ter contribuído para maior duração do padrão de bloqueio, pois a dissipação neste caso é dificultada. Sistemas como o Catarina podem ser raros no Atlântico Sul, mas isso não ocorre em relação ao ambiente sinótico em que se formou o Catarina. Para melhor entender o processo atmosférico que levou à formação do Catarina, é necessário realizar experimentos numéricos de sensibilidade para o caso de setembro de 2008 com o objetivo de verificar a possibilidade do ciclone extratropical se tornar um ciclone tropical.

Scavenging processes of atmospheric particulate matter: a numerical modeling of case studies

Below cloud scavenging processes have been investigated considering a numerical simulation, local atmospheric conditions and particulate matter (PM) concentrations, at different sites in Germany. The below cloud scavenging model has been coupled with bulk particulate matter counter TSI (Trust Portacounter dataset, consisting of the variability prediction of the particulate air concentrations during chosen rain events. The TSI samples and meteorological parameters were obtained during three winter Campaigns: at Deuselbach, March 1994, consisting in three different events; Sylt, April 1994 and; Freiburg, March 1995. The results show a good agreement between modeled and observed air concentrations, emphasizing the quality of the conceptual model used in the below cloud scavenging numerical modeling. The results between modeled and observed data have also presented high square Pearson coefficient correlations over 0.7 and significant, except the Freiburg Campaign event. The differences between numerical simulations and observed dataset are explained by the wind direction changes and, perhaps, the absence of advection mass terms inside the modeling. These results validate previous works based on the same conceptual model.

Regimes de precipitação na América do Sul: uma revisão bibliográfica

Como a América do Sul se estende por diferentes latitudes e possui formas de relevo variadas, proporciona a atuação e o desenvolvimento de diferentes sistemas atmosféricos, os quais contribuem para a não homogeneidade climática da região. Portanto o objetivo deste estudo é apresentar uma revisão dos sistemas atmosféricos que atuam nos diferentes setores do continente sul-americano e que contribuem para a precipitação.

Caracterização de eventos extremos do nível do mar em Santos e sua correspondência com as reanálises do modelo do NCEP no sudoeste do Atlântico Sul

Este trabalho tem como objetivo identificar a influência atmosférica em escala sinótica sobre o oceano, para eventos extremos de maré meteorológica na costa sudeste brasileira. Para isso foram utilizados dados de elevação do nível do mar do Porto de Santos-SP, campos de vento e pressão em superfície das reanálises do modelo do NCEP abrangendo o Atlântico Sul, no período de 1951 a 1990. Foi possível identificar a variabilidade sazonal e o padrão de evolução dos sistemas atmosféricos associados aos eventos extremos, de grande relevância para aplicações em prognósticos e alertas a autoridades. O outono e inverno apresentaram a maior ocorrência de extremos positivos (40,2 % e 30,8 % respectivamente), enquanto a primavera e o inverno foram as estações com maior número de extremos negativos (47,2 % e 32,3 % respectivamente). Os resultados mostram que os casos mais importantes de sobre-elevação do nível do mar ocorrem com a evolução e persistência de sistemas de baixa pressão sobre o oceano, com ventos de sudoeste acima de 8 m/s, juntamente com o anticiclone da retaguarda posicionado sobre o continente.

Hydrometeor and latent heat profiles of tropical cyclones Conson, Ivan and Catarina using PR/TRMM data

ABSTRACT Microphysical and thermodynamical features of two tropical systems, namely Hurricane Ivan and Typhoon Conson, and one sub-tropical, Catarina, have been analyzed based on space-born radar PR measurements available on the TRMM satellite. The procedure to classify the reflectivity profiles followed the Heymsfield et al (2000) and Steiner et al (1995) methodologies. The water and ice content have been calculated using a relationship obtained with data of the surface SPOL radar and PR in Rondonia State in Brazil. The diabatic heating rate due to latent heat release has been estimated using the methodology developed by Tao et al (1990). A more detailed analysis has been performed for Hurricane Catarina, the first of its kind in South Atlantic. High water content mean value has been found in Conson and Ivan at low levels and close to their centers. Results indicate that hurricane Catarina was shallower than the other two systems, with less water and the water was concentrated closer to its center. The mean ice content in Catarina was about 0.05 g kg-1 while in Conson it was 0.06 g kg-1 and in Ivan 0.08 g kg-1. Conson and Ivan had water content up to 0.3 g kg-1 above the 0ºC layer, while Catarina had less than 0.15 g kg-1. The latent heat released by Catarina showed to be very similar to the other two systems, except in the regions closer to the center.

Um modelo estocástico combinado de previsão sazonal para a precipitação no Brasil

Este artigo discute um modelo de previsão combinada para a realização de prognósticos climáticos na escala sazonal. Nele, previsões pontuais de modelos estocásticos são agregadas para obter as melhores projeções no tempo. Utilizam-se modelos estocásticos autoregressivos integrados a médias móveis, de suavização exponencial e previsões por análise de correlações canônicas. O controle de qualidade das previsões é feito através da análise dos resíduos e da avaliação do percentual de redução da variância não-explicada da modelagem combinada em relação às previsões dos modelos individuais. Exemplos da aplicação desses conceitos em modelos desenvolvidos no Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) mostram bons resultados e ilustram que as previsões do modelo combinado, superam na maior parte dos casos a de cada modelo componente, quando comparadas aos dados observados.