Lightning and precipitation produced by severe weather systems over Belém, Brazil

Eventos de raios nuvem-solo registrados pela rede de detecção do SIPAM, integrada por 12 sensores VAISALA LPATS IV, distribuídos no leste da Amazônia, foram analisados durante 4 tempestades com ocorrência de precipitação intensa em Belém-PA-Brasil, em 2006-2007. Esses casos selecionados, correspondem a eventos de chuva com mais de 25 mm/hora ou 40 mm/ 2 horas, de precipitação registrada por um pluviômetro instalado em 1º 47' 53" and 48º 30' 16" O. Com centro nessa localização, um círculos de 30, 10 e 5 km de raio foram traçados através de um sistema de informação geográfica e os dados de eventos de raios nessas áreas foram separados para analise. Durante essas tempestades, os eventos de raios ocorreram de maneira quase aleatória, sobre a área maior que já havia sido previamente coberta por sistemas convectivos de mesoescala, em todos os casos. Esse trabalho também mostrou a grande influencia dos sistemas de larga escala nas condições de tempo que levaram às tempestades severas estudadas. Adicionalmente, foi observado que, quando existe interação entre sistemas de larga e meso escalas, tanto a precipitação como o numero de relâmpagos aumentaram significativamente e a atividade elétrica nos círculos maiores pode anteceder a chuva no ponto central.

Regime térmico e hídrico do solo para área de floresta tropical em anos de El Niño e La Niña, Caxiuanã-PA: estudo de caso

Os regimes térmicos e hídricos do solo se comportam de maneiras diferentes em anos de ocorrência dos fenômenos El Niño, La niña e ano de não ocorrência de nenhum dos dois fenômenos. Para estudar estes comportamentos utilizou-se dados de totais horários e mensais da precipitação pluviométrica, dados médios horários e mensais da temperatura do solo nas profundidades de 2cm e 10cm e umidade do solo nas profundidades de 5cm e 20cm, para os anos representativos dos eventos pesquisados. Os resultados mostram que o ano sob a influência do fenômeno El Niño, apresentou maiores valores de temperatura e menores valores de umidade do solo, quando comparado com o ano que esteve sob a influência do fenômeno La Niña. Por outro lado, o ano em que não houve ocorrência dos fenômenos La Niña e El Niño, apresentou valores de temperatura (umidade) do solo maiores (menores) do que o ano de La Niña, porém menores (maiores) do que no ano de El Niño.

Regionalização de curvas de permanência de vazão de regiões hidrográficas do estado do Pará

O presente artigo aborda a regionalização de curvas de permanência de vazões para os rios das regiões hidrográficas da Calha Norte e do Xingu no Estado do Pará. Os modelos tiveram como base de dados 25 estações fluviométricas localizadas nas referidas regiões. As curvas de permanência foram calibradas utilizando-se 5 modelos matemáticos de regressão (potência, exponencial, logarítmico, quadrático e cúbico). O modelo cúbico foi o que se ajustou melhor aos dados observados das estações da Calha Norte. Já para a região do Xingu, foi o modelo exponencial, que melhor se ajustou. Modelos de regionalização foram estabelecidos, usando-se a técnica de regressão múltipla. A variação espacial dos parâmetros dos modelos, foi explicada em termos de área de drenagem, precipitação média anual, comprimento e desnível do rio. Os modelos foram validados através de duas bacias-alvo de cada região, obtendo resultados satisfatórios pelos ajustes gráficos das vazões simuladas e observadas. Matematicamente, o bom ajuste foi representado pelos erros quadráticos relativos médios percentuais e coeficientes de Nash-Sutcliffe calculados para o modelo cúbico (Calha Norte) e exponencial (Xingu). O bom desempenho dos modelos, os credencia na estimativa das curvas de permanência de vazões das regiões de estudo.

Análise e estimativa dos componentes do balanço de energia em ecossistema de manguezal amazônico

As medições e estimativas dos componentes do balanço de energia foram feitos acima da copa das árvores no ecossistema de manguezal natural, localizada a 30 km da cidade de Bragança-PA, entre novembro de 2002 e agosto de 2003. Os dados foram utilizados para a análise das variações sazonais e horárias do fluxo de calor sensível e calor latente, bem como a avaliação da partição de energia. Os dados meteorológicos foram coletados pela estação meteorológica automática (EMA) e os fluxos foram calculados utilizando-se a técnica de covariância de vórtices turbulentos. Os modelos de Penman-Monteith e Shuttleworth foram usados para estimar o fluxo de calor sensível e calor latente. O objetivo deste estudo foi analisar o equilíbrio e a partição de energia no manguezal, assim como fazer uma avaliação do comportamento de modelos empíricos para estimar os fluxos de energia. O saldo de radiação apresentou valores mais elevados no período menos chuvoso. A razão de Bowen mostrou valor geralmente baixo, o que indica que uma proporção maior de energia foi utilizada sob a forma de calor latente. O modelo Shuttleworth é mais eficiente na estimativa de fluxos de calor sensível. Para estimar o fluxo de calor latente do modelo de Penman-Monteith foi mais eficiente durante a estação seca e o modelo Shuttleworth durante a estação chuvosa.

Variabilidade espacial do conforto térmico e a segregação social do espaço urbano na cidade de Belém, PA

O presente trabalho vem contribuir com o estudo do clima urbano na cidade de Belém durante a época menos chuvosa, juntamente com uma análise das questões da segregação social deste espaço urbano. Foi realizada uma campanha de coleta de dados meteorológicos durante alguns dias na época menos chuvosa da região para se calcular o índice de conforto térmico nos bairros e compara-los com as tipologias sociais características de cada bairro. Os resultados indicaram que as zonas da cidade menos confortáveis foram a Oeste e a Central, pois são mais urbanizadas e possuem menos vegetação que as demais áreas, enquanto que as zonas mais confortáveis foram a Leste e Noroeste, que possuem mais áreas vegetadas e predominância de edificações baixas. As análises indicaram que não existe um padrão bem definido entre as tipologias sociais dos bairros e suas condições de conforto térmico, pois as características da superfície são mais significativas para as mudanças microclimáticas locais.

Impactos das mudanças climáticas na ecoclimatologia de Aleurocanthus Woglumi Ashby, 1903 (Hemiptera: Aleyrodidae) no estado do Pará

As atividades humanas que alteram as concentrações de gases de efeito estufa terão influências diretas sobre os problemas fitossanitários. A fim de minimizar tanto a perda de produção, quanto a qualidade de safras, além de orientar a escolha de estratégias de adaptação e de gestão, novos estudos para investigar os impactos das mudanças climáticas na agricultura - nas escalas espaciais e temporais - e seus patógenos são necessários. O objetivo principal deste trabalho foi investigar o impacto da mudança climática global, na ecoclimatologia da mosca-negra-dos-citrus (Aleurocanthus woglumi Ashby) no Estado do Pará. Para isso, foram analisadas as exigências térmicas da A. woglumi, desenvolvidas em laboratório e no zoneamento ecoclimatológico, com base no número de gerações do inseto a cada ano, realizado a partir de dados de temperatura do ar de 15 estações meteorológicas ao longo do estado. Em seguida, foi simulado o aumento populacional de insetos estudados, através das projeções do modelo climático global CCSM 3.0, entre os anos de 2030 e 2090. Os resultados das simulações sugerem que o número de gerações do inseto vai aumentar 50% no Estado do Pará.

Modelos acoplados do IPCC-AR4 e o gradiente meridional de temperatura da superfície do mar no Atlântico Tropical: relações com a precipitação no norte do nordeste do Brasil

Este artigo mostra como três modelos acoplados do Intergovernmental on Panel Climate Change - (IPCC-AR4), o FGOALS1.0G - LASG do Institute of Atmospheric Physics of China, o GISSER da National Aeronautics Space Admnistration (NASA) e o GFDL_CM2 da National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), simularam a variabilidade do gradiente meridional de Temperatura da Superfície do Mar (TSM), entre os meses de fevereiro a maio, no Atlântico Tropical (1901-1999). A precipitação durante a estação chuvosa (fevereiro a maio) no setor norte do Nordeste do Brasil (NEB) foi também analisada pelos três modelos e comparada com as observações. Os modelos GISSER e FGOALS1.0G mostraram melhor desempenho na simulação do sinal do gradiente meridional de TSM no Atlântico Tropical para o período de 1901 a 1999. Destaca-se que os modelos apresentaram um melhor desempenho na simulação da tendência decadal, conseguindo explicar entre 50% a 80% da variabilidade do gradiente, com a TSM do setor sul sendo melhor simulada.

Climate estimates for Eastern Amazon with OLAM model

O modelo OLAM tem como característica a vantagem de representar simultaneamente os fenômenos de escala global e regional através de um esquema de refinamento de grades. Durante o projeto REMAM o modelo foi aplicado para alguns estudos de caso com objetivo de avaliar o desempenho do modelo na estimativa do clima da região leste da Amazônia em períodos de El Niño e La Niña. Estudos de caso foram feitos para os períodos chuvosos dos anos 2010 e 2011que apresentaram condições oceânicas distintas. Inicialmente, os resultados do modelo foram comparados com dados observados da região de estudo. Os resultados mostraram que o modelo consegue representar bem os principais centros convectivos da região e adjacências, da evolução local do ciclo diurno de temperatura, e da dinâmica dos ventos. Posteriormente, a análise dos resultados mostrou que, se tivermos bons dados de condição inicial e boa representação da evolução das condições de temperatura da superfície do mar, o modelo consegue prever com antecedência de dois e três meses se uma estação chuvosa será mais seca ou úmida.

Weather forecasting for Eastern Amazon with OLAM model

O modelo OLAM tem como característica a vantagem de representar simultaneamente os fenômenos meteorológicos de escala global e regional através de um esquema de refinamento de grades. Durante o projeto REMAM, o modelo foi aplicado para alguns estudos de caso com objetivo de avaliar o desempenho do modelo na previsão numérica de tempo para a região leste da Amazônia. Estudos de caso foram feitos para os doze meses do ano de 2009. Os resultados do modelo para estes casos foram comparados com dados observados na região de estudo. A análise dos dados de precipitação mostrou que o modelo consegue representar a distribuição média da precipitação acumulada e os aspectos da sazonalidade da ocorrência dos eventos, mas não consegue prever individualmente a acumulação de precipitação local. No entanto, avaliação individual de alguns casos mostrou que o modelo OLAM conseguiu representar dinamicamente e prever, com alguns dias de antecedência, o desenvolvimento de fenômenos meteorológicos costeiros como as linhas de instabilidade, que são um dos mais importantes sistemas precipitantes da Amazônia.

Análise da incidência de casos de dengue na área urbana de Belém – PA: uma aplicação de modelos espaciais e temporais

Neste trabalho, foi realizado um estudo de mapeamento de áreas de incidência e previsões para os casos de dengue na área urbana de Belém. Para as previsões foi utilizada à incidência de dengue com a precipitação pluviométrica a partir de modelos estatísticos, baseados na metodologia de Box e Jenkins de series temporais. O período do estudo foi de 05 anos (2007-2011). Na pesquisa temos métodos multivariados de series temporais, com uso de função de transferência e modelos espaciais, em que se analisou a existência de autocorrelações espaciais na variável em estudo. Os resultados das análises dos dados de incidência de casos de dengue e precipitação mostraram que, o aumento no número de casos de dengue acompanha o aumento na precipitação, demonstrando a relação direta entre o número de casos de dengue e a precipitação nos anos em estudo. O modelo de previsão construído para a incidência de casos de dengue apresentou um bom ajuste com resultados satisfatórios podendo, neste caso, ser utilizado na previsão da dengue. Em relação à análise espacial, foi possível uma visualização da incidência de casos na área urbana de Belém, com as respectivas áreas de incidência, mostrando os níveis de significância em porcentagem. Para o período estudado observou-se o comportamento e as variações dos casos de dengue, com destaque para quatro bairros: Marco, Guamá, Pedreira e Tapanã, com possíveis influências destes bairros nas áreas (bairros) vizinhas. Portanto, o presente estudo evidencia a contribuição para o planejamento das ações de controle da dengue, ao servir de instrumento no apoio às decisões na área de saúde pública.

Complexo Convectivo de Mesoescala observado em 27/11/2002 no nordeste da Argentina

Neste trabalho foram analisadas as condições sinóticas associadas à atuação de um Complexo Convectivo de Mesoescala (CCM), ocorrido no dia 27/11/02, no nordeste da Argentina. Para tal foram utilizadas imagens no canal infravermelho do satélite meteorológico GOES-8 e campos simulados pelo modelo regional BRAMS. A simulação feita com o modelo, com saídas de três em três horas, permitiu detalhar o comportamento das variáveis meteorológicas em grande escala que afetam o ciclo de vida do CCM, reproduzindo as condições favoráveis para sua iniciação, manutenção e dissipação. Os resultados mostraram que o CCM estudado apresentou características similares às observadas por diversos autores.

Índices de extremos climáticos e tendências da precipitação anual e sazonal na Amazônia Oriental

Baseado no conjunto de dados diários de precipitação e temperatura do ar de oito estações meteorológicas sobre o Pará, pertencentes ao INMET, disponíveis no período 1961-2007, foram calculados índices de extremos climáticos através da metodologia estatística do software RClimdex. Utilizando-se ainda um conjunto de dados mensais de precipitação de 134 estações pluviométricas da Amazônia oriental, provenientes da ANA e INMET, foram analisadas as tendências anual e sazonal num período de 25 a 37 anos (1970-2009), através da aplicação da estatística não-paramétrica (teste de Mann-Kendall e método de Sen). E por fim, utilizaram-se dados de desmatamento do PRODES/INPE no período 2000-2007, para analisar a possível influência do desmatamento nas tendências de precipitação anual e sazonal do Pará. Considerando os índices de extremos climáticos referentes aos dados diários de precipitação, constatou-se que a variabilidade interanual dos índices possui relações com os episódios ENOS e as fases do Dipolo do Atlântico. Para os extremos climáticos de temperatura evidenciaram-se reduções sistemáticas dos dias frios (TX10p) e aumentos sistemáticos da mínima da máxima temperatura (TXN), da percentagem de noites quentes (TX90p) e da temperatura máxima da máxima (TXX). Os resultados das tendências da precipitação anual usando os testes não-paramétricos evidenciaram que do total de 134 estações, em torno de 51% apresentam tendências positivas e 41% tendências negativas sobre a Amazônia oriental. Contudo, essas tendências anuais “mascararam” de certa forma as tendências sazonais, cujos resultados mostraram-se mais diversificados, explicando melhor os aspectos da variabilidade climática regional. Para o trimestre MAM, observaram-se 99 estações (74%) com tendências positivas, indicando que a quantidade de precipitação durante o período chuvoso principal vem aumentando sistematicamente durante a última década. Em DJF, notaram-se 45 estações (34%) com tendências positivas e 78 estações (58%) com tendências negativas. Por outro lado, nos trimestres que englobam o período seco ou menos chuvoso verificaram-se tendências sazonais predominantemente negativas, com 84 estações (62%) em JJA e 89 estações (66%) em SON. Portanto, a evidência observacional de que a precipitação do período seco encontra-se em diminuição gradativa nas últimas décadas corrobora com a hipótese de que o desmatamento associa-se com a redução da precipitação em escala regional, porém sugere-se que isso ocorra em escala de tempo sazonal.

A oscilação Madden - Julian na Amazônia Oriental: variáveis superfíciais

Tendo como foco as múltiplas escalas de tempo que atuam na Amazônia, este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de investigar a possível influencia da Oscilação Madden – Julian (OMJ) em elementos turbulentos da CLP. A OMJ foi identificada a partir de 30 anos de dados de reanálise de radiação de onda longa (ROL) e componente zonal do vento (u). As grandezas turbulentas foram estudadas a partir da variância, covariância e coeficiente de correlação de um conjunto de dados de resposta rápida coletado na torre micrometeorológica de Caxiuanã (PA), e tratados com a Transformada em Ondeletas (TO) para se obter a contribuição de cada escala para estes momentos estatísticos. A análise dos 30 anos de dados de ROL e u mostrou que a ocorrência da OMJ está ligada com o fenômeno do El Niño/Oscilação Sul (ENOS), bem como influência do ENOS no tempo da região amazônica pode estar associado a presença ou não da OMJ. Foi observado que anos de El Niño tendem a desfavorecer a ocorrência da OMJ e anos de La Niña tendem a favorecer o desenvolvimento da oscilação. Caso uma OMJ se desenvolva durante um episodio de El Niño, a oscilação pode influenciar a temperatura, a velocidade do vento e a precipitação de forma diferente ao do El Niño. A análise por fase da OMJ mostrou que, em Belém, há diferença significativa na temperatura máxima e na precipitação entre cada fase, porém, a temperatura mínima e o módulo do vento apresentaram pouca diferença. Os fluxos cinemáticos turbulentos analisados, por escala, em três horários distintos, foram mais diferentes durante o período diurno, principalmente w’T’ e w’q’. A diferença entre fase ativa e fase inativa foi reduzindo com passar do dia, durante o período de transição dia – noite, poucas escalas tiveram diferença significativa, e durante a noite, nenhuma escala teve nível de confiança acima ou igual a 95%. Estes resultados indicam que a convecção diurna é o mecanismo responsável por esta diferença e como a OMJ atua como uma grande célula convectiva, a convecção local é amplificada, explicando a grande diferença observada entre as fases durante o período diurno.

Relações entre raios e chuvas na Amazônia Oriental

O objetivo desse estudo foi analisar a relação entre descargas elétricas, associadas à precipitação dentro de áreas selecionadas no leste da Amazônia no período de setembro de 2008 a dezembro de 2010. Os estudos foram realizados dentro de um raio de 100 km centralizados em pluviômetros instalados das localidades de Belém, Caxiuanã e Santarém. Essas áreas foram escolhidas por encontrarem-se aproximadamente na mesma latitude, e vão se distanciando do Oceano Atlântico, buscando observar a sazonalidade dos sistemas precipitantes causadores de raios e sua penetração no continente, observando as características climatológica distintas de cada área. Os dados de chuvas foram obtidos através do banco de dados da ANA, RPCH, INMET e através do Projeto LBA. Os sistemas meteorológicos de grande escala acompanhados de sistemas de escala menores, parecem atuar primeiramente em Belém e vão adentrando o continente atingindo as outras áreas de estudo. Em Belém, também foram observadas as maiores ocorrências de raios comparados com Caxiuanã e Santarém, sendo que nessas localidades, os raios antecedem as chuvas em quase todas as observações. Foram observadas as defasagens dos máximos de ocorrências de raios e chuvas de aproximadamente dois meses acompanhando principalmente o sentido norte sul de deslocamento da ZCIT e seu acoplamento com outros sistemas de escala local ou de meso escala. Foi feito um estudo de caso em Belém e Santarém onde observou-se que a ZCIT não segue o mesmo padrão de deslocamento para as duas localidades , ou seja, ela atinge primeiramente Belém e aproximadamente três dias depois o sistema atingiu a cidade de Santarém. Mesmo com essa defasagem de tempo foi visto que nas duas localidades as ocorrências de raios antecederam as chuvas. Também foi realizado um estudo pioneiro dentro das bacias do Tocantins e Xingu sobre a relação entre raios e chuva, na tentativa de se desenvolver uma alternativa de método auxiliar para prognostico dos períodos de cheias e secas dentro dessas bacias através das ocorrências de raios sobre essas áreas. Os estudos mais detalhados foram realizados nas áreas a montante das barragens de Tocantins onde se encontra a usina hidroelétrica de Tucuruí, e dentro da área da bacia do Xingu onde está sendo construída a barragem de Belo Monte. Foram utilizados dados de precipitação pluviométrica das bacias do Tocantins e Xingu obtidos através da HIDROWEB-ANA operados pela CPRM dentro de cada área de estudo. Usando filtros de médias móveis foram observados que as melhores correlações entre raios e chuvas, se encontravam dentro da bacia do Tocantins, provavelmente pela influencia da presença da barragem na bacia do Tocantins onde possibilitou respostas positivas entre a relação da cota do rio com os raios. Considerando o fato de que o período de dois anos de dados não possuem peso estatístico suficiente para estabelecer relações definitivas entre raios e precipitação, os resultados apresentados devem ser considerados como preliminares. No entanto essa metodologia pode ser aplicada para subsidiar modelos de estimativas de precipitação em localidades selecionadas e aplicações no modelamento hidrológico de bacias hidrográficas, onde dados pluviométricos ainda são escassos no leste da Amazônia.

Aspectos regionais da variabilidade de precipitação no estado do Pará: estudo observacional e modelagem climática em alta resolução

O objetivo do presente trabalho foi agregar diferentes redes de estações meteorológicas de superfície para a criação de um novo banco de dados integrado, a partir do qual foi gerada uma climatologia recente (1978-2007) para a precipitação do estado do Pará em alta resolução espacial – 30 km, permitindo melhor identificar a variabilidade climática regional, sobretudo influenciada pelos aspectos da fisiografia e em função de mecanismos climáticos de grande escala dos oceanos Pacífico e Atlântico. Buscou-se, ainda, estabelecer uma configuração otimizada do modelo climático RegCM3 utilizando duas diferentes parametrizações de cumulus: RegCM3/Grell e RegCM3/MIT. Foram realizadas 26 simulações (1982/83 a 2007/08) durante a estação chuvosa na Amazônia oriental (dezembro a maio) para cada esquema de parametrização convectiva, utilizando 30 km de resolução espacial. O modelo mostrou-se capaz de capturar os sinais de anomalia na presença de forçantes climáticas extremas, como o El Niño-Oscilação Sul e o dipolo do Atlântico. O RegCM3/MIT obteve ótimo desempenho na região de Altamira/PA e performance razoável nos setores Nordeste (região de Belém), Leste ( região de Marabá), Sudeste (região de Conceição do Araguaia), e Noroeste (região de Tiriós). O RegCM3/Grell destacou-se nas regiões Nordeste, Leste, Sudeste e Noroeste, com desempenho razoável. O setor Norte (região de Macapá) foi o mais problemático, com pouca ou nenhuma sensibilidade apresentada pelo modelo. Embora o RegCM3 tenha obtido resultados razoáveis na maior parte do domínio, foram detectados erros sistemáticos nas simulações, com viés seco para o RegCM3/Grell e viés úmido para o RegCM3/MIT na porção Sul e viés seco na porção Norte. Estas características denotam a necessidade de ajustes às condições regionais dos esquemas de convecção.