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Relatório Científico Final
Bolsa de Iniciação Científica
PROCESSO FAPESP: 2006/60676-4
Período: 01/03/2007 a 10/02/2008
DETERMINAÇÃO E AVALIAÇÃO DO PARÂMETRO DENSIDADE VIL PARA
ALERTA DE TEMPESTADES
Douglas Cristino Leal
Orientador: Dr. Gerhard Held Co-orientadores: Dra Ana M. Gomes e Prof. Dr. Jonas T. Nery
Fevereiro 2008
DETERMINAÇÃO E AVALIAÇÃO DO PARÂMETRO DENSIDADE VIL PARA ALERTA DE TEMPESTADES
SUMÁRIO
Página
1 INTRODUÇÃO .................................................................................... 4
1.1 Resumo do Plano Proposto ............................................................. 4
1.2 Atividades desenvolvidas durante o período de março de 2007
a fevereiro de 2008 ............................................................................ 5
2 REVISÃO DE LITERATURA .............................................................. 9
3 OBJETIVO .......................................................................................... 15
4 METODOLOGIA UTILIZADA ............................................................. 15
4.1 VIL ...................................................................................................... 15
4.2 Topo dos ecos ................................................................................... 17
4.3 Densidade VIL .................................................................................... 17
5 DADOS UTILIZADOS …………………………….................................. 18
6 TITAN - Thunderstorm, Identification, Tracking, Analysis and
Nowcasting ......................................................................................... 20
6.1 Características do sistema TITAN .................................................... 20
6.2 Instalação do TITAN .......................................................................... 21
7 PROCESSAMENTO DE DADOS ....................................................... 22
7.1 Tipos de dados internos processados ........................................... 22
7.2 Volume definido ................................................................................ 24
7.3 Refletividade composta ................................................................... 24
1
8 ANÁLISE DA DINÂMICA CLIMÁTICA DE OUTUBRO A MARÇO
(2000 A 2004) ..................................................................................... 26
8.1 Análise da Dinâmica Climática de outubro (2000 a 2004) ............ 27
8.2 Análise da Dinâmica Climática de novembro (2000 a 2004) ........ 28
8.3 Análise da Dinâmica Climática de dezembro (2000 a 2004) ........ 30
8.4 Análise da Dinâmica Climática de janeiro (2000 a 2004) ............. 32
8.5 Análise da Dinâmica Climática de fevereiro (2000 a 2004) .......... 34
8.6 Análise da Dinâmica Climática de março (2000 a 2004) .............. 35
9 DISCUSSÃO DOS RESULTADOS ................................................... 37
9.1 Climatologia das Distribuições de VIL, Topo dos Ecos e
Densidade VIL ................................................................................... 37
9.1.1 Climatologia para o mês de outubro (2000 a 2004) ....................... 38
9.1.2 Climatologia para o mês de novembro (2000 a 2004) ................... 40
9.1.3 Climatologia para o mês de dezembro (2000 a 2004) .................... 42
9.1.4 Climatologia para o mês de janeiro (2000 a 2004) ......................... 44
9.1.5 Climatologia para o mês de fevereiro (2000 a 2004) ..................... 47
9.1.6 Climatologia para o mês de março (2000 a 2004) ......................... 49
9.2 Resumo da Climatologia para os meses de outubro a dezembro
e de janeiro a março (2000 a 2004) ................................................. 51
9.3 Eventos Severos Registrados no Período de outubro a março
(2000 a 2004) ..................................................................................... 57
10 ANÁLISE DOS EVENTOS SEVEROS SELECIONADOS ................ 60
10.1 Evento dia 26 de março de 2000 .................................................... 60
10.2 Evento de 04 de outubro de 2000 .................................................. 62
10.3 Evento de 08 de fevereiro de 2001 ................................................ 68
2
11 CONCLUSÕES e RECOMENDAÇÕES ........................................... 73
12 TRABALHOS FUTUROS ................................................................. 75
13 AGRADECIMENTOS ........................................................................ 75
14 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................. 76
15 ANEXOS ............................................................................................ 78
ANEXO 1: Tempestades Severas de Inverno e Primavera de 2006
em Ourinhos – SP ............................................................................ 78
ANEXO 2: Determinação do Potencial de Severidade em
Tempestades Usando Informações de Radar Meteorológico ..... 93
ANEXO 3: Tabela I, II e III ................................................................ 107
3
DETERMINAÇÃO E AVALIAÇÃO DO PARÂMETRO DENSIDADE VIL PARA ALERTA DE TEMPESTADES
1 INTRODUÇÃO
1.1 Resumo do Plano Proposto
O software SIGMET/IRIS (Interactive Radar Information System), que
gerencia a aquisição, geração e armazenamento dos dados coletados pelo radar
Doppler de Bauru permite a obtenção de uma grande variedade de produtos
derivados da refletividade e velocidades radiais. Um dos produtos rotineiramente
utilizados pelo setor operacional é o produto Alerta (Warning) que se resume numa
ferramenta auxiliar para a identificação de áreas de possível ocorrência de tempo
severo. Por tempo severo entende-se uma variedade de fenômenos meteorológicos
que provocam danos em superfície resultantes de ventos fortes, precipitação muito
intensa, enchentes súbitas, granizo e raios associados à atividade convectiva (WMO,
2004).
O presente projeto foi o proposto com o objetivo de melhorar os
alertas de tempestades, contribuindo para uma mitigação dos riscos potenciais
decorrentes desses eventos na área central do Estado de São Paulo e regiões
adjacentes, dentro do raio de alcance dos 240Km, a partir do radar de Bauru, através
da determinação e avaliação do parâmetro Densidade VIL (razão entre VIL e o topo
dos ecos), para os meses em que há maior ocorrência de chuvas, ou seja, de
outubro a março. A partir dos resultados obtidos, os mesmos servirão de base para
redefinir limiares para cada um desses meses e posteriormente avaliar o impacto
disso na redução de falso alarme, quando da emissão de alertas de tempo severo.
4
Através da implementação e automação da aquisição do parâmetro Densidade VIL,
em um futuro próximo, será então possível avaliá-lo em tempo real.
1.2 Atividades desenvolvidas durante o período de março de 2007 a fevereiro
de 2008
Durante o período a que se refere o presente relatório foram
realizadas atividades discentes cujos resultados são resumidos pelo histórico
escolar, aqui juntado, bem como foi realizado um curso orientado sobre Aplicações e
Análise das Informações Geradas pelos Radares Doppler, sob a supervisão da
Drª Ana Maria Gomes. Foram definidas ainda as principais etapas para a realização
do projeto proposto que se iniciaram pela configuração e instalação dos vários
módulos que compõem o sistema de software do TITAN (Thunderstorm
Identification, Tracking, Analysis and Nowcasting; DIXON e WIENER, 1993),
necessário para a obtenção dos parâmetros derivados das refletividades do radar
Doppler de Bauru, disponibilizados num computador com plataforma LINUX.
Como sugerido na análise do projeto inicial, o período para o estudo
foi reduzido e selecionou-se uma base de dados do radar de Bauru, cobrindo o
período de 2000 a 2004. Como o acesso a essa base de dados ainda não é direto,
os mesmos foram recuperados para só então serem convertidos para o formato de
leitura do TITAN.
Durante o período também foi submetido e apresentado um trabalho
no Simpósio Brasileiro de Geografia Física e Aplicada, realizado em Natal (RN), de
09 à 13 de julho de 2007, sob o título “Tempestades Severas de Inverno e Primavera
de 2006 em Ourinhos – SP” (ANEXO 1), além de um resumo submetido ao
VI Congresso de Iniciação das Faculdades Integradas de Ourinhos, sob o título
5
“Determinação do Potencial de Severidade em Tempestades Usando Informações
de Radar Meteorológico” (ANEXO 2), realizado em Ourinhos, de 17 à 19 de outubro
de 2007. Durante os três meses iniciais do projeto, toda a base de dados de radar
para os cinco anos, referente aos meses outubro de 2000 a março de 2004 foi
convertida para o formato MDV (Meteorological Data Volume) e a distribuição de
freqüência dos três parâmetros, altura do topo dos ecos, VIL (Vertically Integrated
Liquid) e Densidade VIL, necessários para a análise, foram determinados.
As atividades de revisão bibliográfica e leitura tiveram sua
continuidade, bem como as análises para a identificação e filtragem dos dados
espúrios, na série considerada, através do cotejo dos campos de refletividade e
velocidade radial. A revisão de literatura especializada certamente contribuiu para as
fundamentações das análises, bem como para uma comparação com os resultados
obtidos.
A climatologia para o período selecionado (outubro de 2000 a março
de 2004) foi realizada definindo-se os parâmetros médios para as distribuições de
topo dos ecos, VIL e conseqüente Densidade VIL que serão utilizados na definição
de limiares associados a tempo severo.
Para complementar a análise climatológica um levantamento das
ocorrências de eventos severos foi feito levando em conta o período de outubro a
março, dos anos de 2000 a 2004, cujas observações mostraram que os mesmos
produziram danos em superfície. A utilização da base de dados que reúne o número
de chamadas atendidas por órgãos como a Defesa Civil, por exemplo, é pertinente
para demonstrar a gravidade e a peculiaridade que cada evento severo e o
conseqüente impacto na população em geral.
6
Foi estimada ainda uma relação do número de tempestades severas
considerando, dentro da série analisada, todos os dias que constaram dos registros
de ocorrências feitos pela Defesa Civil e jornais de forma a caracterizar o impacto
dos mesmos em superfície e a determinar a distribuição de freqüência de ocorrência
destes eventos.
A partir da relação do número de dias de eventos severos, foram
selecionados três eventos para uma análise mais detalhada e também simular a
aplicação do parâmetro Densidade VIL em um ambiente operacional. Os eventos
selecionados ocorreram em 26 de março de 2000, 04 de outubro de 2000 e 08 de
fevereiro de 2001.
Como os radares Doppler, do Instituto de Pesquisas Meteorológicas
(IPMet), localizados em Bauru, área central, e Presidente Prudente, Oeste do Estado
de São Paulo, disponibilizam rotineiramente e de forma automática os produtos
gerados, torna-se factível utilizá-los para análise e caracterização, não só da
ocorrência desses eventos, mas também para se determinar a magnitude com que
os mesmos são observados.
Um estudo detalhado sobre a morfologia dessas tempestades é de
grande importância, principalmente aquelas que produzem granizos e ventos
intensos, por possuírem um elevado potencial para causar efeitos devastadores em
superfície.
O granizo, que é uma ocorrência meteorológica associada a
condições de forte instabilidade atmosférica e intensos movimentos ascendentes
(updrafts) responsáveis pela formação e manutenção de nuvens cumulunimbus,
possui grande freqüência nas regiões tropicais (CONTI, 1981). Para o Estado de São
Paulo, os resultados de pesquisas enfocando a distribuição de granizo, mostraram
7
que a freqüência de dias com granizo chega a 66% nos meses de primavera/verão e
a 34%, nos meses de outono/inverno. Outros estudos ainda demonstram a
existência de uma correlação significativa entre urbanização e aumento da queda de
granizo (CHANGNON e SEMONI, 1975).
Visando obter melhores resultados na emissão de alertas de tempo
severo, em operação no IPMet e buscando nas informações utilizadas através de VIL
e topo dos ecos, foi proposto a obtenção do parâmetro Densidade VIL, levando em
conta os valores máximos de VIL e topo dos ecos observados, ou seja, a razão
VIL/topo (AMBURN e WOLF, 1996). Os resultados documentados na literatura
especializada mostram que o parâmetro Densidade VIL é um bom indicador de
tempo severo.
As pesquisas que estão sendo realizadas no IPMet, utilizando
informações de radar, têm permitido responder e satisfazer as necessidades
regionais e locais com a implementação dos resultados e de sua transferência para o
setor produtivo, contribuindo para a melhoria dos principais aspectos sócio-
econômicos no Estado de São Paulo. Exemplos disto são os boletins de alerta de
tempo severo enviado para as Defesas Civis. Vários municípios, dentro da área de
vigilância dos radares, que de certo modo complementam os boletins de "Estado de
Alerta" e "Estado de Emergência", emitidos por centros de previsão numérica e que
certamente contribuem para a salvaguarda de vidas humanas e de propriedades
buscando minimizar o impacto de possíveis tempestades catastróficas. Tais
informações têm aplicação direta na agricultura, na medida em que são repassadas
ao setor sucro-alcooleiro, por exemplo, permitindo um melhor planejamento das
atividades de manejo do cultivo da cana, desde o preparo do solo até a colheita,
aumentado a produtividade e reduzindo as perdas. Pode-se mencionar ainda que os
8
boletins divulgados permitem um melhor planejamento das atividades turísticas,
particularmente as que envolvem certo grau de risco, propiciando uma maior
segurança para seus usuários.
2 REVISÃO DE LITERATURA
A precipitação tropical desempenha um papel importante na
circulação geral da atmosfera levando em conta a importância da distribuição de
fonte de calor de grande escala nas circulações globais. Isso demonstra a grande
importância de estudos que enfocam a precipitação nesta área que, na grande
maioria são caracterizadas por nuvens convectivas de grande desenvolvimento
vertical.
Plank (1969) realizou um estudo considerando populações de nuvem
cumulus da Península da Flórida que foram fotografadas periodicamente e de forma
completa, durante dezenove dias, entre agosto e setembro de 1957. Do conjunto
destas fotografias, nomeado amostras de população, foram selecionados os
exemplos representativos das populações cumulus e sua ocorrência generalizada
dos vários dias e horas, para que fossem analisados visando determinar o tamanho
e a distribuição característica da nuvem cumuli e suas tendências temporais. As
análises revelaram que o número de Densidade da cumuli diminuiu quase
exponencialmente com o aumento da dimensão da nuvem. Observou-se também
que ocorreram no grupo estruturas de populações que começaram a se formar por
volta do período matutino, sendo uma importante característica do desenvolvimento
de convecção de cumulus nessa região.
Características de tempestades, através do ordenamento das
mesmas, assim como volume da tempestade, área e altura, possuem freqüência de
9
distribuição lognormal. A refletividade tem também uma distribuição enviesada de
freqüência com uma prevalência de valores menores de refletividade dentro das
tempestades. Tanto a máxima refletividade da tempestade quanto a altura são
mostradas e correlacionadas com o logaritmo do volume de tempestade (POTTS et
al., 2000).
Para López (1977), a distribuição lognormal descreve o tamanho
horizontal bem como as distribuições de freqüência, da altura e a duração da nuvem
em relação ao eco do radar através de relações de populações de diversas regiões e
situações convectivas. Duas hipóteses são sugeridas para explicar este fenômeno. A
primeira postula um crescimento do processo de nuvem em parcelas, cujo
crescimento linear do ar ambiente ocorre por um processo aleatório que obedece à
lei de efeitos proporcionais. A segunda postula uma formação de um processo de
nuvens, em que as nuvens são formadas pela fusão da camada-limite com os
elementos convectivos.
Nesses elementos convectivos, o granizo ocorre de forma associada
a condições de forte instabilidade atmosférica e intensos movimentos ascendentes
responsáveis pela formação e manutenção de nuvens cumulunimbus, com grande
freqüência nas regiões tropicais (CONTI, 1981).
A determinação de um novo parâmetro, a razão VIL/Topo, utilizando
valores máximos de VIL e de topo dos ecos, denominado Densidade VIL (AMBURN
e WOLF, 1996), é uma importante contribuição para a identificação de tempo severo
e do potencial de granizo.
Dentro da área de cobertura do radar de Bauru, enchentes repentinas
que são responsáveis pelas ruas inundadas e casas invadidas pela água, ocorrem
freqüentemente no município de Bauru, proporcionais ao número de tempestades
10
que atingem o município, sendo que mais da metade dessas tempestades ocorrem
no período de dezembro a fevereiro (HELD e NACHIGALL, 2002).
Nas operações de emissão de alerta de tempo severo,
freqüentemente os previsores se baseiam no produto VIL para se estimar a
severidade de uma tempestade e em particular, se existe potencial para presença de
granizo. Uma vez que os valores de VIL têm grande variabilidade baseado nas
características da massa de ar atuante, normalmente utiliza-se um limiar de VIL para
ser usado em cada tempestade.
Amburn e Wolf (1997) propuseram em seu estudo, uma normalização
do parâmetro VIL em relação ao topo do eco através dos experimentos
caracterizados por eventos causados por diferentes tipos de massas de ar. A partir
daí calcularam um parâmetro chamado de Densidade VIL. Desta forma foi possível
selecionar as tempestades que produziram maior granizo, independente das
características das massas de ar, em um período de nove meses baseado em
produtos originados dos dados do radar KINX WSR-88D de Inola, Oklahoma,
correlacionando os resultados obtidos com as informações dos relatórios que
atestaram a ocorrência do granizo em superfície.
Calcularam, a partir da razão de VIL e o topo de eco, o tamanho do
granizo em relação à refletividade observada do radar e os resultados mostraram
que um valor de Densidade VIL de 3,5g/m3 foi verificado em 90% dos casos graves
de queda de granizo. Estes resultados são semelhantes aos obtidos por Baumgardt
e King (2002) para a região de LaCrosse, Wisconsin. Um valor para o parâmetro
Densidade VIL igual a 3,5g/m3 foi obtido em 90% de seus 70 casos estudados.
(BAUMGARDT e KING, 2002). Troutman e Rose (1997) observaram que o
11
parâmetro Densidade VIL de 3,5g/m3 utilizado identificou em 81% dos casos a
ocorrência de granizo na área de Nashville.
NOAA (2007) destaca em um estudo, utilizando 221 tempestades
observadas na região de Tulsa, Oklahoma, no período de 1994 e 1995, que grande
maioria das tempestades produziu granizo severo e que o parâmetro VIL é
totalmente dependente do tipo de massa de ar e convecção presente, uma vez que
foi observado granizo severo, mesmo com presença de baixos valores de VIL. Por
isso o parâmetro VIL analisado isoladamente não é suficiente para distinguir
tempestades severas, e assim para eliminar alguns problemas inerentes ao se levar
em conta o uso de VIL somente, que há a necessidade do uso de um parâmetro
como o parâmetro Densidade VIL, que é normalizado pelo topo do eco.
Na busca de parâmetros que pudessem melhor identificar eventos
severos Edwards e Thompson (1998) realizaram estudos relacionando este
parâmetro aos mecanismos das correntes descendentes (downdrafts) do topo das
nuvens, Posteriormente os resultados obtidos foram aplicados e confirmados para
região central da Flórida, adotando-se um limiar de 4,0g/m3 como um indicador de
tempestade severa. Utilizando este valor de limiar para o parâmetro Densidade VIL
obteve-se um sucesso na identificação de 83% de todos os casos de tempestades
severas estudadas por eles, incluindo casos de ventos intensos, tornados e queda
de granizo. Tempestades com altos valores de Densidade VIL geralmente podem
resultar em eventos produzindo queda de granizo com danos severos observados
em superfície.
Entretanto, deve-se considerar aqui que tais limiares podem ser
específicos de uma determinada região (PAXTON e SHEPERD, 1993), portanto
12
requer uma verificação para as condições locais de cada região, conforme proposto
no presente estudo para o Estado de São Paulo.
Em estudos preliminares, Gomes (2002) sugeriu limiares para
emissão de alerta a eventos severos utilizando o parâmetro Densidade VIL. A partir
desses resultados preliminares, Gomes e Held (2004) realizaram um estudo
semelhante determinando o parâmetro Densidade VIL, para um período de dez anos
para o mês de fevereiro. Os resultados obtidos foram utilizados para realizar uma
classificação quanto ao nível de severidade das tempestades durante fevereiro,
indicando que o parâmetro Densidade VIL <1,3g.m-3 está associado a tempestades
que não produzem danos a superfície.
Seus resultados são comparáveis, em magnitude, ao valor sugerido
por Amburn e Wolf (1997), em sua classificação para tempestades não-severas, com
esse parâmetro variando de 1,3g.m-3 a 2,3g.m-3. Para valores de Densidade VIL,
entre 2,3 e 3,3g.m-3, as tempestades já teriam potencial para produzir ventos
intensos e granizo, enquanto para limiares de Densidade VIL >3,3g.m-3 indicaria uma
tempestade extremamente severa, podendo produzir danos em superfície de
grandes proporções.
Tais resultados mostram o potencial de aplicação para o setor
operacional e com isso a necessidade de uma análise cobrindo todo o período
chuvoso.
No presente estudo os resultados obtidos por Gomes e Held (2004)
são ampliados para os demais meses da estação chuvosa no Estado de São Paulo,
no entanto utilizando o sistema de software TITAN (Thunderstorm Identification,
Tracking, Analysis and Nowcasting), que é um sistema especialmente desenvolvido
para o tratamento e as aplicações das informações de radares meteorológicos,
13
permitindo a obtenção dos dois parâmetros, VIL e topo dos ecos de radar associados
às células excedendo a um determinado limiar previamente selecionado (DIXON e
WIENER, 1993).
A implementação deste software no IPMet foi de elevada importância,
tanto para as atividades de monitoramento e alerta de tempo severo, quanto para as
aplicações em pesquisa realizando os estudos necessários a obtenção de uma
climatologia destes eventos.
Um exemplo de aplicação da utilização dos diferentes produtos
disponíveis pelo TITAN é encontrado nas análises realizadas para o vendaval
ocorrido em 29 de março de 2006, que associado à instabilidade baroclínica
presente neste dia, produziu fortes chuvas acompanhadas por ventos intensos, que
atingiram o Estado de São Paulo, causando sérios danos às regiões de Piracicaba e
Campinas (GOMES e HELD, 2006).
Outros exemplos recentes de eventos severos ocorridos dentro da
área de cobertura do radar de Bauru foram os tornados de Palmital e Lençóis
Paulista, observados em 25 de maio de 2004, que provocaram a morte de duas
pessoas e causando ferimentos em cinqüenta e uma que estavam no campo e
buscaram abrigo num ônibus (HELD et al., 2006).
O desenvolvimento de índices derivados das observações de radar e
associados a tempestades severas é muito importante, pois sua utilização num
ambiente operacional contribuirá para minimizar o impacto desses eventos além de
contribuir para a diminuição das taxas de falso alarme existentes em relação aos
eventos severos.
14
3 OBJETIVO
• Estabelecer uma climatologia sobre a distribuição de VIL e topo dos ecos,
relativos às tempestades, utilizando dados coletados com o radar Doppler de
Bauru;
• Determinar o parâmetro Densidade VIL;
• Definir limiares para este parâmetro que serão utilizados para a identificação
de tempo severo.
4 METODOLOGIA UTILIZADA
Em face da implantação do sistema TITAN no modo Arquivo,
dedicado às análises pós-facto das informações dos radares Doppler do IPMet,
optou-se por utilizá-lo para a determinação dos parâmetros VIL e topo dos ecos, para
o período selecionado no presente estudo. O sistema TITAN contém um módulo
dedicado à análise climatológica das informações geradas por radares
meteorológicos.
4.1 VIL
VIL (Vertically Integrated Liquid – conteúdo de água líquida integrado
verticalmente) é uma função não linear derivada dos valores de refletividade e
integrados numa coluna vertical e que converte essas refletividades, em estimativas
do conteúdo de água líquida equivalente baseado em estudos teóricos de
distribuições do tamanho de gotas e estudos empíricos de fator de refletividade e
conteúdo de água líquida (LOUISVILLE, 2004).
Este fator é proporcional ao número total de gotas (alvos) dentro de
um volume medido e seus diâmetros elevados à sexta potência. Assim, VIL aumenta
15
exponencialmente de acordo com a refletividade, portanto grandes valores de VIL
estão geralmente associados à presença de granizo. Como um resultado, VIL é
usado para identificar temporais que provavelmente contêm granizo.
Como a equação de VIL é uma estimativa de água líquida derivada
das informações de radar, baseado em considerações sobre a refletividade ela pode
ser escrita na forma da equação (1).
hxZZxVIL ii Δ⎥⎦⎤
⎢⎣⎡ +
= +−∑74
16
21044.3 (1)
Onde VIL tem unidades de quilogramas por metro quadrado (Kg.m-2);
Zi e Zi+1 são valores de refletividades (mm6m-3) nas porções inferiores e superiores
de uma camada amostrada; h é a espessura da camada, em metros, que varia em
função da distância e elevação.
Δ
O fator de refletividade (Z) é proporcional ao diâmetro (D) do alvo
elevado à sexta potência e o número (n) total de alvos (gotas), medidas num volume
amostrado, e é dado pela equação (2):
(2)
Z ni i= ×∑ 6D
Baseado nas equações 1 e 2, grandes valores de VIL requerem altos
valores de refletividades, implicando na presença de alvos grandes, isto é, granizo
suspenso nas altas camadas de uma tempestade.
Deve ser notado que o fator de refletividade tem uma dependência da
fase do hidrometeoro, como também do tamanho do alvo. Para um mesmo
hidrometeoro esférico do mesmo tamanho no espectro Rayleigh, o gelo terá um fator
de refletividade menor que o da água (RINEHART, 2004).
16
4.2 Topo dos ecos
O produto topo dos ecos é uma imagem da altura da máxima
ocorrência de um limiar de dBZ selecionado e amostrado em quilômetros, é um
excelente indicador de tempo severo e granizo. Por exemplo, o topo de 50dBZ,
localizado a 1Km acima do nível de congelamento, estará certamente relacionado a
uma tempestade convectiva severa.
A maioria dos algoritmos operacionais utilizados para a detecção de
granizo utilizando radares de polarização simples (horizontal) é baseada na análise
dos perfis verticais da refletividade do radar. Tanto no Instituto Meteorológico da
Holanda (KNMI) quanto no Instituto Meteorológico da Bélgica (RMI), a probabilidade
de granizo é derivada da altura do nível de congelamento e da altura do topo dos
ecos do radar para um limiar de 45dBZ (DELLOBBE e HOLLEMAN, 2006). Os
algoritmos usados pelo TITAN na identificação de granizo utilizam metodologia
semelhante.
4.3 Densidade VIL
Estudos enfocando o parâmetro Densidade VIL, demonstraram que
este parâmetro é um bom indicador de granizo severo (BAUMGARDT e KING,
1997). O quociente (VIL/eco) é então multiplicado por 1000, para produzir g.m-3. Este
parâmetro pode ser escrito como:
Densidade VIL= VIL/ topo eco
(3)
Quando o VIL é “normalizado” usando o topo do eco, a Densidade
VIL resultante poderá ser usada para identificar tempestades com altos valores de
17
refletividades relativas à sua altura. Em outras palavras, à medida que a Densidade
VIL aumenta, os núcleos contendo granizo tendem a ser mais profundos e mais
intensos, portanto o tamanho do granizo observado tende a ser maior (PAXTON e
SHEPHERD, 1993).
Desta forma tem-se uma vantagem na utilização do parâmetro
Densidade VIL sobre o VIL, uma vez que o mesmo é uma normalização de VIL pelo
topo dos ecos. Conseqüentemente, as variações da Densidade VIL, devido ao tipo
de massa de ar, são muito menores que as variações em VIL.
Temporais onde se observa altos valores de Densidade VIL,
geralmente podem produzir precipitação de granizo, tornados e ventos intensos
provocando grandes danos em superfície.
5 DADOS UTILIZADOS
Para a análise foram utilizados dados de varreduras volumétricas
obtidas com o radar Doppler de Bauru, visto na Figura 1. Essas varreduras são
compostas por onze elevações, que variam de 0,3 a 34,9°, com uma resolução de 1°
em azimute por 1Km em distância, coletando informações de refletividade,
velocidade radial e largura espectral, com uma freqüência de 15 minutos ou menos,
em um raio de 240Km, a partir do radar de Bauru.
Os dados volumétricos foram recuperados em seu formato
proprietário SIGMET e convertidos para o formato MDV e processados utilizando o
sistema de software TITAN, cujo módulo estatístico fornece os parâmetros médios
relativos à série de dados em análise.
18
Figura 1. Rede de radares Doppler do IPMet (BRU = Bauru; PPR = Presidente Prudente), mostrando os anéis de 240 e 450Km, alcances quantitativos e modo vigilância, respectivamente.
Para obtenção dos parâmetros relativos às células de tempestade,
foram definidos limiares de refletividade >40dBZ e volume >16Km3. Os parâmetros
determinados são: MAX_VIL (kg/m2) e altura do topo dos ecos associados (Km). A
partir desses dois parâmetros foi calculado o parâmetro Densidade VIL e
determinadas as distribuições estatísticas relativas aos três parâmetros para o
período dos cinco anos selecionados.
As estatísticas descritivas e os histogramas foram obtidos utilizando o
aplicativo Excel, for Windows, da Microsoft para a realização dos cálculos dos
parâmetros médios representativos da série analisada. Os dados resultantes foram
trabalhados e os gráficos obtidos e comparados. O sistema de software TITAN
utilizado para a análise é apresentado a seguir.
19
6 TITAN – Thunderstorm, Identification, Tracking, Analysis and Nowcasting
6.1 Características do sistema TITAN
TITAN é um sistema desenvolvido para aplicação em previsão
imediata do deslocamento de tempestades, baseado na metodologia de centróides,
desenvolvido originalmente para aplicação em tempestades observadas, na África do
Sul, tendo suas aplicações expandidas no início da década de 90, por Dixon e
Wiener (1993), do National Center for Atmospheric Research (NCAR), em Boulder,
Estados Unidos.
Este sistema define as tempestades como regiões tridimensionais de
refletividades excedendo um determinado limiar e combinando-as de modo lógico,
entre duas observações consecutivas de radar. O método usa como base as
informações do radar em coordenadas cartesianas.
A componente de rastreamento está baseada na solução otimizada
do problema de “matching” e não na hipótese sobre a velocidade inicial da
tempestade. Fusões e divisões – “merger” e “split” - são identificadas através de
lógica geométrica, considerando as posições e formas das tempestades. As
previsões são baseadas no ajuste linear considerando a história da tempestade em
relação às suas posições e formas. O sistema foi projetado para funcionar em tempo
real, com dados de radar, provendo a análise e a previsão em um tempo aproximado
de 10 segundos, a partir do término de coleta da varredura volumétrica (KOKITSU,
2005).
Entretanto, o TITAN se transformou em uma poderosa ferramenta de
análise, que não somente tem uma aplicação específica para a identificação e
previsão de tempestades, como suporta também a inserção de diversos tipos de
20
dados meteorológicos, realizando processamentos e geração de novos produtos,
com apresentação gráfica de todos os resultados.
Atualmente o TITAN é um sistema que permite realizar tarefas tais
como introdução de dados de vários radares meteorológicos, incluindo outros tipos
de dados como trajetória de aviões, descargas atmosféricas, satélite, modelos
numéricos, estações meteorológicas, permitindo o re-mapeamento de dados de
radar em coordenadas cartesianas, a composição de radares, identificação e
remoção de ecos de terreno e propagação anômala quando presente em dados de
radares. Também realiza tarefas, em tempo real, de rastreamento e previsão de
tempestades, estimativa de precipitação, processamento de índices indicadores de
severidade em tempestades, etc.
Uma variedade de propriedades das tempestades pode ser estimada,
a partir das medidas de refletividade (Z), utilizando a teoria que se aplica a essas
medidas (BATTAN, 1973) e a habilidade do sistema TITAN para a identificação
objetiva das várias tempestades individuais que são observadas na área de alcance
dos radares do IPMet.
6.2 Instalação do TITAN
Os direitos de propriedade intelectual do TITAN pertencem a
University Corporation for Atmospheric Research (UCAR). A página web para
aquisição do software está localizada em www.rap.ucar.edu/projects/titan. O software
TITAN é comumente mais executado no sistema operacional LINUX.
Para execução do projeto foi necessário implementar o sistema
operacional LINUX em um computador, no campus da UNESP de Ourinhos, para
posteriormente efetivar a instalação do software TITAN pelos especialistas do IPMet.
21
A partir daí os dados do radar de Bauru foram convertidos para o formato MDV, para
que pudessem ser processados pelo TITAN e os resultados avaliados.
7 PROCESSAMENTO DE DADOS
7.1 Tipos de dados internos processados
Os tipos de dados internos suportados pelo TITAN são MDV para
dados no formato de grade. Este formato foi desenvolvido no NCAR, no início dos
anos 90. O MDV é um formato capaz de armazenar dados em grade de até três
dimensões. Ele é altamente estruturado e possui habilidade para gerenciar múltiplos
campos de dados em um único arquivo. O MDV requer o espaçamento constante de
dados nos planos x-y para cada campo, ou seja, um único delta-x e delta-y para
todos os dados de um determinado campo. Entretanto, o delta-x e o delta-y podem
variar de campo para campo. Na terceira dimensão, o espaçamento poder ser
variável, aceitando no máximo 122 níveis verticais.
A introdução de dados no sistema TITAN requer a execução de
programas conversores de formato. O processo de conversão de dados brutos de
radar armazenados por feixes (beam-by-beam) para o formato MDV do TITAN é
realizado através de duas etapas.
Na primeira etapa é executado o programa para converter o dado
original para o formato FMQ (File Message Queue). Na segunda etapa um outro
programa é executado para ler o formato FMQ e gerar o dado no formato MDV. Um
esquema básico de introdução de dados do radar SIGMET de Bauru, no sistema
TITAN pode ser observado, na Figura 2.
22
Figura 2: Esquema básico de introdução de dados do radar SIGMET de Bauru, no sistema TITAN, através da conversão dos dados brutos para dados no formato MDV. Fonte: KOKITSU, 2005.
Os dados do TITAN são arquivados, para cada radar, e utiliza uma
resolução de 0,75Km na horizontal e na vertical, sobre um domínio de 480Km x
480Km x 19,5Km, conforme ilustrado pela Figura 3.
Figura 3: Arquivamento dos dados para cada radar (Bauru e Presidente Prudente) usando uma resolução de 0,75Km na horizontal e na vertical, sobre um domínio de 480Km x 480Km x 19,5Km, com 26 níveis na vertical. Fonte: DIXON (2001), modificado por LEAL.
23
7.2 Volume definido
O software TITAN emprega algoritmos sofisticados para identificar e
rastrear tempestades individuais (DIXON e WIENER, 1993). Estas tempestades são
definidas pelo volume de uma região contígua acima de algum limiar.
No presente estudo foi utilizado, para volume de uma tempestade, o
volume definido pelo limiar da Célula do TITAN ou simplesmente célula, ilustrado
pela Figura 4. O limiar estabelecido para selecionar as tempestades severas
ocorridas no período estabelecido foi de 40dBZ, uma vez que o objetivo do estudo é
a caracterização de parâmetros relativos às tempestades com potencial para
produzir danos em superfície.
Uma tempestade completa constitui, portanto um grande volume
composto de regiões incluindo refletividades menores que o valor de limiar.
Figura 4: Esquema ilustrando a diferença entre a célula específica do TITAN. A ilustração acima é o volume encerrado pelo contorno de 45dBZ. Fonte: DIXON (2001), modificado por LEAL.
7.3 Refletividade composta
O TITAN utiliza os dados de refletividade sobre o volume total de
dados. Os dados de cada altitude podem ser vistos separadamente. Entretanto é
24
conveniente visualizar um sumário da configuração de refletividade sem ter que olhar
para cada altitude separadamente.
Foi para tal propósito que o campo de refletividade composto foi
criado. Considera-se a máxima refletividade em cada coluna vertical sobre o domínio
do TITAN que, então, amostra esses valores à superfície, ilustrados na Figura 5. O
campo de refletividade composta é determinado para todo o domínio e não somente
para as células (GOMES e HELD, 2006).
O fator de refletividade pode ser usado para se estimar o conteúdo de
água líquida, M (g/m3), em uma tempestade usando uma relação Z-M específica,
sendo que existem várias dessas relações na literatura. O sistema de análise do
TITAN usa uma relação Z = a Mb, onde a = 20 300, e b = 1,67.
O valor de M é uma estimativa da massa de água por unidade de
volume em uma tempestade, mas refere-se estritamente a partículas de precipitação.
A massa das gotículas de nuvem não está incluída no cálculo, considerando que o
radar banda S não difere gotículas de nuvem.
Figura 5: Esquema de refletividade composta. O máximo valor de cada altitude é projetado na superfície. Fonte: Adaptado de DIXON, 2001.
25
O conteúdo de água (M) pode ser somado na vertical para produzir
uma estimativa do conteúdo de água numa coluna de área unitária (coluna de
integração vertical para o cálculo de VIL), acima do solo, conforme ilustrado na
Figura 6.
Figura 6: Esquema demonstrativo da coluna de integração para o cálculo de VIL. Fonte: Adaptado de DIXON, 2001.
8 ANÁLISE DA DINÂMICA CLIMÁTICA DE OUTUBRO A MARÇO (2000 A 2004)
A presente análise está baseada nos boletins do Centro de Previsão
de Tempo e Clima (CPTEC, 2008), tendo como base os boletins divulgados, on-line,
por este Centro de Pesquisa. Foram analisados os períodos de 2000 a 2004, com
base nos meses de outubro a março. Esse é o período de maior ocorrência de
convecção, na área de estudo. Neste período, observam-se diversas dinâmicas
atuantes nessa área (Bauru e adjacências), tais como: sistemas frontais forçando o
ar úmido e quente da região a ascender, forçantes térmicas devido a aquecimentos
diferenciados, linhas de instabilidades ou Complexos Convectivos de Mesoescala.
26
8.1 Análise da Dinâmica Climática de outubro (2000 a 2004)
Em outubro de 2000, a passagem de sistemas frontais não contribuiu
para o aumento das chuvas na região Sudeste, onde predominaram anomalias
negativas de precipitação. Os desvios foram de -100mm, ocorrendo principalmente
no Centro-Sul de Minas Gerais e no Espírito Santo.
Já em 2001, nos setores Oeste e Leste de Minas Gerais, Norte do
Rio de Janeiro e litoral Norte do Estado de São Paulo, as chuvas ficaram abaixo da
média histórica.
Em 2002, choveu pouco no centro-norte da região, durante a primeira
quinzena do mês. Em grande parte de São Paulo, as chuvas apresentaram valores
entre 50mm e 100mm. Predominaram desvios negativos em toda a região.
As chuvas ocorreram abaixo da climatologia em praticamente toda a
região em 2003. As exceções ocorreram no Vale do Paraíba, em São Paulo e no Rio
de Janeiro, onde os totais mensais, entre 150mm e 200mm, excederam a
climatologia em até 25mm.
Já em outubro de 2004, a atuação de frentes frias ocorreu com maior
intensidade no sul da região, em particular no Sudoeste de São Paulo, onde os totais
acumulados superaram a média histórica em até 100mm. No norte da região, choveu
apenas no final do mês, com destaque para a ocorrência de chuvas intensas no
Espírito Santo.
No Centro e Sul do Brasil, a convecção foi mais freqüente a partir da
segunda semana do mês e esteve associada à passagem de sistemas frontais e ao
desenvolvimento de Complexos Convectivos de Mesoescala (CCM). Ao norte da
região Sudeste e no sul e sudoeste da região Nordeste, a atividade convectiva foi
27
mais fraca e ocorreu apenas na primeira e na última semana, devido à passagem
das frentes frias.
8.2 Análise da Dinâmica Climática de novembro (2000 a 2004)
Para o mês de novembro de 2000, tem-se na região Sudeste o
registro de totais acumulados de precipitação acima de 300mm, na região central de
Minas Gerais e no litoral central de São Paulo. Com este comportamento, foram
registradas anomalias positivas, superiores a 100mm, nestas mesmas regiões. Em
praticamente todo o Estado de São Paulo, predominaram desvios positivos de
precipitação. O campo de temperatura média do ar à superfície, no Estado de São
Paulo apresentou temperatura entre 22 e 24ºC.
Já em 2001 (novembro) as chuvas excederam os 300mm no Leste de
Minas Gerais e no Espírito Santo, associadas ao episódio de ZCAS. No Espírito
Santo houve perda de vidas humanas e materiais e seis municípios decretaram
estado de emergência. No Estado de São Paulo houve chuvas acima da média, no
setor oeste e chuvas, abaixo da média, no setor leste.
Neste mês de novembro, foram observados os primeiros episódios de
ZCAS, do ano, entre os dias 01 e 06 e entre os dias 16 a 21. A região preferencial de
atuação da banda de nebulosidade foi semelhante nos dois casos, isto é, sul da
região Norte, centro-norte das regiões Centro-Oeste e Sudeste, como observado no
campo médio de radiação de onda longa emergente.
Em altos níveis é verificada a presença da Alta da Bolívia e do
cavado próximo ao nordeste, bem como a região de vorticidade anti-ciclônica sobre a
banda de nebulosidade, fatores estes concordantes com o modelo conceitual de
ZCAS. Salienta-se que, no segundo episódio, foi verificado um prolongamento da
28
circulação da Alta da Bolívia ao longo de todo o Brasil Central, estendendo-se para o
oceano e afetando o posicionamento do cavado próximo ao Nordeste.
No mês de novembro de 2002, ocorreram chuvas entre 150mm e
250mm em grande parte do Estado de São Paulo, com anomalias positivas maiores
que 50mm, chegando a 100mm em algumas áreas. Estas chuvas estiveram
associadas à passagem de frentes frias, que se organizaram sobre a região entre os
dias 10 e 18. Ocorreram eventos extremos, com vários pontos de alagamento e
sérios prejuízos em alguns centros urbanos de São Paulo e Rio de Janeiro. Durante
este mês, notou-se a persistência de maior atividade convectiva sobre o Brasil
Central. Destacaram-se as passagens de sistemas frontais, que determinaram um
excesso de chuvas no Estado de São Paulo.
Em 2003, os totais de chuvas ocorreram entre 100mm e 150mm em
grande parte da região, com predominância de desvios negativos de até 100mm, em
Minas Gerais e no Espírito Santo. Valores acima da média histórica foram
observados apenas no Centro e Sul de São Paulo, no Sudeste e Noroeste do Rio de
Janeiro e em áreas isoladas no Sul de Minas Gerais.
A atividade convectiva, no mês de novembro esteve associada ao
avanço dos sistemas frontais. Neste mês observou-se uma faixa orientada no
sentido noroeste-sudeste e posicionada preferencialmente sobre o Brasil Central.
Nas duas primeiras semanas um sistema frontal deslocou-se rápidamente pelas
regiões Sul e Sudeste, aumentando a atividade convectiva no semi-árido nordestino.
No final deste mês, notou-se redução da atividade convectiva na região Nordeste e
aumento no Sul do Brasil, Uruguai, Nordeste da Argentina e Paraguai, onde o
desenvolvimento de complexos convectivos proporcionou a ocorrência de chuvas
intensas e ventos fortes em várias localidades.
29
Já em novembro de 2004 os sistemas frontais foram os principais
responsáveis pela ocorrência de chuva, porém os totais acumulados não excederam
os 200mm. Choveu acima da média principalmente nos Estados de São Paulo e Rio
de Janeiro, os quais, além das frentes frias, apresentaram episódios localizados de
chuvas e ventos fortes.
Neste mesmo mês, verificou-se o primeiro episódio da ZCAS dentro
do período chuvoso 2004/2005. A configuração deste episódio ocorreu entre os dias
20 e 25, quando um sistema frontal permaneceu estacionário, favorecendo o
aumento da atividade convectiva principalmente sobre o Centro-Sul da Bahia.
Destaca-se que a maior atividade deste episódio de ZCAS foi notada sobre o
Oceano Atlântico, como mostram os campos médios de escoamento em 850hPa e
500hPa. A configuração do vórtice ciclônico em altos níveis, que ocorre muitas vezes
simultaneamente aos episódios de ZCAS, foi observado sobre o Atlântico, com
posicionamento médio em torno de 20ºW.
Nas regiões Sudeste, Centro-Oeste e no sul da região Nordeste, a
convecção esteve associada à passagem dos sistemas frontais. No Sul e Sudoeste
do Brasil, a atuação dos Complexos Convectivos de Mesoescala (CCM) e a
formação de ciclogênese foram os principais fatores responsáveis pela ocorrência de
chuvas.
8.3 Análise da Dinâmica Climática de dezembro (2000 a 2004)
Em dezembro de 2000, verificaram-se valores de chuva superiores a
300mm, no extremo Norte e Centro de Minas Gerais, Norte do Espírito Santo e no
litoral Norte de São Paulo. Valores inferiores a 200mm foram registrados no Sul de
Minas Gerais, no Sul de São Paulo e em praticamente todo o Rio de Janeiro.
30
A atuação de dois episódios de ZCAS contribuiu para os desvios
positivos de precipitação, superiores a 50mm, observados principalmente no norte da
região Sudeste. Sobre todo o Estado de São Paulo foi observado aumento da
temperatura média do ar.
Já em 2001, os desvios foram positivos no Centro-Sul de Minas
Gerais e em grande parte do Estado de São Paulo. As chuvas também foram
decorrentes da formação da ZCAS sobre a região e estiveram até 100mm acima da
média histórica.
Em 2002, as chuvas continuaram intensas, em relação a novembro,
com sérios prejuízos em cidades localizadas nos Estados de São Paulo, Rio de
Janeiro e Minas Gerais. Os maiores totais variaram entre 250mm e 400mm nos
Estados de Minas Gerais, Rio de Janeiro e Espírito Santo. As frentes frias que
atuaram durante a segunda quinzena do mês proporcionaram a formação da ZCAS,
com chuvas acima da média em até 200mm no Norte de Minas Gerais. Os totais
mensais, contudo ficaram abaixo da média em grande parte da região.
Neste mês de dezembro de 2002, foram observados dois episódios
de ZCAS: o primeiro no período de 10 a 16, e o segundo de 27 a 07 de janeiro de
2003. A região preferencial de atuação da banda de nebulosidade associada à ZCAS
foi semelhante nos dois casos e atingiram o sul da região Norte, grande parte da
região Centro-Oeste e o Sudeste, estendendo-se para o oceano na altura do litoral
dos Estados do Rio de Janeiro e Espírito Santo. Salienta-se a intensa convecção
observada durante o primeiro episódio, no centro da região Sudeste.
A formação da banda de nebulosidade, no início do segundo
episódio, foi verificada a partir de incursões de cavados em baixos níveis, após a
penetração de um sistema frontal. Em altos níveis, destacou-se a presença da Alta
31
da Bolívia e do cavado próximo ao nordeste, bem como a região de divergência na
área da banda de nebulosidade, fatores estes concordantes com o modelo
conceitual de ZCAS.
No mês de dezembro de 2003, predominaram chuvas abaixo da
média histórica em Minas Gerais, no Rio de Janeiro e em São Paulo. A atividade
convectiva esteve associada ao avanço dos sistemas frontais. Ocorreu uma faixa de
nebulosidade orientada no sentido noroeste-sudeste, ao longo de todo este mês.
Em 2004, a atuação da Zona de Convergência do Atlântico Sul, em
dois episódios ao longo do mês, proporcionou aumento das chuvas em Minas
Gerais, Espírito Santo, Rio de Janeiro e em áreas no litoral do Estado de São Paulo.
Nestas áreas, as chuvas ficaram acima da média histórica. Neste mês, a ZCAS
configurou-se em dois episódios: o primeiro entre os dias 09 e 14 e o segundo entre
os dias 21 e 25. Em ambos os episódios, a banda de nebulosidade associada esteve
centrada preferencialmente sobre as regiões Sudeste e Centro-Oeste do Brasil.
8.4 Análise da Dinâmica Climática de janeiro (2000 a 2004)
No mês de janeiro de 2000, os cinco primeiros dias deste mês, foram
marcados por fortes chuvas, que atingiram a região do Vale do Paraíba (SP e Sul do
RJ), o Sul de MG e o Norte de SP. Esta precipitação, que atingiu valores em torno de
436mm, em Campos do Jordão, representou 150mm acima da média, ou seja, 50%
acima da climatologia. Esta mesma anomalia positiva ocorreu em todo o Sul de MG
e no Norte de SP. Assim, em praticamente cinco dias, estas áreas receberam mais
chuvas do que durante todo o mês. Anomalias negativas de precipitação, menores
que 50mm em relação à média, foram registradas no Sudoeste e Oeste de SP, no
32
RJ, no ES e no Noroeste de MG. No Sudoeste e Oeste de SP, choveu menos que
100mm.
Durante o mês de janeiro foram observados dois casos de ZCAS,
cujo período foi de 01 a 08 e de 21 a 24 de janeiro. No primeiro caso, a banda de
nebulosidade atuou, principalmente, nos Estados do Mato Grosso, Goiás e Minas
Gerais, prolongando-se para o Oceano Atlântico pelo litoral do Rio Janeiro e São
Paulo. Durante este caso foi registrada intensa precipitação nas regiões entre os
Estados de Minas Gerais, São Paulo e Rio Janeiro. Em Campos do Jordão (SP)
foram registrados 439mm, em Itajubá (MG), 374mm e em Resende (RJ), 287mm.
Em janeiro de 2001, a Alta Subtropical do Atlântico Sul atuou sobre o
continente e inibiu a ocorrência das chuvas em toda a região, principalmente sobre o
Estado de Minas Gerais, onde a redução pluviométrica foi superior a 100mm. No
início do mês, a atuação de um caso de Zona de Convergência do Atlântico Sul de
fraca intensidade foi insuficiente para normalizar as chuvas na região.
Em médios níveis, observa-se um cavado sobre o Estado de São
Paulo que coopera para a intensificação das ZCAS. Em altos níveis, observa-se que
a Alta da Bolívia, com núcleo ao Norte do Paraguai e o Vórtice do Nordeste, com
núcleo entre os Estados de Pernambuco e Paraíba, induziram uma faixa de
vorticidade anticiclônica que indica forte atividade convectiva, típico de casos de
ZCAS.
Este episódio foi muito importante na distribuição de chuvas nas
regiões Centro-Oeste e Sudeste do Brasil, uma vez que, após sua ocorrência, foi
observado um longo período de estiagem.
Em 2003, chuvas intensas foram observadas associadas aos
episódios de ZCAS que se configuraram ao longo do mês, sobre os Estados de São
33
Paulo, Minas Gerais e Rio de Janeiro, onde em particular ocorreram totais de chuva
entre 250mm e 500mm.
No mês de janeiro de 2004, a atuação dos sistemas frontais, a
configuração de três episódios de ZCAS e o desenvolvimento de áreas de
instabilidade, favoreceu as chuvas em praticamente toda a região Sudeste. As
chuvas intensas no Espírito Santo, no Centro e Norte de Minas Gerais e em São
Paulo superaram a média do mês. Trovoadas intensas afetaram a capital, onde
foram registrados vários alagamentos na região metropolitana, com totais de
precipitação que excederam a média em até 200mm, além de várias cidades do
Estado de São Paulo.
8.5 Análise da Dinâmica Climática de fevereiro (2000 a 2004)
No mês de fevereiro de 2000, no campo de precipitação acumulada,
verifica-se que os maiores valores estiveram localizados no Oeste de Minas Gerais e
extremo Norte de São Paulo. Associados a este padrão foram registrados desvios
positivos de até 100mm. No campo de temperatura média e de anomalia, observam-
se temperaturas acima da média histórica em quase todo o Estado de São Paulo.
Já em 2001, com exceção do setor Sudoeste de São Paulo e área
isolada no Leste de Minas Gerais, ocorreram chuvas abaixo da média climatológica,
em mais que 100mm, em quase toda a região. As frentes frias apresentaram um
deslocamento pelo litoral e organizaram pouca nebulosidade e convecção no interior
da região.
Em fevereiro de 2002, a ZCAS também favoreceu a ocorrência de
chuvas no Norte de São Paulo e Centro-Sul de Minas Gerais, onde os totais
excederam os 350mm. Apenas o Centro-Sul de São Paulo e o Rio de Janeiro
34
apresentaram déficit pluviométrico superior a 100mm em algumas áreas.
Configuraram-se dois episódios de ZCAS, o primeiro entre os dias 4 e 7 e o segundo
entre 16 e 24.
Em 2003, os maiores totais de precipitação, superiores a 150mm,
ocorreram em São Paulo. Nas demais áreas da região, a atuação de vórtices
ciclônicos em altos níveis, associada ao aumento da pressão à superfície, impediu o
avanço das frentes frias, o que foi desfavorável à ocorrência de chuvas.
Considerando os desvios em relação à média histórica, com exceção de áreas
isoladas, desvios negativos predominaram em toda a região Sudeste.
Em 2004, o avanço das frentes frias e a configuração dos dois
episódios de ZCAS colaboraram para a ocorrência de chuvas neste mês. No Norte
de São Paulo e em grande parte de Minas Gerais, os totais acumulados superaram
os 300mm. Com exceção de pequena área no triângulo mineiro e no Sudoeste de
São Paulo, os valores acumulados estiveram acima da média histórica em quase
toda a região. Houve intensa precipitação de granizo na cidade de São Paulo, no dia
12, e em Juiz de Fora - MG, no dia 29, deixando extensas áreas cobertas por pedras
de gelo. Apesar da ocorrência de chuvas nos últimos dois meses ter melhorado a
situação dos reservatórios de água da região, persistiu certa preocupação com o
abastecimento de água na grande São Paulo.
8.6 Análise da Dinâmica Climática de março (2000 a 2004)
No mês de março de 2000, foram observadas anomalias positivas de
precipitação no extremo Oeste e Norte de São Paulo. Desvios negativos foram
observados na faixa Leste de São Paulo. Em relação a temperatura ocorreu variação
35
de normal a acima da média climatológica em todo o Estado de São Paulo, Rio de
Janeiro e Centro Sul do Estado de Minas Gerais.
Em 2001, a atuação das frentes frias, em associação com os Vórtices
Ciclônicos em altos níveis, favoreceu o moderado aumento das chuvas
principalmente em algumas áreas de Minas Gerais, onde os desvios de precipitação
ficaram positivos em mais que 50mm. À Leste dos Estados de São Paulo e Rio de
Janeiro, as anomalias continuaram negativas em mais que 50mm.
Em 2002, as chuvas ficaram, em geral, abaixo da média
climatológica, devido à fraca atuação das frentes frias. Apenas no Sul e Sudoeste do
Estado de São Paulo, as chuvas ficaram acima da média climatológica.
Já em março de 2003, a atuação de vórtices ciclônicos em altos
níveis sobre a região Sudeste e o aumento da pressão atmosférica à superfície
impediram o avanço das frentes frias, o que foi desfavorável à ocorrência de chuvas
no Norte de Minas Gerais, no Espírito Santo e no Rio de Janeiro. Os maiores totais
de precipitação, entre 100mm e 200mm, ocorreram em São Paulo e no Centro-Sul
de Minas Gerais, com desvios positivos em áreas isoladas.
Em 2004, as frentes frias que avançaram até o norte da região
Sudeste favoreceram a ocorrência de chuvas acima da média histórica no Espírito
Santo, no Norte de Minas Gerais e no Norte do Rio de Janeiro. Núcleos com
anomalias positivas de chuva foram observados no Sul de Minas Gerais e no
sudoeste e litoral do Estado de São Paulo. Nas demais áreas, a predominância de
totais de chuva inferiores a 150mm resultou em desvios negativos de até 100mm no
triângulo mineiro na divisa com São Paulo, na região do Vale do Paraíba-SP e no Sul
do Rio de Janeiro.
36
Em síntese, a análise de macroescala, realizada pelo CPTEC, não
configurou as dinâmicas mais regionais, principalmente no Estado de São Paulo,
onde as convecções produzidas por aquecimentos diferenciados provocaram linhas
de instabilidades e tempestades isoladas, que produziram chuvas significativas na
região de atuação do radar de Bauru, como por exemplo, no dia 04/10/2000, às
16:22 UT onde ocorreram chuvas fortes, com vendavais e queda de granizo, o que
não se configurou nas análises da dinâmica, realizada pelo CPTEC.
9 DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
9.1 Climatologia das Distribuições de VIL, Topo dos Ecos e Densidade VIL
A caracterização das tempestades sob o aspecto climatológico para a
área central do Estado de São Paulo, utilizando os dados do radar Doppler de Bauru
foi realizada através da obtenção das estatísticas para o topo dos ecos e VIL, cujos
parâmetros foram determinados com o software TITAN, desenvolvido no NCAR e
implementado nos computadores do IPMet.
Essas estatísticas foram determinadas considerando o período de
2000 a 2004, durante os meses de outubro a março. Estes meses foram
selecionados por serem associados ao período chuvoso no Estado de São Paulo e
que contribui com cerca de 80% do total da chuva anual.
A partir da distribuição dos máximos de topo dos ecos e VIL, foi
calculado o parâmetro Densidade VIL (g/m3) para todo o período considerado em
que o limiar de refletividade excedeu a 40dBZ (seleção das tempestades
potencialmente severas), dentro da área de 240Km de alcance do radar Doppler de
Bauru, cujos resultados são apresentados e discutidos nos próximos tópicos.
37
As figuras mostradas apresentam os resultados mais significativos,
excluídos os valores considerados extremos nas séries analisadas. A distribuição de
freqüência observada para cada um dos parâmetros é mostrada nas Tabelas I, II e III
incluídas no ANEXO 3.
Dessas figuras, observa-se que as referidas distribuições de
freqüência seguem o modelo da distribuição lognormal, observados para os
parâmetros como altura e duração da tempestade, por exemplo, em relação ao eco
do radar, que são observadas nas várias situações convectivas, como evidenciado
em Potts et al. (2000) e López (1977).
9.1.1 Climatologia para o mês de outubro (2000 a 2004)
Para a distribuição de freqüência dos topos dos ecos observados no
mês de outubro, dentro do período dos cinco anos considerados, verificou-se que
87,9% das tempestades atingiram topo entre 6 e 10Km enquanto 10,3% ultrapassam
os 10Km atingindo máximos de 14Km de altura, conforme mostrado na Figura 7. Em
relação à distribuição de freqüência dos valores de VIL observa-se que 87,8% das
tempestades possuem valores de VIL entre 4 e 26kg/m2 e que em 11% dessas
tempestades o limiar de 26kg/m2 é excedido, o que pode ser visto através da
Figura 8.
A razão entre esses dois parâmetros fornece o valor do parâmetro
Densidade VIL proposto para ser utilizado na identificação de tempestades severas.
A distribuição de freqüência desse parâmetro mostra que 74% dos valores
observados são menores que 2g/m3, sendo que em 26% dos casos os valores
excedem a 2g/m3, Figura 9. Os valores médios calculados para o período foram
7,8Km, 14,6kg/m2 e 1,7g/m3, respectivamente, para os parâmetros VIL, topo dos
ecos e Densidade VIL.
38
Distribuição dos Topos dos Ecos - 40 dBZ (Outubro 2000 - 2004)
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
45%
4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Intervalos de Altura (km)
Freq
üênc
ia re
lativ
a de
oco
rrên
cia
(%)
Figura 7: Distribuição da freqüência do topo dos ecos (40dBZ) para o mês de outubro de 2000 a 2004, gerados por dados do radar de Bauru.
Distribuição de VIL em tempestades (Outubro 2000 - 2004)
0%
5%
10%
15%
20%
25%
2 8 14 20 26 32 38 44 50 56 62 68 74 80 86 92 98 104
11011
6
Intervalos de VIL (kg/m2)
Freq
üênc
ia re
lativ
a de
oco
rrên
cia
(%)
Figura 8: Distribuição da freqüência de ocorrência de VIL para o mês de outubro no período de 2000 a 2004, através de dados do radar de Bauru.
39
Distribuição de Densidade VIL em tempestades (Outubro 2000 - 2004)
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10
Intervalos de Densidade VIL (g/m3)
Freq
üênc
ia re
lativ
a de
oco
rrên
cia
(%)
Figura 9: Distribuição da freqüência de ocorrência do parâmetro Densidade VIL, para o mês de outubro, no período de 2000 a 2004, calculado para todas as tempestades, através de dados do radar de Bauru. 9.1.2 Climatologia para o mês de novembro (2000 a 2004)
Foi observado nos meses de novembro que as tempestades
atingiram topo entre 6 e 10Km, cujos valores correspondem a uma freqüência de
91,2%, sendo que as tempestades que ultrapassaram 10Km tiveram uma freqüência
de 6,8%, Figura 10. A distribuição de freqüência para os valores de VIL demonstra
que 92% das tempestades ocorrem com valores de VIL entre 4 e 26kg/m2 e que
6,4% ultrapassam esse valor, Figura 11. Valores calculados para o parâmetro
Densidade VIL demonstram que valores entre 1 e 2g/m3 constituem 82,8% das
ocorrências e que 17,1% constituem os valores excedentes (Figura 12). Assim o mês
de novembro apresentou freqüência menor de ocorrência de tempestades com
valores de Densidade VIL excedendo a 2g/m3, se comparadas com o mês de
outubro. A média para topo dos ecos, VIL e Densidade VIL foi respectivamente
7,6Km, 11,8kg/m2 e 1,5g/m3.
40
Distribuição dos Topos dos Ecos - 40 dBZ (Novembro 2000 - 2004)
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
45%
4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Intervalos de Altura (km)
Freq
üênc
ia re
lativ
a de
oco
rrên
cia
(%)
Figura 10: Distribuição da freqüência do topo dos ecos (40dBZ) para o mês de novembro de 2000 a 2004, gerados por dados do radar de Bauru.
Distribuição de VIL em tempestades (Novembro 2000 - 2004)
0%
5%
10%
15%
20%
25%
2 8 14 20 26 32 38 44 50 56 62 68 74 80 86 92 98 104
110
116
Intervalos de VIL (kg/m2)
Freq
üênc
ia re
lativ
a de
oco
rrên
cia
(%)
Figura 11: Distribuição da freqüência de ocorrência de VIL para o mês de novembro no período de 2000 a 2004, através de dados do radar de Bauru.
41
Distribuição de Densidade VIL em tempestades (Novembro 2000 - 2004)
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10
Intervalos de Densidade VIL (g/m3)
Freq
üênc
ia re
lativ
a de
oco
rrên
cia
(%)
Figura 12: Distribuição da freqüência de ocorrência do parâmetro Densidade VIL, para o mês de novembro, no período de 2000 a 2004, calculados para todas tempestades através de dados do radar de Bauru.
9.1.3 Climatologia para o mês de dezembro (2000 a 2004)
Resultados do mês de dezembro apresentaram topo dos ecos entre
06 e 10Km tiveram uma freqüência de ocorrência de 92,5%. Os topos dos ecos que
excederam a 10Km tiveram freqüência de 7,2%, conforme pode se observar na
Figura 13. A freqüência de ocorrência de VIL considerando os valores entre 4 e
26kg/m2, foi de 94,6%. A que excedeu 26kg/m2, foi de 5,2%, conforme visto na
Figura 14. Em relação ao parâmetro Densidade VIL observou-se que em 85% das
tempestades a magnitude ficou no intervalo de 1 a 2g/m3. As tempestades que
excederam a 2g/m3 apresentaram uma freqüência de 14,1%, que pode ser
constatada através da Figura 15. Para este mês a média do topo dos ecos foi 7,7Km,
de VIL 11,4kg/m2 e Densidade VIL 1,4g/m3.
42
Distribuição dos Topos dos Ecos - 40 dBZ (Dezembro 2000 - 2004)
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
45%
4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Intervalos de Altura (km)
Freq
üênc
ia re
lativ
a de
oco
rrên
cia
(%)
Figura 13: Distribuição da freqüência do topo dos ecos (40dBZ) para o mês de dezembro de 2000 a 2004, gerados por dados do radar de Bauru.
Distribuição de VIL em tempestades (Dezembro 2000 - 2004)
0%
5%
10%
15%
20%
25%
2 8 14 20 26 32 38 44 50 56 62 68 74 80 86 92 98 104
110
116
Intervalos de VIL (kg/m2)
Freq
üênc
ia re
lativ
a de
oco
rrên
cia
(%)
Figura 14: Distribuição da freqüência de ocorrência de VIL para o mês de dezembro no período de 2000 a 2004, através de dados do radar de Bauru.
43
Distribuição de Densidade VIL em tempestades (Dezembro 2000 - 2004)
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10
Intervalos de Densidade VIL (g/m3)
Freq
üênc
ia re
lativ
a de
oco
rrên
cia
(%)
Figura 15: Distribuição da freqüência de ocorrência do parâmetro Densidade VIL, para o mês de dezembro, no período de 2000 a 2004, calculado para todas as tempestades através de dados do radar de Bauru.
Este mês apresentou, no entanto, topo dos ecos relativamente
maiores do que os observados no mês de outubro e novembro, enquanto que
tempestades com valores de topo acima de 10Km, VIL excedendo a 26kg/m2 e
conseqüente Densidade VIL ultrapassando o valor de 2g/m3, tiveram maior
freqüência observada indicando que tempestades potencialmente severas tiveram
maior freqüência neste mês do que nos meses de outubro e novembro.
9.1.4 Climatologia para o mês de janeiro (2000 a 2004)
A Figura 16 mostra a distribuição de freqüência para o topo dos ecos,
observados durante os cinco anos, nos meses de janeiro.
44
Distribuição dos Topos dos Ecos - 40 dBZ (Janeiro 2000 - 2004)
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
45%
4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Intervalos de Altura (km)
Freq
üênc
ia re
lativ
a de
oco
rrên
cia
(%)
Figura 16: Distribuição da freqüência do topo dos ecos (40dBZ) para o mês de janeiro de 2000 a 2004, gerados por dados do radar de Bauru.
Distribuição de VIL em tempestades (Janeiro 2000 - 2004)
0%
5%
10%
15%
20%
25%
2 8 14 20 26 32 38 44 50 56 62 68 74 80 86 92 98 104
110
116
Intervalos de VIL (kg/m2)
Freq
üênc
ia re
lativ
a de
oco
rrên
cia
(%)
Figura 17: Distribuição da freqüência de ocorrência de VIL para o mês de janeiro no período de 2000 a 2004, através de dados do radar de Bauru.
45
Observa-se que a atividade convectiva deste mês é intensa, sendo
que 91,9% das tempestades atingem topo entre 06 e 10Km e mais de 7,5%
ultrapassam os 10Km. A média obtida é, respectivamente, 7,7Km, 11,3kg/m2 e
1,4g/m3, para o topo dos ecos, VIL e Densidade VIL.
Na distribuição de freqüência para os valores de VIL, Figura 17, se
observa que 94,3% das tempestades tem valores de VIL entre 04 e 26kg/m2 e 5,5%
dessas tempestades ocorrem com valores que excedem o limiar de 26kg/m2.
No gráfico da Figura 18 observa-se que 84,8% das tempestades
apresentam valores de Densidade VIL entre 1 e 2g/m3. Valores superiores a 2g/m3
têm a ocorrência de 14,4%.
Distribuição de Densidade VIL em tempestades (Janeiro 2000 - 2004)
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10
Intervalos de Densidade VIL (g/m3)
Freq
üênc
ia re
lativ
a de
oco
rrên
cia
(%)
Figura 18: Distribuição da freqüência de ocorrência do parâmetro Densidade VIL, para o mês de janeiro, no período de 2000 a 2004, calculado para todas as tempestades através de dados do radar de Bauru.
46
9.1.5 Climatologia para o mês de fevereiro (2000 a 2004)
O mês de fevereiro apresentou maior freqüência de tempestades
intensas. A ocorrência de topo de nuvens entre 6 e 10Km foi de 91,0%, sendo que
8,2% excederam os 10Km, conforme Figura 19. Em relação ao VIL, a freqüência de
ocorrência para os valores observados entre 4 e 26kg/m2 foi de 93,7%, conforme
visto na Figura 20. Em relação à Densidade VIL, 83,7% das tempestades ocorreram
com valores observados entre 1 e 2g/m3, sendo que em 15,3% dos casos esses
valores excederam a 2g/m3, conforme ilustrado na Figura 21.
A média do mês de fevereiro para o topo dos ecos ficou em 7,7Km,
VIL em 11,7kg/m2 e Densidade VIL em 1,42g/m3. Foi selecionado, para uma análise
mais detalhada, o mês de fevereiro de 2001 uma vez que durante este mês
tempestades, relativamente isoladas e quase-estacionárias, se desenvolveram em
células extremamente intensas, acumulando vastas quantidades de precipitação e
granizo, conforme informações da Defesa Civil para estes dias.
Distribuição dos Topos dos Ecos - 40 dBZ (Fevereiro 2000 - 2004)
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
45%
4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Intervalos de Altura (km)
Freq
üênc
ia re
lativ
a de
oco
rrên
cia
(%)
Figura 19: Distribuição da freqüência do topo dos ecos (40dBZ) para o mês de fevereiro de 2000 a 2004, gerados por dados do radar de Bauru.
47
Distribuição de VIL em tempestades (Fevereiro 2000 - 2004)
0%
5%
10%
15%
20%
25%
2 8 14 20 26 32 38 44 50 56 62 68 74 80 86 92 98 104
110
116
Intervalos de VIL (kg/m2)
Freq
üênc
ia re
lativ
a de
oco
rrên
cia
(%)
Figura 20: Distribuição da freqüência de ocorrência de VIL para o mês de fevereiro no período de 2000 a 2004, através de dados do radar de Bauru.
Distribuição de Densidade VIL em tempestades (Fevereiro 2000 - 2004)
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10
Intervalos de Densidade VIL (g/m3)
Freq
üênc
ia re
lativ
a de
oco
rrên
cia
(%)
Figura 21: Distribuição da freqüência de ocorrência do parâmetro Densidade VIL, para o mês de fevereiro, no período de 2000 a 2004, calculado para todas as tempestades através de dados do radar de Bauru.
48
9.1.6 Climatologia para o mês de março (2000 a 2004)
A distribuição de freqüência para o topo dos ecos durante o mês de
março apresentou 93,3% das tempestades com topo observado entre 6 a 10Km
sendo que 6,4% desses excederam os 10Km, como mostrado na Figura 22. Para os
valores de VIL entre 4 e 26kg/m2 obteve-se freqüência de 95,3% e o que ultrapassou
26kg/m2, a freqüência obtida foi de 4,5%, Figura 23.
Em relação aos valores de Densidade VIL o resultado obtido para a
distribuição de freqüência mostrou que 86,3% das tempestades possuem valores
entre 1 e 2g/m3 e que 12,8% possuem valores que ultrapassam 2g/m3, como
ilustrado pela Figura 24. A média das freqüências das tempestades para os
parâmetros topo dos ecos, VIL e Densidade VIL foi, respectivamente, 7,6Km,
10,9kg/m2 e 1,4g/m3. Para o mês de março foi constatada maior freqüência de
tempestades, no período, porém com topo de nuvens entre 6 e 10Km, valores de VIL
com maior ocorrência de 4 e 26kg/m2 e Densidade VIL de até 2g/m3.
Distribuição dos Topos dos Ecos - 40 dBZ (Março 2000 - 2004)
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
45%
4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Intervalos de Altura (km)
Freq
üênc
ia re
lativ
a de
oco
rrên
cia
(%)
Figura 22: Distribuição da freqüência do topo dos ecos (40dBZ) para o mês de março de 2000 a 2004, gerados por dados do radar de Bauru.
49
Distribuição de VIL em tempestades (Março 2000 - 2004)
0%
5%
10%
15%
20%
25%
2 8 14 20 26 32 38 44 50 56 62 68 74 80 86 92 98 104
110
116
Intervalos de VIL (kg/m2)
Freq
üênc
ia re
lativ
a de
oco
rrên
cia
(%)
Figura 23: Distribuição da freqüência de ocorrência de VIL para o mês de março no período de 2000 a 2004, através de dados do radar de Bauru.
Distribuição de Densidade VIL em tempestades (Março 2000 - 2004)
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10
Intervalos de Densidade VIL (g/m3)
Freq
üênc
ia re
lativ
a de
oco
rrên
cia
(%)
Figura 24: Distribuição da freqüência de ocorrência do parâmetro Densidade VIL, para o mês de março, no período de 2000 a 2004, calculado para todas as tempestades através de dados do radar de Bauru.
50
9.2 Resumo da Climatologia para os meses de outubro a dezembro e de janeiro a março (2000 a 2004)
Para uma melhor comparação entre os meses analisados, os
resultados para as distribuições de freqüência serão agrupados em dois trimestres, a
saber, de outubro a dezembro e o outro de janeiro a março, para os parâmetros: topo
dos ecos, VIL e Densidade VIL, mostrados nas Figuras 25, 26 e 27, respectivamente.
Ao analisar as figuras resultantes, é possível observar que a “cauda” do gráfico
representa a ocorrência de tormentas severas que podem causar danos à vida e a
propriedade.
Na distribuição do topo dos ecos, relativa aos meses de outubro a
dezembro, observa-se que em 87,9%, 91,2% e 82,1%, respectivamente, o topo dos
ecos é observado entre 6 e 10Km, conforme Figura 25. Uma distribuição similar é
observada para o outro trimestre reunindo os meses de janeiro a março, como pode
se observar na Figura 26, cujas freqüências relativas são 91,9%, 91% e 93,3%,
respectivamente, para topos no intervalo de 6 a 10Km.
Os valores médios obtidos para o topo dos ecos variaram para os
dois trimestres entre 7,6 e 7,8Km de altura, com valores médios para VIL entre 11 e
14kg/m2. O parâmetro Densidade VIL médio calculado para os dois trimestres ficou
entre 1,4 e 1,7g/m3.
Para os valores de VIL (kg/m2) essas freqüências são
respectivamente de, 87,8%, 82,1% e 94,6%, observadas no intervalo de 4 a 26kg/m2,
sendo que em torno de 5 a 11% desses valores são excedidos, durante o trimestre
que inclui os meses de outubro a dezembro, conforme Figura 27. Pode ser
destacado o valor da freqüência relativa para intervalos de VIL >50kg/m2. O mês de
outubro apresenta, desta forma, um valor de freqüência de ocorrência maior quando
comparado com outros meses, devido essencialmente a tempestades mais intensas
51
que ocorreram neste período. No estudo de casos apresentado, onde se propõe
estabelecer uma comparação entre os limiares obtidos a partir da climatologia e os
valores observados durante os eventos severos documentados, foi selecionado um
evento ocorrido em 04 de outubro de 2000, que associado a uma tempestade severa
produziu de granizo em superfície.
Os valores de VIL relativos às tempestades severas deste mês de
outubro resultaram no valor de freqüência relativa maior que os dos outros dois
meses observados no extremo do gráfico. Para o mês de outubro, a freqüência
relativa para os valores de VIL maiores que 50kg/m2 foi de 2,9%, sendo que para o
mês de novembro obteve-se 1,2% e para o mês de novembro 0,9%. Os valores
médios obtidos para o parâmetro VIL ficaram entre 11 e 14kg/m2.
52
Distribuição dos Topos dos Ecos - 40 dBZ(Outubro a Dezembro de 2000 - 2004)
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
45%
4--5
5--6
6--7
7--8
8--9
9--1
0
10--1
1
11--1
2
12--1
3
13--1
4
14--1
5
> 15
Intervalos de Altura (Km)
Freq
üênc
ia re
lativ
a (%
)
Outubro Novembro Dezembro
Figura 25: Distribuição da freqüência de ocorrência do topo dos ecos, para os meses de outubro a dezembro no período de 2000 a 2004, calculados para as tempestades usando dados do radar de Bauru.
Distribuição dos Topos dos Ecos - 40 dBZ(Janeiro a Março de 2000 - 2004)
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
45%
4--5
5--6
6--7
7--8
8--9
9--1
0
10--1
1
11--1
2
12--1
3
13--1
4
14--1
5
> 15
Intervalos de Altura (Km)
Freq
üênc
ia re
lativ
a (%
)
Janeiro Fevereiro Março
Figura 26: Distribuição da freqüência de ocorrência do topo dos ecos, para os meses de janeiro a março no período de 2000 a 2004, calculados para as tempestades usando dados do radar de Bauru.
53
Distribuição de VIL - 40 dBZ(Outubro a Dezembro de 2000 - 2004)
0%
5%
10%
15%
20%
25%2-
-44-
-66-
-88-
-10
10--1
212
--14
14--1
616
--18
18--2
020
--22
22--2
424
--26
26--2
828
--30
30--3
232
--34
34--3
636
--38
38--4
040
--42
42--4
444
--46
46--4
848
--50
> 50
Intervalos de VIL (kg/m2)
Freq
üênc
ia re
lativ
a (%
)
Outubro Novembro Dezembro
Figura 27: Distribuição da freqüência de ocorrência de VIL, para os meses de outubro a dezembro no período de 2000 a 2004, calculados para as tempestades usando dados do radar de Bauru.
Distribuição de VIL - 40 dBZ(Janeiro a Março de 2000 - 2004)
0%
5%
10%
15%
20%
25%
2--4
4--6
6--8
8--1
01 0
--12
12--1
41 4
--16
1 6--1
81 8
--20
2 0--2
222
--24
2 4--2
626
--28
2 8--3
03 0
--32
32--3
43 4
--36
36--3
83 8
--40
40--4
242
--44
4 4--4
646
--48
4 8--5
0>
50
Intervalos de VIL (kg/m2)
Freq
üênc
ia re
lativ
a (%
)
Janeiro fevereiro Março
Figura 28: Distribuição da freqüência de ocorrência de VIL, para os meses de janeiro a março no período de 2000 a 2004, calculados para as tempestades usando dados do radar de Bauru.
54
A Figura 28 mostra a distribuição de freqüência para os valores de
VIL durante os meses de janeiro a março do período estudado. É possível perceber
que a freqüência de ocorrência dos valores de VIL >50kg/m2 para os meses acima
mencionados não sofrem variações acentuadas e são inferiores quando comparadas
com as referentes ao mês de outubro. Isso significa que as tempestades de janeiro,
fevereiro e março, cujos valores de VIL que superaram 50kg/m2 resultaram em 1,1%,
1,3% e 0,8%, respectivamente, não foram tão intensas quanto às tempestades
ocorridas durante o mês de outubro, que apresenta um valor de freqüência
relativamente maior.
Em relação ao parâmetro Densidade VIL, os valores são
corroborados com valores de topo dos ecos e de VIL, uma vez que este parâmetro
“normaliza” o VIL usando o topo do eco. O parâmetro Densidade VIL médio
calculado para os dois trimestres ficou entre 1,4 e 1,7g/m3.
Considerando os valores representativos da cauda desta distribuição
de freqüência, tem-se a freqüência relativa para o parâmetro Densidade
VIL >6,5g/m3, dos meses de outubro, novembro e dezembro, respectivamente 1,1%,
0,5% e 0,4%, conforme Figura 29. Isso significa que grande parte das tempestades
mais intensas possui relativamente maior incidência no mês de outubro, período de
transição de estação. Na Figura 30 nota-se uma menor freqüência de tempestades
com valor de Densidade VIL >6,5g/m3, para os meses de janeiro a março.
55
Distribuição de Densidade VIL - 40 dBZ(Outubro a Dezembro de 2000 - 2004)
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
0,5 1
1,5 2
2,5 3
3,5 4
4,5 5
5,5 6
> 6,
5
Intervalos de Densidade VIL (g/m3)
Freq
üênc
ia re
lativ
a (%
)
Outubro Novembro Dezembro
Figura 29: Distribuição da freqüência de ocorrência de Densidade VIL, para os meses de outubro a dezembro no período de 2000 a 2004, calculados para as tempestades usando dados do radar de Bauru.
Distribuição de Densidade VIL - 40 dBZ(Janeiro a Março de 2000 - 2004)
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
0,5 1
1,5 2
2,5 3
3,5 4
4,5 5
5,5 6
> 6,
5
Intervalos de Densidade VIL (g/m3)
Freq
üênc
ia re
lativ
a (%
)
Janeiro Fevereiro Março
Figura 30: Distribuição da freqüência de ocorrência de Densidade VIL, para os meses de janeiro a março no período de 2000 a 2004, calculados para as tempestades usando dados do radar de Bauru.
56
A freqüência dos valores de Densidade VIL >6,5g/m3 é,
respectivamente, para os meses de janeiro, fevereiro e março de 0,4%, 0,5%, 0,4%.
Ainda pela análise da Figura 30 nota-se uma menor freqüência de tempestades com
valor de Densidade VIL superior a 6,5g/m3, isso porque estes meses representam o
ápice do verão onde o gradiente de temperatura provavelmente possui menor
variabilidade, e os eventos considerados severos podem produzir basicamente
chuvas torrenciais sem ocorrência de granizo, produzindo enchentes repentinas.
Os resultados obtidos para a climatologia caracterizam as magnitudes
médias associadas às tempestades potencialmente severas, definindo os valores de
ocorrência mais freqüentes relativos às alturas do topo dessas tempestades bem
como o valor de VIL associado. É proposta ainda a caracterização climatológica dos
eventos severos registrados através de levantamento dos danos em superfície. Tais
eventos foram selecionados através de uma base de informações compiladas no
IPMet a partir das informações sobre a ocorrência de eventos severos mantidas pela
Defesa Civil e de outras fontes que incluem os relatos de jornais da região central do
Estado de São Paulo.
9.3 Eventos Severos Registrados no Período de outubro a março (2000 a 2004)
O levantamento realizado das tempestades ocorridas no período de
estudo, bem como sua análise e o levantamento de número de chamadas atendidas
por órgãos como a Defesa Civil, Corpo de Bombeiros, por exemplo, é um dado
importante para se demonstrar o impacto que tais eventos têm para a sociedade.
A partir desses dados compilados para os eventos severos ocorridos
durante o período selecionado para a análise realizou-se uma seleção dos casos
57
mais significativos relativos ao período de outubro a março, concentrando-se na
região de Bauru.
Na Tabela 1, apresenta-se a lista dos eventos compilados utilizando
as informações fornecidas pela Defesa Civil e Jornal da Cidade (JCNet), levando em
conta o período referente aos meses chuvosos dos anos de 2000 a 2004. Pela
tabela tem-se a informação do ano, mês e dia das ocorrências dos eventos, incluindo
o tipo de fenômeno associado a cada evento e os tipos de danos produzidos em
superfície, identificados por códigos numéricos alocados a cada tipo e associados na
tabela. Foram observados durante o período de 2000 a 2004, quinze dias onde
houve registros, pela Defesa Civil, de ocorrência de eventos severos. Esses eventos
produziram em sua maioria, ventos intensos acompanhados de descargas elétricas.
Durante o período somente um evento produziu granizo e constatou-se que este
evento provou sérios danos na região de Bauru.
Considerando que a precipitação média anual em Bauru é de 1149mm, dos quais
80% ocorrem de outubro a março, sabe-se que mais da metade (49%) dessa
precipitação ocorre no período de dezembro a fevereiro (HELD e
NACHTIGALL, 2002). Em relação ao número mensal médio de chamadas atendidas
pelo Corpo de Bombeiros, devido às chuvas de verão, sabe-se que o mesmo está
diretamente relacionado à intensidade com que essas tempestades atingem o
município de Bauru. Assim sendo, a maioria dos pedidos por socorro acontece
dentro do período de janeiro a março (59% de todos os chamados), indicando que os
sistemas que produzem as enchentes repentinas são mais freqüentes durante o
esses meses do ano, que correspondem ao período de outubro a dezembro,
significando 20% de todos os chamados (GOMES e HELD, 2004).
58
Tabela 1: Eventos registrados referentes aos meses chuvosos no período de 2000 a 2004 em Bauru.
ANO MÊS DIA FENÔMENO OCORRÊNCIAS / DANOS FONTE janeiro - - - -
fevereiro - - - -
março 26 3, 4 23(2) Defesa Civil e JCnet
outubro 4 1, 2, 3 20, 25(9), 36, 40, 44 JCnet novembro - - - -
2000
dezembro 12 2, 3 25, 35 JCNet
6 3 25, 28, 30, 35, 36, 37, 46 JCNet janeiro 28 3, 4 20, 21, 26, 28, 33, 34, 39, 46, 48 JCNet
fevereiro 8 3 23(6), 25, 26, 27, 28, 30, 33, 34, 35, 37, 39, 40
Defesa Civil e JCNet
março - - - - outubro - - - -
novembro - - - -
2001
dezembro 11 2, 3 25, 28, 30, 34, 35 JCNet
janeiro - - - - fevereiro - - - - março - - - -
outubro - - - - novembro - - - -
2002
dezembro 16 3, 7 30, 35, 39, 48 JCNet
janeiro 24 3, 7 20,21,26,28,32,35,39,45 JCNet fevereiro 17 2, 3, 4, 7 21, 22(1), 26, 28, 30, 33, 35, 39, 45, 46 JCNet março - - - -
outubro 9 2, 3, 4, 7 20, 25, 33, 36, 37, 51 JCNet novembro - - - -
2003
dezembro - - - -
janeiro 25 3 28, 30 JCNet
fevereiro 6 3 26, 28, 30, 32, 33 Defesa Civil
março - - - -
10 2, 3, 4 22(2), 25, 37, 40, 51 Defesa Civil outubro
17 2, 3 25, 37 JCNet novembro - - - -
2004
dezembro - - - -
Fonte: IPMet – Base de dados relativos a eventos severos (2007).
59
Análises detalhadas de três eventos severos ocorridos durante o
período selecionado considerando os meses de janeiro a março, atingindo a região
de Bauru estão apresentadas e discutidas no próximo item. É demonstrada também
a aplicação do parâmetro Densidade VIL determinado a partir da climatologia obtida
para o período estudado.
10 ANÁLISE DOS EVENTOS SEVEROS SELECIONADOS
Todos os horários das imagens do radar seguem o horário Universal
Time (UT) que no Horário Local (HL) equivale a UT – 3 horas.
10.1 Evento dia 26 de março de 2000
O evento de 26 de março de 2000 produziu chuvas intensas sobre a
região de Bauru, de acordo com dados obtidos pela Defesa Civil (Tabela 1). O
evento foi acompanhado por descargas elétricas e teve um tempo de duração de
aproximadamente uma hora, resultando em duas vítimas fatais.
A Figura 31 mostra os campos de refletividade e velocidades radiais
associados a este evento no horário das 21:37 UT. Da análise da imagem do radar é
importante destacar a extensa área de precipitação estratiforme precedendo as
regiões contendo as células convectivas à frente dessa linha de precipitação.
60
Figura 31: Campo de refletividade do radar de Bauru para o evento de 26 de março de 2000, às 21:37 UT (esquerda) e de velocidade radial (direita). A letra R indica a localização do radar de Bauru. As setas em vermelho indicam vento radial em direção ao radar e as setas em azul indicam vento radial em sentido para fora do radar, identificando a região de convergência.
O campo de velocidades radiais, relativo ao campo de refletividades,
mostra uma grande área de convergência, visto através de regiões onde as
velocidades radiais mostram movimentos que se opõem, indicadas pelas setas azuis
e vermelhas. Este evento caracterizou-se por chuvas fortes e ventos intensos. A
evolução temporal da célula que produziu essas chuvas sobre a região de Bauru
neste dia é mostrada através de uma seqüência para os campos de refletividade,
ilustrado pela Figura 32. Os primeiros ecos relativos a esta célula foram observados
às 21:07 UT sendo que às 21:37 UT a tempestade já exibia refletividades excedendo
a 60dBZ, resultando em valores calculados de VIL de 20,4kg/m2, decaindo nos
próximos 30 minutos, conforme pode ser visto na Figura 32, considerando o horário
das 22:07 UT.
É importante ressaltar que este evento, não foi tão severo em relação
aos próximos que serão analisados, entretanto o mesmo resultou em duas mortes
(JCNet; Tabela 1) que não estiveram diretamente relacionados à tempestade, mas
sim a atividade elétrica produzida pela mesma.
61
Figura 32: Campo de refletividade do radar de Bauru para o evento de 26 de março de 2000, que mostra a evolução temporal da célula convectiva que atingiu Bauru desde a sua formação às 21:07 UT até sua fase de decaimento às 22:07 UT.
10.2 Evento de 04 de outubro de 2000
O evento de 04 de outubro de 2000 foi mais intenso em relação ao
anterior, pois resultou em muitos estragos e transtornos para a região de Bauru. As
células convectivas deste dia causaram maiores prejuízos principalmente por virem
acompanhadas de fortes ventos e pela queda de granizo, provocando queda de
árvores, desabrigados, destelhamentos, queda de postes e acidente com veículo
(Tabela 1).
A imagem do radar de Bauru para este dia, apresentada na
Figura 33, mostra o inicio da atividade convectiva na região centro-oeste do Estado
de São Paulo onde se nota a presença de células isoladas pela área, observadas no
horário das 16:45 UT. Tempestades similares foram observadas através de toda a
região central do Estado de São Paulo para esse dia.
62
Figura 33: Imagem dos dados gerados pelo TITAN correspondente ao dia 04 de outubro de 2000, às 16:45 UT para o alcance dos 240Km do radar de Bauru.
O primeiro eco associado à tempestade que provocou granizo e os
ventos fortes que assolaram a região de Bauru foi detectado pelo radar de Bauru às
16:22 UT, localizado a 30Km Noroeste do radar. A Figura 34 mostra o deslocamento
desta tempestade (polígonos em verde) sobre a região, obtido com o software
TITAN, a partir das 16:37 UT, quando a célula com refletividade maior que 40dBZ foi
identificada pela primeira vez.
63
Figura 34: Imagem do radar de Bauru obtido com o TITAN para o dia 04 de outubro de 2000, às 16:37 UT, mostrando a previsão do deslocamento da célula contendo granizo. Os anéis são mostrados a cada 5Km a partir do radar.
Os valores máximos de refletividade (aproximadamente 71dBZ) foram
observados entre os horários de 17:07 e 17:15 UT (entre 14:07 e 14:15 HL). O
máximo VIL foi de 148,4kg/m2 ocorrido às 17:07 UT com o topo dos ecos de 40dBZ
em 9,9Km, resultando num valor de 15,0g/m3 para o parâmetro Densidade VIL, que
caracteriza um evento de extrema severidade. A Figura 35 mostra a tempestade
apresentando dois núcleos de máxima refletividade às 16:45 UT (esquerda) cuja
fusão é observada já na próxima varredura do radar.
64
Sua estrutura vertical mostra a acumulação das gotas presentes na
célula ainda em estágio de crescimento (direita), representada pelas altas
refletividades presente nos altos níveis entre 06 e 08Km. Os valores de VIL
calculados foram de 60,2 e 88,1kg/m2, respectivamente, resultando em valores de
6,6 e 8,3g/m3 para o parâmetro Densidade VIL, para o horário das 16:45 UT (às
13:45 HL).
Figura 35: Imagem do radar de Bauru mostrando o campo de refletividade para o evento do dia 04 de outubro de 2000 às 16:45 UT e a linha de base (esquerda) usada para o corte vertical (direita). Anéis são mostrados a cada 5Km a partir do radar.
A evolução temporal da máxima refletividade observada para a célula que
ocasionou granizo e ventos intensos é mostrada na Figura 36, onde se destaca o
colapso do núcleo registrado às 16:45 UT, representado pela queda repentina da
área definida pelo limar de 66dBZ, que é observado próximo à superfície, entre o
horário das 16:53 e 17:02 UT. As observações de temperatura registradas na
estação meteorológica do IPMet mostraram uma brusca queda na temperatura, em
torno de 10ºC, próximo ao horário das 14:30 HL, confirmando as observações do
radar de fortes chuvas acompanhadas de granizo para este evento.
65
Figura 36: Evolução temporal da estrutura vertical para a refletividade máxima observada pelo radar de Bauru durante o evento do dia 04 de outubro de 2000 no período das 16:45 às 17:02 UT .
Análise semelhante é feita considerando a evolução temporal dos
valores de VIL e topo dos ecos, vistos na Figura 37. As magnitudes dos valores de
VIL variam entre 60,2kg/m2, observada às 16:45 UT, atingindo valores de
148,4kg/m2, próximo ao horário que antecedeu o granizo. A partir daí observa-se
uma diminuição brusca nos valores de VIL, seguido pela diminuição nos valores
observados para o topo, conforme pode ser visto na Figura 38. Os valores obtidos
para o parâmetro Densidade VIL, Figura 39, entre 8,3 e 15,5g/m3, caracterizam um
evento de natureza extremamente severa, confirmado pelos danos observados em
superfície.
66
Evolução temporal da estrutura vertical para o topo dos ecos (Evento do dia 4 de outubro de 2000 - 16:45 às 17:37 UT)
0
2
4
6
8
10
12
16:37 16:45 16:52 17:00 17:07 17:07 17:15 17:22
Horário (UT)
Km
Figura 37: Evolução temporal da estrutura vertical para VIL observada pelo radar de Bauru durante o evento do dia 04 de outubro de 2000 no período das 16:45 às 17:37 UT.
Evolução temporal da estrutura vertical para VIL(Evento do dia 4 de outubro de 2000 - 16:45 às 17:37 UT)
0
20
40
60
80
100
120
140
160
16:37 16:45 16:52 17:00 17:07 17:07 17:15 17:22
Horário (UT)
kg/m
2
Figura 38: Evolução temporal da estrutura vertical para topo dos ecos observada pelo radar de Bauru durante o evento do dia 04 de outubro de 2000 no período das 16:45 às 17:37 UT.
67
Evolução Temporal do Parâmetro Densidade VIL(Evento do dia 4 de outubro de 2000 - 16:45 às 17:37 UT)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
16:37 16:45 16:52 17:00 17:07 17:07 17:15 17:22
Horário (UT)
g/m
3
Figura 39: Evolução temporal da estrutura vertical para Densidade VIL observada pelo radar de Bauru durante o evento do dia 04 de outubro de 2000 no período das 16:45 às 17:37 UT.
10.3 Evento de 08 de fevereiro de 2001
Este dia foi caracterizado como um evento severo dentro da série
analisada neste relatório e já foi estudado em detalhes por Held e Nachtigall (2002).
No presente relatório o mesmo evento será re-analisado em face da disponibilidade
de novas ferramentas pelo TITAN.
O dia 08 de fevereiro foi caracterizado por tempestades que atingiram
a região central do Estado de São Paulo e mantiveram-se semi-estacionárias sobre a
área. Considerando que o município de Bauru tem a maior parte da sua área
pavimentada observa-se que o sistema de drenagem urbana não é suficiente para
conter as chuvas intensas no período de verão.
Além disso, durante a segunda metade da estação chuvosa, as
bacias hidrográficas já estão geralmente saturadas podendo facilmente levar a
enchentes e inundações repentinas nos pequenos rios que atravessam a cidade,
68
podendo ter como agente uma pequena tempestade isolada produzindo uma chuva
intensa causando inundação, que por sua vez traz grandes prejuízos para o
município (HELD e NACHTIGALL, 2002; Tabela 1).
As estatísticas referentes a este evento seguem o mesmo padrão
obtido para as séries dos meses de fevereiro, sendo que o máximo observado para o
topo dos ecos foi de 16Km, o VIL de 120kg/m2 e a Densidade VIL de 8g/m3,
conforme ilustrado pelas Figuras 40 e 41, que mostram as distribuições espaciais
dos parâmetros topo e VIL, superpostos ao campo de refletividade, às 21:37 UT,
representativo do período em que a tempestade atingiu seus valores máximos
observados pelas células convectivas intensas sobre a região de Bauru.
69
Figura 40: Campo de refletividade do radar, raio de alcance de 240Km, para o evento do dia 08 de fevereiro de 2001, às 21:37 UT. A imagem mostra valores de topo para limiar de refletividade 40dBZ. Identificado pelo TITAN uma linha de precipitação intensa que causou grandes prejuízos na cidade de Bauru. A letra R indica o radar de Bauru. As refletividades ao longo do azimute 255° - 260°, observados nas figuras 40, 41 e 42, são causadas pelos raios do sol poente.
Sobre a região de Bauru, especificamente, uma grande quantidade
de precipitação continuou a ser acumulada acima da base da nuvem até por volta
das 22:01 UT. O colapso do núcleo que resultou na chuva extremamente intensa
começou a cair em torno das 22:16 UT, à montante da área de captação da bacia,
com taxas de precipitação de até 200mm.h-1 durante pelo menos 15 minutos,
provocando inundações nos rios tributários, bem como nos principais rios, o que
resultou na perda de cinco vidas por afogamento e três vidas devido a deslizamentos
70
e colapso das estruturas, com danos materiais estimados em cerca de 1,5 milhões
de dólares.
Figura 41: Campo de refletividade do radar, raio de alcance de 240Km, para o evento de 08 de fevereiro de 2001, às 21:37 UT. A imagem mostra os valores de VIL sobrepostos ao campo de refletividade do radar em dBZ. Altos valores de VIL comprovam juntamente com altos valores de topo dos ecos a severidade da tempestade.
A chuva cessou nas áreas já inundadas entre 23:16 UT e 23:31 UT.
No entanto, outras áreas do município de Bauru ainda receberam chuva moderada
até bem depois das 24:00 UT, Figura 42, enquanto a tempestade complexa se
deslocava lentamente para sudeste (HELD e NACHTIGALL, 2003).
71
21:07 UT 21:22 UT
21:37 UT
21:52 UT
72
22:07 UT 22:22 UT
22:37 UT
22:52 UT
Figura 42: Evolução da tempestade no dia 8 de fevereiro de 2001, com os respectivos horários.
11 CONCLUSÕES e RECOMENDAÇÕES
A recuperação dos volumes de dados do radar Doppler de Bauru no
formato original, ou seja, no formato SIGMET e a conversão dos mesmos, para o
formato MDV do TITAN, formaram a base de informações para o presente estudo
que considera um período de cinco anos para a análise.
73
Os valores obtidos para o parâmetro Densidade VIL, para os meses
de outubro a março no período de 2000 a 2004, mostraram ser um indicador
potencial de severidade numa tempestade, independente de massas de ar atuantes,
como é o caso na utilização somente do parâmetro VIL.
Utilizando um limiar de refletividade maior que 40dBZ para selecionar
tempestades com potencial para severidade, foram obtidas as distribuições de
freqüência das alturas do topo dos ecos e VIL e do parâmetro Densidade VIL, além
dos valores médios das magnitudes com que esses eventos aconteceram.
A identificação dos eventos severos dentro do período analisado,
propiciou uma comparação entre os valores estatísticos obtidos e os observados
durante o período comparando-os com os de tempestades que comprovadamente
causaram danos em superfície.
As tempestades que ocorrem durante o período de outubro a março
são responsáveis pela produção dos eventos de enchente repentina, seguidos por
eventos de ventos intensos e com menor incidência os eventos que produzem
granizo. Considerando o período de dezembro a fevereiro, verifica-se para a região
de Bauru que nesse período mais da metade do número mensal médio de chamadas
atendidas pelo corpo de bombeiros é devido a inundações.
A utilização desses limiares, a serem testados posteriormente com
amostras independentes, contribuem para o desenvolvimento de técnicas de
“nowcasting” auxiliando na emissão de alerta para eventos potencialmente severos,
que possam vir a ocorrer na área de vigilância dos radares operados pelo IPMet.
Ao se obter as estimativas médias associadas a eventos severos que
ocorrem na área de alcance do radar de Bauru, o presente estudo vem
complementar os anteriores ao estender sua análise para todos os meses chuvosos
74
da região central do Estado de São Paulo, que é de outubro a março. Como uma
classificação para o nível de severidade de uma tempestade, é proposto que o
parâmetro Densidade VIL <2,0g/m3 seja associado a tempestades não-severas. Para
valores de Densidade VIL, entre 2,0 a 4,0g/m3, o mesmo seja associado a
tempestades severas com potencial para produzir ventos intensos e / ou granizo,
enquanto que para um valor de Densidade VIL >4,0g/m3 a tempestades
extremamente severas, podendo provocar danos a vida e a propriedade em grandes
proporções.
12 TRABALHOS FUTUROS
• Utilizar os limiares definidos pelos resultados obtidos aqui para vários verões,
considerando períodos independentes, para proceder à validação;
• Dar continuidade ao trabalho, obtendo estatística semelhante para o período
de inverno;
• Implementar os índices, uma vez validados, para utilização em ambiente
operacional;
• Proceder a análise para se determinar a destreza desses índices no alerta de
tempo severo.
13 AGRADECIMENTOS
À Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo, pela
concessão de bolsa de Iniciação Científica, que propiciou o desenvolvimento deste
projeto. Ao técnico Hermes A. G. França pela assistência na recuperação dos dados
e na geração de produtos do radar de Bauru, a Geórgia J. Pellegrina pelo
levantamento dos dados sobre eventos severos, a analista Jaqueline M. Kokitsu pela
75
instalação dos programas que compõem o sistema TITAN nos computadores do
Departamento de Geografia, da UNESP em Ourinhos.
14 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
AMBURN, S. A. e WOLF, P. L. VIL Density as a Hail Indicator, Weather and Forecasting, v. 12, p. 473 - 478, 1997. BATTAN, L. J. Radar Observation of the Atmosphere. University of Chicago Press, Chicago, 324 p., 1973. BAUMGARDT, D. A. e KING, K. W. Verification of the WSR-88D build 9.0 hail algorithms over the upper Midwest. NOAA’s National Weather Service Weather Forecast Office, La Crosse, Wisconsin. Disponível em: <www.crl.noaa.gov/arx/hailstudy.php>. Acesso em: 25 de julho de 2007. CHAGNON, S. A. e SEMONI, R. G. Acidentalmente o homem muda o clima da Terra. Folha de São Paulo, Seção Atualidade Científica, 19/01/1975. CONTI, J. B. A ocorrência de granizo no Estado de São Paulo. Inter-Facies Escritos e Documentos, Nº. 51, São José do Rio Preto, UNESP, p. 1 – 26, 1981. CPTEC. Climanálise: Boletim de Monitoramento e Análise Climática. Disponível em: <www6.cptec.inpe.br/revclima/boletim>. Acesso em: 20 de janeiro de 2008. DELOBBE, L. e HOLLEMAN, I. Uncertainties in radar echo top heights used for hail detection. Meteorol. Appl., v. 13, p. 361–374, 2006. DIXON, M. e WIENER, G. TITAN: Thunderstorm Identification, Tracking, Analysis and Nowcasting - A radar-based methodology. J. Atmos. Ocean. Technol., N°. 10, p. 785-797, 1993. DIXON, M. TITAN Training Mendoza Province. WMI Technology Transfer and Research, 2001 (Disponível na biblioteca do IPMet – em inglês).
EDWARDS, R. e THOMPSON, R. L. Nationwide Comparisons of Hail Size with WSR-88D Vertically Integrated Liquid Water and Derived Thermodynamic Sounding Data. Disponível em: <www.spc.noaa.gov/publications/edwards/elvil.htm>. Acesso em: 15 de dezembro de 2007. GOMES, A. M. e HELD, G. Determinação do Parâmetro Densidade VIL para Alerta de Tempestades. Anais XIII Congresso Brasileiro de Meteorologia, (CD ROM), SBMET, Fortaleza, 12 p., 2004. GOMES, A. M. Utilização do parâmetro Densidade VIL no alerta de tempestades severas na área central do Estado de São Paulo. Anais XII Congresso Brasileiro de Meteorologia (CD ROM), Foz do Iguaçu, SBMET, p. 3149 – 3154, 2002.
76
HELD, G. e NACHTIGALL, L. F. Flood-producing storms in Bauru during February 2001. Anais XII Congresso Brasileiro de Meteorologia (CD ROM), Foz do Iguaçu, SBMET, p. 3155 – 3164, 2002. HELD, G.; GOMES, A. M.; NACCARATO, K. P.; PINTO, Jr. O. e NASCIMENTO, E. The Structure of Three Tornado-Generating Storms Based on Doppler Radar and Lightning Observations in the State of São Paulo, Brazil. Proceedings, 8th International Conference on Southern Hemisphere Meteorology and Oceanography, Foz do Iguaçu, p. 1787-1797, 2006. IPMet. Aplicação de Filtro em imagens de radar Meteorológico. Disponível em: <www.ipmet.unesp.br/index2.php?menu_esq1=4&abre=ipmet_html/saibamais/radar.htm>. Acesso em: 29 de junho de 2007. KOKITSU, J. M. Transferência de Tecnologias para Aplicação direta ao Monitoramento e Nowcasting Usando os Radares Meteorológicos Doppler do IPMet-UNESP. Relatório Técnico (Bolsa de Participação em Curso ou Estagio Técnico no Exterior), FAPESP Processo Nº. 05/54944-3, 55 p., 2005. LÓPEZ, R. O. The lognormal distribution in cumulus cloud populations. Monthly Weather Review, v. 105, p. 865 – 872, American Meteorological Society, 1977.
NOAA. VIL Density as a hail indicator. Science and Technology. NOAA's National Weather Service Weather Forecast Office, Louisville, K.Y. Disponível em <www.crh.noaa.gov/lmk/soo/docu/vil_density.php>, Acesso em 25 de julho de 2007. PAXTON, C. H. e SHEPHERD, J. M. Radar diagnostic parameters as indicators of severe weather in central Florida. NOAA Tech. Memo. NWS SR – 149, 12 p., 1993. PLANK, V. G. The Size Distribution of Cumulus Clouds in Representative Florida Populations. J. Appl. Meteor., American Meteorological Society, v. 8, p. 46 – 67, 1969. POTTS, R. J.; KEENAN, T. D. e MAY, P. T. Radar Characteristics of Storms in the Sydney Area. Monthly Weather Review, American Meteorological Society, v. 128, p. 3308 – 3319, 2000. RINEHART, R. E. Radar for Meteorologists. Rinehart Publications, Columbia, MO, EUA, 4ª Edition, 482 p, 2004. WMO. A Definition of Severe Weather. Workshop on Severe and Extreme Events Forecasting. Toulouse, 2004. Disponível em: <http://www.wmo.ch/web//DPS/Meetings/Wshop-SEEF_Toulouse2004>.Acesso em: 5 de junho de 2007. (Em 2008 disponível em: <http://www.wmo.ch/pages/prog/www/DSP/Meetings/ICT-DPFS_Geneva2004/Doc3-1(1).doc>).
77
ANEXO 1
78
TEMPESTADES SEVERAS DE INVERNO E PRIMAVERA DE 2006 EM OURINHOS – SP
Douglas Cristino Leal1, Jonas Teixeira Nery2
(1) Aluno do curso de Geografia da UNESP, campus de Ourinhos, Grupo Clima, [email protected] (2) Professor e orientador, UNESP, campus de Ourinhos, Grupo Clima, [email protected] Resumo: O objetivo deste trabalho foi analisar freqüências de tormentas que ocorreram no município de Ourinhos, Estado de São Paulo. Para tanto se analisaram três eventos de tempestades severas, que ocorreram no segundo semestre de 2006, na estação de inverno e primavera. Foram realizadas análises de cartas sinóticas, imagens de satélite e imagens dos radares Doppler, de Bauru e Presidente Prudente, no período correspondente aos eventos. As tempestades ocorreram nos dias 26 de agosto, 23 de setembro e 6 de novembro de 2006. Os horários em que as intensidades máximas atingiram o município de Ourinhos foram, respectivamente, às 18h50min, 14h31min e 16h20min. Os eventos mencionados estão associados aos sistemas de atividades convectivas, causados por passagens de frentes frias, no Estado de São Paulo, que acarretaram estragos e prejuízos no município de Ourinhos. Palavras-chaves: Tempestades severas, radar Doppler, análise sinótica.
1 INTRODUÇÃO
No segundo semestre de 2006 houve uma freqüência considerável de
tempestades no município de Ourinhos (SP) e região. As intensidades e a natureza
das precipitações pluviais, no Estado de São Paulo, acopladas com condições
específicas observadas em superfície, levam a ocorrência de eventos
meteorológicos que podem ameaçar a vida animal e a propriedade.
O presente trabalho tem o objetivo de apresentar a análise de três
tempestades severas que ocorreram no município de Ourinhos, localizado no Sul do
Estado de São Paulo (Figura 1), na estação de inverno e primavera de 2006, bem
como os prejuízos e estragos provocados. A primeira tormenta ocorreu no dia 26 de
agosto, a segunda no dia 23 de setembro e a terceira no dia 06 de novembro de
2006.
Como os radares Doppler, do Instituto de Pesquisas Meteorológicas (IPMet)
de Bauru, localizados na área central e oeste do Estado de São Paulo,
disponibilizam, rotineiramente e de forma automática, os produtos gerados, foi
possível proceder à análise que caracterizassem, não só a ocorrência desses
eventos, mas também a magnitude dos mesmos, que foram observados.
79
Figura 1: Localização geográfica de Ourinhos no Estado de São Paulo, regional administrativa de Marília, região de governo de Ourinhos e representação do acesso ao município de Ourinhos. Fonte: Prefeitura municipal de Ourinhos. 2 METODOLOGIA
Para uma melhor compreensão dos acontecimentos atuais, quanto aos
fenômenos meteorológicos, levou-se em consideração a função do radar: um
equipamento que obteve um grande destaque nos últimos anos, principalmente pelo
avanço da tecnologia, bem como seus produtos gerados. Com o radar, uma possível
localização de perturbações meteorológicas de pequena escala podem ser
detectados, através de quantidade de água líquida integrada verticalmente -
Vertically Integrated Liquid (VIL).
O radar, baseado no princípio de que ondas eletromagnéticas podem se
propagar, através da atmosfera, é uma ferramenta importante no monitoramento e
na previsão de tempestades, em sua área de alcance. Os radares a ser utilizado,
neste trabalho, estão instalados no município de Bauru e Presidente Prudente, no
Estado de São Paulo, sendo operado e mantido pelo IPMet, da UNESP de Bauru.
80
Este radar é um sistema com capacidade Doppler, permitindo não só a
determinação das intensidades de precipitação pluvial, mas também indicando a
velocidade dos movimentos das partículas de precipitação ao longo das radiais, isto
é, se as partículas estão se movendo em direção ao radar ou se afastando do
mesmo, significando movimentos para fora do radar. Desta forma o processamento
Doppler (ou processamento coerente) tem desempenhado um importante papel na
Meteorologia (GOMES, 1993, p.3).
O software IRIS (Interactive Radar Information System), que gerencia a
coleta, geração e armazenamento dos dados coletados pelo radar Doppler, de
Bauru, permite a obtenção de uma grande variedade de produtos derivados da
refletividade e velocidades radiais. O produto Alerta (Warning) é uma ferramenta
auxiliar na identificação de áreas de possível ocorrência de tempo severo. Por tempo
severo, entende-se uma variedade de fenômenos meteorológicos. Estes fenômenos
provocam danos em superfície, resultantes de ventos fortes, chuvas intensas,
enchentes súbitas, granizos e descargas elétricas (raios), associados à atividade
convectiva1.
Este produto Alerta sintetiza outros três produtos indicadores de atividade
convectiva intensa: VIL, Topo de Ecos (Echo Top) e Limiar de Refletividade (valor
escolhido associado a uma taxa de precipitação, por exemplo, 1mm.h-1).
Portanto o produto VIL é utilizado nas operações de emissão de alerta de
tempo severo para estimar a severidade de uma tempestade e, em particular, se
existe potencial para presença de granizo. Já o produto Topo dos Ecos é uma
imagem da altura da máxima ocorrência de um limiar de refletividade, em dBZ
(índice de refletividade), selecionado e amostrado em quilômetros.
A unidade de refletividade é milímetro à sexta potencia por metro cúbico
( / ). Valores típicos de tempestades variam de - . É
conveniente expressar os números e, portanto, a refletividade em decibéis, que é
dez vezes o algoritmo na base 10. Desta forma, uma refletividade de se
torna 50 dBZ (GOMES 1993, p.10).
6mm 3m 210 366 .10 −mmm
365 .10 −mmm
Os dados de radar de refletividade e vento radial foram do Constant Altitude
Plan Position Indicator (CAPPI) de altura 3,5Km, com alcance de 240Km, Plan
Position Indicator (PPI) 0,3º de elevação, somente refletividades, com raio de
1WORLD METEOROLOGICAL ORGANIZATION, 2004.
81
alcance de 450Km. Foram utilizados também produtos como chuva acumulada,
dada em milímetros, de 24 horas e 1 hora, tanto do radar de Bauru, quanto do radar
de Presidente Prudente.
Também foi de extrema importância a análise das cartas sinóticas, através
das isóbaras e das imagens de satélites que evidenciam a entrada das frentes frias,
no Estado de São Paulo, que influenciaram esses fenômenos analisados.
As observações dos dados dos sistemas de radar Doppler, de Bauru e
Presidente Prudente, bem como das cartas sinóticas e as imagens de satélites, para
a análise apresentada, se restringiram ao período que compreendem a permanência
das tempestades ocorridas. Foi utilizada também uma tabela de transformação de
dBZ para mm/h.
Tabela I - dBZ para transformação em mm/h
dBZ mm/h
60 205.0055 100.0050 49.0045 24.0040 12.0035 5.8030 2.8025 1.3520 0.62515 0.32010 0.156 5 0.078 0 0.038
Fonte: Instituto de Pesquisas Meteorológicas.
3 RESULTADOS E DISCUSSÕES 3.1 SITUAÇÃO METEOROLÓGICA DE 26 DE AGOSTO DE 2006 3.1.1 Análise de imagens de satélite
No sábado (dia 26/08/2006) a presença de um centro de baixa pressão sobre
o Sul do país, provocou chuva em toda a região e também atingiu o Estado do Mato
Grosso do Sul, Sul e Oeste do Estado de São Paulo. A chuva foi intensa, em
algumas localidades, acompanhada de trovoadas e de rajadas de vento.
Pode-se observar nas imagens de satélite do Instituto Nacional de Pesquisas
Espaciais (INPE) - Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos (CPTEC),
nos horários que abrangem das 16:00 às 20:30UTC (Figura 2), que é possível notar
o avanço da frente fria caracterizada, conforme suas próprias particularidades, em
82
uma banda de nuvens estratiformes e cumuliformes, com nuvens cirriformes nos
topos bem definidas, com uma curvatura ciclônica de Oeste para Leste
(FIGUEIREDO, 2005), passando sobre o município de Ourinhos, contribuindo,
significativamente, para a tempestade severa ocorrida.
Figura 2: Imagem de satélite (INPE/CPTEC, G – 12, CH4) retratando a evolução da frente fria que atuava no dia 26 de agosto de 2006. Os números de cada quadro representam respectivamente: 1 – 16:00 UTC, 2 – 16:30 UTC, 3 – 17:30 UTC, 4 - 8:00 UTC, 5 – 19:30 UTC e 6 - 20:30 UTC. Fonte: Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos.
3.1.2 Análise dos produtos gerados pelos radares Doppler
Através de dados do radar do IPMet UNESP/Bauru, a tempestade severa
chegou a 50 dBZ (decibéis: dado pelo índice de refletividade do radar), equivalente a
49 – 100mm/h, considerada forte. Com base no radar de Presidente Prudente,
controlado pelo IPMet, sua maior intensidade ocorreu por volta das 18h50min
(Figura 3) e perdurou por, aproximadamente, 25 minutos.
Às 15h53min a intensidade de chuva detectada pelo radar Doppler, de
Presidente Prudente estava concentrada no Estado de São Paulo, nas proximidades
do município de Dracena. Às 17h46min, a máxima intensidade de chuva encontrava-
83
se em Rancharia e às 18h16min, em Assis para, posteriormente, avançar e passar
sobre Ourinhos.
A média de chuva acumulada em Ourinhos foi de, aproximadamente, 5 a
8mm, duas horas após a tempestade ocorrida. Os ventos registrados da estação
automática da UNESP, Campus de Ourinhos, foram de, aproximadamente, 80Km/h.
Na Figura 2 pode-se observar a evolução de um sistema frontal ativo, sobre a
região de ocorrência desse evento analisado. Essa tormenta possivelmente ocorreu
devido a essa frente associada à presença de ar quente e úmido na região, que teve
uma ascensão brusca. Essa forçante frontal acabou, desta forma, gerando nuvens
cumulunimbus, que são geradoras de intensas chuvas em curto espaço de tempo,
podendo, inclusive, provocar precipitação de granizo e ventos intensos.
Figura 3: Imagem de radar de Presidente Prudente, do IPMet – Bauru-SP, com raio de alcance de 450 Km, (PPI, 0,3º elevação), para a tempestade severa que ocorreu no dia 26 de agosto de 2006 às 18h45min atingindo Ourinhos-SP e região, com maior intensidade às 18h50min. O índice de refletividade chegou a 50 dBZ. O sinal de + indica os radares de Bauru (centro do Estado de São Paulo) e de Presidente Prudente (oeste do Estado de São Paulo). Fonte: Instituto de Pesquisas Meteorológicas.
84
3.2 SITUAÇÃO METEOROLÓGICA DE 23 DE SETEMBRO DE 2006 3.2.1 Análise sinótica e das imagens de satélite
Conforme a previsão do tempo, do INPE/CPTEC, neste dia ocorreu o
deslocamento de uma área de baixa pressão que deixou o céu nublado com
pancadas de chuva. Já pela manhã no Oeste de Santa Catarina, do Paraná e no
Norte do Rio Grande do Sul, também se evidenciou essa instabilidade. Uma massa
de ar frontal causou pancadas de chuva nas demais áreas do Rio Grande do Sul, de
Santa Catarina e do Paraná, o decorrer do dia. Em Mato Grosso do Sul, São Paulo,
Rio de Janeiro e Sul de Minas Gerais o deslocamento destes dois sistemas causou
pancadas de chuva, principalmente à tarde.
Este evento que ocorreu dia 23 de setembro, aproximadamente, um mês
após a primeira tormenta do segundo semestre de 2006, teve sua maior intensidade
por volta das 14h30min. Conforme a previsão do tempo, ocorreram temporais entre
o Norte do Rio Grande do Sul, Centro – Oeste de Santa Catarina e do Paraná, em
Mato Grosso do Sul e Centro - Oeste de SP, onde se localiza o município de
Ourinhos, com temperaturas máximas em elevação no período vespertino.
Com base nos dados da rede sinótica de superfície da América do Sul,
INPE/CPTEC no horário da 00:00UTC e das 12:00UTC (Figura 4), foram levantadas
as posições sucessivas da frente fria, que atuou nas regiões Sul e Sudeste do Brasil.
Figura 4: Cartas sinóticas, do INPE/CPTEC (GPT), com as isóbaras explicitando, além das zonas de baixa e alta pressão, entre outras, a entrada da frente fria pelo sul do Brasil. À esquerda, a carta sinótica das 00:00 UTC que retrata a frente fria na América do Sul e à direita, a carta sinótica das 12:00 UTC que retrata a entrada da massa de ar fria no Brasil. Fonte: Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos.
85
As imagens de satélites (GOES – 12 IR, Laboratório Master DCA/IAG/USP)
evidenciaram a presença da frente fria nas regiões Sul e Sudeste do Brasil (Figura
5), confirmando a presença de vapor de água na região de Ourinhos, resultado do
transporte efetuado pelos ventos.
Figura 5: Imagens de satélite (GOES – 12 IR, Laboratório Master DCA/IAG/USP) evidenciando a passagem da frente fria na região Sul e Sudeste do Brasil. À esquerda, a imagem de satélite das 17:45 UTC e um círculo vermelho, em destaque, mostra a presença de vapor de água na região de Ourinhos. À esquerda, imagem de satélite da América do Sul, das 18h, em que a frente fria encontra-se em grande parte da região Sudeste do Brasil. Fonte: Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos.
3.2.2 Análise dos produtos gerados pelos radares Doppler
Esta tempestade severa foi mais localizada e com um período menor de
tempo, aproximadamente, 20 minutos, mas que foi suficiente para causar danos à
população: parte da estrutura da Festa das Nações, das Faculdades Integradas de
Ourinhos (FIO) foi destruída, inviabilizando o evento (muitas árvores desgalhadas e
até mesmo arrancadas, casas destelhadas, destruição de estruturas metálicas,
outdoors, antenas parabólicas, entre outros).
Os dados obtidos do radar de Bauru foram os CAPPI’s de 3,5Km. Foi
observado que o maior índice de refletividade máximo, ao passar por Ourinhos, foi
de 50 dBZ, equivalente a 49 mm/h, às 14h31min, conforme as imagens da Figura 6:
86
Figura 6: Imagens de radar do IPMet – Bauru-SP, com raio de alcance de 240 Km, (CAPPI, 3,5 Km), para a tempestade severa que ocorreu no dia 23 de Setembro de 2006 com intensidade máxima em Ourinhos às 14h31min. A imagem 3 identifica o município de Ourinhos, com um círculo em destaque, e o momento em que a tempestade o atinge. O índice de refletividade chegou a 55 dBZ. Fonte: Instituto de Pesquisas Meteorológicas.
Foi, muito comentado, tanto pela população quanto pela mídia, a passagem
de um tornado, onde se localiza a FIO (Latitude Sul 22º 55’ 28.9” e longitude Oeste
49º 54’ 19.1”, com elevação de 450m em relação ao nível do mar e de azimute
342ºt), o que não foi verificado. Não houve vórtices ciclônicos, ou seja, redemoinhos
causados por diferença de pressão neste caso, uma vez que, para a formação de
um tornado é necessário condições para a alimentação do mesmo.
A partir das análises dos produtos gerados pelos radares Doppler, de
refletividade e velocidade radial, não foi reconhecido formação de eco de gancho
(HELD, et. al, 2006, p. 2) na célula de precipitação que se deslocava para Ourinhos.
As velocidades radiais indicavam valores apenas negativos, significando que a
tempestade se deslocava em direção ao radar de Bauru.
87
Figura 7 e 8: À esquerda, danos causados na estrutura da Festa das Nações das FIO. À direita, árvore derrubada no cemitério municipal de Ourinhos, ambos em decorrência da tempestade severa de 23 de setembro de 2006. Fonte: Jornal da Divisa.
3.3 SITUAÇÃO METEOROLÓGICA DE 06 DE NOVEMBRO DE 2006
3.3.1 Análise sinótica e das imagens de satélite A previsão realizada pelo Sistema Meteorológico do Paraná (SIMEPAR), para
esta data era do deslocamento rápido de uma frente fria pelo Sul do Brasil que
aumentaria significativamente a instabilidade no Paraná. Pancadas de chuva fortes,
acompanhadas de trovoadas e de rajadas de vento, foram previstas para todas
regiões do estado. As temperaturas permaneceriam altas desde o começo do dia,
precedendo o ingresso da nova frente fria, o que também poderia contribuir para o
desenvolvimento de áreas de instabilidade ao longo do dia.
A frente fria que avançou rapidamente pelo Sul do Brasil, associada a um
ciclone extratropical que ganhou força sobre o Uruguai, chegou ao Paraná logo na
manhã desta segunda-feira. No extremo Oeste do estado (áreas de Foz do Iguaçu,
Medianeira e cidades do sudoeste próximas a divisa com Santa Catarina) o tempo já
amanheceu encoberto e posteriormente houve chuva forte. Essas chuvas foram
acompanhadas de rajadas de vento e alta incidência de descargas elétricas.
Essa frente fria que, posteriormente avançou ao Estado de São Paulo, pode
ser bem evidenciada através das análises das imagens de satélite e das cartas
sinóticas que comprovam sua chegada. Às 06:39UTC (satélite GOES 12, IR4) a
frente fria já encobria boa parte do Estado do Paraná. Às 20:45UTC (satélite GOES–
12, IR, Laboratório Master DCA/IAG/USP), a frente fria já encobria todo o Estado de
São Paulo (Figura 9).
88
Figura 9: No canto superior esquerdo, imagem de satélite das 06:39 UTC (SIMEPAR, GOES 12, IR4) a frente fria já encobria boa parte do Estado do Paraná. Abaixo, imagem de satélite das 20:45 UTC (GOES –12, IR, Lab. Máster DCA/IAG/USP) a frente fria já encobria todo o Estado de São Paulo. À direita, carta sinótica das 12:00 UTC (INPE-CPTC-GPT) evidenciando através das isóbaras o avanço da frente fria pelo Sul e Sudeste do Brasil. Fonte: Sistema Meteorológico do Paraná e Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos. 3.3.2 Análise dos produtos gerados pelos radares Doppler
A análise realizada dos produtos gerados pelos radares Doppler, neste caso,
reconhece que foi uma tempestade severa de menos intensidade comparada com
as anteriores, já que as intensidades máximas de refletividade, quando atinge o
município de Ourinhos, chega a 40 dBZ (Figura 10).
O tempo de duração também foi menor, sendo em torno de 15 minutos. A
quantidade de chuva acumulada foi no período de, aproximadamente, de uma hora,
de 0,5 a 0,8mm, em média, e sua intensidade máxima atingiu em Ourinhos às
16h20min.
89
Figura 10: Imagens setorizadas de radar do IPMet – Bauru-SP, com raio de alcance de 240 Km, (CAPPI, 3,5 Km). A imagem da esquerda mostra refletividade do radar em dBZ. A imagem da direita mostra a quantidade em milímetros de chuva acumulada das 18h. A letra R indica o radar de Bauru e, em linha reta, sua respectiva distancia. Fonte: Instituto de Pesquisas Meteorológicas.
3.4 Dados do Corpo de Bombeiros de Ourinhos O número mensal médio de chamadas atendidas pelo Corpo de Bombeiros,
devido às tormentas do segundo semestre de 2006, é obviamente proporcional à
intensidade das tempestades que atingiram o município de Ourinhos e é ilustrado
pela Figura 11.
REGISTROS DO CORPO DE BOMBEIROS DE OURINHOS(Agosto, Setembro e Novembro de 2006)
01234567
Agosto Setembro NovembroMESES
NÚ
MER
O M
ÉDIO
DE
CH
AM
AD
AS
Figura 11: Número de chamadas registradas pelo Corpo de Bombeiros de Bauru devido à ocorrência das tempestades severas.
Na tempestade do dia 26 de agosto de 2006 houve um total de seis
ocorrências registradas no Corpo de Bombeiros, em relação às tempestades, sendo
90
um de destelhamento, duas de queda de árvore em via pública, duas de queda de
árvore sobre edificações e uma diversa.
Quanto à tempestade do dia 23 de setembro de 2006 houve um total de cinco
ocorrências. Foi registrada uma queda de raio, uma queda de árvore sobre veículo,
uma queda de árvore sobre edificações e uma queda de árvore em via pública.
Já a tempestade do dia 06 de novembro de 2006 foi registrada apenas uma
vistoria em sinistro que pode a queda de uma parte da casa. Isto porque a
intensidade desta tempestade foi menor e caracterizada por rajadas de ventos com
pouca precipitação pluvial.
4 CONCLUSÃO
As informações disponibilizadas pelos radares meteorológicos Doppler
permitiram um levantamento detalhado sobre as tormentas ocorridas no inverno e na
primavera de 2006.
Todos os eventos analisados foram de tempestades locais severas, devido a
forte gradiente térmico vertical instável, através do grande desenvolvimento de uma
cumulonimbus, associada à presença de ar quente, úmido e instável, como resultado
de um aquecimento diurno intenso, que atinge maiores proporções à tarde.
Quando associadas a formações frontais as tempestades não possuem
horários preferenciais e, embora sejam locais, seguem o sentido do deslocamento
das frentes.
No evento do dia 23 de setembro de 2006 não foi comprovada a passagem
de um tornado, uma vez que não houve vórtices ciclônicos. No produto refletividade
radial, não houve o reconhecimento da formação de eco de gancho na célula de
precipitação, que se deslocava para Ourinhos e nem constatado velocidade radial
que indicassem valores negativos e positivos.
Os registros das intensidades máximas de refletividade dos eventos ocorridos
foram entre 40 a 50 dBZ caracterizando, desta forma, as tormentas como
tempestades severas. No último caso analisado, quase não houve precipitação
pluvial, o que contribuiu para que não houvesse maiores danos e,
conseqüentemente, maiores prejuízos para a população em geral.
As tempestades estudadas, juntamente com condições específicas
observadas em superfície, acarretaram prejuízos nas propriedades. Os dados
registrados no Corpo de Bombeiros de Ourinhos e a quantidade de registro de
91
chamadas atendidas, são proporcionais às intensidades das tempestades. Isso
reflete, conseqüentemente, nos problemas gerados, comprovando as intensidades
das tormentas ao atingirem o município de Ourinhos e região.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS CENTRO DE PREVISÃO DE TEMPO E ESTUDOS CLIMÁTICOS. Disponível em: <http://www.cptec.inpe.br>. Acesso em: 26 de Agosto de 2006. FIGUEIREDO, José Carlos. Curso Básico de Interpretação de Imagens. Nota Técnica IPMet, 2005. GOMES, A. M. Tópicos em Meteorologia com Radar. Nota Técnica IPMet, 1993. HELD G, GOMES AM, NACCARATO KP and PINTO O Jr. Analysis of severe thunderstorms in the State of São Paulo, Brazil, using “TITAN” to identify the position of positive and negative ground strokes relative to radar echoes. Proceedings, International Conference on Grounding and Earthing (GROUND’2006) & 2nd International Conference on Lightning Physics and Effects (2nd LPE), Maceió, AL, 26-29 de novembro de 2006, 535-540. JORNAL DA DIVISA. Disponível em <http://www.expressaonet.com>. Acesso em: 24 de setembro de 2006. PREFEITURA MUNICIPAL DE OURINHOS. Disponível em <http://www.ourinhos.sp.gov.br/a_cidade/mapa1.gif>. Acesso em 08 de Janeiro de 2007. SISTEMA METEOROLÓGICO DO PARANÁ. Disponível em <http://www.simepar.br>. Acesso em: 26 de agosto de 2006. WORLD METEOROLOGICAL ORGANIZATION. Disponível em <http://www.wmo.ch/>. Acesso em: 11 de outubro de 2006.
92
ANEXO 2
93
DETERMINAÇÃO DO POTENCIAL DE SEVERIDADE EM TEMPESTADES USANDO INFORMAÇÕES DE RADAR
METEOROLÓGICO
Douglas Cristino Leal2Gerhard Held3
Ana Maria Gomes4
RESUMO O objetivo deste trabalho é caracterizar as tempestades, quanto ao seu aspecto potencial para causar danos em superfície, bem como caracterizar a climatologia dessas tempestades determinando o seu número de ocorrência sobre a área central do Estado de São Paulo, durante o mês de janeiro de 2000. Foi selecionado este mês para análise por ser o mês de maior ocorrência de tempestades produzindo precipitações intensas na sua maioria de origem convectiva, definidas aqui pelo limiar de refletividade do radar ≥ 40 dBZ. Tais eventos são resultantes do maior aquecimento solar que se dá, principalmente, nos trópicos, podendo acarretar em sérios prejuízos à população devido à intensa atividade convectiva presente no período produzindo chuvas intensas, por vezes acompanhadas de granizo e/ou ventos fortes. A análise realizou-se usando produtos gerados a partir dos dados volumétricos coletados pelo radar Doppler de Bauru, disponibilizados pelo Instituto de Pesquisas Meteorológicas (IPMet), da Universidade Estadual Paulista (UNESP) de Bauru. Foi realizada uma estatística descritiva para avaliar as intensidades das chuvas produzidas pelas tempestades observadas pelo radar Doppler através de três parâmetros, o topo dos ecos, VIL – conteúdo de água líquida integrada na vertical, e um parâmetro derivado dos dois primeiros, chamado Densidade VIL, que é a razão entre os valores observados de VIL e o topo. Os resultados obtidos mostram que 87% das tempestades atingem topos entre 7 e 11Km e, mais de 3%, ultrapassam os 11Km, sendo o intervalo de freqüência maior entre 6 e 9 Km. O parâmetro VIL tem maior freqüência nos intervalos de 4 a 26 Kg/m2. Já o parâmetro Densidade VIL possui os maiores valores nos intervalos de 0,5 a 2,5g/m3, caracterizando precipitação intensa. Também identificou-se propagação anômala nesse período estudado, sendo retirado os dados espúrios com certo rigor, após uma análise minuciosa. Dessa forma constata-se a grande eficiência na identificação, no rastreamento e na previsão de tempestades severas na área central do Estado de São Paulo pelo radar Doppler do IPMet de Bauru. Palavras-chave: Tempestades, radar Doppler, VIL, Densidade VIL.
1 INTRODUÇÃO
Durante a Segunda Guerra Mundial, nos anos 40, foi que o radar teve
seu principal desenvolvimento, para a indicação e o monitoramento de navios e
aviões de guerra. A partir de então, esta ferramenta foi utilizada também para a
caracterização e o monitoramento de tempestades em estudos de meteorologia.
O radar meteorológico Doppler mede a refletividade equivalente e em
adição tem a capacidade de medir a velocidade dos alvos. Outra variável medida
2 Aluno do curso de Geografia da UNESP, Campus de Ourinhos-SP ([email protected]) 3 Pesquisador do IPMet, da UNESP, Bauru-SP ([email protected]) 4 Pesquisadora do IPMet, da UNESP, Bauru-SP ([email protected])
94
também é a variabilidade da velocidade radial num volume iluminado do radar.
Sendo assim, a refletividade equivalente, a velocidade radial e a largura espectral
são a base de dados gerados pelos radares Doppler.
Uma das grandes vantagens do uso do radar é a possibilidade de
mapear a precipitação com maior eficiência, em espaço e tempo, do que qualquer
rede de estações pluviométricas em superfície. Uma varredura em 360 graus feita
pelo radar meteorológico é equivalente a cobrir grandes quantidades de
pluviômetros. A varredura mapeia uma extensão areal de diferentes intensidades de
precipitação dentro de uma região5.
O objetivo deste trabalho é caracterizar as tempestades, quanto ao
seu aspecto potencial para causar danos em superfície, bem como caracterizar a
climatologia dessas tempestades determinando o seu número de ocorrência sobre a
área central do Estado de São Paulo, durante o mês de janeiro de 2000.
Esse período foi selecionado devido ao número relativamente alto de
ocorrências de tempestades, evidenciando a potencialidade do radar Doopler do
Instituto de Pesquisas Meteorológicas (IPMet) da Universidade Estadual Paulista
(UNESP) de Bauru-SP, na identificação, no rastreamento e na previsão de
tempestades severas na área central do Estado de São Paulo.
2 METODOLOGIA
2.1 Dados
Os dados utilizados foram a partir das varreduras volumétricas do
radar Doppler de Bauru, relativos ao mês de janeiro de 2000. Essas varreduras são
compostas por onze elevações, que variam de 0,3 a 34,9 graus, com uma resolução
5 GOMES, A. M, 1993.
95
de 1 grau em azimute por 1Km em distância, coletando informações de refletividade,
velocidade radial e largura espectral, com uma freqüência de 15 minutos ou menos,
num raio de 240Km a partir do radar de Bauru.
Os dados volumétricos foram recuperados em seu formato
proprietário SIGMET e convertidos para o formato MDV (Meteorological Data
Volume) e processados utilizando o sistema de software TITAN (Thunderstorm
Identification, Tracking, Analysis and Nowcasting6).
Este sistema define as tempestades como regiões tridimensionais de
refletividades excedendo um determinado limiar e combinando-as de modo lógico,
entre duas observações consecutivas de radar. O método usa como base as
informações do radar em coordenadas cartesianas.
Este software TITAN trás consigo variedades de propriedades das
tempestades quem podem ser estimadas, a partir das medidas de refletividade (Z),
utilizando a teoria que se aplica a essas medidas7 e a habilidade do TITAN de
identificar objetivamente tempestades individuais.
Também é possível identificar possibilidades de dados espúrios
através do TITAN, ou seja, identificação de possível existência de uma
contaminação nos dados de radar devido à propagação de microondas que estando
sujeita às condições atmosféricas podem, em determinadas situações, causar o
curvamento do feixe de microondas emitido pela antena do radar, ocasionando a
reflexão do solo em distâncias que variam até próximo ao alcance máximo de
varredura8.
É possível, no entanto, identificar a super-refração através de uma
análise minuciosa e, com certo rigor, retirar a série em que contém estes dados 6 DIXON and WIENER, 1993. 7 BATTAN, 1973. 8 http://www.ipmet.unesp.br
96
espúrios para que os mesmos não comprometam a análise do todo e isso está
sendo realizado neste estudo e a análise se estenderá por todo o período
selecionado.
2.2 Parâmetros
Foram obtidos os parâmetros relativos às células de tempestade
definidas pelo limiar de refletividade ≥ 40 dBZ e volume > 16Km3, ou seja, foi
determinado este limiar para selecionar apenas tempestades severas.
Os parâmetros determinados são: VIL (kg/m2) e altura do Topo dos
ecos associados (Km). A partir desses dois parâmetros foi calculado o parâmetro
Densidade VIL (g/m3).
2.2.1 VIL
VIL é uma função não linear derivada dos valores de refletividade e
integrados numa coluna vertical e que converte essas refletividades, em estimativas
do conteúdo de água líquida equivalente, baseado em estudos teóricos de
distribuições do tamanho de gotas e estudos empíricos de fator refletividade e
conteúdo de água líquida9, e é escrita conforme a equação (1).
hxZZxVIL ii Δ⎥⎦⎤
⎢⎣⎡ +
= +−∑74
16
21044.3 (1)
Onde VIL tem unidades de quilogramas por metro quadrado (Kg.m-2);
Zi e Zi+1 são valores de refletividades (mm6m-3) nas porções inferiores e superiores
9 LOUISVILLE, 2004.
97
de uma camada amostrada; h é a espessura da camada, em metros, que varia em
função da distância e elevação.
Δ
2.2.2 Topo dos ecos
Quanto ao Topo dos ecos, é um produto que disponibiliza a altura da
máxima ocorrência de um limiar de dBZ selecionado e amostrado em Km. Esse
campo mostra a profundidade dos sistemas e é obtido após a varredura completa do
radar em todas as elevações da antena em um perfil vertical. Através do
rastreamento, as informações contidas em cada uma das elevações em PPI, são
possíveis o conhecimento da distância e altura do mesmo em relação ao radar.
Desta forma, é um bom indicador de tempo severo e granizo.
2.2.3 Densidade VIL
A partir destes dois parâmetros, VIL e Topo dos ecos, foi
determinado o parâmetro Densidade VIL, determinado pela razão de VIL (Kg.m-2)
por Topo do eco (m). Multiplica-se o quociente por 1000 para gerar g.m3, conforme a
equação (2).
Densidade VIL= VIL/ Topo Eco
(2)
A vantagem na utilização do parâmetro Densidade VIL sobre é o VIL
é a potencialidade de identificar precipitação de granizo, tornados e ventos intensos
que podem provocar grandes danos em superfície, quando com altos valores, uma
vez que é a normalização do VIL pelo Topo dos ecos.
98
Para este trabalho também foram determinadas, distribuições
estatísticas relativas aos três parâmetros, bem como estatísticas descritivas e
histogramas, realizadas através do Software Microsoft Excel, for Windows, eficaz
para os cálculos.
3 DESENVOLVIMENTO E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
3.1 Distribuições de VIL, Topo dos ecos e Densidade VIL de Janeiro de 2000
O mês de janeiro representa grande parte dos dados processados,
uma vez que, na sua maioria, são caracterizados pela grande intensidade de
precipitações.
A partir da distribuição dos máximos Topos dos Ecos e VIL, para os
mês de Janeiro de 2000, calculou-se o parâmetro Densidade VIL (g/m3) para todo o
período considerado em que os limiares foram excedidos a 40 dBZ (seleção das
tempestades severas) dentro da área de 240Km de alcance do radar Doppler de
Bauru.
Na Figura 1 tem-se a distribuição, no gráfico, dos máximos do Topo
dos ecos relativo ao mês de janeiro de 2000. Observa-se que a atividade convectiva
deste mês é bastante intensa, sendo que 87% das tempestades atingem topos entre
7 e 11Km e, mais de 3%, ultrapassam os 11Km.
99
Distribuição dos Topos dos Ecos - 40 dBZ (jan. 2000)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Intervalos de altura (km)
Freq
üênc
ia re
lativ
a de
oco
rrên
cia
(%)
Figura 1: Distribuição da freqüência dos Topos dos Ecos (40 dBZ) referente ao mês de Janeiro de 2000, através dos dados de radar Doppler de Bauru.
Isso se comprova na distribuição dos valores de VIL, Figura 2, onde
se observa que 89% das tempestades têm valores de VIL entre 4 e 21 kg/m2 e 9%
possui valores que excedem o limiar de 21 kg/m2.
100
Distribuição de VIL em tempestades (jan. 2000)
0%
2%
4%
6%
8%
10%
12%
1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 101
106
Intervalos de VIL (kg/m2)
Freq
üênc
ia R
elat
iva
(%)
Figura 2: Distribuição da freqüência de ocorrência de VIL para o mês de Janeiro de 2000, através dos dados de radar Doppler de Bauru.
No gráfico da Figura 3 observa-se que 97% das tempestades
apresentam valores de Densidade VIL entre 1,0 e 3,5 g/m3. Valores superiores a 4
g/m3 têm a ocorrência de 2%.
101
Distribuição de Densidade VIL em tempestades (jan. 2000)
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,5 1,5 2,5 3,5 4,5 5,5 6,5 7,5 8,5 9,5 10,5
11,5
12,5
Intervalos de Densidade VIL (g/m3)
Freq
üênc
ia re
lativ
a de
oc
orrê
ncia
s (%
)
Figura 3: Distribuição da freqüência de ocorrência do parâmetro Densidade VIL, para o mês de Janeiro de 2000, calculado através de VIL e Topo dos Ecos, na função CAPPI, dos radares Doppler de Bauru.
Esses resultados caracterizam as magnitudes associadas às
tempestades ocorridas no mês de janeiro de 2000 dos valores mais freqüentes das
alturas dos Topos dos ecos das tempestades, bem como o valor de VIL associado.
3.2 Propagação Anômala
Foram detectadas, através de uma análise minuciosa, algumas séries
de dados que continham propagação anômala. Isso ocorreu devido às condições da
atmosfera que propiciou o curvamento do feixe de microondas emitido pela antena
do radar ocasionando a reflexão do solo em distâncias que variam até próximo ao
102
alcance máximo de varredura10. Esses dados foram retirados das séries, com certo
rigor, para o não comprometimento da análise do mês estudado.
Alguns altos valores de VIL, no período estudado, que poderiam ser
tempestades intensas, após uma análise minuciosa, eram dados espúrios.
Verificados no TITAN, a identificação dos ecos espúrios e dos campos de
refletividade em conjunto com o campo das velocidades Doppler se mostrou um filtro
eficaz para a eliminação dos períodos com observações “contaminadas” dentro da
série analisada.
Como exemplo de propagação anômala identificada através do radar
Doppler de Bauru, pelo TITAN, tem-se na Figura 4 a demonstração do ocorrido.
Nesta figura a letra R, ao centro do Estado de São Paulo, indica o radar Doppler de
Bauru e a área identificada está situada no quarto quadrante, numa distancia de
aproximadamente 230Km do radar e destacada por um círculo vermelho, indicando
os altos valores de VIL, cujas células foram identificadas como regiões de convecção
intensa.
10 http://www.ipmet.unesp.br
103
Figura 4: Imagem dos dados gerados pelo TITAN, uma super-refração ocorrida no dia 24 de Janeiro de 2000, às 6:22’11’’Z. em que índices de refletividade de VIL chegaram a 102 kg/m2. A letra R, ao centro do Estado de São Paulo, indica o radar Doppler de Bauru e a área selecionada, situada no quarto quadrante, numa distancia de aproximadamente 230Km do radar e destacada por um círculo vermelho, indicando os grandes valores de VIL (propagação anômala).
Esta série de dados espúrios tem início às 05:52’24’’Z, cujo VIL
máximo é 141 kg/m2, estendendo-se até às 11:33’47’’Z com VIL máximo que chega
a 121 kg/m2.
104
4 CONCLUSÕES
Conclui-se, então, que essas tempestades são caracterizadas por
precipitações intensas e, na sua maioria, de origem convectiva.
Tais eventos são resultantes do maior aquecimento solar que se dá,
principalmente, nos trópicos, podendo acarretar em sérios prejuízos à população.
Esses eventos, devido à intensa atividade convectiva, presente no período, podem
produzir chuvas intensas, acompanhadas de granizo e ventos fortes.
No entanto, através dos dados do radar Doppler de Bauru do IPMet e
dos produtos detectados, bem como o software TITAN, utilizado para análise da
Climatologia do mês de janeiro de 2000, foi possível detectar e rastrear tais eventos
caracterizados por intensas precipitações.
Através das análises e de estatística descritiva, bem como
histogramas, notou-se que 87% das tempestades atingem topos entre 7 e 11Km e,
mais de 3%, ultrapassam os 11Km. Detectou-se que 89% das tempestades têm
valores de VIL entre 4 e 21 kg/m2 e 9% possui valores que excedem o limiar de 21
kg/m2. Também observou-se que 97% das tempestades apresentam valores de
Densidade VIL entre 1,0 e 3,5 g/m3. Valores superiores a 4 g/m3 têm a ocorrência de
2%, resultados associadas à precipitações intensas.
Altos valores do Topo dos ecos, VIL e Densidade VIL foram motivos
para uma análise minuciosa, com algumas séries de dados, pois tanto poderiam ser
tempestades intensas como propagação anômala. As séries que continham
propagação anômala foram retiradas, com certo rigor, para o não comprometimento
da análise do todo.
Portanto, através do radar Doppler do IPMet de Bauru e de seus
parâmetros avaliados pela estatística descritiva, histograma e pelo software TITAN,
105
foi possível constatar a grande eficiência na identificação, no rastreamento e na
previsão de tempestades severas na área central do Estado de São Paulo.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
BATTAN, L. J. Radar Observation of the Atmosphere. University of Chicago Press, Chicago, Ill., 1973, 111 p. DIXON, M. and WIENER, G., 1993: TITAN: Thunderstorm Identification, Tracking, Analysis and Nowcasting - A radar-based methodology. J. Atmos. Ocean. Technol., n°10, p. 785-797. GOMES, A. M. Tópicos em Meteorologia com Radar. Nota Técnica IPMet, 1993. IPMET. Aplicação de Filtro em imagens de radar Meteorológico. Disponível em: <www.ipmet.unesp.br>. Acesso em: 29 de junho de 2007. LOUISVILLE, K.Y. VIL Density as a hail indicator. Science and Technology. NOAA's National Weather Service Weather Forecast Office, Friday, August 3, 2004.
106
ANEXO 3
107
DISTRIBUIÇÃO DE FREQÜÊNCIA PARA OS VALORES DOS PARÂMETROS: TOPO, VIL E DENSIDADE VIL
Tabela I. Topo dos ecos
Topo dos ecos (Km) Outubro Novembro Dezembro Janeiro Fevereiro Março
4 0,79% 0,81% 0,15% 0,19% 0,25% 0,14%5 1,00% 1,28% 0,46% 0,46% 0,53% 0,30%6 6,49% 6,73% 5,57% 5,01% 5,63% 5,07%7 36,76% 38,97% 39,34% 40,03% 38,59% 41,40%8 16,41% 17,67% 18,69% 18,68% 18,12% 19,10%9 12,56% 13,23% 13,71% 13,54% 13,69% 13,50%
10 15,70% 14,55% 14,84% 14,60% 14,95% 14,06%11 4,31% 3,51% 3,52% 3,46% 3,83% 3,24%12 2,75% 1,74% 1,80% 1,90% 2,15% 1,58%13 2,35% 1,19% 1,47% 1,65% 1,60% 1,22%14 0,46% 0,20% 0,26% 0,25% 0,38% 0,23%15 0,25% 0,07% 0,12% 0,13% 0,17% 0,10%16 0,16% 0,04% 0,06% 0,09% 0,08% 0,05%17 0,01% 0,00% 0,01% 0,00% 0,02% 0,00%
Tabela II. VIL
VIL (Kg/m2) Outubro Novembro Dezembro Janeiro Fevereiro Março
2 0,61% 0,69% 0,16% 0,20% 0,28% 0,12%4 5,40% 6,37% 4,99% 4,83% 5,49% 4,48%6 13,24% 16,62% 17,46% 18,27% 17,25% 17,80%8 16,78% 19,04% 20,59% 20,58% 19,78% 21,41%10 13,27% 14,89% 15,59% 15,58% 15,00% 16,41%12 10,17% 10,19% 11,01% 10,87% 11,00% 11,35%14 7,68% 7,50% 7,89% 7,42% 7,70% 7,74%16 6,00% 5,58% 5,65% 5,27% 5,25% 5,41%18 4,51% 4,20% 3,84% 3,88% 4,08% 3,53%20 3,62% 3,03% 2,90% 2,85% 2,76% 2,87%22 2,86% 2,34% 2,07% 1,90% 2,31% 1,83%24 2,42% 1,73% 1,45% 1,65% 1,80% 1,35%26 1,84% 1,37% 1,16% 1,24% 1,24% 1,18%28 1,48% 0,98% 0,90% 0,96% 0,99% 0,89%30 1,32% 1,02% 0,75% 0,77% 0,74% 0,60%32 1,05% 0,74% 0,57% 0,60% 0,61% 0,44%34 0,93% 0,55% 0,52% 0,46% 0,54% 0,41%
108
36 0,76% 0,45% 0,38% 0,40% 0,46% 0,36%38 0,66% 0,34% 0,36% 0,31% 0,32% 0,25%40 0,53% 0,34% 0,26% 0,26% 0,31% 0,27%42 0,51% 0,20% 0,20% 0,22% 0,28% 0,21%44 0,38% 0,18% 0,14% 0,16% 0,21% 0,12%46 0,36% 0,22% 0,13% 0,11% 0,19% 0,12%48 0,42% 0,17% 0,10% 0,15% 0,14% 0,10%
50 - 59 1,25% 0,54% 0,38% 0,46% 0,53% 0,41%60 - 69 0,66% 0,26% 0,20% 0,25% 0,30% 0,14%70 - 79 0,45% 0,15% 0,13% 0,14% 0,14% 0,09%80 - 89 0,23% 0,10% 0,06% 0,08% 0,09% 0,03%90 - 99 0,13% 0,03% 0,01% 0,05% 0,08% 0,03%
100 - 119 0,18% 0,03% 0,01% 0,05% 0,06% 0,04%120 - 139 0,08% 0,04% 0,00% 0,00% 0,03% 0,02%140 - 159 0,03% 0,03% 0,01% 0,01% 0,01% 0,01%160 - 179 0,04% 0,00% 0,01% 0,00% 0,00% 0,01%180 - 199 0,01% 0,01% 0,00% 0,00% 0,01% 0,00%200 - 219 0,00% 0,00% 0,00% 0,01% 0,00% 0,00%220 - 239 0,00% 0,01% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00%240 - 259 0,01% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00%260 - 279 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00%280 - 299 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00%300 - 319 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00%320 - 339 0,01% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00%
109
Tabela III. Densidade VIL
Densidade VIL (g/m3) Outubro Novembro Dezembro Janeiro Fevereiro Março
0,5 1,21% 1,34% 0,86% 0,76% 0,99% 0,83%1 26,30% 33,15% 34,18% 35,28% 34,17% 34,22%
1,5 30,61% 32,85% 35,09% 34,54% 34,21% 36,17%2 17,09% 15,48% 15,70% 15,00% 15,33% 15,94%
2,5 9,28% 7,62% 6,78% 6,95% 6,94% 6,32%3 5,31% 3,88% 3,22% 3,18% 3,36% 3,02%
3,5 3,14% 2,08% 1,60% 1,73% 1,95% 1,37%4 2,09% 1,29% 0,90% 0,81% 1,06% 0,68%
4,5 1,25% 0,72% 0,53% 0,57% 0,66% 0,45%5 1,00% 0,46% 0,29% 0,36% 0,37% 0,29%
5,5 0,70% 0,32% 0,22% 0,20% 0,26% 0,20%6 0,46% 0,16% 0,12% 0,16% 0,21% 0,13%
6,5 0,32% 0,17% 0,12% 0,12% 0,13% 0,07%7 - 9,9 0,78% 0,35% 0,25% 0,26% 0,27% 0,25%
10 - 12,9 0,20% 0,09% 0,05% 0,04% 0,04% 0,04%13 - 15,9 0,09% 0,00% 0,01% 0,00% 0,03% 0,03%16 - 18,9 0,07% 0,01% 0,00% 0,00% 0,01% 0,01%19 - 21,9 0,02% 0,00% 0,01% 0,00% 0,01% 0,00%22 - 24,9 0,01% 0,00% 0,01% 0,00% 0,00% 0,00%25 - 27,9 0,01% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00%28 - 30,9 0,01% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00%
Dr Gerhard Held – Orientador Douglas Cristino Leal – Aluno
110