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Entendendo o Tempo e o Clima na Amrica do SulARTIGO
Entendendo o Tempo e o Clima na Amrica do Sul
Michelle Simes ReboitaUNIFEI, Inst. de Recursos Naturais
(IRN)[email protected] KruscheFURG, Centro de Cincias
[email protected] AmbrizziUSP, Depto. de Cincias
[email protected] Porfrio da RochaUSP,
Depto. de Cincias [email protected]
O Sol como Fonte de EnergiaA principal fonte de energia do
planeta Terra
o Sol. A energia que chega aquece primeiramente a superfcie
terrestre e depois, por intermdio de alguns processos fsicos entre
a superfcie e a atmos-fera, o ar adjacente tambm aquecido.
Entretan-to, o aquecimento da Terra no ocorre de maneira uniforme
entre polos e equador. Devido forma da Terra, os raios solares
atingem a regio tropical
IntroduoA Amrica do Sul (AS) possui grande extenso
latitudinal, ocupando desde reas equatoriais at de latitudes
mdias; portanto, diferentes regimes climticos so encontrados no
continente.
Assim, o objetivo deste trabalho apresentar os conhecimentos
meteorolgicos bsicos para o entendimento do tempo e clima vigentes
no con-tinente sul-americano.
ABSTRACT Underrstanding Weather and Climate in South America:
South America (SA) has a diversified geography that enables the
development and action of different atmospheric systems. These
systems contribute to the spatial and temporal non-homogeneity of
precipitation patterns. This study has as purposes: (a) to provide
basic concepts from weather and climate, (b) to present the
precipitation climatology and (c) to describe the atmospheric
systems that contribute to the diverse annual cycles of
precipitation in each region of the SA. The wet season in the
continent is usually in the summer and the dry season is the
winter. In these seasons different atmospheric systems are
responsible by precipitation.
KEYWORDS: weather, climate, precipitation, South America
RESUMO A Amrica do Sul (AS) possui uma geografia diversificada,
propcia ao desenvolvimento e atuao de diferentes sistemas
atmosfricos que contribuem para no-homogeneidade espacial e
temporal da precipitao. Diante disso, os objetivos deste estudo so:
(a) discutir os conceitos bsicos de tempo e clima, (b) apresentar a
climatologia de precipitao no continente sul-americano e (c)
descrever os sistemas atmosfricos que contribuem para os diferentes
ciclos anuais de precipitao nos diversos setores da AS, com base em
reviso da literatura. De modo geral, a estao chuvosa da AS o vero e
a seca, o inverno. Nessas estaes do ano, diferentes sistemas
atmosfricos so responsveis pela precipitao.
PALAVRAS-CHAVES: tempo, clima, precipitao, Amrica do Sul
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Porfrio da Rocha
o latitudinal das regies mais quentes (Fig. 2) e isso decorrente
de dois fatores: a inclinao do eixo de rotao da Terra em relao ao
seu plano orbital e o movimento de translao do planeta ao redor do
Sol. medida que a Terra realiza o movimento de translao, o seu eixo
de inclina-o permite que um dos Hemisfrios (Norte ou Sul) fique
mais exposto ao Sol. Com relao ao Hemisfrio Sul, este fica voltado
para o Sol entre dezembro e maro, o que caracteriza o vero austral
e que tem incio no dia 22 de dezembro quando os raios solares
atingem perpendicularmente o Trpi-co de Capricrnio (23,5S). Entre
junho e agosto, o Hemisfrio Norte que fica voltado para o Sol. O
incio do vero boreal ocorre em 21 de junho quando os raios solares
ficam perpendiculares ao Trpico de Cncer (23,5S). Nos demais
perodos do ano, o Sol atinge perpendicularmente a regio equatorial.
Para o caso do Hemisfrio Sul, quando o Sol atinge
perpendicularmente o equador aps o vero austral (inverno austral),
em 21 de maro (23 de setembro), inicia-se o outono (primavera).
importante destacar que a regio tropical no consegue emitir para
o espao toda a energia
quase perpendicularmente superfcie, enquanto nas regies mais
prximas aos polos a incidncia oblqua. Isso implica numa maior
concentrao de energia por unidade de rea prximo ao equador do que
nos polos. Portanto, as regies tropicais se aquecem mais do que as
polares (Fig. 1).
O padro espacial da temperatura mdia do ar prxima superfcie,
mostrado na Figura 1, no constante ao longo do ano, pois ocorre uma
migra-
Figura 1. Mdia anual (1980-2008) da temperatura do ar (C) a 2
metros de altura. Dados obtidos da reanlise do NCEP/NCAR (Kalnay et
al. 1996)
Figura 2. Mdia sazonal (1980-2008) da temperatura do ar (C) a 2
m de altura. Dados obtidos da reanlise do NCEP/NCAR (Kalnay et al.
1996)
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que recebe do Sol, em parte devido quantidade de nuvens
existente nesta regio, havendo um saldo positivo de energia. Por
outro lado, devido presena de gelo/neve nas regies polares, estas
emitem mais do que recebem o que acarreta um saldo negativo de
energia. Ento, como manter as condies climticas observadas, ou
seja, onde os polos so excessivamente frios e os trpicos
exces-sivamente quentes? A circulao geral da atmosfera e dos
oceanos responde esta questo, pois o aqueci-mento diferencial da
atmosfera induz a formao dos ventos que transportam ar quente e
mido da regio tropical para os polos e tambm transpor-tam ar frio e
seco dos polos para a regio tropical. No oceano, h gerao das
correntes martimas e o processo de transferncia de calor entre
trpicos e polos similar ao da atmosfera. Nota-se, portanto, que h
uma redistribuio de energia para manter o equilbrio trmico da
Terra. Neste estudo, ser dado enfoque apenas para os sistemas
atmosfricos.
Circulao Geral da AtmosferaNa regio equatorial, o intenso
aquecimento
solar causa a ascenso do ar e formao de muitas nuvens e de
chuva. Depois de subir, o ar na alta troposfera (~ 10 km de altura)
desloca-se em dire-o aos polos em ambos os hemisfrios. Durante o
deslocamento o ar sofre resfriamento, o que o torna mais denso e
propicia sua subsidncia (movimentos descendentes) prximo de 20-30
de latitude em ambos os hemisfrios. Este processo aumenta o peso da
coluna atmosfrica dando origem a um cin-turo de alta presso em
superfcie conhecido com o nome de alta subtropical (Fig. 3). nesta
regio de alta presso que se localizam os principais deser-tos do
globo (Sahara, Atacama, Kalahari e outros), pois quando o ar desce
inibe os movimentos ascen-dentes na atmosfera que so fundamentais
para a formao de nuvens e chuva. O ar que subside, ao atingir a
superfcie, forma um ramo que se move para os polos e outro que
retorna para o equador. Este ltimo faz parte de uma clula de
circulao fechada chamada Clula de Hadley (clula formada pelo ar que
ascende no equador e desce por volta de 20-30 de latitude em cada
hemisfrio). Como a Terra est em rotao (sob ao da fora de
Corio-lis), os ventos que se dirigem para o equador so defletidos
(no Hemisfrio Sul para a esquerda do movimento e no Hemisfrio Norte
para a direita) formando os ventos alsios de sudeste no Hemisfrio
Sul e os de nordeste no Hemisfrio Norte (Fig. 3).
Os ventos alsios, ao dirigirem-se para o equador, convergem
dando origem Zona de Convergncia Intertropical (ZCIT).
Uma parte dos ventos que descem da alta para a baixa atmosfera,
prximo de 20-30 de latitude, em ambos os hemisfrios, se dirige para
o polo. Devido a influencia da rotao da Terra (ao da fora de
Coriolis) em tais ventos, tem-se ventos de oeste em superfcie nas
latitudes mdias (Fig. 3). Prxi-mo de 60 de latitude, estes ventos
convergem com os provenientes do polo em direo ao equador e o local
onde ocorre a convergncia conhecido como regio da Frente Polar
(Fig. 3). Esta uma regio de encontro de massas de ar com
proprieda-des trmicas distintas (massa fria e seca de origem polar
e massa quente e mida de origem tropical/subtropical) o que
favorece a formao de frentes e ciclones extratropicais. Na alta
atmosfera (entre 9-12 km de altura) da regio de latitudes mdias,
desde a 2 Guerra Mundial, numerosas observaes meteorolgicas indicam
que os ventos tambm so de oeste.
A figura esquemtica da circulao geral da atmosfera (Fig. 3)
mostra zonas contnuas de alta e baixa presso sobre o globo, porm na
atmosfera real tais zonas possuem um padro irregular (Fig. 4), j
que a superfcie da Terra no homognea, ou seja, existem regies de
oceanos e continentes intercaladas entre si. Alm disso, sobre o
continente h diferentes coberturas vegetais da superfcie e
topografia. Tanto os oceanos quanto os continentes, bem como as
diferentes coberturas da superfcie, possuem diferentes valores de
atrito, diferentes taxas de aquecimento e criam diferenas de presso
na horizontal, eliminando ento a homogeneidade na direo leste-oeste
na distribuio de presso. Outro fator so as variaes de temperatura
decor-
Figura 3. Representao esquemtica da circulao geral da atmosfera
terrestre (considerando a superfcie terrestre homognea)
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relao aos oceanos e tipo de superfcie, que acabam influenciando
o tempo e consequentemente o cli-ma. Portanto, essas caractersticas
so denominadas de fatores ou controles climticos e uma descrio dos
mesmos dada a seguir.
Latitude: as regies mais prximas do equador recebem mais energia
solar (so mais quentes) do que as mais afastadas em funo do ngulo
de incidncia dos raios solares sobre a superfcie do planeta.
Altitude: a temperatura do ar decresce com a altitude at,
aproximadamente, 10 km de altura onde se localiza a parte superior
da troposfera. Considerando que o Sol emita 100 unidades de
energia, 51 unidades so absorvidas pela superfcie terrestre, 30 so
refletidas para fora da atmosfera (pela prpria superfcie, nuvens e
elementos que constituem a atmosfera) e, somente, 19 unidades so
absorvidas pela atmosfera. Portanto, no s a energia proveniente
diretamente do Sol respons-vel pelo aquecimento da troposfera. Esta
tambm aquecida a partir da superfcie por 3 processos: conduo,
conveco e transferncia radiativa. O ar em contato com a superfcie
aquece por conduo e o ar mais acima se aquece por conveco: o ar
mais quente prximo superfcie menos denso e pode flutuar sobre o ar
mais frio e denso, com isso, formam-se correntes de conveco em que
o ar quente substitudo pelo ar frio (ar frio por ar quente) prximo
superfcie (em maiores alturas). Esse processo similar ao
aquecimento dgua
rentes da inclinao do eixo de rotao e do movi-mento de translao
da Terra, que provocam uma migrao norte-sul dos cintures de altas e
baixas presses durante as estaes do ano.
Tempo e Clima na Amrica do Sul
Definio de Tempo e ClimaEm geral, as pessoas usam erroneamente
os
termos tempo e clima. O termo tempo utilizado para se referir ao
estado momentneo da atmosfe-ra (uma manh ensolarada, uma tarde
nublada ou chuvosa etc), enquanto o termo clima se refere ao estado
mdio da atmosfera que obtido por meio da mdia dos eventos de tempo
durante um longo perodo (Fig. 5). As informaes utilizadas para a
determinao do clima so obtidas principalmente de estaes
meteorolgicas que registram as vari-veis atmosfricas (temperatura
do ar, umidade rela-tiva do ar, presso atmosfrica, precipitao entre
outras). A Organizao Meteorolgica Mundial (WMO 1983) define como
clima mdias com per-odo de 30 anos, bem como estabelece tais
perodos (1931-1960, 1961-1990, 1991-2020, etc.). Estes so
denominados de normais climatolgicas e possibilitam a comparao
entre os dados coletados em diversas partes do planeta.
Cada regio do globo possui caractersticas peculiares, como
latitude, altitude, distncia em
Figura 4. Circulao geral da atmosfera terrestre (mdia anual
entre 1980 e 2008) prxima superfcie com base em dados obtidos da
reanlise do NCEP/NCAR (Kalnay et al., 1996). Em cores tem-se a
presso atmosfrica (hPa) ao nvel mdio do mar, j as setas indicam a
direo do vento. A intensidade do vento apresentada pelo comprimento
das setas
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se o topo das montanhas uma superfcie e pode ocorrer os
processos de conduo, conveco e radiao que aquecem o ar adjacente?
Na verda-de todos esses processos ocorrem mas devido ao menor nmero
de molculas ( medida que a altura aumenta) o aquecimento menor.
As regies montanhosas tambm causam influ-ncia nos ventos na
atmosfera, pois, ao encontrar uma barreira topogrfica, uma corrente
de ar tende a ascender e, nesse processo, pode ocorrer a for-mao de
nuvens e precipitao. Normalmente, na presena de topografia elevada,
ocorre chuva a barlavento (lado em que o ar ascende) e condies
secas a sotavento (lado em que o ar desce), pois o ar descendo aps
cruzar a topografia se aquece e seca o que no favorece a formao de
nuvens (Figura 6).
Distncia dos oceanos: a capacidade trmica da gua bem maior do
que a capacidade trmica da superfcie continental: enquanto a gua
necessita de cerca de quatro unidades de energia para aquecer--se,
a terra s necessita de uma unidade de energia. Portanto, o tempo
necessrio para aquecer e resfriar a gua maior do que para a terra.
Assim, a gran-de capacidade trmica dos corpos dgua reduz as variaes
de temperatura ao longo do dia nas re-as continentais vizinhas,
tanto pela proximidade quanto pela grande quantidade de vapor dgua
que proveniente do oceano e se distribui pelas regies
numa chaleira. A conveco no to eficiente para aquecer as camadas
de ar mais afastadas da superfcie terrestre. Essas aquecem pela
absoro da radiao que emitida pela superfcie terrestre. Uma vez que
a superfcie absorve energia solar ela tambm emite energia, porm com
menos inten-sidade do que a que recebe. A energia emitida pela
superfcie terrestre chamada de energia de onda longa e corresponde
radiao com comprimento de onda do infravermelho. Enquanto os gases
dixi-do de carbono e vapor dgua no so aptos a absor-verem a energia
proveniente do Sol, eles podem absorver a emitida pela Terra.
Portanto, a absoro da radiao terrestre por alguns gases atmosfricos
um fator que promove o aquecimento da tropos-fera. Devido ao efeito
da gravidade, a densidade da atmosfera (nmero de elementos que
constitui a atmosfera por unidade de volume) diminui com a altura.
Assim, menos gases so encontrados com o aumento da altura e o
aquecimento pelo efeito da radiao vai diminuindo com a altura na
troposfera. A transferncia radiativa o principal processo de
aquecimento da atmosfera, seguida pela conduo e conveco
(turbulncia).
Toda a explicao precedente foi para justificar a causa das
menores temperaturas com o aumento da altura. Entretanto, muitas
pessoas se pergun-tam: como pode ser frio em regies montanhosas
Figura 5. As figuras a esquerda ilustram episdios de tempo,
enquanto a da direita, a climatologia de precipitao no Brasil no
vero. As fotos so de autoria de Michelle Reboita, enquanto o mapa
da climatologia de precipitao foi obtido do Centro de Previso de
Tempo e Estudos Climticos (CPTEC)
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mais energia solar do que outras, portanto, as que mais refletem
se aquecero menos. Um exemplo o caso da neve e do gelo que refletem
aproxi-madamente 85% da radiao solar incidente. J superfcies
florestadas refletem cerca de 5 a 20% da energia solar incidente.
interessante ressaltar que a relao entre a quantidade de radiao
solar refletida pela superfcie de um objeto e o total de radiao
incidente sobre o mesmo recebe o nome de albedo.
Sistemas predominantes de vento e presso: a seo 3 apresentou o
modelo conceitual de circulao geral da atmosfera. Neste modelo, nas
regies entre 20-30 de latitude, em ambos os hemisfrios, ocor-rem
movimentos nos quais o ar desce da alta para a baixa troposfera,
portanto, nestas latitudes predo-mina um clima seco. J nas
latitudes mdias (45o de latitude, aproximadamente), onde em
superfcie ocorre a convergncia dos ventos provenientes dos polos
com os dos subtrpicos, o clima em geral mais chuvoso, tendo-se em
vista que uma regio
prximas (Silva Dias e da Silva, 2009). Maior quan-tidade de
vapor dgua significa maior absoro de radiao infravermelha e as
temperaturas do ar no baixam muito. Tambm vlido mencionar o efei-to
das correntes ocenicas. Uma corrente quente pode ter um efeito
moderador sobre um clima frio, como o caso da corrente do Atlntico
Norte que torna o clima europeu mais agradvel (menos frio).
Tipo de superfcie: algumas superfcies refletem
Figura 6. Efeito combinado da topografia e do escoamento
atmosfrico. O lado em que o escoamento sobe a montanha chamado de
barlavento e o que desce de sotavento
Figura 7. Mdia sazonal da precipitao (mm) na Amrica do Sul entre
1979 e 2008 com base nos dados do Global Precipitation Climatology
Project (GPCP; Adler et al. 2003)
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Outro fator importante que a AS circundada a oeste pelo oceano
Pacfico e a leste pelo oceano Atlntico. Estes fatores combinados
proporcio-nam a atuao e o desenvolvimento de diferentes sistemas
atmosfricos que contribuem para a no homogeneidade climtica da
regio.
A precipitao mdia sazonal na AS no perodo de 1979 a 2008
apresentada na Figura 7. A primeira informao importante desta
figura que a preci-pitao no distribuda regularmente no tempo e no
espao. Nota-se que o mximo de precipitao migra da regio
centro-oeste do Brasil durante o vero para o norte do equador
durante o inverno. Alm disso, observa-se que o norte da AS uma
de formao de frentes e ciclones. Outra regio chuvosa a da
convergncia dos ventos alsios de sudeste com os de nordeste (ZCIT),
que ocorre prxima ao equador. A influncia da circulao geral da
atmosfera nas diferentes regies do globo no to simples, pois h
interao com outros fatores, como por exemplo, com as caractersticas
geogrficas peculiares de cada regio.
Climatologia da Precipitao da Amrica do SulA AS estende-se desde
12oN de latitude at 55oS
e possui formas de relevo variadas, como a Cor-dilheira dos
Andes, diversos planaltos e plancies, alm de possuir cobertura
vegetal no homognea.
Figura 8. Regional izao dos diferentes ciclos anuais de
precipitao na Amrica do Sul. R1 corresponde ao sudoeste da AS; R2
ao norte do Chile, noroeste e centro-sul da Argentina; R3 ao oeste
do Peru, oeste e sul da Bolvia, norte e centro-leste da Argentina e
centro-norte do Paraguai; R4 ao sul do Brasil, sul do Paraguai e
Uruguai; R5 ao noroeste a sudeste do Brasil; R6 ao norte da regio
norte do Brasil e litoral do nordeste; R7 ao serto nordestino do
Brasil e R8 ao norte da AS incluindo o estado de Roraima. Fonte:
Reboita et al. (2010a)
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diferentes reas da AS. Dessa forma, o prximo item apresenta os
principais fatores que contribuem para os diferentes regimes de
precipitao na AS baseado no estudo de Reboita et al. (2010a).
Regimes de precipitao na AS
Sudoeste da Amrica do Sul (R1)O sudoeste da AS, composto pelo
centro-sul do
Chile e extremo oeste do centro-sul da Argentina, ser denominado
de regio R1. Nesta regio, o ciclo anual de precipitao apresenta
mximo no inverno e mnimo no vero, exceto na parte mais sul onde a
precipitao praticamente homognea ao longo do ano (Fig. 8). O
principal sistema atmosfrico que influencia a precipitao na R1 o
anticiclone subtropical do Pacfico Sul (ASPS; Aceituno 1980), que
um sistema de alta presso formado devido a movimentos subsidentes
em latitudes subtropicais (ver seo 3).
No inverno, o ASPS atinge sua posio mais norte, influenciando
pouco a R1, ento, os ven-tos de oeste que alcanam os Andes, ao
cruz-lo, acabam produzindo precipitao no lado oeste das montanhas
(similar ao esquema da Fig. 6). No vero, o ASPS desloca-se para sul
e o predomnio de movimento descendente neste sistema inibe a formao
de nuvens e, consequentemente, a pre-cipitao. O ASPS tambm
dificulta a passagem
regio de precipitao abundante durante todo o ano, enquanto o sul
da AS bem seco. interes-sante ressaltar que a regio centro-oeste do
Brasil tambm seca durante o inverno.
Prximo zona equatorial, a Figura 7 tambm evidencia uma faixa de
intensa precipitao no ocea-no Atlntico que indica a atuao da ZCIT
(ver seo 3). Sobre o continente, no possvel identificar claramente
a ZCIT, pois a atividade convectiva (devi-do ao intenso aquecimento
radiativo da superfcie) interage com a nebulosidade da ZCIT
dificultando sua identificao (Taljaard, 1972; Varejo-Silva, 2006).
Alm disso, as diferentes caractersticas de superfcie do continente
quando comparado com o oceano tambm dificultam uma formao bem
definida da ZCIT . Ao longo do ano,a ZCIT possui uma migrao
latitudinal alcanando a posio mais austral entre dezembro e maio. J
durante o outono austral, ela contribui para a ocorrncia da estao
chuvosa no litoral do nordeste do Brasil.
Quando dados de estaes meteorolgicas so usados para determinar a
climatologia anual da precipitao, torna-se evidente a presena de
oito regimes de precipitao na AS (Fig. 8). impor-tante mencionar
que a Figura 8 foi extrada do Atlas Climtico de Sudamerica
(elaborado na Universidade de Buenos Aires), enquanto a diviso dos
regimes de precipitao foi elaborada por Reboita et al. (2010a) com
base numa anlise visual da similari-dade (da forma) do ciclo anual
da precipitao das
Figura 9. Direo (setas) e magnitude (colorido) do vento em 850
hPa no (a) vero e (b) inverno. Mdias calculadas a partir da
reanlise do NCEP/DOE (Kanamitsu et al. 2002) no perodo de 1979 a
2008
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trmicas distintas e que ciclones so regies de bai-xa presso com
circulao horria no Hemisfrio Sul e que tambm so sistemas
transientes, isto , que nascem, se deslocam de uma regio para
outra, e ento, se dissipam.
Norte do Chile, Noroeste e Centro-Sul da Argentina (R2)A regio
R2 formada pelo norte do Chile,
noroeste e centro-sul da Argentina e, embora se estenda por um
vasto intervalo de latitudes (de 20oS a 55oS), o ciclo anual de
precipitao similar. Isto , a chuva pouca e praticamente constante
ao longo do ano (Fig. 8). No setor norte da R2, o ASPS com seus
movimentos descendentes inibe a formao de chuva, sendo o responsvel
pelos baixos totais pluviomtricos nesta rea (Aceituno 1980). J a
pouca precipitao no setor sul da R2 devido aos ventos de oeste que
transpem os Andes, pois, em geral, ocorre precipitao a barlavento
da topografia, o que faz com que o ar chegue seco a sotavento. A
precipitao que registrada no sul da R2 deve-se influncia dos
sistemas frontais e ciclnicos que cruzam a regio ou que se formam
na mesma.
de sistemas atmosfricos como frentes e ciclones. Aqui vlido
lembrar que frentes so zonas de contato entre duas massas de ar com
caractersticas
Figura 10. Exemplo da ocorrncia de um complexo convectivo de
mesoescala (CCM) no dia 1 de fevereiro de 2010 s 06:00 UTC (03:00
HL) na regio R3. Imagem obtida com o satlite GOES12.Fonte: Diviso
de Satlites e Sistemas Ambientais (DAS/INPE)
Figura 11. Exemplos de ciclone (a), VCAN (b) e frentes frias (c)
atuando no centro-sul da R3. A imagem com o ciclone bem como a do
sistema frontal no topo da figura foram obtidas das nefoanlises do
Servio Meteorolgico Nacional da Argentina, o campo de geopotencial
em 500 hPa indicando a presena de um VCAN foi produzido por
Michelle Reboita e Clara Iwabe e imagem de satlite colorida foi
adquirida da DAS/INPE
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desloca-se em direo aos subtrpicos transportan-do umidade e, em
geral, apresentam um mximo de velocidade em, aproximadamente, 1500
m acima do nvel do mar. Devido a essa ltima caractersti-ca, eles
recebem o nome de Jato de Baixos Nveis (JBN; Marengo et al., 2004)
(Fig. 9a). O JBN a leste dos Andes importante para a precipitao no
centro-sul da R3 porque a umidade transportada contribui para a
formao de sistemas convecti-vos, especialmente os Complexos
Convectivos de
No norte da R2 onde se encontra o deser-to mais rido do mundo, o
Atacama, regio com precipitao inferior a 100 mm/ano (Betancourt et
al., 2000).
Oeste do Peru ao Leste da Argentina (R3) O oeste do Peru, oeste
e sul da Bolvia,
norte e centro-leste da Argentina e centro-norte do Paraguai
compem a regio R3 onde os maiores totais pluviomtricos ocorrem nos
meses de vero e os menores nos de inverno (Fig. 8). No vero, o
intenso aquecimento da superfcie terrestre, em funo da grande
disponibilidade de energia solar, favorece o desenvolvimento de
nuvens convectivas em toda a R3 e este processo contribui para os
mxi-mos pluviomtricos. Porm, existem outros fatores que influenciam
a sazonalidade da precipitao. No vero, os ventos alsios de nordeste
esto mais intensos (Drumond et al., 2008; Durn-Quesada et al.,
2009; Fig. 9), assim adentram o continente transportando umidade.
Esses ventos cruzam a bacia Amaznica e ao encontrarem os Andes no
setor norte da R3 sofrem levantamento orogrfi-co e contribuem para
a precipitao (Garreaud e Wallace, 1997). Porm, uma parte desses
ventos
Figura 12. Exemplos de frente fria (a), ciclone (b) e sistemas
convectivos de mesoescala (c-e) atuando na R4. A imagem a) foi
obtida das nefoanlises do Servio Meteorolgico Nacional da Argentina
e b) do National Aeronautics and Space Administration (NASA). J as
imagens c, d e e foram selecionadas no banco de dados da DAS/INPE
por Fernandes (2010)
Figura 13. Regies favorveis formao de ciclones na costa leste da
Amrica do Sul. A escala de cores se refere densidade ciclogentica
anual (10-4 km-2). Adaptado de Reboita (2008)
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Entendendo o Tempo e o Clima na Amrica do Sul
12d), os sistemas convectivos alongados persisten-tes (Fig.
12e), os VCANs (Fig. 11b) e as circulaes de brisa.
Como j mencionado, os sistemas frontais cor-respondem zona de
encontro entre duas massas de ar com propriedades trmicas
distintas. Na ocorrn-cia de frentes frias, a massa de ar frio fora
a massa de ar mais quente a subir, uma vez que esta menos densa.
Isso favorece a formao de nuvens e chuva. Aps a passagem de uma
frente fria sobre um deter-minado local, a massa de ar frio, que
segue a frente fria, chega at esse e as temperaturas tendem a cair,
a precipitao cessa e o tempo, em geral, fica enso-larado. Isto
porque a massa de ar frio como densa e seca desfavorece a formao de
nuvens. Nessas situaes (com o ar seco e ausncia de nuvens), a
temperatura durante a noite diminui consideravel-mente, pois a
superfcie terrestre emite praticamente toda radiao infravermelha
para o espao. Quando isso ocorre, o vapor dgua presente no ar
prximo da superfcie pode condensar formando o orvalho ou at mesmo
congelar (situao em que o orva-lho chamado de orvalho congelado).
Quando o congelamento ocorre sem haver passagem da gua pela fase
lquida tem-se as geadas. Esses fenmenos meteorolgicos so bastante
comuns no sul do Bra-sil no outono e inverno.
A R4 encontra-se entre duas regies favorveis formao de ciclones:
uma na costa sul/sudeste do Brasil e outra entre o Uruguai e o
extremo sul do Brasil (Reboita et al. 2009b; Figura 13).
Fre-quentemente, o tempo na R4 afetado por estes
Mesoescala (CCM). Os CCM so aglomerados de nuvens com forma
circular (Fig. 10), que possuem curto tempo de vida (em mdia 12
horas) e causam precipitao intensa (Silva Dias, 1987; Salio et al.,
2007; Saulo et al., 2007).
A precipitao no centro-sul da R3 tambm pode ser ocasionada, em
qualquer poca do ano, por frentes frias (Satyamurty e Mattos 1989;
Reboita et al. 2009a), ciclones extratropicais/subtropicais
(Reboita e Ambrizzi 2006) e vrtices ciclnicos em altos nveis
(VCANs; Fuenzalida et al. 2005; Campetella e Possia 2006; Reboita
et al. 2010b). Os VCANs so sistemas de baixa presso com ncleo frio
formados em altos nveis da atmosfera (entre 5000 e 11000 m de
altura acima da superfcie), mas que em algum estgio do seu ciclo de
vida podem se estender at a superfcie e influenciar a forma-o de
ciclones tambm em superfcie. Exemplos destes sistemas causadores de
precipitao na R3 so apresentados na Figura 11.
Sul do Brasil, Sul do Paraguai e Uruguai (R4)A regio R4, formada
pelo sul do Brasil, sul do
Paraguai e Uruguai, tem precipitao bem distri-buda ao longo do
ano e com totais pluviomtricos elevados (Fig. 8). Os totais ainda
so maiores no oeste do sul do Brasil na fronteira com o Paraguai.
Diferentes sistemas atmosfricos influenciam a precipitao na R4 ao
longo do ano, ou seja, os sistemas frontais (Fig. 12a), os ciclones
(Fig. 12b), os CCM (Fig. 12c), as linhas de instabilidade (Fig.
Figura 14. Ciclone ocorrido no dia 06 de maio de 2008.Imagem
obtida do DAS/INPE
Figura 15. Exemplo de um episdio de Zona de Convergncia do
Atlntico Sul (ZCAS) no dia 02 de maro de 2010. Esta imagem foi
selecionada por Ana Carolina Nbile Tomaziello no banco de dados da
DAS/INPE
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Michelle Simes Reboita, Nisia Krusche, Trcio Ambrizzi, Rosmeri
Porfrio da Rocha
sistemas que causam ventos fortes, precipitao e reduo de
temperatura. Um caso que merece ser citado o do ciclone ocorrido na
primeira sema-na de maio de 2008 (Fig. 14) que num nico dia causou
chuva acima da mdia esperada para o ms em Porto Alegre (Reboita et
al., 2009c).
Os CCM que atuam na R4 podem se formar sobre esta regio ou
migrarem da R3 para a R4 (Velasco e Fritsch 1987, Figueiredo e
Scolar 1996). As linhas de instabilidade pr-frontais so conjun-to
de nuvens em forma de linha que se formam na dianteira de um
sistema frontal. J os sistemas convectivos alongados possuem forma
diferente dos CCM e das linhas de instabilidade (Fig. 12c-e), mas
tambm causam chuvas intensas nas regi-es onde ocorrem. Na
literatura, mais comum encontrar trabalhos que documentam a regio
preferencial de gnese dos sistemas convectivos de mesoescala, que o
nome dado ao conjunto dos sistemas citados (CCMs, LI, sistemas
alongados). Por exemplo, Sakamoto (2009) mostra que o norte da
Argentina e a regio sul do Brasil so as regies de maior ocorrncia
desses sistemas.
Um fenmeno que comum ocorrer em regi-es prximas a grandes corpos
dgua a circula-
Figura 16. Esquema dos sistemas atmosfricos atuantes na AS no
vero (adapt. de Reboita et al. 2010a). A sigla ANE refere-se aos
ventos alsios de nordeste, ASE aos ventos alsios de sudeste, ASAS
ao anticiclone subtropical do Atlntico Sul, B a uma baixa presso
atmosfrica (ciclone), CCM aos complexos convectivos de mesoescala,
FF a uma frente fria, FQ a uma frente quente, JBN ao jato de baixos
nveis a leste dos Andes, Trp Cap ao Trpico de Capricrnio, ZCAS Zona
de Convergncia do Atlntico Sul e ZCIT Zona de Convergncia
Intertropical
Figura 17. Localizao da ZCIT com base em dados mdios mensais de
precipitao (mm) entre 1979 a 2008 obtidos do GPCP (Adler et al.
2003). A linha vermelha nas figuras delimita a regio R6.
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Entendendo o Tempo e o Clima na Amrica do Sul
diculares no Trpico de Capricrnio, o que gera um maior
aquecimento da superfcie do que no inverno. Esse aquecimento
favorece o levanta-mento do ar, que responsvel por forte atividade
convectiva, ou seja, o ar quente sobe e condensa formando nuvens.
Como vero no Hemisfrio Sul, os sistemas atmosfricos esto deslocados
para sul, assim, a ZCIT favorece a ocorrncia de chuva no norte e
nordeste do Brasil. Alm disso, nesta poca os alsios de nordeste
esto mais intensos
o de brisa. O aquecimento diferenciado entre continente e oceano
(ou outro corpo dgua) gera diferenas de temperatura, que formam uma
clu-la de circulao fechada (Atikson, 1981). Durante o dia, como a
superfcie terrestre se aquece mais rapidamente do que o oceano, a
circulao pr-xima superfcie se dirige do oceano para o con-tinente.
Neste caso, tem-se a brisa martima. J noite, o sentido da circulao
se inverte, dando origem brisa terrestre, onde o ar prximo da
superfcie sopra do continente para o oceano. O transporte de
umidade pela brisa martima para o continente pode fornecer umidade
para outros sistemas, por exemplo, para uma frente e causar
precipitao.
A R4, alm dos sistemas mencionados, sofre a influncia indireta
da Zona de Convergncia do Atlntico Sul (ZCAS) (Kousky, 1988,
Kodama, 1992, Quadros, 1994, Nogus-Peagle e Mo, 1997; Ferraz, 2004;
Carvalho et al., 2004). Apesar deste sistema atuar
climatologicamente sobre o sudeste do Brasil, pode induzir
movimentos descendentes intensos no sul do Brasil (Casarin e
Kousky, 1986), inibindo a formao de nuvens e precipitao. A ZCAS ser
definida na R5.
Noroeste a Sudeste do Brasil incluindo ainda o Equador e norte
do Peru (R5)
A R5 abrange uma grande parte da AS, pois se estende desde o
Equador e norte do Peru at o sudes-te do Brasil (Fig. 8). Nesta
rea, os totais pluviom-tricos so mximos no vero e mnimos no
inverno.
No vero, os raios solares incidem perpen-
Figura 18. Frente fria (indicada pela linha pontilhada) e onda
de leste (indicada pelo crculo) que atuaram na regio nordeste do
Brasil no dia 13 de junho de 2010. Imagem obtida da DAS/INPE
Figura 19. Complexo convectivo de mesoescala (indicado com o
crculo vermelho) no dia 18 de junho de 2010 sobre o nordeste do
Brasil. Imagem obtida do DAS/INPE
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Michelle Simes Reboita, Nisia Krusche, Trcio Ambrizzi, Rosmeri
Porfrio da Rocha
pluviomtricos no primeiro semestre do ano (Fig. 8). O sistema
atmosfrico mais importante para a chuva na R6 a ZCIT. No vero e
outono, este sistema atmosfrico atinge sua posio mais sul,
contribuindo para o estabelecimento da estao chuvosa na regio. J
nas demais estaes do ano, a ZCIT migra para norte (Fig. 17) e seu
ramo des-cendente austral atinge a R6 inibindo a precipitao.
Independente da poca do ano, a chuva durante o dia na R6 pode ser
influenciada pela brisa marti-ma, enquanto noite pela convergncia
(encon-tro) entre a brisa terrestre com os ventos alsios de sudeste
(Kousky, 1980). Neste processo, linhas de instabilidade (conjunto
de nuvens alinhadas) podem se formar e adentrar o continente. Na
R6, ao longo do ano, h um intenso aquecimento radiativo da
superfcie e isso favorece a conveco, e, conse-quentemente, a formao
de CCM tropicais, que so sistemas que causam chuvas intensas. O
leste da R6 tambm pode ser influenciado pela passagem de sistemas
frontais (Kousky, 1979), VCANs (Kou-sky e Gan, 1981; Gan e Kousky,
1986) e ondas no escoamento de leste (Yamazaki e Rao, 1977; Chou,
1990; Espinoza, 1996). Em junho de 2010, o litoral norte e nordeste
da regio nordeste do Brasil (prin-cipalmente os estados de Alagoas
e Pernambuco) sofreu com as altas taxas de precipitao. Entre os
dias 13 e 15 de junho de 2010, tal regio esteve sob a atuao
simultnea de uma frente fria e de uma onda de leste (ondulao nos
ventos de leste) que causaram chuvas (Fig. 18). J no dia 18 de
junho formou-se um CCM (Fig. 19) que propiciou mais chuva sobre o
estado de Pernambuco. Como na regio, provavelmente, j havia excesso
de umidade, com o solo encharcado, devido s chuvas causadas pela
passagem da frente e da onda de leste, a chuva propiciada pelo CCM
levou a ocorrncia de inun-daes que deixaram mais de 60 mil
desabrigados conforme relato da imprensa (por exemplo, Jornal Bom
Dia Brasil - 21/06/2010).
Serto Brasileiro (R7)A regio R7 representa o serto do
nordeste
do Brasil, regio onde os totais pluviomtricos so baixos, mas com
um ciclo anual mostrando mxi-mos de precipitao no vero/outono e
mnimos no inverno (Fig. 8). No vero e outono, como a ZCIT est
localizada no Hemisfrio Sul, favorece a precipitao na regio, j no
inverno a precipitao inibida pelos movimentos descendentes deste
siste-ma, que agora se localiza no Hemisfrio Norte (Fig.
(Drumond et al., 2008; Durn-Quesada et al., 2009). Estes ventos
transportam umidade para o interior do continente e favorecem a
formao do Jato de Baixos Nveis (JBN) a leste dos Andes, que por sua
vez, transporta umidade para os sub-trpicos (Marengo et al., 2004;
Vera et al., 2006), contribuindo para a formao de CCM. Ainda no
vero, forma-se uma Zona de Convergncia de Umidade (ZCOU) sobre o
continente, que ocorre devido interao de vrios sistemas (JBN,
fren-tes, ventos do anticiclone subtropical do Atlntico Sul, por
exemplo). A ZCOU se estende no sentido noroeste-sudeste desde a
Amaznia at o sudeste do Brasil e oceano Atlntico Sul (Grupo de
Previ-so de Tempo do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
GPT/INPE). Quando a ZCOU atua durante trs dias ou mais passa a ser
denominada de Zona de Convergncia do Atlntico Sul (ZCAS). Tanto a
ZCOU quanto a ZCAS so facilmente identificadas em imagens de
satlite (Fig. 15) como uma banda de nebulosidade desde a Amaznia at
o oceano Atlntico Sul (Kousky 1988). impor-tante destacar que esses
sistemas causam elevados totais de precipitao sobre a regio em que
esto atuando. Um exemplo que pode ser mencionado foi o da ZCAS
ocorrida no dia 14 de janeiro de 2011 (GPT/INPE) que propiciou a
ocorrncia de quase 100 mm de chuva em menos de 24 horas no muncipio
de So Paulo, como registrou a estao meteorolgica do Instituto de
Astronomia, Geof-sica e Cincias Atmosfricas (IAG) localizada no
Parque da gua Funda. A Figura 16, adaptada de Reboita et al.
(2010a), mostra esquematicamente os sistemas atmosfricos sobre a AS
no vero e que contribuem para a precipitao na R5. medida que o
inverno se aproxima, os sistemas atmosf-ricos que tinham se
desenvolvido na R5 no vero enfraquecem e a chuva atinge o mnimo
anual.
Alguns sistemas atmosfricos contribuem para a precipitao ao
longo de todo o ano no sul da R5, como a passagem de frentes frias,
ciclones costeiros, linhas de instabilidade tropicais e pr-frontais
e a circulao de brisa. Deve-se destacar que quando uma frente fria
alcana a regio norte do Brasil o fenmeno chamado de friagem
(Molion, 1987; Seluchi 2009).
Norte da regio Norte do Brasil e litoral do Nordeste do Brasil
(R6)
O norte da regio norte e o litoral do nordeste do Brasil
constituem a regio R6 que tem mximos
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TERR DIDATICA 8(1):34-50, 2012
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Entendendo o Tempo e o Clima na Amrica do Sul
trabalho pode servir como um guia inicial para os que tm
interesse em entender a climatologia da AS e servir de material
complementar para aqueles que j esto familiarizados com o
assunto.
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17) e tambm pelos movimentos descendentes da atividade
convectiva que ocorre no oeste-noroeste da Amaznia. Outros sistemas
como, por exemplo, frentes frias e VCANs quando chegam at o serto
nordestino tambm podem causar chuva.
interessante ressaltar que os ventos alsios de leste
provenientes do oceano e carregados de umidade so importantes para
a precipitao na R6, mas no na R7. Uma explicao estaria associada
com o relevo da regio: o planalto da Borborema uma barreira
topogrfica para o escoamento atmosfrico. Assim, sugere-se que os
ventos de leste, ao encontrarem a barreira topogrfica, ascen-dam
favorecendo precipitao orogrfica no lado leste da montanha e, dessa
forma, os ventos de leste chegam secos na R7. Alm disso, os ventos
de leste transportam ar mais frio do oceano para o serto do Brasil
e possvel que ao penetrarem na R7 sejam aquecidos e a umidade
relativa do ar diminua (Reboita et al. 2010a). O fenmeno difi-culta
a formao de nuvens e, consequentemente, de chuva. Entretanto,
acredita-se que a causa dos baixos totais pluviomtricos na R7
esteja mais asso-ciado com mecanismos dinmicos de grande escala do
que com a topografia regional.
Norte da Amrica do Sul (R8)A regio R8 abrange o norte da AS onde
a pre-
cipitao elevada durante todo o ano, mas ainda apresentando
maiores valores no inverno (Fig. 8). Isto ocorre em funo da ZCIT
estar na sua posio mais norte, ou seja, atuando diretamente na R8.
J no vero, quando a ZCIT desloca-se para sul desfavorece um pouco a
precipitao em tal regio (Fig. 17). Alm da ZCIT, ondas de leste,
cavados em altos nveis (Riehl, 1977), conveco local, CCM, circulao
de brisa e linhas de instabilidade so sistemas que contribuem para
a precipitao na R8.
Concluses Este estudo apresentou uma viso resumida, mas
integrada, do entendimento do tempo e clima na AS. Foi mostrado
que a precipitao na AS possui uma grande variabilidade espacial e
temporal que est associada tanto a fatores ligados circulao geral
da atmosfera (ventos alsios, anticiclones subtropicais), quanto a
sistemas meteorolgicos de escala espacial mais reduzida (frentes
frias, ciclones subtropicais e extratropicais, circulaes de brisa,
entre outros) que interagem com as caractersticas locais do
continente (topografia, proximidade com o oceano, etc.). Este
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