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Atmosfera pré-convectiva: Desafios e alternativas para a meteorologia operacional Fabricio Polifke – COPPE/UNIG

Sumário

• Tempestades convectivas;

• Atmosfera pré-convectiva;

• Experimentos – Ilha do Fundão;

• Método da Temperatura máxima;

• Considerações

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Tempestades convectivas

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O que são tempestades convectivas ? São fenômenos atmosféricos associados às nuvens do tipo Cumulonimbus e, geralmente, acompanhados de chuvas intensas, descargas elétricas e rajadas de vento.

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Como se formam as tempestades convectivas?

Disponibilidade de umidade na

atmosfera

Disponibilidade de energia na

atmosfera

Presença de um gatilho dinâmico

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Atmosfera pré-convectiva

2

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Atmosfera pré-convectiva

◉ Condições atmosféricas conducentes à formação das tempestades convectivas.

◉ Indicadores termodinâmicos e dinâmicos associados à formação das nuvens e chuva.

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Radiossondagem

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◉ Medição vertical da atmosfera.

◉ Temperatura do ar;

◉ Umidade relativa;

◉ Pressão;

◉ Vento.

Instabilidade atmosférica

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Instável Estável Parcela de ar

Aquecimento diurno (verão)

Termodinâmica da atmosfera

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𝑪𝑨𝑷𝑬 = 𝒈 𝑻𝒗𝒑(𝒛) − 𝑻𝒗(𝒛)

𝑻𝒗 (𝒛)𝒅𝒛

𝑳𝑵

𝑳𝑭𝑪

Desafios existentes

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Desafios existentes para a meteorologia operacional

◉ Na cidade do Rio de Janeiro:

◉ Topografia;

◉ Proximidade marítima;

◉ Atuação de sistemas meteorológicos distintos;

◉ Dados de radiossondagem disponibilizados somente às 00 UTC e 12 UTC.

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Experimentos – Ilha do Fundão

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Lançamento de radiossondas durante à tarde Na ocorrência da previsão da chuva para o estado do Rio de Janeiro, o grupo de pesquisa do Laboratório de Hidrologia (COPPE/UFRJ) buscavam lançar radiossondas no período de maior instabilidade atmosférica.

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Experimentos – Ilha do Fundão

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Experimentos – Ilha do Fundão

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29/11/2016 12/12/2016

Experimentos – Ilha do Fundão

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Imagens do radar meteorológico de Guaratiba (INEA) às a) 20 UTC, (b) 20:30 UTC, (c) 21:00 UTC, (d) 21:30 UTC, (e) 22:00 UTC, (f) 22:30 UTC, (g) 23:00 UTC, (h) 23:30 UTC do dia 12/12/2016 e (i) 00: 00 UTC do dia 13/12/2016.

Experimento - 29/11/2016

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Experimento - 29/11/2016

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Experimento - 12/12/2016

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Experimento - 12/12/2016

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Análises comparativas 29/11/2016

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12 UTC 16 UTC 18 UTC

◉ Ventos em 850 hPa e temperatura do ar a 2 metros.

Análises comparativas 12/12/2016

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12 UTC 16 UTC 18 UTC

◉ Ventos em 850 hPa e temperatura do ar a 2 metros.

Análises comparativas 29/11/2016

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12 UTC 16 UTC 18 UTC

◉ Umidade específica e convergência dos ventos em 850 hPa.

Análises comparativas 12/12/2016

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12 UTC 16 UTC 18 UTC

◉ Umidade específica e convergência dos ventos em 850 hPa.

Análises comparativas 29/11/2016

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12 UTC 16 UTC 18 UTC

◉ Cisalhamento vertical e divergência do vento em 250 hPa.

Análises comparativas 29/11/2016

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12 UTC 16 UTC 18 UTC

◉ Cisalhamento vertical e divergência do vento em 250 hPa.

Considerações parciais

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◉ Através das sondagens lançadas à tarde foi possível verificar a “perda” de energia disponível para a convecção durante à tarde no dia 29/11/2016;

◉ No dia 12/12/2016, verificou-se, ao contrário, uma continuidade desta energia e valores mais expressivos no decorrer do dia;

◉ Foi possível também verificar a presença de maiores valores de umidade e gatilhos dinâmicos em 12/12/2016 em relação ao dia 29/11/2016.

Alternativas

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Método da Temperatura máxima

4

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Método da Temperatura máxima

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◉ Substituir os dados de temperatura mais próximos à superfície coletados por um radiossonda lançada pela manhã pelos valores de temperatura previstos ou observados no período da tarde com a finalidade de estimar o potencial termodinâmico naquele horário.

Método da Temperatura máxima

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Método da Temperatura máxima – 02/03/2018

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CAPE (real)= 2920 J.kg-1 CAPE (est)= 3150 J.kg-1

CAPE (real)= 2645 J.kg-1 CAPE (est)= 2925 J.kg-1

09 h e 12 h 09 h e 18 h

Método da Temperatura máxima

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Método da Temperatura máxima - Aplicação em eventos de chuva passados

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Imagens do radar meteorológico do Sumaré Guaratiba (GeoRio) às 16h00 (a), 16h15 (b), 16h30 (c), 16h45 (d), 17h00 (e), 17h15 (f), 17h30 (g), 17h45 (h), 18h00 (i), 18h15 (j), 18h30 (k), 18h45 (l) do dia 16 de fevereiro de 2016.

Considerações parciais

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◉ Representa uma estimativa da atmosfera;

◉ Apresentar maior confiabilidade na ausência de sistemas meteorológicos (frentes frias, ZCAS, etc.)

◉ Altamente dependente das condições de superfície;

◉ Não é possível verificar a mudança do perfil vertical do vento.

Considerações finais

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◉ Medições sub-diárias da atmosfera apresentam grande potencialidade para o monitoramento operacional;

◉ O método da Temperatura Máxima é uma alternativa à inexistência das sondagens realizadas à tarde;

◉ Aplicação de outras ferramentas para caracterização da atmosfera;

◉ Pesquisas operacionais.

Fabricio Polifke [email protected]

Obrigado!

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