O CLIMA DO BRASIL

Considerando os limites continentais dados por 5°N a 34°S e 033°W a 070°W, é conveniente uma divisão esquemática em seis regiões:

1 – Amazônia Ocidental: equatorial chuvoso, sem estação seca e pequena flutuação térmica durante o ano .
2 – Extremo Sul: clima de latitudes médias, com grande flutuação térmica no ano; estação seca bem definida durante o verão e estação chuvosa no inverno associada a frentes frias .
3 – Nordeste: clima de regiões semi-áridas, com baixos níveis pluviométricos e estação chuvosa (“inverno”) concentrada em poucos meses .
4 – Sul: sub-trópicos que sofrem influências de latitudes médias e dos trópicos, com estação seca bem definida (no inverno) e estação chuvosa de verão com chuvas convectivas; além disso, sistemas frontais causam chuvas na maior parte do ano .
5 – Sudeste: ídem ao anterior .
6 – Centro-Oeste: ídem ao anterior.
As variações regionais e temporais de grande escala do clima das diversas regiões do Brasil podem ser entendidas em termos da circulação geral da atmosfera, dada pela atuação das células convectivas de Hadley-Walker e dos sistemas frontais.

Células de Hadley – Walker

Causam variações na distribuição de precipitação, sendo associadas à liberação de calor latente durante a precipitação.
# Hadley: direção norte-sul
# Walker: direção leste-oeste
Exemplos
1. as variações sazonais da precipitação no Brasil estão associadas com o movimento meridional de uma célula de Hadley, a qual está sobre a Amazônia no verão e sobre a América Central durante o inverno (associada ao movimento do Sol);
2. as variações inter-anuais da precipitação no Brasil estão relacionadas ao deslocamento zonal de uma célula de Walker (ligada aos fenômenos El Niño e La Niña – Oscilação Sul);

Sistemas Frontais
* Causam variações na distribuição de precipitação e temperatura;
* Estão associados às ondas baroclínicas de latitudes médias (o cisalhamento vertical do vento está diretamente ligado a gradientes horizontais de temperatura);
* Agem no sentido de diminuir o gradiente horizontal de temperatura (levando o ar polar para a região tropical e ar tropical para a região polar);
* De uma maneira geral, o clima de uma dada região é o resultado “médio” da interação da circulação geral da atmosfera com as características locais, podendo ou não apresentar variações segundo a época do ano. Isto significa que o clima não pode ser alterado em curtos períodos de tempo

Por outro lado, as variações do tempo em determinada região dependem

* (i) da grande escala: representando o ambiente médio (relacionado à época do ano) e a penetração de sistemas frontais (da ordem de alguns dias), e
* (ii) da meso e pequena escala: caracterizado pelas condições locais e os correspondentes movimentos atmosféricos induzidos (da ordem de poucas dezenas de horas)

Região Norte
* aproximadamente 3,5 milhões de km2, é a maior extensão de floresta tropical úmida do globo
* temperaturas médias anuais de 26°C, caindo para 24°C na parte oeste e até maiores ao longo do baixo Amazonas
* em termos de distribuição de precipitação, pode-se observar
o (i) máximo de ~3500 mm/ano na região oeste-noroeste, próximo às encostas leste dos Andes
* regeneração de LI que formaram-se na costa, propagaram-se para oeste, desintensificaram-se durante a noite e reintensificaram-se no dia seguinte
* convergência em baixos níveis, devido ao encontro dos alíseos com a topografia dos Andes, os quais são defletidos para S/SW, formando uma linha de máximo (2000 mm) com o formato da cordilheira
o (ii) máximo secundário (> 3000 mm) ao longo da costa
* convergência noturna entre os ventos alíseos e a brisa terrestre noturna
* convergência devido ao aumento de atrito superficial sobre o continente em relação ao oceano
* linhas de instabilidade (LI) que se formam à tarde e se propagam para oeste
o (iii) terceiro máximo nas regiões sudeste e centro-sul, devido à penetração dos sistemas frontais, que organizam e intensificam complexos convectivos (aglomerados de Cbs de meso e grande escala)

Como observação cabe mencionar que as partes central, sudoeste e leste apresentam estação seca bem definida, fato devido ao movimento anual do centro de movimento ascendente da célula de Hadley; porém as regiões oeste e noroeste não apresentam este comportamento.
Região Nordeste
* Delimitada pelos paralelos 4° e 16°S e meridianos 033° e 046°W e com cerca de 1,5 milhões de km2;
* Planícies de altitude inferior a 500 m e superfícies de 800 a 1200 m;
* Considerada região anômala dos continentes tropicais pois tem clima semi-árido, apresentando alta variabilidade espacial e temporal da precipitação (assim como o nordeste da África e partes da Índia);
* Litoral: > 1600 mm/ano;
* Interior: < 400 mm/ano;

Este comportamento é atribuído a :

* (i) circulação de larga escala
o célula de Walker: convecção na Amazônia e subsidência no NE;
o célula de hadley: convecção na ZCIT e subsidência no NE;
* (ii) alto albedo de superfície
o reflete mais radiação do que as áreas vizinhas (Amazônia e Atlântico);
o menor aquecimento do ar sobrejacente, o que pode implicar em subsidência e portanto, inibindo a formação de nuvens;

Cabe a observação que não há falta de umidade nos níveis inferiores, pois perfis em períodos secos e chuvosos pouco diferem. Aparentemente, não existe um mecanismo dinâmico que seja capaz de converter vapor d´água em chuva.

Pela distribuição espacial do mês onde a precipitação tem seu máximo, pode-se concluir que mais de um mecanismo é responsável pelas chuvas da região (mecanismos de grande e de meso escala).

Zona de Convergência InterTropical (ZCIT)
* climatologicamente, a posição latitudinal da ZCIT é:
o ~14°N em agosto e setembro e
o ~ 2°S em março e abril
* muito importante na determinação da abundância ou deficiência de precipitação no período de “inverno” (março-abril) sobre o norte do NE.
* em alguns eventos a ZCIT não cruzou o equador em direção ao HS e em outros, chegou a 6°S.
* dinamicamente, a ZCIT é uma banda de baixa pressão e convergência dos alíseos em baixos níveis
* a ZCIT é parte da circulação geral da atmosfera e, portanto, sua variabilidade depende da CGA
* anos “chuvosos” : Alta do Atlântico Norte mais intensa; alíseos de NE mais intensos; ZCIT mais ao sul
* anos “secos” : Alta do Atlântico Sul mais intensa; alíseos de SE mais intensos; ZCIT mais ao norte
a ZCIT também depende da temperatura da superfície do mar.

Temperatura da Superfície do Atlântico Tropical
* Relação entre a distribuição geral de TSM do Atlântico Tropical e precipitação no NE parece ser válida na maioria dos anos.
* Águas mais quentes (frias) no Atlântico Sul Tropical e mais frias (quentes) no Atlântico Norte Tropical estão associadas com anos chuvosos (secos) no NE.
* Padrão de Dipolo da TSM no Atlântico Tropical.



Penetração de Sistemas Frontais
* Mecanismo que pode causar chuvas no NE, principalmente na parte sudeste e sul (BA, sul do MA e sul do PI);
* Ocorrem preferencialmente de novembro a janeiro;
* Sua variabilidade interanual está relacionada aos padrões de bloqueio na circulação troposférica sobre a América do Sul e oceanos adjacentes;
* Organizam e incrementam a precipitação convectiva a oeste e sudoeste do NE até a Amazônia;
Vórtices Ciclônicos de Altos Níveis
* Formam-se no Atlântico Sul e penetram no NE;
* Ocorrem entre setembro e abril (mais em janeiro);
* Duram de algumas horas a duas semanas;
* Trajetórias irregulares (para leste quando no sul e para oeste quando mais ao norte);
* Confinados na média e alta troposfera (máxima circulação cicloônica em 200 hPa);
* Nebulosidade varia, mas em geral com céu claro no centro e Ci e Cb nas bordas.

Máximo de Precipitação na Costa Leste
* Entre maio e junho (quando o contraste terra-oceano é maior);
* Mais de 50 % da precipitação é observada no período noturno;
* Provavelmente devido à convergência dos alíseos com a brisa terrestre noturna;
Linhas de Cumulunimbus na Costa Norte e Nordeste da América do Sul

* Formam-se no litoral, devido à brisa, podendo se propagar para o interior;
* Ocorrem associadas a ZCIT:
o no verão e outono desenvolvem-se mais ao sul do equador ;
o no inverno e primavera, mais ao norte do equador.
* São inibidas por subsidência de grande escala (ENOS);
* Seu aumento pode ocorrer por impulsos devido à intensificação dos alíseos;
* Frentes que se aproximam do equador favorecem sua formação;
* Sua propagação depende da presença de forte cisalhamento vertical entre alíseos e jatos de altos níveis, o que forma um duto no qual as linhas se propagam como ondas de gravidade;
Circulação de Vale-Montanha
– Baixa do Chaco (em superfície) e Alta da Bolívia (em 200 hPa)

* 1,9 milhões de km2, sem serras, no platô central
* extensão latitudinal de 5° a 22° S e correspondente diversificação térmica ao longo do território
* temperaturas médias elevadas 26° a 28°C, exceto em regiões em altitude onde não chega a 24°C
* domínio de clima quente semi-úmido, com 4 a 5 meses secos
* norte do Mato Grosso: > 2500 mm/ano
* setor norte sofre influências de sistemas da Amazônia (tropicais)
* setor sul sofre influências de frentes e linhas de instabilidade pré-frontais (sistemas extra-tropicais)
* complexos convectivos de meso escala podem ter forte influência
* circulação típica de verão

Regiões Sudeste e Sul

Sudeste

* com ~ 920 mil km2 situada entre os paralelos 14° e 25° S;
* grande parte em zona sub-tropical;
* contrastes marcantes de relêvo;

Superfícies sedimentares de 500 a 1200 m de altitude:
* Serra do Mar (~ 2200 m) e da Mantiqueira (~ 2700 m) verão: temperaturas médias de 24°C (com exceção de áreas elevadas);
* inverno: 10°C por pentração de massas frias;
* precipitação regida por relêvo, influência marítimas e instabilidades atmosféricas;

Sul

* ~ 570 mi km2, entre o trópico de Capricórnio e as latitudes 30° a 34° S;
* todo território em zona temperada;
* temperaturas médias anuais de 20° a 24°C, podendo haver máximos de 40° a 42°C e mínimos abaixo de 0°C por intrusão de massas frias;
* precipitação bem distribuída ao longo do ano, mantendo ritmo sazonal;
* fenômeno importante: geadas, 10 a 20 dias por ano, em média;

Ambas as regiões são afetadas por sistemas sinóticos e sub-sinóticos devido a fatores de grande escala e circulações locais.
Escala Sinótica
* sistemas frontais (Pacífico, Argentina, S-SE, NE);
* vórtices ciclônicos (Pacífico, costa oeste da América do Sul, S-SE);
* sistemas associados à instabilidade do jato sub-tropical (JST);
* frontogênese e ciclogênese no S-SE;
* Zona de Convergência do Atlântico Sul;
* bloqueios no escoamento de grande escala;
Escala Sub-sinótica
* sistemas em forma de vírgula invertida;
* aglomerados convectivos que se formam de madrugada próximo aos Andes e evoluem para complexos convectivos de meso escala (CCM).
Sistemas Frontais
* Dentre as mais importantes perturbações atmosféricas responsáveis por precipitação e mudanças na temperatura em quase todo o país
* Formam-se em ondas baroclínicas de latitudes médias (escala ~3000 km) imersos nos ventos de oeste dessas latitudes
* Provenientes do Pacífico, onde se propagam de oeste para leste, essas ondas modificam-se ao atravessar os Andes, interagindo com a circulação da América do Sul e adquirindo uma componente em direção ao equador, tendo propagação típica de sudoeste para nordeste ao longo da costa da América do Sul; podem atingir latitude tropicais
* Seu desenvolvimento está ligado à intensificação de sucessivos cavados e cristas no Pacífico, que causa a propagação de energia de oeste para leste (Fortune & Kousky, 1982)
* Principalmente no inverno, após a passagem de um sistema frontal, pode haver a ocorrência de geadas propiciada pela entrada de ar extremamente frio oriundo de regiões polares devido à presença de cavados bastante meridionais (Fortune & Kousky, 1982)
* Durante a maior parte do ano (exceto no inverno) esses sistemas frontais interagem com a convecção tropical, em geral acentuando-a (Cb?s profundos responsáveis pela precipitação tropical e sub-tropical)
* As geadas acontecem nas regiões de penetração de ar frio e seco do Anticiclone extra-tropical e tem efeitos devastadores na agricultura.

Vórtices Ciclônicos
* sistemas que se desenvolvem no Sul e Sudeste do Brasil associado a padrões em altos níveis que chegam pela costa oeste da América do Sul vindos do Pacífico, penetrando no continente e provocando instabilidade no seu setor leste e nordeste;
* seu mecanismo de formação se baseia na amplificação de uma crista corrente acima;
* antes de penetrar no continente (onde a nebulosidade é maior) é mais facilmente detectável na imagem do vapor d’água do satélite geoestacionário;
* quando se desloca para leste, atinge o Sul e Sudeste do Brasil, em geral provocando chuvas;
* possuem características físicas semelhantes aos vórtices do Nordeste mas com algumas diferenças (principalmente no deslocamento);
* formam-se o ano inteiro primeiramente nos altos níveis e depois se propagam para altitudes menores, às vezes estando associado a um ciclone de superfície ou mesmo propiciando ciclogênese;
* segundo Satyamurty, Ferreira e Gan (1990) com base em imagens de satélite para o período de Janeiro de 1980 a Dezembro de 1986;
* vórtices que cruzam os Andes com vorticidade maior do que 2×10-5 s-1 têm 40
* estes autores estimam uma velocidade média de deslocamento de 12.5 m/s na direção sudeste para estes sistemas;
* na média, uma centena de vórtices por ano cruza o continente, sendo que grande parte destes são gerados ou intensificados na região; foram mais numerosas as ocorrências de verão do que as de inverno;
A convergência de vapor e a liberação de calor sensível são os efeitos mais ativos na formação destes vórtices.
Instabilidade do Jato Sub-Tropical
* JST: ventos fortes em altos níveis, caracterizando uma “corrente de jato”;
* São também responsáveis pelo desenvolvimento ou intensificação da atividade convectiva sobre o sul e sudeste da América do Sul;
* Sistemas que se organizam no Sul e Sudeste do Brasil com intensa convecção associada à instabilidade causada pelo jato subtropical;
* A região de aumento do jato subtropical (entrada) em altos níveis apresenta confluência na parte sul e difluência na parte norte, enquanto que a região de diminuição (saída) apresenta difluência na parte sul e confluência na parte norte;
* Isto quer dizer que pode existir convergência em superfície ao norte da entrada do jato e ao sul da saída, o que pode intensificar ou atenuar condições de superfície, ou seja, as instabilidades do jato são bastante importantes no sentido de fornecer suporte em altitude para sistemas subsinóticos (CCM) se desenvolverem à superfície;

Frontogênese
* Processo pelo qual o gradiente de densidade (ou de temperatura) é intensificado, isto é, quando ocorre um aumento na concentração de isopicnais (ou isotermas) devido aos seguintes mecanismos:
o (i) campo de deformação,
o (ii) cisalhamento horizontal,
o (iii) campo de dilatação vertical e
o (iv) movimentos verticais diferenciados (pode ser frontogenético ou frontolítico);
* aparentemente a frontogênese acompanha o desenvovimento de perturbações sinóticas em uma atmosfera baroclínica;
* entre dois fortes anticiclones há uma região preferencial para a frontogênese (ou para a frontólise);
* ocorrem muitas vezes no sul da região central, na região S, no Paraguai e norte da Argentina;
* a frontogênese é, em geral, desfavorecida pelos seguintes processos:
o (i) liberação de calor latente,
o (ii) atrito com a superfície,
o (iii) turbulência/mistura e
o (iv) radiação;
* Satyamurty & Mattos (1989) definem os campos de deformação e fazem um estudo climatológico de regiões preferenciais para ocorrência de frontogênese ao longo do ano;
Ciclogênese
* Processo de abaixamento da pressão atmosférica de superfície com consequente formação de circulação ciclônica;
* Muitas vezes, pode ser disparada por vórtices ciclônicos de altos níveis;
* Segundo Taljaard (1982) e Necco (1982):
o – as ciclogêneses da América do Sul e Atlântico Sul ocorrem também ao norte de 35°S;
o – maior frequência de ciclogênese sobre o oceano no verão e sobre o continente no inverno;
* Segundo Ferreira (1989):
o – cerca de 90% dos casos tem influência no alinhamento de frentes frias (outono-inverno) ou em interação com sistemas convectivos (primavera-verão)
o – a região sul americana apresenta condições distintas para a ocorrência de ciclogênese em relação a outras regiões, pois a máxima frequência observada aconteceu no verão e não no inverno;
* No inverno o principal processo de desenvolvimento de ciclones é a conversão de energia do estado básico para a perturbação, emquanto que no verão, estes sistemas dependem da instabilidade hidrodinâmica;
* A ligação entre ciclogênese e precipitação consiste em suprimento de umidade oriunda da região amazônica, o que também possui grande importância na dinâmica da ciclogênese.

Zona de Convergência do Atlântico Sul – ZCAS
* persistente faixa de nebulosidade orientada no sentido noroeste-sudeste associada a uma zona de convergência na baixa troposfera;
* estende-se desde o sul da Amazônia até o Atlântico Sul-Central;
* estrutura semelhante à existente no Pacífico Sul e Índico Sul (menos marcante que ZCAS e ZCPS);
* períodos de enchente na região sudeste e veranicos na região sul estão associados a ZCAS no sudeste e vice-versa;
* possíveis mecanismos de formação e manutenção da ZCAS:
* liberação de calor latente na América do Sul;
* o aquecimento localizado sobre o continente apresenta papel fundamental para a existência dessas zonas de convergência;
* dinamicamente, a formação de um cavado na baixa troposfera com orientação NW-SE e de um anticiclone em ar superior, está associada à resposta estacionária da atmosfera a uma forçante localizada de calor;
* efeitos remotos na manutenção do cavado a ela associado;
* estudos numéricos indicam que a posição da ZCPS tem fundamental importância no estabelecimento e controle da ZCAS, via ancoramento do cavado em altitude
* confluência de baixos níveis associada aos Andes;
* a influência dos Andes parece ser decisiva na posição e confinamento do campo de baixa pressão nos baixos níveis (Baixa do Chaco) em resposta à liberação de calor latente na Amazônia/Brasil Central;
* efeitos de tempartaura da superfície do mar do Atlântico;
* alinhamento da ZCAS com região de forte gradiente de TSM: discussão questionável sobre o acoplamento ZCAS/TSM.
Escoamentos em Larga Escala – Bloqueios na Atmosfera
* Caracterizam-se por um persistente sistema de alta pressão em superfície que impede a propagação de sistemas transientes;
* Nos altos níveis, são caracterizados por um centro de alta pressão conjugado a um centro de baixa pressão na região onde os ventos são de oeste;
* Na região do bloqueio, o céu é sem nebulosidade e as temperaturas são muito altas
* Bifurcação do jato sub-tropical é indicação da presença de bloqueio;
* Este sistema faz com que haja um desvio das perturbações, de modo que exista uma espécie de “zona de sombra”;
* Segundo Casarin (1983), no outono há um máximo de dias com atuação de bloqueio, enquanto que no inverno e na primavera ocorre um mínimo;
* A posição do sistema de bloqueio é fundamental: se estiver muito próximo à América do Sul a região Sul passa por um período mais seco e a região Sudeste sofre grande precipitação; se estiver mais para oeste, o inverso acontece;

Vírgula Invertida
* ocorrem na região sudeste (escala de ~1500 km), associada à geração de ciclones;
* podem se desenvolver como manifestação de instabilidade baroclínica, estando próximo das zonas baroclínicas ou após a passagem de um sistema frontal;
* formam-se preferencialmente nas estações de transição (primavera e outono);
* produzem chuvas intensas, mas em geral, de curta duração (comparada aos sistemas sinóticos);
* possuem estreita ligação com ciclogênese e ciclones extratropicais
sua origem é semelhante a de perturbações de escala sinótica de latitudes médias, mas para compreender sua escala e estrutura vertical é necessário entender os processos de liberação de calor latente (devido à preciptação) na coluna atmosférica.
Complexos Convectivos de Meso Escala
* Formados pela interação entre jatos de altos e baixos níveis;
* Jatos de altos níveis (com ar mais frio e seco) com jatos de baixos níveis (de ar mais quente e úmido) provocam uma instabilidade térmica que leva à convecção intensa;
* Tipicamente sobre a região de planície do Paraguai, a circulação vale-montanha pode ocasionar algums aglomerados convectivos que na presença de jatos de altos e baixos níveis, podem levar à formação de grandes CCM?s no início da manhã;
* O sistema surge durante a noite e pode adquirir grandes proporções no início da manhã;
pode-se citar casos de frontogênese no Sul do Brasil quando estes sistemas se deslocam para leste.

SAND-RIO

One Comment

  1. Francisco N. Leal
    Posted 10 novembro 2010 at 4:14 PM | Permalink

    Ótima compilação de conteúdo!


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