Fundamentação em Meteorologia Física

Introdução

A ZCAS é a principal fonte de precipitação em grande escala no Brasil durante o verão austral, que abrange o período de novembro a março. Estruturas semelhantes são encontradas no Pacífico Sul e Oceano índico Sul, embora, a Zona de Convergência do índico Sul (ZCIS) não é tão pronunciada como as outras.

A ZCAS ocorre ao norte de sua localização média climatológica nos primeiros meses do verão e a medida em que a monção de verão se intensifica na América do Sul em janeiro e fevereiro, a ZCAS ocorre mais frequentemente no sul.

Observações mostram uma clara correlação entre enchentes de verão na região sudeste e períodos de seca em regiões da parte sul da ZCAS. Nos casos em que a ZCAS persiste por um longo período no Sudeste, períodos extremamente chuvosos coincidem com verânicos no Sudeste do Brasil.

As ZCAS são geradas e mantidas primariamente pela interação da convecção tropical com sistemas frontais de monções subtropicais do Atlântico Sul. Estas ZCAS têm um ciclo de vida médio de oito a dez dias. A flutuação e duração da ZCAS também depende de oscilações intrasazonais em escalas de tempo de 20-30 dias e 30-60 dias.

Visão geral

Mapas climatológicos da média de radiação de onda longa (ROL) e da quantidade de precipitação nos meses de verão austral (novembro a março) de 1982 a 2011 são apresentados nas Figuras 1 e 2.

O campo de ROL foi extraído da reanálise ERA INTERIM e os dados de precipitação foram fornecidos pelo GPCP (Global Precipitation Climatology Project). A localização da zona de convergência normalmente fica dentro da caixa vermelha e a linha vermelha mostra a posição climatológica média da ZCAS.

Os valores baixos de radiação de onda longa (geralmente abaixo de 220 W/m2) significam locais frios. Eles podem ser causados por nuvens altas (nos trópicos) ou superfícies frias (nas latitudes médias e altas). A localização de baixos valores de ROL coincide com as maiores quantidades de precipitação. A precipitação é concentrada em três regiões: 1) região norte, dentro da Zona de Convergência Intertropical (ZCIT); 2) Região Amazonica e 3) Oceano Atlântico Sul subtropical. Sendo que nas duas últimas regiões os valores elevados de precipitação são decorrentes da ZCAS.

Figura 1: Média Mensal Climatológica de Radiação de Onda Longa (ROL - Wm-2) de Novembro a Março (1982 a 2011) Figura 2: Climatologia da precipitação (mm) GPCP de Novembro a Março (1982 a 2011)

Divisão dos Estados Brasileiro

Funções ortogonais empíricas (EOF) são usadas para estudar a variação espacial e temporal da ZCAS. A figura 3 mostra a correlação entre a primeira componente da EOF e análise da anomalia de ROL (Tipo 1 - Padrão Dipolo) e a figura 4 exibe a correlação entre a segunda componente de EOF e análise da anomalia ROL (Tipo 2 - Padrão Tripolo). Elas compreendem uma faixa de variabilidade de cerca de 50%.

Nuvens profundas no interior da ZCAS apresentam valores de correlação negativa com a ROL. Na Figura 3, os maiores valores negativos estão localizados no Espírito Santo e norte de Minas Gerais, enquanto que na Figura 4 eles são localizados na fronteira dos estados de: São Paulo, Rio de Janeiro e Sul de Minas Gerais. Os valores de correlação positiva coincidem com valores elevados de anomalia de ROL, o que é resultado da ausência de convecção. Nota-se que na Figura 3 há um máximo para ambos de valores positivos e negativos, enquanto que na Figura 4 há um máximo de valores negativos, porém dois máximos de valores positivos. Estes padrões serão mostrados nos estudos de caso abaixo.

Figura 3: Padrão de correlação entre a anomalia ROL e a primeira componente da EOF. Figura 4: Padrão de correlação entre a anomalia ROL e a segunda componente da EOF.

Tipo 1: 27 de dezembro de 2010 as 18:15 UTC

A ZCAS se estende do Espírito Santo e norte de Minas Gerais até o oeste da Amazônia. Situa-se levemente ao norte da posição média climatológica. O ar seco referente à presença de um sistema de alta pressão no sul do Brasil, leste da Argentina e Uruguai pode ser detectado em imagens WV e IR (Figuras 5 e 6). Este padrão é muito semelhante ao padrão de dipolo associado com o tipo 1 na Figura 3, o que sugere que a análise estatística representa bem os sistemas meteorológicos observados.

Figura 5: GOES 12 - canal WV em 27 de dezembro de 2010 as 18:15 UTC Figura 6: GOES 12 - IR realçada em 27 de dezembro de 2010 as 18:15 UTC

Tipo 2: 30 de novembro de 2010 as 18:00 UTC

A ZCAS estende-se do estado de São Paulo e Rio de Janeiro em direção ao oeste da Amazônia. Neste caso, a ZCAS está perto de sua localização média climatológica (figura 2), ao contrário do caso anterior (27 de dezembro de 2010 às 18:15 UTC). Neste caso, a convecção é restrita a uma estreita banda de nuvem e nota-se a presença de dois sistemas de alta pressão, um no sul e outro no nordeste do Brasil, que é compatível com o padrão tripolo (Tipo 2).

Figura 7: GOES 12 - canal WV em 30 de novembro de 2010 as 18:00 UTC Figura 8: GOES 12 - IR realçada em 30 de novembro de 2010 as 18:00 UTC