Estrutura das Nuvens nas Imagens de Satélite
A identificação e análise dos complexos convectivos de mesoescala (CCM) podem ser feitas através da combinação de diferentes canais procedentes de imagens de satélite. Um exemplo de combinação de canais é o produto RGB, fornecido pelo satélite Meteosat Second Generation (MSG) que apesar de possuir cobertura de visada limitada sobre a América do Sul, ainda é de grande contribuição para a região. Um exemplo deste uso é mostrado para a Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS). Também é possível analisar muitos aspectos com a ajuda dos satélites geoestacionários GOES.
Os canais do GOES são apresentados na tabela abaixo:
| Número do canal | Faixa de comprimento de onda (μm) | Faixa de medida | Objetivo Meteorológico |
|---|---|---|---|
| 1 (VIS) | 0.52 a 0.71 | 0 a 100% albedo | Cobertura de nuvens |
| 2 (IR) | 3.73 a 4.07 | 4 a 335K | Nuvens noturnas |
| 3 (IR) | 13.00 a 13.70 | 4 a 320K | Cobertura e altura de nuvens |
| 4 (IR) | 10.20 a 11.20 | 4 a 320K | Temperatura da superfície do mar e vapor d'água |
| 5 (WV) | 5.80 a 7.30 | 4 a 320K | Vapor d'água (WV, water vapor) |
Feições frequentemente observadas em imagens de satélite, associadas aos CCMs:
1. Complexos convectivos de mesoescala (CCMs): 1. Normalmente possuem forma circular cobrindo uma extensa área onde se verifica regiões de convecção com baixos valores de temperatura de brilho no IR e alto albedo no VIS. As imagens no VIS frequentemente aparecem saturadas, porém quando vistas em combinação com imagens realçadas no IR é possível identificar o alto gradiente de temperatura nas bordas, e também as partes mais convectivas e ativas do CCM.
2. Conexão com jatos de baixos níveis (LLJ): os CCM geralmente estão acompanhados da presença de um JBN. A presença do JBN pode ser vista em imagens VIS no dia (ou horas) antes da formação do CCM. Conforme explicado nos modelos conceituais SALLJ realizados pelo CoE Argentina, há corredores de nuvens organizados em linhas paralelas ao vento em baixos níveis, resultante de rolos convectivos dentro do SALLJ.
17 Novembro 2009, 18:00 UTC - GOES 10 - Canal 1 (0.65 μm) Imagem VIS - Identificação do SALLJ destacada em vermelho. 18 Novembro 2009, 11:15 UTC - GOES 10 - Canal 4 (11.0 μm) imagem de IR Realçada.
18 Novembro 2009, 11:15 UTC - GOES 10 - Canal 1 (0.65 μm) imagem do visível. 18 Novembro 2009, 11:15 UTC - GOES 10 - Canal 5 (6.0 μm) imagem WV.
Desenho esquemático do topo de um CCM.
A animação mostra o desenvolvimento de um CCM que ocorreu na noite de 9 de novembro até o fim da tarde de 10 de novembro de 2008. Durante a fase inicial, o desenvolvimento do CCM é influenciado principalmente pela presença de um intenso JBN. Nos estágios posteriores, a convecção profunda move-se para o norte devido a uma frente fria que se aproxima da região.
9 Novembro 2008, 14:21 UTC GOES 10 11.0 - animação de imagens do infravermelho realçado.
Características de CCMs usando o TRMM
Usando os produtos de satélite dos múltiplos sensores do TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission) é possível analisar importantes características de sistemas convectivos, porém devido a sua resolução temporal os produtos podem ser utlizados para análise complementar ao invés de modo operacional.
O exemplo a seguir é de um CCM que ocorreu em 9 de novembro de 2008 sobre o norte da Argentina e do Paraguai.
O satélite detectou um complexo convectivo de mesoescala em estágio de dissipação. A maturação do CCM ocorreu por volta de 09:45 UTC e o satélite passou pela área às 14:21 UTC. No entanto, a intensa atividade convectiva ainda estava presente.
Através dos dados do PR (Precipitation Radar), a bordo do satélite TRMM, é possível analisar a refletividade (designada pela letra Z) que representa a quantidade de energia retro-espalhada pelo alvo e novamente detectada pelo radar. Abrange uma ampla taxa de sinais. Os valores dBZ (decibéis de Z) aumentam a medida que o sinal recebido pelo radar aumenta.
A escala dos valores dBZ está relacionada à intensidade de precipitação. Normalmente, os valores até 20 dBZ representam chuva leve e conforme os valores de refletividade aumentam mais intensa é a taxa de precipitação associada.
Taxas de precipitação em tono de 40mm/h foram observadas na parte norte da faixa de varredura do TRMM. Analisando a reflectividade à superfície a cobertura de nuvens e a distribuição de partículas dentro da nuvem, o aglomerado pode ser visto claramente. O aglomerado apresenta valores de reflectividade de 20 dBZ mais ao sul da faixa, 35 dBZ no centro e 50 dBZ na zona mais ao norte.
Das quatro imagens seguintes, a imagem inferior à direita mostra a seção transversal ao longo da linha branca desenhada na imagem inferior esquerda. A partir deste perfil vertical pode-se ver que a convecção se estende aproximadamente de 2 a 10km.
Novembro, 9 2008 14:21 UTC - TRMM-PR - Precipitação na superfície (mm/h). Novembro, 9 2008 14:21 UTC - TRMM-PR - Refletividade na superfície (dBZ).
Novembro, 9 2008 14:21 UTC - TRMM-PR - Linha branca indica a seção reta vertical. Novembro, 9 2008 14:21 UTC - TRMM-PR - Seção reta vertical da refletividade (dBZ).
Existem três células distintas dentro do aglomerado. A célula à esquerda tem valores de refletividade que atigem 55 dBZ. A célula no meio exibe valores de 35 dBZ, e a célula à direita tem convecção com valores entre 35 dBZ e 50 dB.
Novembro, 9 2008 14:15 UTC - GOES-10 - Canal 4 (11.0 μm) Imagem do Infravermelho Realçada, linhas brancas indicam a seção reta vertical. Novembro, 9 2008 14:15 UTC - GOES-10 - Canal 1 (0.65 μm), agrupamento de nuvens no canal do visível.
Novembro, 9 2008 14:15 UTC - GOES-10 - Imagem RGB, linha preta indica a seção reta vertical.