Características sinóticas associadas ao jato em baixos níveis e a influência na atividade convectiva sobre a bacia do prata



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características sinóticas associadas ao jato em baixos níveis e a influência na atividade convectiva sobre a bacia do prata.
Cleber Afonso de Souza

Iracema Fonseca de Albuquerque Cavalcanti


Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos

Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais



Abstract
The synoptic features associated with the Low Level Jet (LLJ) are analysed considering the convective activity over the La Plata basin, during the period of 1994 to 2002. Satellite images are used to identify MCC occurrences and V type configurations. The cases were classified in 3 groups and the mean features of each group are discussed. The general pattern shows a low level flow from the Atlantic Ocean, turning southward, and maximum magnitudes over Bolivia and northern Paraguai when there is development of MCC; over southern Bolivia and Paraguai extending to Uruguai and Rio Grande do Sul when there is the V type convection system; and over southern Bolivia and Paraguai when there is not MCC development. Low pressure develops over central and northern Argentina, and it is stronger when there is development of convective activity. Another observed difference is the occurrence of another jet at upper levels in the case of convective system with V type configuration.



  1. INTRODUÇÃO

A América do Sul (AS) estende-se de 10 N a 60 S e possui a cordilheira mais longa do mundo, conhecida por Cordilheira dos Andes. A presença de montanhas torna-se um fator importante para a canalização dos ventos em uma direção, originando fortes escoamentos em baixos níveis que apresentam máxima magnitude em torno de 850 hPa e que são denominados de Jato em Baixos Níveis (JBN), e que também ocorrem a leste das Montanhas Rochosas nos Estados Unidos. O JBN


atua fortemente no transporte de propriedades atmosféricas na região próxima à superfície e é considerado como sendo um mecanismo de transporte de massa e energia entre as regiões tropicais e subtropicais. Na região de saída do jato há convergência de umidade, ascensão do ar úmido e em alguns casos, ocorrência de Complexos Convectivos de Mesoescala (CCM).
Vários estudos mostram que os JBN ocorrem com maior freqüência durante o período noturno (Cavalcanti, 1982; Guedes, 1985; Paegle (1987; 1998); Corrêa et al., 2002) e há uma associação entre a presença de JBN e a intensificação e/ou formação de CCM (Gandu e Geisler, 1992; Custódio e Herdies, 1994; Dapozzo, 1995; Zhou e Lau, 1998; Seluchi e Marengo, 2000), entre outros. O JBN apresenta uma variabilidade em todas as escalas de tempo (Nogués-Paegle e Mo, 1997; Paegle, 1998; Marengo et al., 2002). Usando dados observacionais do NCEP/NCAR e uma simulação de 10 anos com o MCGA, Cavalcanti et al (2002) analisaram a situação de grande escala associada ao jato e observaram que o JBN, pode ocorrer em todas as estações. O objetivo do presente trabalho é a identificação dos padrões e características atmosféricas de escala sinótica associados à ocorrência de JBN e atividade convectiva .
2 – DADOS E MÉTODOS
Os dados utilizados são das reanálises do NCEP/NCAR, considerando o período de 1994 a 2002, em 4 horários (00, 06, 12 e 18 UTC), que tem uma resolução espacial de 2,5° x 2,5° graus de latitude-longitude. Imagens de satélite no canal infravermelho, processadas e obtidas no INPE/CPTEC foram utilizadas para a identificação de dias com CCM. O método utilizado neste trabalho foi seguindo o critério de Bonner modificado, utilizado em Cavalcanti et al (2002), selecionando os dias de ocorrência do JBN, considerando uma área (62 - 57 W; 15 - 20 S) a leste da Cordilheira dos Andes. Segundo este critério, a média espacial da componente meridional do vento nesta área, deve ser negativa e maior que 12 m/s, em 850 hPa, e a diferença entre esse valor e a média em 700 hPa deve ser maior que 6 m/s.
Os dias selecionados, de cada estação, foram estudados através de: a) imagens de satélite para identificação dos dias com atividade convectiva na região de desenvolvimento dos CCM e estudo do desenvolvimento e deslocamento desses sistemas; b) compostos das variáveis atmosféricas em três grupos, os dias com ocorrência de jato e desenvolvimento de CCM, dias com ocorrência de jato e sem desenvolvimento de CCM, dias com ocorrência de jato e atividade convectiva em forma de V, e c) compostos das variáveis no dia anterior à ocorrência.

Assim, elaborou-se uma classificação, considerando a ocorrência de jato com: a) desenvolvimento de CCM, b) caso de sistema frontal em forma de V e c) sem desenvolvimento de CCM ou atividade convectiva. Essa classificação foi feita através das imagens dos satélites, nos horários das 03, 06, 09 e 12 UTC, para verificar a atuação e o desenvolvimento dos sistemas sinóticos e de mesoescala, assim como de suas trajetórias. Foram geradas médias das variáveis atmosféricas para as 3 classes, média do dia anterior e do dia da ocorrência do jato. Esses compostos revelaram as principais características associadas aos JBN nas análises diárias dos dados do NCEP/NCAR.


3 – RESULTADOS
Os campos analisados serão mostrados para os 3 grupos: Grupo 1: casos com JBN e CCM, Grupo 2: casos com JBN e atividade convectiva em forma de V, Grupo 3: casos com JBN e sem presença de atividade convectiva na área de estudo. São apresentados campos para o dia anterior e o dia de ocorrência do jato.
Nos 3 grupos, Figura 3.1, pode-se observar, nos dias de ocorrência, a presença de um escoamento de grande escala, dos ventos predominantes em baixos níveis, associado à Alta Subtropical do Atlântico Sul. Esses sofrem a ação de barreira da Cordilheira do Andes e são desviados para o sul perto de 10º S, sofrendo o efeito de canalização a leste dos Andes. Este escoamento se estende de 15º S até aproximadamente 30º S, entre 65º - 50º W, apresentando valores máximos (alcançando valores em torno de 18 m/s) ao sul de 15º S, sobre a região do altiplano boliviano, caracterizando bem o JBN sobre a AS. Também se observa que prevalece uma alta vorticidade ciclônica a oeste e vorticidade anticiclônica a leste do JBN nos três casos. Essas vorticidades são decorrentes do cisalhamento horizontal do vento meridional, e fornecem uma contribuição para movimentos ascendentes a oeste e subsidentes a leste do JBN. Esses movimentos podem dar origem a uma circulação local regional oeste-leste que pode interagir com a circulação dos ventos vale-montanha que existe na região. Nos 3 casos nota-se também um escoamento ciclônico em 850 hPa ao sul da região do jato, e a confluência dos ventos indicando a presença de um sistema frontal atingindo o Uruguai e Rio Grande do Sul, Figuras 3.1 (d) a (f).
Observando o dia anterior dos 3 grupos, nota-se que o JBN já estava bem organizado e com maior cisalhamento horizontal, para o grupo em que houve ocorrência do CCM, comparado aos outros grupos, Figura 3.1 (a). Em todos os grupos, nota-se que o escoamento e consequentemente, o JBN no dia anterior à ocorrência é menos intenso do que o JBN no dia da ocorrência e isso é observado no vetor vento (setas pretas), que destaca um canal de vento máximo acima de 12 m/s, atuando sobre a planície. No Grupo 2, nota-se uma extensão do vento mais forte, que abrange uma grande região mais ao sul da AS e que se estende para o Oceano Atlântico Sul, o qual também está relacionado à passagem de sistemas frontais na região sudeste da AS, Figura 3.1 (e). Esta é a configuração associada à atividade convectiva em forma de V, e difere da configuração quando há ocorrência do CCM clássico, e também daquela quando não há desenvolvimento de atividade convectiva. Ressalta-se que a maioria dos casos deste grupo ocorre no inverno.


(a)


(b)


(c)



(d)


(e)


(f)

Figura 3.1 – Campos médios do escoamento do vento com a vorticidade relativa no nível de 850 hPa às 06:00 UTC, para o dia anterior e o dia de ocorrência do jato para os grupos: (a) e (d) Bem organizado com CCM forte, (b) e (e) Configuração em V e (c) e (f) Sem CCM. À direita dos painéis encontra-se a escala da vorticidade e a máscara da localização dos Andes está sombreada de branco.
Nos campos da pressão, Figuras 3.2, pode-se observar a existência de uma região de baixa pressão sobre a parte central da AS, sobre o Paraguai e norte da Argentina, que apresenta uma queda de pressão a qual pode atingir, em média até 4 hPa, comparada ao dia anterior à ocorrência do jato. Para o Grupo 1, já havia pressão baixa em grande parte do continente, e um núcleo sobre a área de desenvolvimento, já no dia anterior à ocorrência, que se intensificou (Fig. a, d). Para o grupo Configuração em V , Figuras 3.2 (b) e (e), verifica-se também sobre a mesma região, pressão baixa e intensa, que se intensifica do dia anterior ao dia de ocorrência, com uma extensão maior do núcleo, até o Uruguai, comparada aos outros grupos. Nota-se que a Alta Subtropical do Atlântico Sul posiciona-se mais próxima do continente do que no grupo 1. No Grupo 3 (Sem CCM), Figuras 3.2 (c) e (f), observa-se que no dia anterior à ocorrência, a pressão não estava muito baixa, sobre a parte central da AS, intensificando-se no dia de ocorrência, no entanto, menos intensa comparada aos outros dois grupos. Nota-se também, a intensificação das Altas Subtropicais do Atlântico e Pacífico Sul, com seus centros mais elevados em torno de 25° S, onde a pressão apresenta-se acima de 1020 hPa.


(a)


(b)


(c)



(d)


(e)


(f)

Figura 3.2 – Campos médios da PNM às 06:00 UTC, para o dia anterior e o dia de ocorrência do jato para os grupos: (a) e (d) Bem Organizado com CCM Forte, (b) e (e) Configuração em V e (c) e (f) Sem CCM.
As Figuras 3.3 (a) e (d) em 20º S, mostram a presença de um fluxo de norte menos intenso no dia anterior à ocorrência do jato, o qual torna-se mais intenso no dia da ocorrência do jato. Sua estrutura profunda, da superfície até aproximadamente 600 hPa, é bastante intensa nessa latitude em todos os compostos. Observa-se que o núcleo central está localizado entre 900 e 800 hPa e 62º - 58º W, alcançando velocidade máxima superior a 16 m/s na camada limite planetária, representando bem os JBN. Os campos do grupo com Configuração em V, Figuras 3.3 (b) e (e), mostram que além do JBN, há um outro máximo em altos níveis, que se intensifica entre o dia anterior e o dia de ocorrência dos JBN. Essa característica é bem distinta se comparada aos outros dois grupos.


(a)


(b)


(c)



(d)


(e)


(f)

Figura 3.3 – Campos médios da estrutura vertical da componente meridional do vento em 20º S às 06:00 UTC, para o dia anterior e o dia de ocorrência do jato, para os grupos: (a) e (d) Bem Organizado com CCM Forte, (b) e (e) Configuração em V e (c) e (f) Sem CCM. A área sombreada corresponde à cordilheira dos Andes e o planalto brasileiro nessa latitude.
Nas configurações de anomalia zonal de geopotencial em 500 hPa (Fig. 3.4), nota-se a presença de anomalias negativas, representando a existência de um cavado, sobre a região sul da AS no dia anterior à ocorrência, que se desloca para leste, no dia, para o grupo 1, enquanto para os outros dois grupos, o cavado se encontra a sudoeste da América do Sul no dia anterior, e continua estacionado no dia de ocorrência. Observa-se um centro de anomalias positivas a oeste do cavado, representando uma crista intensa, que é mais intensa nos grupos 2 e 3.


(a)


(b)


(c)



(d)


(e)


(f)


Figura 3.4 – Campos médios da anomalia zonal de geopotencial, no nível de 500 hPa às 06:00 UTC, para o dia anterior e o dia de ocorrência do jato, para os grupos: (a) e (d) Bem Organizado com CCM Forte, (b) e (e) Configuração em V e (c) e (f) Sem CCM.


4 – CONCLUSÃO
O presente trabalho permitiu identificar os padrões e as principais características atmosféricas observadas na ocorrência de JBN sobre a América do Sul, associados ao desenvolvimento de atividade convectiva, através dos compostos médios para os dias com ocorrência de jato e do dia anterior à ocorrência. Foi observada a existência de um escoamento de norte em baixos níveis, a leste da Cordilheira dos Andes Central, que se torna intenso ao sul de 10º S e alcança velocidade máxima sobre a planície. O cisalhamento horizontal na região do JBN dá origem a vorticidades ciclônica e anticiclônica nos dois lados do jato, que podem contribuir para a interação de uma circulação local com a circulação de ventos vale-montanha. Essas características são mais fortes no caso associado ao desenvolvimento de CCM, quando o cisalhamento está mais ao norte comparado com os outros dois grupos. Para este grupo também foi observada a existência de uma região de baixa pressão sobre a parte central da AS, com configuração diferente da observada nos outros dois grupos. O JBN pode ser visualizado pela configuração da estrutura vertical do vento meridional, que destacou bem o núcleo central intenso localizado entre 62º - 58º W e 900 e 800 hPa. Nota-se que no grupo 3, dos casos sem CCM, a região de atuação do jato é menor, no dia anterior do que os outros grupos, o cisalhamento também é menor e o núcleo de pressão baixa é menos intenso, comparado aos grupos 1 e 2.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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