CLIMATOLOGIA DE RELÂMPAGOS NO BRASIL: ANÁLISE PRELIMINAR - PDF
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Carolina Amaral Azevedo
1 CLIMATOLOGIA DE RELÂMPAGOS NO BRASIL: ANÁLISE PRELIMINAR Rosangela Barreto Biasi Gin Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG, Universidade de São Paulo - USP, R. do Matão No Cidade Universitária, São Paulo - Capital CEP: Tel.:(YY) FAX. : (YY) Roberto Lage Guedes Instituto de Aeronáutica e Espaço CTA/IAE/ACA Pr. Marechal Eduardo Gomes, 5 V. das Acácias, São José dos Campos- São Paulo CEP.: Tel.: (YY) FAX.: (YY) ABSTRACT The lightning activity can be obtained by meteorological stations. These meteorological stations have hourly record about of number time that the lightning flashes were saws or the number time that thunders were heard. This parameter is a good indicator of lightning activity when there are not systems for lightning detection in the region. This paper describes the results of monthly number of lightning activity and latitude belts ( º -35 º S in 5 º interval latitude belts) averaged lightning activity over Brazil for the period 1961 through 197. About of 23 observation points were selected. Maps of monthly mean distribution and local time distribution were analyzed. These maps represent a 1-year climatology of geographic distribution of lightning activity in Brazil. Palavras chaves: Índice Ceraunico Relâmpagos INTRODUÇÃO Os estudos de relâmpagos sobre o Brasil vem apresentando resultados promissores. Porém, tem-se estudado somente o comportamento regional dos relâmpagos, em virtude de ainda não existir sistemas de detecção contínua de relâmpagos cobrindo todo o território nacional (Gin et. al., 1998). Entretanto, existem índices denominados ceraunicos que podem ser utilizados como indicadores de atividade elétrica em regiões onde não há sistemas de detecção continua de relâmpagos. Esses índices podem ser calculados, utilizando-se um conjunto de dados provenientes das estações meteorológicas de superfície, localizadas nos principais aeroportos brasileiros. Existem cerca de 87 estações de superfície distribuídas sobre todo o território nacional, sendo que a maior parte destas estações vem produzindo informações desde 195. Desta forma, analisando-se os níveis ceraunicos pode-se identificar o comportamento dos relâmpagos no Brasil. O presente trabalho tem como objetivo mostrar o comportamento da atividade de relâmpagos para grande parte do Brasil durante um período de 1 anos. Observou-se a distribuição temporal e espacial da atividade elétrica bem como a atividade em regiões de diferentes latitudes. 1949
2 RESULTADOS E DISCUSSÕES Cerca de 39 relâmpagos foram observados no território brasileiro durante o período de 1961 a 197. Os dados de relâmpagos são obtidos das estações meteorológicas e que fazem observações horárias de cerca de dezoito parâmetros meteorológicos dentre estes os relâmpagos e as trovoadas. No período em estudo apenas 23 estações apresentavam dados contínuos. A tabela 1 mostra o nome, a sigla e a localização de cada estação meteorológica e o número total de relâmpagos observados em cada estação. As regiões que apresentaram maior ocorrência de relâmpagos foram Manaus, Brasília, São Luís e Belém. Estas regiões apresentaram uma média de ocorrência de mais de 3 relâmpagos por ano. Tabela 1- Localização das estações meteorológicas e o número total de relâmpagos LOCALIZAÇÃO ESTAÇÂO Latitude Longitude Nº TOTAL DE RELÂMPAGOS BAGÉ 3123S 547W 1715 BELÉM 123S 4829W 334 B.HORIZONTE 1951S 4357W 255 BRASÍLIA 1552S 4755W 3771 CARAVELAS 1738S 3915W 1338 CURITIBA 2531S 4911W 1995 F.IGUAÇU 2536S 5429W 1731 FLORIANÓPOLIS 274S 4833W 1914 F.NORONHA 351S 3225W 34 FORTALEZA 347S 3832W 1914 GALEÃO 225S 4315W 162 MACEIÓ 931S 3547W 44 MANAUS 39S 5959W 4431 NATAL 555S 3515W 993 P.ALEGRE 3S 5111W 41 PIRASSUNUNGA 2159S 4721W 163 RECIFE 88S 3455W 35 SALVADOR 1254S 382W 51 SANTARÉM 226S 5443W 276 SANTOS 2356S 4618W 187 SÃO LUIS 235S 4414W 337 SANTA MARIA 2943S 5342W 26 SÃO PAULO 2337S 4639W 1463 TOTAL: O período de maior atividade de relâmpagos sobre todo território brasileiro ocorre entre os meses de janeiro e março com mais de 4 relâmpagos por ano (figura 1a) em função de um forte aumento da atividade convectiva sobre o continente. Neste período a instabilidade atmosférica é intensificada devido a presença de bandas de nebulosidade convectivas que se organizam tanto nos interiores continentais quanto em algumas regiões costeiras principalmente na costa norte - nordeste brasileira. Além disto, os sistemas frontais que atingem as regiões sul e sudeste do país tem sua atividade convectiva intensificada em função da presença de uma maior quantidade de umidade e calor na atmosférica (Guedes e Machado, 1997). As instabilidades geradas por fenômenos da mesoescala e da escala sinótica que são freqüentes nesta área e época do ano, associadas a perturbações locais intensificam a atividade convectiva, favorecendo o aumento do número de ocorrência de relâmpagos. O horário de maior ocorrência de relâmpagos é entre 19: e 21: horas local apresentando uma média de mais de 3 195
3 relâmpagos por hora para cada mês (figura 1 b). Este horário é compatível com os horários de maior atividade convectiva que também foram observados por Guedes e Machado (1997). 5 No. total de relâmpagos por ano Meses (a) No. Total de relâmpagos por mes Hora local (b) Figura 1. Distribuição mensal (a) e horária (b) do número de ocorrência de relâmpagos no Brasil. 1951
4 A atividade de relâmpagos varia em função da latitude (Orville, 199). Segundo este autor a atividade de relâmpagos diminui com o aumento da latitude. Esta diminuição na atividade de relâmpagos deve-se a diminuição da altitude da isoterma -1º C (a altitude do centro de cargas negativo da nuvem) diminuindo assim a profundidade da camada de cargas negativas da nuvem. A Figura 2 mostra a variação do número médio de ocorrência de relâmpagos para diferentes faixas de latitude. As faixas definidas em ordem numérica representam as latitudes de º a 35º S com intervalos de 5º. De modo a minimizar efeitos locais a análise foi baseada em observações feitas para estações meteorológicas localizadas no litoral (curva azul) e no interior (curva preta). Esta figura mostra que no litoral a atividade de relâmpagos diminuiu até a 3ª faixa de latitude (1º a 15º). Houve um aumentou na atividade de relâmpagos nas faixas 4 (15º a 2º) e 5 (2º a 25º) para o litoral e na faixa 6 (25º a 3º) para o interior. Este aumento é devido a predominância de sistemas frontais no litoral e a atividade convectiva que se organizam nas áreas mais continentais durante o verão e a primavera. Infelizmente não há dados de atividade de relâmpagos para o litoral na 7ª faixa e para o interior entre as faixas 2 e 3. Número médio de relâmpagos Faixas de latitude Figura 2. Número médio de ocorrência de relâmpagos para o litoral (azul)e para o interior (preto) para faixas de a 35º S de latitude. A variação do comportamento da atividade de relâmpagos para as regiões no litoral e no interior também foram observadas. A Figura 3 mostra a variação da atividade de relâmpagos para estações meteorológicas localizadas no litoral (curva azul) e no interior (preto) entre as latitudes de º a 35 º S. Nesta figura observa-se que para o litoral o período de maior ocorrência de relâmpagos está entre janeiro e março. Já para o interior este período inicia-se em setembro estendendo-se até março. Este comportamento foi identificado para a maioria das faixas de latitude definidas anteriormente. No. de ocorrência de relâmpagos (normalizado) Meses Figura 3- Número normalizado de ocorrência de relâmpagos para o litoral (azul) e para o interior (preto) em função dos meses entre as latitudes a 35º S. 1952
5 A atividade de relâmpagos também foi identificada segundo sua localização. As Figuras de 4 a 7 mostram a distribuição espacial da atividade de relâmpagos para cada estação do ano. Estas figuras mostram as regiões que apresentam máxima atividade de relâmpagos segundo o período em estudo. O verão (dezembro a fevereiro) e a primavera (setembro a novembro) apresentam comportamentos similares. Ambas apresentam maior atividade de relâmpagos na direção noroeste - sudeste, o que de certa forma acompanha o posicionamento da Zona de Convergência do Atlântico Sul associada com a atividade convectiva da região central da América do Sul. Portanto, a região de máxima atividade de relâmpagos que ocorre no verão e na primavera localiza-se em Minas Gerais e no Pará, respectivamente. Já o outono (marco a maio) e o inverno (junho a agosto) apresentam a distribuição das regiões de maior ocorrência de relâmpago na direção noroeste-sudoeste. Estas estações apresentam maior atividade em torno de Mato Grosso e Mato Grosso do Sul. Durante o período de inverno a nebulosidade convectiva migra para região noroeste da América do Sul, portanto o máximo de atividade nesta região associa-se a este tipo de cobertura de nuvens. Quanto a atividade que ocorre a sudoeste, pode estar associada a passagem das frentes frias, que nesta época do ano apresentam maior atividade convectiva na região sul - sudoeste, pois a região central do Brasil encontra-se sob o efeito de uma massa de ar seco que dificulta a ocorrência de atividade convectiva nestas áreas durante o inverno (Guedes e Machado, 1997). Figura 4- Atividade de relâmpagos no verão no período de 1961 a
6 Figura 5- Atividade de relâmpagos no outono no período de 1961 a
7 Figura 6- Atividade de relâmpagos no inverno no período de 1961 a
8 Figura 7 - Atividade de relâmpagos na primavera no período de 1961 a
9 Das regiões que apresentaram alta atividade de relâmpagos o Rio de Janeiro, Salvador e Belo Horizonte apresentaram em média a maior freqüência de relâmpagos por ano. Certamente, isto ocorre em função da associação de fatores meteorológicos com fatores locais. Topografia, temperatura da água do mar adjacente a estes locais, constituição e tipo do solo, entre outros pontos em conjunto com situações meteorológicas a que estas regiões podem ter sido submetidas ao longo dos anos utilizados determinaram este comportamento. Entretanto, neste momento não foi possível identificar o relacionamento físico que levou a estas ocorrência. No futuro próximo outros estudos serão realizados utilizando-se de dados oriundos de imagens de satélites e utilizando-se também de informações de ocorrência de relâmpagos obtidos pela extensão da rede de localização hoje já existente. AGRADECIMENTOS Os autores agradecem a Física Maria Roseli Cabral Ho e ao Analista de Sistemas José Nestor de Oliveira, aos técnicos Paulo Norberto Fioratti Filho e Celso Erasmo de Oliveira Júnior pelo apoio computacional necessário à realização deste trabalho. Este trabalho foi parcialmente financiado pela Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) suporte número 95/ REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Gin, R.B.B.; Pereira Filho, A J.; Silva Dias, M. A F. Estudo das Descargas Elétricas Atmosféricas em Sistemas Convectivos Organizados: análise preliminar. X Congresso Brasileiro de Meteorologia, Brasilia, outubro Compack Disk (MR 989) Guedes, R.L. E L.A.T. Machado, Características Médias da Cobertura de Nuvens Sobre a América do Sul com base em imagens do GOES-E/ISCCP: Julho de1987 a junho de RBMet v.12, 1-19, Orville, R.E. Peak-current variations of lightning return strokes as a function of latitude. Nature, 343: , Jan