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Hidrometeorologia Prof. Fernando Mainardi Fan Aula 1 - Curso Técnico em Hidrologia (CTH)

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Hidrometeorologia

Prof. Fernando Mainardi Fan

Aula 1 - Curso Técnico em Hidrologia (CTH)

Sumário da Aula

• Apresentação da disciplina (cronograma, avaliação e etc...)

• O que é hidrometeorologia?

• Clima vs. Tempo

• Por que estudar hidrometeorologia?

• Tópicos especiais: El Niño, Mudanças Climáticas, outros

Apresentação da Disciplina

Hidrometeorologia - CTH

Calendário Acadêmico

Hidrometeorologia - CTH

Programa deste semestre

Hidrometeorologia - CTH

Data Número Atividade

29/03/2017 Aula 1 Introdução e o que é hidrometeorologia

05/04/2017 Aula 1 Tópicos especiais

12/04/2017 Aula 2 Instrumentação

19/04/2017 Aula 2 Pluviômetro

26/04/2017 Geologia Horário de Geologia

03/05/2017 Aula 3 Água e energia na atmosfera

10/05/2017 Aula 3 Água e energia na atmosfera

17/05/2017 Aula 4 Formação de Nuvens e Precipitação

24/05/2017 Aula 4 Formação de Nuvens e Precipitação

31/05/2017 Aula 5 Evaporação e evapotranspiração

07/06/2017 Saída Saída de campo

14/06/2017 Aula 6 Prova teórica

21/06/2017 Aula 6 Prova prática

28/06/2017 Aula 7 Execução dos trabalhos finais

05/07/2017 Aula 7 Execução dos trabalhos finais

12/07/2017 Aula 8 Recuperação

19/07/2017 Aula 8 Entrega das notas

26/07/2017 Reserva Aula Reserva

Aulas

• Aulas em PPT com quadro como apoio;

• Ou no quadro com PPT como apoio;

• Aulas sempre com Teoria + Prática (metade expositiva, metade trabalho ou exercício”

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Material da disciplina

• Página do CTH (https://www.ufrgs.br/cth-iph/)

• Copiar aulas dadas no quadro

• Fazer anotações do que o professor apresenta

• Livros

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Livros

• Meteorologia e Climatologia (PDF na página da disciplina)

• Atmosfera, Tempo e Clima

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Avaliação

• Prova: 5,0

• Trabalho Final: 4,0

• Trabalhos de aula: 1,0

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Avaliação

• Nota final >= 9,0: A

• 7,5 >= Nota final < 9,0: B

• 6,0 >= Nota final < 7,5: C

• < 6: D

• Não compareceu em no mínimo 75% das aulas: FF

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Recuperação

• Se não entregou o trabalho final ou não fez a prova;

• Se a nota média final for menor do que 6,0;

• Será uma prova com todo o conteúdo valendo 10,0 e substitui as notas;

• Será dia 13/07/2016, quarta-feira.

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Como falar com o professor?

• E-mail: [email protected]

• Está no IPH todos os dias, basta marcar um horário;

• Sala no IPH é no final do corredor de Engenharia de Água e Solo, no térreo do prédio da biblioteca;

• Telefone na UFRGS é 3308-6414

• Sempre disponível antes e depois das aulas;

• Gosta muito de alunos interessados que procuram ajuda;

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Chimarrão

• Só é permitido se convidar o professor.

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Dúvidas

• Dúvidas?

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O que é hidrometeorologia?

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Um pouco de história... O termo meteorologia surgiu quando o filósofo grego Aristóteles, em torno de 340 A.C., à sua maneira filosófica e especulativa, escreveu um livro sobre filosofia natural denominado Meteorológica, falando sobre o tempo, o clima, sobre astronomia, geografia e química.

Falava de nuvens, chuva, neve, vento, granizo, trovões e furacões. Naqueles dias, tudo o que caia do céu e qualquer coisa vista no ar era chamada de meteoro, daí o nome meteorologia.

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Um pouco de história... As idéias de Aristóteles se mantiveram aceitas por quase dois mil anos.

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Um pouco de história... De fato, o nascimento da meteorologia como uma ciência natural genuína não aconteceu até a invenção dos instrumentos meteorológicos.

Em 1592 este sistema foi inventado, desta vez pelo físico e astrônomo italiano Galileu Galilei.

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Cópia do Termoscópio de Galileu

Um pouco de história... A invenção do telégrafo, em 1843, permitiu a transmissão das observações rotineiras do tempo.

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Telégrafo

Um pouco de história... Hoje pode parecer estranho, mas a capacidade de acelerar a transmissão de dados de forma radical não foi apreciada imediatamente.

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Telégrafo

Um pouco de história... Pierre Simon Laplace (1812) – “...conhecendo-se as massas, a posição e a velocidades de todas as partículas em um intervalo de tempo singular, é possível se calcular com precisão os os seus eventos passados e futuros...”;

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Laplace

Um pouco de história... Vilhelm Bjerknes (1904) - Desenvolveu os princípios matemáticos básicos para resolver as equações governantes de fluxo da Atmosfera e do Oceano;

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Vilhelm Bjerknes

Um pouco de história... Lewis Fry Richardson (1922) - Utilizando as equações básicas de movimento na atmosfera desenvolveu o primeiro sistema de previsão do tempo, utilizando uma máquina de calcular;

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Lewis Fry Richardson

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Um pouco de história... Carl Gustav Rossby (1930) – Utilizou o caráter ondulatório da circulação geral da atmosfera para criar uma simplificação das equações do modelo de circulação da atmosfera;

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Rossby

Um pouco de história... Dia D - A previsão do tempo mais importante da história mundial

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Um pouco de história... Dia D - A previsão do tempo mais importante da história mundial

Hidrometeorologia - CTH

Um pouco de história... Dia D - A previsão do tempo mais importante da história mundial

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Um pouco de história... Jule Charney (1950) – Liderou um grupo de pesquisadores a realizar prognósticos de tempo no ENIAC/Universidade de Princeton, utilizando as equações de Rossby;

Norman Phillips (1956) – Adicionou uma “forçante” nos termos da equações de Rossby, observando variações nos padrões da circulação geral da atmosfera – Início dos modelos de circulação geral da atmosfera;

Modelos Oceânicos de larga escala só tiveram início na década de 60;

Criação do Geophysical Fluid Dynamics Laboratory (GFDL) sob a direção de Joseph Smagorinsky.

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Um pouco de história... O CPTEC-INPE foi criado em 1987 nos moldes das instituições mais avançadas do mundo, que já vinham utilizando supercomputadores para previsões meteorológicas.

Em 1991, iniciaram-se as obras para a construção do prédio e em novembro de 1994, o CPTEC foi inaugurado. Atualmente, é o passaporte do Brasil para o primeiro mundo das previsões meteorológicas.

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Um pouco de história... O CPTEC-INPE foi criado em 1987 nos moldes das instituições mais avançadas do mundo, que já vinham utilizando supercomputadores para previsões meteorológicas.

Hidrometeorologia - CTH

Um pouco de história... O CPTEC-INPE foi criado em 1987 nos moldes das instituições mais avançadas do mundo, que já vinham utilizando supercomputadores para previsões meteorológicas.

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Um pouco de história... Principais centros de pesquisa no mundo:

NASA/DAO

GFDL/NOAA

IRI

NCAR

ECMWF

MetOffice

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Hidrometeorologia

• Hidro (água)

• +

• Meteorologia

Hidrometeorologia

• Meteorologia: Estudo dos fenômenos atmosféricos e das suas leis, principalmente com a intenção de prever as variações do tempo.

Hidrometeorologia

• Hidrometeorologia: Estudo dos fenômenos atmosféricos e das suas leis, com enfoque na água na atmosfera.

Clima e Tempo

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Clima e Condições Meteorológicas

• O que é o Clima?

Clima e Condições Meteorológicas

• Clima ≠ tempo!

• Tempo é o estado momentâneo da atmosfera.

• Clima é definido como o conjunto das condições atmosféricas que ocorrem com maior frequência em um local da superfície terrestre.

Clima e Condições Meteorológicas

• Clima ≠ tempo!

Clima e Condições Meteorológicas

• Clima • No senso estreito, é

geralmente definido como a “média do tempo”;

• Mais rigorosamente, como a descrição estatística em termos de média e variabilidade de quantidades relevantes sobre o período de tempo numa distância de meses a milhares de anos.

Clima e Condições Meteorológicas

• Quais são os principais climas do Brasil?

• Quais são os principais climas do Brasil?

Clima e Condições Meteorológicas

• A vegetação e o tipo de solo condicionam o clima?

• Ou o clima que condiciona a vegetação e o uso do solo?

Clima e Condições Meteorológicas

• A vegetação e o tipo de solo condicionam o clima?

• Ou o clima que condiciona a vegetação e o uso do solo?

• Depende de muitos fatores!

Clima e Condições Meteorológicas

• Por que não temos um deserto aqui no RS?

Clima e Condições Meteorológicas

• Por que não temos um deserto aqui no RS?

https://www.greenme.com.br/informar-se/ambiente/1484-desmatamento-reduz-chuvas-e-gera-crise-hidrica

https://www.greenme.com.br/informar-se/ambiente/1484-desmatamento-reduz-chuvas-e-gera-crise-hidrica

https://www.greenme.com.br/informar-se/ambiente/1484-desmatamento-reduz-chuvas-e-gera-crise-hidrica

Clima e Condições Meteorológicas

• Por que não temos um deserto aqui no RS?

• Por causa dos Andes e da Amazônia!

Por que estudar estudar hidrometeorologia é importante?

Hidrometeorologia - CTH

Hidrometeorologia

• Por que é importante?

Hidrometeorologia • Por que é importante: exemplo

Hidrometeorologia • Por que é importante: exemplo

Vazão total derivada: 127m³/s!

Hidrometeorologia • Por que é importante: exemplo

Hidrometeorologia • Por que é importante: exemplo

Sobradinho

Hidrometeorologia • Por que este é importante: exemplo

Sobradinho

Hidrometeorologia • Por que é importante: exemplo

• O reservatório de Sobradinho, um dos mais importantes do rio São Francisco, tem uma área superficial de 4.214 km2, constituindo-se no maior lago artificial do mundo, está numa das regiões mais secas do Brasil.

Hidrometeorologia • Por que é importante: exemplo

• O reservatório de Sobradinho, um dos mais importantes do rio São Francisco, tem uma área superficial de 4.214 km2, constituindo-se no maior lago artificial do mundo, está numa das regiões mais secas do Brasil.

• Em conseqüência disso, a evaporação direta deste reservatório é estimada em 200 m3.s-1, o que corresponde a cerca de 10% da vazão regularizada do rio São Francisco.

Hidrometeorologia • Por que é importante: exemplo

• O reservatório de Sobradinho, um dos mais importantes do rio São Francisco, tem uma área superficial de 4.214 km2, constituindo-se no maior lago artificial do mundo, está numa das regiões mais secas do Brasil.

• Em consequência disso, a evaporação direta deste reservatório é estimada em 200 m3.s-1, o que corresponde a cerca de 10% da vazão regularizada do rio São Francisco.

• Esta perda de água por evaporação é superior à vazão prevista para o projeto de transposição do rio São Francisco (127 m3.s-1), idealizado pelo governo federal.

Hidrometeorologia • Por que é importante: exemplo

• As fábricas de Pirapora, MG que dão emprego mas, dependendo da direção do vento, infernizam a vida dos moradores da cidade.

Hidrometeorologia • Por que é importante: exemplo 2

http://mundomoss.com.br/expedicoes/asas-do-vento/pesquisa/

Hidrometeorologia • Por que é importante: exemplo 3

Hidrometeorologia • Por que este é importante: exemplo 4

Hidrometeorologia • Por que é importante: exemplo 5

Poluição do ar na Grande Vitória (ES)

Hidrometeorologia

• Em Estudos de Impacto Ambiental (EIA) a análise de clima e dados hidrometeorológicos é praticamente sempre solicitada;

• Nem sempre dados detalhados estão disponíveis.

Hidrometeorologia

Hidrometeorologia

• Como são feitas as análise de clima em um EIA?

Hidrometeorologia

• Como são feitas as análise de clima em um EIA?

– Levantar informações;

– Classificar o clima local;

– Descrever com maior detalhe as variáveis de maior interesse (geralmente citadas no TR). Por exemplo:

• Temperatura

• Precipitação

• Regime de ventos

Hidrometeorologia

• Como são feitas as análise de clima em um EIA?

– Levantar informações;

– Classificar o clima local;

– Descrever com maior detalhe as variáveis de maior interesse (geralmente citadas no TR). Por exemplo:

• Temperatura

• Precipitação

• Regime de ventos

Hidrometeorologia

• Levantamento de informações

Estação meteorológica

Hidrometeorologia

• Levantamento de informações

Posto Pluviométrico

Tanque classe A

Tanque "Classe A" – US Weather Bureau

• Hidrometeorologia • Levantamento de informações

Fonte : Sabesp

Tanque Classe A • Hidrometeorologia

Medindo a evaporação

Tanque classe A

• Hidrometeorologia

Evaporímetro de Piché • Hidrometeorologia

• Levantamento de informações

Hidrometeorologia

• Levantamento de informações

http://www.inmet.gov.br/portal/index.php?r=clima/normaisClimatologicas

Hidrometeorologia

• Levantamento de informações

http://www.inmet.gov.br/

Banco de dados BDMEP

• Hidrometeorologia • Levantamento de informações

Hidrometeorologia

• Levantamento de informações

http://www2.snirh.gov.br/home/

Hidrometeorologia

• Como são feitas as análise de clima em um EIA?

– Levantar informações;

– Classificar o clima local;

– Descrever com maior detalhe as variáveis de maior interesse (geralmente citadas no TR). Por exemplo:

• Temperatura

• Precipitação

• Regime de ventos

Hidrometeorologia

• Classificação do clima

Hidrometeorologia

• Classificação do clima

Posto Pluviométrico

Hidrometeorologia

• Classificação do clima • Exemplo: “Predomina no local do

empreendimento o Clima Tropical de Monção (Tipo Am) de acordo com a classificação climática de Koppen (1846-1940), já descrita anteriormente. As principais características desse tipo de clima são: a) clima megatérmico, estação de inverno ausente, intensa precipitação anual superior a evapotranspiração potencial, ocorrência de precipitação em todos os meses do ano e temperatura média do mês mais frio do ano acima de 18°C.”

Hidrometeorologia

• Classificação do clima

BARRAGEM

ARVOREZINHA (RS)

Hidrometeorologia

• Classificação do clima

Exemplo EIA-RIMA barragem sul do Brasil

Hidrometeorologia

• Como são feitas as análise de clima em um EIA?

– Levantar informações;

– Classificar o clima local;

– Descrever com maior detalhe as variáveis de maior interesse (geralmente citadas no TR). Por exemplo:

• Temperatura

• Precipitação

• Regime de ventos

Hidrometeorologia

• Descrição de variáveis de interesse

- A FEPAM cita as variáveis que devem ser descritas no Termo de Referência

Hidrometeorologia

• Descrição de variáveis de interesse: Precipitação

Exemplo estudo da Petrobrás

Hidrometeorologia

• Descrição de variáveis de interesse: Precipitação

- Exemplo estudo sul do Brasil (Barragem Arvorezinha)

Hidrometeorologia

• Descrição de variáveis de interesse: Precipitação

- Estudo Amazônia (Cidade Universitária)

Hidrometeorologia

• Descrição de variáveis de interesse: Precipitação

- Dados de estações pluviométricas (Plano Rio das Contas – BA)

Hidrometeorologia

• Descrição de variáveis de interesse: Precipitação

- Isoietas (Plano Rio das Contas – BA)

Hidrometeorologia

• Descrição de variáveis de interesse: Temperatura

- Estudo sul do Brasil (Barragem Arvorezinha)

Hidrometeorologia

• Descrição de variáveis de interesse: Temperatura

- Estudo Petrobras

Hidrometeorologia

• Descrição de variáveis de interesse: Temperatura

- Estudo Petrobras

Hidrometeorologia

• Descrição de variáveis de interesse: Circulação atmosférica

- Estudo Petrobras

Hidrometeorologia

• Descrição de variáveis de interesse: ventos

- Projeto Petrobrás

Hidrometeorologia

• Descrição de variáveis de interesse: Circulação atmosférica

- Estudo Amazônia (Cidade Universitária)

• Modelo é uma representação simplificada de algum objeto ou sistema, numa linguagem de fácil acesso e uso

• Desenvolvido com o objetivo de entender o sistema e de prever as respostas do sistema em diferentes circunstâncias

Hidrometeorologia e Modelos de Simulação

Sistema

Qualquer estrutura, esquema ou procedimento, real ou

abstrato, que em um determinado momento de referência

inter-relaciona com uma entrada e uma saída. Exemplos ...

Representação SIMPLIFICADA do comportamento do

sistema.

Modelo

SISTEMA ENTRADAS

SAIDAS

Modelos mais utilizados: Modelos matemáticos

Hidrometeorologia e Modelos de Simulação

• São utilizados para simular o comportamento

de determinado sistema ambiental, após uma

ou mais modificações provocadas no mesmo.

• Sistemas artificiais • controle do homem

• variáveis controladas

• saídas são mais previsíveis

• Exemplos: circuitos elétricos, edifícios

• Sistemas naturais • Não foram dimensionados pelo homem

• Processos físicos nem sempre completamente entendidos

• Saídas mais imprevisíveis

• Observar comportamento para diminuir ignorância

• Exemplos: bacias hidrográficas, estuários

Hidrometeorologia e Modelos de Simulação

Hidrometeorologia e Modelos de Simulação

• Principalmente utilizados na predição de impactos na atmosfera e nas águas;

• É um modelo de representação de base física ou matemática, ou ainda, que agregue as duas coisas;

• É dito como sendo o melhor dos métodos de predição, porém caro e que exigem capacitação, tempo e muitos recursos.

Sempre é bom lembrar que:

• Modelos não criam informação, apenas permitem usar melhor a informação existente

Hidrometeorologia e Modelos de Simulação

• Alguns exemplos…

• Estudo de Caso

Área de Estudo

Acompanhamento 01 – Análise Visual

• Previsão realizada no dia 24/02/2014.

Pico do dia 10/03/2014

Acompanhamento 01 – Análise Visual

• Previsão realizada no dia 02/03/2014.

Acompanhamento 01 – Análise Visual

• Previsão realizada no dia 04/03/2014.

Acompanhamento 01 – Análise Visual

• Previsão realizada no dia 06/03/2014

Acompanhamento 01 – Análise Visual

• Previsão realizada no dia 08/03/2014

Bacia hidrográfica da Laguna dos Patos

Área = aprox. 180000 km²

2 países: Uruguai e Brasil

Cotagramas

Área alagada:7 Out 2007 - Cheia

Aplicações

É possível prever a Cheia de 41?

Hidrometeorologia

• Onde entra o Hidrotécnico?

Hidrometeorologia

• Onde entra o Hidrotécnico?

– Coleta dos dados

– Tratamento e avaliação crítica dos dados

– Processamento e análise de dados

Hidrometeorologia

• Onde entra o Hidrotécnico?

– Coleta dos dados

– Tratamento e avaliação crítica dos dados

– Processamento e análise de dados

Tópicos Especiais

Hidrometeorologia - CTH

Hidrometeorologia

• E as mudanças climáticas?

Hidrometeorologia

• E as mudanças climáticas?

Hidrometeorologia

• E as mudanças climáticas?

Concentração de CO2 e temperatura

IPCC, afirma que o gás carbônico é o principal gás antropogênico e que sua

concentração de 379 ppmv, em 2005, foi a maior ocorrida nos últimos 650 mil anos.

Variação da temperatura média global

Hidrometeorologia

• E as mudanças climáticas?

Hidrometeorologia

• E as mudanças climáticas?

Hidrometeorologia

• E as mudanças climáticas?

Hidrometeorologia

• E as mudanças climáticas? Por outro lado...

Temperatura nas últimas décadas

Em azul: Temperatura Em preto: Concentração de CO2

As modificações de temperatura são muito pequenas, frente outras alterações cotidianas

Queda da temperatura durante período de forte crescimento econômico (1947 e 1974 )

Temperatura nos EUA e Atividade solar

Número de tornados severos nos EUA

Número de tornados que chegaram ao continente (EUA)

Hidrometeorologia

• E as mudanças climáticas? Por outro lado...

Joinville -SC

Hidrometeorologia

• E as mudanças climáticas? Por outro lado...

Joinville -SC

Hidrometeorologia

• E as mudanças climáticas? Por outro lado...

Nova Petrópolis - RS

Hidrometeorologia

• E as mudanças climáticas?

• Não podemos negar que podem existir.

• Mas são mais importantes que a variabilidade natural do clima?

• É importante distinguir entre variabilidade natural e mudanças no clima!

• Para o que devemos nos preparar?

Fenômenos ENOS

Nos últimos anos...

... tem-se observado grande interesse e preocupação em torno de anúncios e previsões relacionadas ao fenômeno El Niño/La Niña.

Tão logo ficou conhecido, houve ampla divulgação e até especulações quanto aos seus impactos sobre os mais diferentes aspectos da vida das pessoas e das coisas que as cercam.

Culpa do El-Niño?

• CHUVAS NO SUL - Foto de 4 de agosto mostra a vazão das Cataratas do Iguaçu, que chegou a 3 mil metros cúbicos por segundo, duas vezes e meio acima do normal, após as fortes chuvas que atingiram a Região Metropolitana de Curitiba, onde fica a nascente do rio.

http://www.medianeira.com.br/v2/VersaoParaImpressao/BRA-613877,O-FENOMENO-EL-NINO-ESTA-DE-VOLTA.html

Culpa do El-Niño?

• TRAGÉDIA - Imagem de 1º de agosto mostra o bairro Progresso, no Sul de Blumenau, onde vários deslizamentos foram registrados. Chuvas devem atingir o Vale do Itajaí neste fim de semana

http://www.medianeira.com.br/v2/VersaoParaImpressao/BRA-613877,O-FENOMENO-EL-NINO-ESTA-DE-VOLTA.html

Detalhe, boletim do CPTEC em 04/09/09 : SITUAÇÃO DE TRANSIÇÃO ENTRE AS FASE FRIA E QUENTE DO FENÔMENO EL NIÑO-OSCILAÇÃO SUL.

E as chuvas na região só ocorrem na fase quente!!!

Culpa do El Niño?

Culpa do El Niño?

Culpa do El Niño?

Culpa do El Niño?

Esse excesso foi causado:

• por ser “novidade” e pela sua importância o assunto passou a atrair a atenção e a preocupação das pessoas, sendo intensamente explorado pela mídia.

• por ser assunto cientificamente aprofundado, dentro de um enfoque novo, houve dificuldades em tratá-lo em linguagem que fosse, ao mesmo tempo, precisa e de fácil entendimento.

Todavia, com a presença deste fenômeno surgem impactos tanto na vida humana

como no meio ambiente.

Exemplos:

• Existem estudos que comprovam que em anos de El Niño, na Colômbia, há um aumento no número de casos de malária.

• As enchentes em grandes cidades podem proliferar doenças como a leptospirose, transmitida pela urina de ratos.

• A seca pode trazer fome, mortandade, desnutrição e êxodo rural. Na região Nordeste do país, por exemplo, a população é altamente afetada pela falta de chuvas (Neto et al., 2006).

E até:

• Segundo Sandweiss et al. (2008), as chuvas torrenciais promovidas pelo El Niño e conseqüente os alagamentos promoveram uma constante marcha de areia por sobre terras férteis, acabando com a permanência de um povo que habitava a costa do Peru há mais de 3,6 mil anos e construiu as maiores estruturas das Américas até então.

Por tudo isso, é importante conhecer esse fenômeno e tentar prever com

antecedência a sua atuação para que os prejuízos advindos dos eventos

meteorológicos extremos ocasionados pela presença dele sejam minimizados através

da prevenção !

O que é o El-Niño ?

Antes

Os ventos alísios

O fenômeno

El Niño, na verdade é o nome pelo qual é popularmente conhecido o fenômeno ENOS – El Niño Oscilação Sul.

El Niño Oscilação Sul (ENOS) é um fenômeno de grande escala que ocorre no

Oceano Pacífico tropical

O fenômeno refere-se a uma combinação de dois mecanismos que demonstram, de forma marcante, o vínculo existente entre o oceano e a atmosfera. O El Niño (EN) representa o componente oceânico do fenômeno, enquanto a Oscilação Sul (OS) representa a contrapartida atmosférica.

Para ficar bem entendido:

• El Niño = Porção Oceânica =

• Oscilação Sul = Porção Atmosférica =

O componente oceânico

El Niño e La Niña

El Niño – Duração e ciclo

• O El Nino não tem um ciclo bem definido. Em geral, entre 2 e 7 anos observa-se a atuação do fenômeno.

• O período de duração do El Niño varia entre 10 e 18 meses.

La Niña – Duração e ciclo

• Em geral, episódios La Niñas também tem freqüência de 2 a 7 anos, todavia tem ocorrido em menor quantidade que o El Niño durante as últimas décadas.

• Os episódios La Niña tem períodos de aproximadamente 9 a 12 meses.

Resumindo

• Conforme Voituriez e Jacques (2000), o El Niño, na medida em que produz quase um colapso na célula de Walker, perturba e até inverte as características climáticas dominantes na região, ao passo que La Niña, intensificando as condições normais, empurra o sistema climático na região a seu limite.

O componente atmosférico

Oscilação Sul

Oscilação Sul

• O componente atmosférico, denominado Oscilação Sul, expressa a correlação inversa existente entre a pressão atmosférica nos extremos leste e oeste do Oceano Pacífico.

• Esta relação foi estabelecida pelo matemático britânico Sir Gilbert Walker nos anos 1920 e é também conhecida como “gangorra barométrica”: quando a pressão é alta a leste, usualmente é baixa a oeste, e vice-versa.

Oceano Pacífico

• Walker então utilizou um complicado sistema de equações para caracterizar esta oscilação dando pesos distintos aos dados das estações meteorológicas

Mais tarde...

...surgiu então o que é chamado de Índice de Oscilação Sul (IOS), que é a diferença entre a pressão atmosférica reduzida ao nível médio do mar observada em duas regiões do oceano pacífico: Taiti, na Polinésia Francesa ( 17,5°S; 149,6ºW), e Darwin, no norte da Austrália (12,4°S; 130,9E)

Darwin Taiti

Quando a diferença entre Taiti e Darwin (Taiti-Darwin) resulta num valor negativo, o que está ocorrendo é um El Niño, e quando

a diferença é positiva, La Niña. Valores próximos de zero do IOS indicam anos

normais.

El Niño

La Niña

Como pode um aumento de alguns graus Celsius na temperatura do oceano

provocar tantas mudanças?

Para ver o que significa esses alguns graus Celsius pode-se utilizar uma analogia

simples: • Calcula-se a quantidade de energia necessária para

aquecer em 1°C a água do mar contida num paralelepípedo de 5000 km de extensão, por 1000 km de largura e com 100 metros de profundidade

• Observa-se que a energia necessária para aquecer em 1°C a água daquele paralelepípedo é cerca de 10.000 vezes maior que toda a energia produzida em 1 ano de funcionamento de Itaipu

Agora imagine que em Dezembro de 1997 foram observadas desvios da ordem de

+5,5°C!

Como ocorre o fenômeno • Existem várias teorias, mas nenhuma, até hoje,

explica todos os aspectos do fenômeno.

• Alguns chegam mesmo a dizer que os responsáveis pelo aquecimento são os vulcões submersos no Oceano.

• Outros dizem que os El Niños coincidem com as manchas solares.

• A teoria mais aceita atualmente é chamada de oscilador-retardado (ou, em inglês, “delayed oscillator”).

A teoria do oscilador retardado

• formulação muito complexa que incorpora interações entre o oceano e a atmosfera e está relacionada a ondas oceânicas chamadas de Rossby e Kelvin e ao tamanho da bacia do Pacífico, que é muito grande.

• principal fonte geradora do aquecimento é o Sol.

• existe uma interação extremamente complexa entre a atmosfera e o oceano que até hoje ninguém conseguiu explicar exatamente.

Com tantos impactos, é possível monitorar o fenômeno??

Sim!

• Graças à grande evolução tecnológica, que no caso do monitoramente de grandes áreas começou na década de 60 com o advento dos satélites e o sensoriamento remoto da atmosfera e dos oceanos.

• Toda essa evolução no monitoramente foi, em grande, parte devida aos efeitos o fenômeno El Niño. O episódio de 1972/73 causou vários prejuízos em muitas partes do Globo.

• em 1983, foi formado um grupo de cientistas de vários países para definir um programa que foi implementado em 1985 chamado TOGA (“Tropical Oceans and Global Atmosphere”, ou em português: Oceanos Tropicais e Atmosfera Global, que tinha como ponto fundamental o monitoramento do Oceano Pacífico em tempo real

• Em 1985, o TOGA começou a implantar um sistema de observação oceânica e atmosférica no Pacífico Tropical utilizando bóias. Este sistema foi chamado de TAO (Tropical Atmosphere-Ocean Array, ou em português, sistema de bóias Oceano-Atmosfera Tropical)

• Com relação às bóias, existem dois tipos: fixas e a deriva.

• As bóias fixas têm sensores de medidas atmosféricas e oceânicas desde a superfície até aproximadamente 500 metros de profundidade.

• As bóias à deriva medem basicamente as variáveis à superfície, como temperatura da superfície do mar, pressão atmosférica e a velocidade e direção das correntes marinhas próximas da superfície.

• As variáveis coletadas pelas bóias (fixas e a deriva) são transmitidas para satélites de órbita polar

• O sistema de observação do programa TOGA, além da rede de bóias no Pacífico, conta ainda com navios voluntários de observação, marégrafos e observações por satélites.

• Os marégrafos medem essencialmente as mudanças no nível do mar. Estes instrumentos foram instalados na maior parte das ilhas do Pacífico.

• Navios mercantes fazem observações meteorológicas durante suas rotas.

• Os satélites de observação não têm a mesma precisão que os instrumentos in situ. São utilizados para complementar a rede atual de instrumentos no Pacífico e podem medir, por exemplo, vento, temperatura da superfície do mar,nível médio do mar, vapor d’água na atmosfera, fração de nuvens numa determinada região, etc.

Sistema completo de observações no Pacífico Tropical

Como identificar a ocorrência dos fenômenos El Niño e La Niña

• Observação dos valores dos índices Índice de Oscilação Sul (IOS) e da Temperatura da Superfície do Mar (TSM) referentes ao ano de interesse

• Recorrer à fenômenos que somente ocorrem em anos de El Niño ou La Niña, ou ainda, que ficam mais ou menos intensos nestes anos

E o futuro? É possível prever o fenômeno?

Como prever o fenômeno

• Atualmente, para a previsão do fenômeno são utilizados modelos climáticos, que, por uma definição simplista, são um conjunto de equações matemáticas baseadas em leis físicas, que a partir de dados reais simulam a evolução de um determinado fenômeno na natureza ou representam o estado de algum sistema natural.

• Um dos mais famosos por ser o que melhor previu a evolução do pivô do evento de 1997/98 é o chamado modelo acoplado do National Center for Environmental Prediction (NCEP).

• O acesso á página do modelo é feito através do seguinte endereço eletrônico: http://www.cpc.noaa.gov/products/analysis_monitoring/lanina/

No Brasil

• Os modelos são operacionalmente empregados para gerar previsões de tempo objetivas diariamente, e o CPTEC/INPE disponibiliza as previsões para qualquer usuário através da Internet (http://www.cptec.inpe.br).

Para a próxima aula

Hidrometeorologia - CTH

Para a próxima aula

• Trazer uma garrafa PET de dois litros (de preferência transparente);

• Trazer uma tesoura;

• Vamos usar no trabalho de aula e no trabalho final.

Sumário da Aula

• Apresentação da disciplina (cronograma, avaliação e etc...)

• O que é hidrometeorologia?

• Clima vs. Tempo

• Por que estudar hidrometeorologia?

• Tópicos especiais: El Niño, Mudanças Climáticas, outros