Atmosfera pré-convectiva: Desafios e alternativas para a meteorologia operacional Fabricio Polifke – COPPE/UNIG

Sumário

• Tempestades convectivas;

• Atmosfera pré-convectiva;

• Experimentos – Ilha do Fundão;

• Método da Temperatura máxima;

• Considerações

2

Tempestades convectivas

1

3

O que são tempestades convectivas ? São fenômenos atmosféricos associados às nuvens do tipo Cumulonimbus e, geralmente, acompanhados de chuvas intensas, descargas elétricas e rajadas de vento.

4

Como se formam as tempestades convectivas?

Disponibilidade de umidade na

atmosfera

Disponibilidade de energia na

atmosfera

Presença de um gatilho dinâmico

5

Atmosfera pré-convectiva

2

6

Atmosfera pré-convectiva

◉ Condições atmosféricas conducentes à formação das tempestades convectivas.

◉ Indicadores termodinâmicos e dinâmicos associados à formação das nuvens e chuva.

7

Radiossondagem

8

◉ Medição vertical da atmosfera.

◉ Temperatura do ar;

◉ Umidade relativa;

◉ Pressão;

◉ Vento.

Instabilidade atmosférica

9

Instável Estável Parcela de ar

Aquecimento diurno (verão)

Termodinâmica da atmosfera

10

𝑪𝑨𝑷𝑬 = 𝒈 𝑻𝒗𝒑(𝒛) − 𝑻𝒗(𝒛)

𝑻𝒗 (𝒛)𝒅𝒛

𝑳𝑵

𝑳𝑭𝑪

Desafios existentes

11

Desafios existentes para a meteorologia operacional

◉ Na cidade do Rio de Janeiro:

◉ Topografia;

◉ Proximidade marítima;

◉ Atuação de sistemas meteorológicos distintos;

◉ Dados de radiossondagem disponibilizados somente às 00 UTC e 12 UTC.

12

Experimentos – Ilha do Fundão

3

13

Lançamento de radiossondas durante à tarde Na ocorrência da previsão da chuva para o estado do Rio de Janeiro, o grupo de pesquisa do Laboratório de Hidrologia (COPPE/UFRJ) buscavam lançar radiossondas no período de maior instabilidade atmosférica.

14

Experimentos – Ilha do Fundão

15

Experimentos – Ilha do Fundão

16

29/11/2016 12/12/2016

Experimentos – Ilha do Fundão

17

Imagens do radar meteorológico de Guaratiba (INEA) às a) 20 UTC, (b) 20:30 UTC, (c) 21:00 UTC, (d) 21:30 UTC, (e) 22:00 UTC, (f) 22:30 UTC, (g) 23:00 UTC, (h) 23:30 UTC do dia 12/12/2016 e (i) 00: 00 UTC do dia 13/12/2016.

Experimento - 29/11/2016

18

Experimento - 29/11/2016

19

Experimento - 12/12/2016

20

Experimento - 12/12/2016

21

Análises comparativas 29/11/2016

22

12 UTC 16 UTC 18 UTC

◉ Ventos em 850 hPa e temperatura do ar a 2 metros.

Análises comparativas 12/12/2016

23

12 UTC 16 UTC 18 UTC

◉ Ventos em 850 hPa e temperatura do ar a 2 metros.

Análises comparativas 29/11/2016

24

12 UTC 16 UTC 18 UTC

◉ Umidade específica e convergência dos ventos em 850 hPa.

Análises comparativas 12/12/2016

25

12 UTC 16 UTC 18 UTC

◉ Umidade específica e convergência dos ventos em 850 hPa.

Análises comparativas 29/11/2016

26

12 UTC 16 UTC 18 UTC

◉ Cisalhamento vertical e divergência do vento em 250 hPa.

Análises comparativas 29/11/2016

27

12 UTC 16 UTC 18 UTC

◉ Cisalhamento vertical e divergência do vento em 250 hPa.

Considerações parciais

28

◉ Através das sondagens lançadas à tarde foi possível verificar a “perda” de energia disponível para a convecção durante à tarde no dia 29/11/2016;

◉ No dia 12/12/2016, verificou-se, ao contrário, uma continuidade desta energia e valores mais expressivos no decorrer do dia;

◉ Foi possível também verificar a presença de maiores valores de umidade e gatilhos dinâmicos em 12/12/2016 em relação ao dia 29/11/2016.

Alternativas

29

Método da Temperatura máxima

4

30

Método da Temperatura máxima

31

◉ Substituir os dados de temperatura mais próximos à superfície coletados por um radiossonda lançada pela manhã pelos valores de temperatura previstos ou observados no período da tarde com a finalidade de estimar o potencial termodinâmico naquele horário.

Método da Temperatura máxima

32

Método da Temperatura máxima – 02/03/2018

33

CAPE (real)= 2920 J.kg-1 CAPE (est)= 3150 J.kg-1

CAPE (real)= 2645 J.kg-1 CAPE (est)= 2925 J.kg-1

09 h e 12 h 09 h e 18 h

Método da Temperatura máxima

34

Método da Temperatura máxima - Aplicação em eventos de chuva passados

35

Imagens do radar meteorológico do Sumaré Guaratiba (GeoRio) às 16h00 (a), 16h15 (b), 16h30 (c), 16h45 (d), 17h00 (e), 17h15 (f), 17h30 (g), 17h45 (h), 18h00 (i), 18h15 (j), 18h30 (k), 18h45 (l) do dia 16 de fevereiro de 2016.

Considerações parciais

36

◉ Representa uma estimativa da atmosfera;

◉ Apresentar maior confiabilidade na ausência de sistemas meteorológicos (frentes frias, ZCAS, etc.)

◉ Altamente dependente das condições de superfície;

◉ Não é possível verificar a mudança do perfil vertical do vento.

Considerações finais

37

◉ Medições sub-diárias da atmosfera apresentam grande potencialidade para o monitoramento operacional;

◉ O método da Temperatura Máxima é uma alternativa à inexistência das sondagens realizadas à tarde;

◉ Aplicação de outras ferramentas para caracterização da atmosfera;

◉ Pesquisas operacionais.

Fabricio Polifke briciopolifke@gmail.com

Obrigado!

38