- Congresso Brasileiro de Meteorologia

INDICAÇÕES OBSERVACIONAIS DE OCORRÊNCIAS DE BRISAS
MARÍTIMAS NA CIDADE DO RIO DE JANEIRO
Ninno Sencades Ferreira Martins¹
Felipe Marques de Andrade¹
Diego Sapucaia Costa de Oliveira¹
Ricardo da Silva Marques²
Anderson Elói da Silva Cunha²
Luiz Francisco Pires Guimarães Maia³
¹ Alunos da Graduação do Departamento de Meteorologia – IGEO / CCMN / UFRJ
² Pesquisadores do Departamento de Meteorologia – IGEO / CCMN / UFRJ
³ Professor do Departamento de Meteorologia – IGEO / CCMN / UFRJ
Abstract
This present text be evidential the mode of winds in meteorological stations of Rio de
Janeiro at maritime breeze occurred situations in summer months in the period 1992
to 1996. .
Resumo
O
presente
estações
trabalho
meteorológicas
tenta
do
evidenciar
Rio
de
o
comportamento dos ventos nas
Janeiro em situações de ocorrências de
brisas marítimas nos meses de verão no período 1992-1996.
1. INTRODUÇÃO
1.1. Brisas Marítimas
As brisas marítimas junto à costa começam freqüentemente a fazer-se sentir no fim da
manhã, um vento vindo do mar, que atinge o máximo no princípio da tarde e desaparece ao
anoitecer. Este vento é mais forte nos dias quentes, mas pode ser mais fraco quando o céu está
nublado. Chama-se brisa marítima.
A causa fundamental do movimento do ar é a diferença de aquecimento entre as
superfícies da terra e do mar sendo que, ao princípio da tarde se acentuam fazendo com que o
gradiente de pressão local entre o mar e a terra se torne mais intenso, podendo o efeito da brisa
marítima, fazer-se sentir segundo uma direção mais próxima da paralela à costa.
Nas regiões costeiras podem fazer-se sentir brisas à noite. Estas brisas sopram da terra
para o mar, nas camadas inferiores, resultado de um arrefecimento, por irradiação, mais acentuada
na superfície da terra do que nos oceanos adjacentes.
As brisas são um fenômeno de grande importância para a caracterização das condições de
dispersão dos poluentes, dados os efeitos de recirculação que lhe estão associados.
No Verão, as massas de ar oceânico transportadas para terra, durante à tarde, pela brisa marítima
podem conter poluentes envelhecidos (principalmente hidrocarbonetos e NOx) de dias anteriores.
A mistura desses poluentes primários com outros já existentes na atmosfera local favorece a
produção de oxidantes fotoquímicos que associadas às condições de forte radiação solar leva à
produção de elevados teores de ozônio.
1.2. Influência dos Ventos no Rio de Janeiro
A direção e a velocidade dos ventos estão associadas às diversas escalas de circulação
atmosférica e que apresentam significativa interatividade espacial, bem como uma nítida
variabilidade temporal.
De modo geral, predominam os regimes de mesoescala na área litorânea do Rio de Janeiro,
em virtude, principalmente, das brisas marítimas originadas pelo aquecimento diferencial entre o
continente e o oceano, haja vista cada um deles possuir distinta capacidade calorífica.
Tais sistemas passam a se desfigurar a partir da movimentação dos sistemas transientes de
larga-escala, como as massas de ar polares e suas correspondentes áreas de convergência (frentes
frias) com o ar tropical ou mais aquecido.
No caso em estudo, há que se considerar o fato de haver regimes de ventos que variam de
Nordeste (NE) a Sudoeste (SO) na costa do Estado do Rio de Janeiro. Os dados históricos do
aeroporto do Galeão indicam uma primeira predominância de sul–sudeste, conforme será
evidenciado mais adiante, buscando conhecer os regimes de ventos no Estado do Rio de Janeiro,
recorreu-se ao uso das informações climatológicas do período de 1931 a 1975 constantes dos
"Indicadores Climatológicos" publicados em 1978 pela Secretaria de Planejamento do Governo do
Estado do Rio de Janeiro.
Tal referência permitiu a identificação a ocorrência de maior freqüência de ventos,
englobando trechos elevados da serra do Mar, principalmente nas áreas de cimeira e cumeada.
De acordo com Silva (1997), A partir da análise das observações de vento fica evidenciado o
domínio do fluxo de larga escala com maior freqüência dos ventos de nordeste, associados exercido
pelo Anticiclone Subtropical Marítimo do Atlântico Sul, domínio este que é perturbado quando da
passagem de sistemas de escalas sinótica (frentes) e alterado localmente pelo efeito do aquecimento
diferencial das diferentes superfícies (ocorrências de brisas).
Nos trechos elevados da serra das Araras essa direção é explicada, em parte, pela orientação
geral do relevo — sudoeste/nordeste, enquanto, nas baixadas, a presença dos maciços litorâneos é
responsável pela dispersão dos ventos de nordeste.
Observa-se também um acentuado predomínio de calmarias, que se estendem desde as
baixadas da Região da Bacia Hidrográfica da Baía de Sepetiba até o Centro da cidade do Rio de
Janeiro, principalmente, nos setores mais interiorizados ao norte, nessas áreas, a predominância das
calmarias é explicada pela presença de relevo movimentado, que funciona como barreira à
circulação atmosférica normal.
No litoral, mais ao sul, a disposição do relevo as torna menos protegida, influindo nos
ganhos de velocidade dos ventos. Apenas nas regiões menos abrigadas e confinadas pelos maciços
litorâneos, ocorrem velocidades médias maiores, com ligeira predominância dos ventos do setor sul.
Na atmosfera, os sistemas de escala sinótica interagem com os sistemas de mesoescala e
estes com os de microescala, numa avaliação com base horária, realizada para o período 1981-89,
foram verificadas as seguintes distribuições de freqüências de direções de vento para os oito (8)
pontos cardeais e colaterais da rosa-dos-ventos: E (14%), SE (35%) e S (11%) (durante o dia) e E
(18%), SE (26%), S (15%).
Segundo Wiegand² (2000), a circulação de brisa lacustre/terrestre é responsável por uma
forte tendência meridional no escoamento resultante, só sendo atenuada pela componente zonal da
circulação de brisa marítima a partir do final da tarde. A confluência dessas duas circulações
provoca uma tendência a elevação da camada de mistura. A presença da "ilha de calor" aumenta o
movimento convectivo, com maior transporte vertical de calor sensível, e também retardou o
avanço da frente de brisa marítima, embora durante a noite a sua influência não tenha sido muito
significante, embora a presença dos ventos do sistema da circulação geral pode ser verificada mais
claramente à noite, na ausência das brisas marítimas.
A freqüência geral das calmarias no Aeroporto do Galeão no período 1981-89 foi de 32,8%,
sendo que, nos horários das 3h às 8h, a freqüência mostrou-se superior a 50%. Os horários mais
bem ventilados eram aqueles entre 14h e 18h locais, quando as brisas do mar ficaram mais intensas
no local. Os ventos mais intensos sopravam do quadrante E-S, com velocidades de 4 a 6m/s, a
análise do regime de ventos matinais no período 1981-89, dentro do horário das 6h às 11h, revelou
uma tendência de diminuição do segundo máximo relativo de freqüências (NE) e de aumento do
primeiro máximo (SSE). Essas mudanças se dão em virtude do aquecimento diurno, a partir dos
primeiros raios solares, e que passam a aquecer diferencialmente a superfície, gerando um
escoamento do ar na direção do continente, com velocidades maiores e mais persistentes do que as
da madrugada.
A partir das 12h e até às 18h, os percentuais de freqüência se intensificam e se concentram,
preferencialmente, no setor 140-150-160°, enquanto as distribuições de velocidades dos ventos se
agrupam, deslocadas para direita em relação ao período anterior, em torno do setor correspondente a
9-10 nós. Claramente, isso retrata a existência de mecanismos de circulações termicamente
induzidas por conta, basicamente, das brisas marítimas; o aeroporto do Galeão, mesmo afastado do
oceano, encontra-se próximo a uma extensa porção superficial de água — a baía de Guanabara.
Uma complexa indução do escoamento ocorre, de fato, como é sentido no Galeão e até
mesmo em Duque de Caxias e Magé, uma vez que esses se encontram alinhados com as brisas
marítimas, muito embora comecem a sofrer alterações de direção e velocidade a partir de Duque de
Caxias em virtude do atrito superficial. A avaliação dos dados climatológicos dos ventos em Xerém
– Duque de Caxias, no período 1931-1970, indica, para aquela região, um percentual de calmarias
de cerca de 75% para todos os meses, enquanto a predominância de ventos é nordeste, de maio a
agosto, e sudeste, de setembro a fevereiro, o que pressupõe pouca influência da brisa marítima e
relativa influência das brisas terrestres e de montanhas.
Das 19h até as 23h, ocorre novamente uma reorganização das distribuições de freqüências,
com tendência de formação de dois máximos relativos de setores de direções, a exemplo do que
ocorre no período da madrugada. O mesmo poderia ser verificado nos histogramas referentes às
velocidades dos ventos horários.
Pelas análises de vento, fica bastante evidenciada a existência de um regime diário
característico que sofre significativa influência dos aquecimentos diferenciais entre continente e
superfície de água, principalmente nos meses de verão e próximos a este.
2. MATERIAL E MÉTODOS
Para avaliar a existência de sinais de ocorrência de brisas marítimas no Rio de Janeiro, tomouse como referência a série de dados observacionais de superfície do aeroporto do Galeão do período
1992-1996.
Apesar dos dados referirem-se à mais de 10 anos atrás, a confiabilidade dos mesmos garante
uma análise consistente. Além disso, não existem outras séries de dados tão detalhadas, disponíveis
para consulta e tratamento.
As análises se prenderam basicamente aos ventos (direção e velocidade), pelo que foram
construídas rosas de ventos para os meses de dezembro, janeiro e fevereiro. Muito embora as
discussões se estendam aos demais meses do ano e a uma análise integrada anual.
3. RESULTADOS
As análises das situações médias mensais de calmarias no Galeão, permitiu identificar uma
nítida predominância de calmarias nos meses de abril e junho, enquanto os meses de novembro e
dezembro se mostram os meses de maior número de horas com ocorrência de ventos (menor
percentual de calmarias).
As análises evidenciam as distribuições dos ventos nos pontos cardeais, colaterais e
subcolaterais, além do percentual de calmarias.
A soma dos episódios (percentuais) de ventos com os episódios (percentuais) de calmarias
representam o total de 100% das observações no período 1992-96.
No período total de 1992 a 1996, indica uma primeira predominância de SSE, com um
percentual de 11,82%. Observa-se que o setor predominante é aquele compreendido entre S e E, o
percentual de calmarias no período foi de 15,3%. As maiores velocidades dos ventos superam os 21
nós (~42 km/h) e ocorrem em situações de vento norte, normalmente associados a ocorrência de
rajadas de ventos devido a aproximação de nuvens cumulonimbus (Cb) originadas na região
serrana.
De fato, as situações de vento norte representam a condição de advecção de ar quente e
instável, que também pode estar associada a uma aproximação frontal fria, tal condição favorece a
formação de Cb’s nas serras ao norte da Cidade do Rio de Janeiro, assim como na Serra da
Mantiqueira. As situações referentes aos anos de 1992, 1993, 1994, 1995 e 1996. De modo geral, as
direções predominantes são de SSE, a exceção do ano de 1992, em que a direção SE foi a
predominante, os percentuais anuais médios de calmarias variam de 10 a 14%.
As análises mensais dos ventos, representadas pelas rosas-dos-ventos, indicam as seguintes
características principais me termos de direção predominante, calmarias e ventos mais intensos:
Janeiro
Ventos predominantes de SSE (14,11%), com 15,08% de calmarias e máximas velocidades
oriundas de SSE (10-16 nós).
Fevereiro
Ventos predominantes de SSE (12,47%), com 17,968% de calmarias e máximas velocidades
oriundas de SSE (10-16 nós).
Dezembro
Ventos predominantes de SSE (15,94%), com 10,03% de calmarias e máximas velocidades
oriundas de SSE (> 16 nós).
4. CONCLUSÕES
As análises dos ventos no Galeão, referentse ao período 1992-96, consideraram as
informações horárias, resultando em configurações de rosas-dos-ventos que evidenciam com nitidez
a ocorrência de brisas marítimas na área onde se situa o aeroporto nos meses de verão.
Contudo, a penetratividade continental da brisa não pode ser evidenciada, em função da falta
de informações nas demais regiões a sotavento.
Fica, portanto, caracterizada a ocorrência de brisas marítimas, com ciclo diruno bem
definido.
5. BIBLIOGRAFIA
CAMARGO, Ricardo de: MODELAGEM DAS ONDAS DE MARE ASTRONOMICA E METEOROLÓGICA NA
PLATAFORMA SUDESTE BRASILEIRA. USP, São Paulo, 1991.
SILVA, Alfredo Silveira da: Tese sobre Efeitos da Morfologia Continental sobre a Distribuição dos Ventos Locais no
Litoral entre o Cabo São Tomé e a Baía de Guanabara. UFRJ, Rio de Janeiro, 1997.
WIEGAND, Flávio: ESTUDO DA CIRCULAÇÃO ATMOSFÉRICA NA REGIÃO METROPOLITANA DE PORTO
ALEGRE/RS - INTERAÇÃO ENTRE AS BRISAS MARÍTMA E LACUSTRE/TERRESTRE E ILHA DE CALOR
URBANA. Rio de Janeiro, 2000.
CONSULTA A INTERNET:
REDEMET – Rede de Meteorologia da Aeronáutica – Ministério da Defesa – www.redemet.aer.mil.br
CLIMANÁLISE / SATÉLITE / CPTEC – Centro de Previsões e Estudos Climáticos
Ministério da Ciência e Tecnologia – www.cptec.inpe.br/clima
GOVERNO DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO / Centro de Informações e Dados do Estado RJ
200.156.34.70/produtos/produtos.htm#mapaoficial
PREFEITURA DA CIDADE DO RIO DE JANEIRO / ARMAZÉM DE DADOS
http://www.armazemdedados.rio.rj.gov.br/index.htm