Mariana de Paula Costa Moraes - Laboratório de Geomorfologia

ANÁLISE SUBJETIVA DE EVENTOS METEOROLÓGICOS ATRAVÉS DO
RADAR METEOROLÓGICO
Mariana de Paula Costa Moraes¹, Professor Dr. Jonas Teixeira Nery²
¹Aluna do curso de Geografia da Unesp de Ourinhos. [email protected]
²Professor do curso de Geografia da Unesp de Ourinhos, Coordenador do Laboratório de Climatologia,
CLIMA/CNPq. [email protected]
RESUMO
O radar meteorológico é um instrumento que tem a função de localizar precipitações através do
envio de ondas eletromagnéticas. Quando essas ondas passam por uma nuvem causam em cada gota uma
ressonância na freqüência da onda incidente, de modo que cada gota produz ondas eletromagnéticas,
irradiando em todas as direções. Através de uma parceria com o IPMet a UNESP de Ourinhos obtém as
imagens do radar instalado em Bauru e Presidente Prudente. O referido trabalho tem por objetivo analisar
eventos selecionados através das imagens obtidas pelo radar e assim compreender toda a dinâmica
envolvida no processo destes eventos.
Palavras-chaves: Radar Meteorológico, Ourinhos, Precipitação.
ABSTRACT
The weather radar is an instrument that has the function to locate rainfall by sending
electromagnetic waves. When these waves pass through a cloud in each cause a drop in the resonance
frequency of the incident wave, so that each drop produces electromagnetic waves, radiating in all
directions. Through a partnership with the IPMet, UNESP Ourinhos get the images of the radar installed
in Bauru and Presidente Prudente. This study aims to examine selected events through images obtained by
radar and thus understand the dynamic envolved in these events.
Keywords: Radar Meteorology, Ourinhos, rainfall.
1 INTRODUÇÃO
A previsão do tempo torna-se cada vez mais importante e procurada, pois é através dela que sabese as condições de precipitação mensal e a freqüência destas. Estes dados são importantes para a
agricultura e para os investimentos nela feitos. A necessidade do homem em prever as condições do tempo
tornou-se muito grande e os instrumentos para a previsão foram se tornando cada vez mais rápidos e
precisos. Um destes aparatos tecnológicos importantes e que merecem destaque nos dias atuais é o radar.
A palavra radar vem da expressão “ Radio Detection And Ranging”, isto é, suas ondas de rádio são
usadas para detectar objetos e medir as distâncias dos mesmos (VIANELLO e ALVES, 2006).
Com seu desenvolvimento na Segunda Guerra Mundial, nos anos 40, o radar teve como principal
objetivo monitorar os aviões e navios de guerra. Durante a guerra observou-se uma forte chuva localizada
entre o radar e o avião inimigo, que praticamente impedia a detecção da aeronave graças ao eco causado
pela chuva. O que era problema para os militares tornou-se a solução para os meteorologistas. Pois pela
primeira vez era possível localizar precipitações pluviais, medir suas extensões e observar seu crescimento
e movimento (VIANELLO e ALVES, 2006). Em Meteorologia, o monitoramento de tempestades é o uso
primário da radar, embora em muitos casos as previsões feitas não sejam tão úteis, como nos aeroportos
em que suas previsões são vitalmente importantes. Regiões com ocorrência de fenômenos violentos
freqüentes como furacões, tornados, tempestades de granizo são pontilhadas nas estações de radar,
reforçando sua importância para a meteorologia.
O radar meteorológico também apresenta algumas limitações como o custo de sua instalação e
equipamentos auxiliares. A resolução espacial de suas imagens, embora satisfatórias podem receber ecos
pontuais,em que suas resoluções podem ser insuficientes em algumas áreas como a Hidrologia Urbana.
Além da
margem de erro
que podem conter
estas imagens,
fato
que preocupa SUS
utilizadores.(FRAGOSO, 1996).
A climatologia também é outra área que o radar tem uma crescente utilização através da análise de
situações atmosféricas responsáveis por precipitações intensas. Para os geógrafos que dão importância
para o substrato geográfico e suas relações com os sistemas atmosféricos, as imagens de radar tem grande
utilidade, pois através delas observa-se uma seqüência de imagens da dinâmica regional. (FRAGOSO,
1996)
Foi usado neste trabalho para a análise dos eventos, o radar Doppler, que teve seu avanço na
década de 70, e se difere de um radar convencional pois este apenas mede a potência recebida a partir da
amplitude do sinal recebido. Este radar mede três variáveis: a refletividade (Z), velocidade radial (Vr) e
largura espectral (W) e apresenta quatro produtos: vil, base e etops, vector e track
O radar meteorológico é um instrumento que tem a função de localizar precipitações através do
envio de ondas eletromagnéticas e seu funcionamento é simples. As ondas passam por uma nuvem e
causam em cada gota uma ressonância na freqüência da onda incidente, de modo que cada gota produz
ondas eletromagnéticas, irradiando em todas as direções. O radar emite dois tipos de imagens, a imagem
em Plan Position Indicator (PPI) e a imagem em Constant Altitute Plan Position Indicator (CAPPI). A
primeira é montada a partir de uma volta completa do radar (360º) com a elevação da antena em 0º, com
alcance de 450Km e permite conhecer a distância e a localização da chuva. Já a segunda é montada
também a partir de uma volta completa do radar, porém a elevação da antena varia em relação ao
horizonte e indica a distância direta e a altura.
Figura 1- Funcionamento do radar para emitir imagens em PPI
Figura 2 – Movimento da antena do radar para formação da imagem em CAPPI
A imagem formada na tela do computador apresenta diferentes cores, cada cor tem seu
“significado”, isto é, cada cor representa a refletividade dada em dBZ (decibel de refletividade – unidade
da medida logarítmica relativa) quanto mais elevados os valores de Z maiores serão as dimensões das
gotas e/ou granizos (IP, PORTUGAL). Através da análise do dBZ é possível classificar a tempestade em
fraca, moderada, forte ou muito forte.
Tendo como base as imagens de radar expostas no site do Instituto de Pesquisas Meteorológicas
(IPMet), o objetivo deste trabalho é analisar eventos ocorridos na região de Ourinhos, tais como
precipitações e uma tempestade de granizo, e a dinâmica envolvida. Além de explicitar a importância do
uso deste instrumento para a previsão de tempo e alerta de fenômenos violentos, e para a climatologia em
Geografia, mostrando a relação entre a superfície terrestre e a dinâmica atmosférica.
2 MATERIAL E MÉTODO
Este trabalho foi realizado em parceria com o Instituto de Pesquisas Meteorológicas, IPMet de
Bauru. Os radares utilizados estão instalados nas cidades de Bauru e Presidente Prudente e ambos são
controlados em Bauru. As imagens são obtidas através do site do IPMet (www.ipmet.unesp.br),
juntamente com o boletim do radar, que é dado por um meteorologista do local.
Figura 3- Rede de radares Doppler do IPMet (BRU = Bauru; PPR = Presidente Prudente), mostrando os
anéis de 240 e 450Km, alcances quantitativos e modo vigilância, respectivamente.
Foram selecionadas imagens de alguns eventos no período correspondente a primavera e verão, no
Estado de São Paulo.
A partir da seleção das imagens, foi-se analisada a dinâmica local do dia, com a ajuda de imagens
de satélite e boletins sinóticos do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) e dos boletins do radar
expostos no site do IPMet, além das próprias imagens de radar.
As imagens permitem uma fácil visualização da intensidade da precipitação através das cores
apresentadas. Observa-se a dicotomia das cores em diferentes locais, onde está possivelmente precipitando
granizo não apresenta a mesma cor de onde está ocorrendo apenas uma precipitação normal. A
comparação da intensidade pode ser feita observando ao lado direto da imagem as cores e sua legenda.
As imagens, na maioria, são do radar apenas de Bauru. Apenas duas imagens são compostas, sendo
do radar de Bauru e Presidente Prudente. As primeiras imagens estão em CAPPI, as outras apresentam-se
me PPI.
As imagens foram retiradas do Radar Doppler, que apresenta o chamado efeito Doppler. Este
efeito é a mudança observada na freqüência de uma onda resultante do movimento relativo entre a fonte e
o observador, e auxilia na determinação da velocidade do vento na tempestade e na detecção de granizo.
Foram usadas também imagens do satélite GOES correspondentes aos dias das precipitações para
melhor visualização dos sistemas envolvidos na dinâmica. Estas imagens foram retiradas do site do
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE).
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Fonte: www.ipmet.unesp.br
Figura 4 – Evolução de um evento, ocorrido em 01/10/2008, horário 18h e 31min (figura à esquerda) e
19h e 31min (figura à direita).
Fonte:www.ipmet.unesp.br
Figura 5 – Evolução de um evento, ocorrido em 01/10/2008, horário 20h e 38min (figura à esquerda) e
23h e 16min (figura à direita).
Fonte: www.ipmet.unesp.br
fonte:www.inpe.br
Figura 6 – Evolução de um evento, ocorrido em 01/10/2008, horário 20h e 38min (figura à esquerda) e
imagem de satélite 21h e 30min (figura à direita).
Observa-se nas figuras que a chuva foi classificada como intensa e com precipitação de granizo
durante poucos minutos na cidade de Ourinhos, Figura 1. Através da análise sinótica, do dia 01/10/2008
pode-se observar que a chegada de uma frente fria, que provocou quedas nas temperaturas e, que
associada a Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS), possibilitou a atuação de um forte gradiente
de temperatura e pressão. Este gradiente possibilitou a ascensão de ar quente e úmido, no estado,
provocando, à sotavento da frente fria, formação de cumulunimbus. Estas nuvens, com grande
desenvolvimento vertical foram as responsáveis pela presença de chuvas intensas, com ventos e
precipitação de granizo, conforme imagens de radar e de satélite.
De acordo com VIANELLO e ALVES ,2006, tempestades severas locais são chuvaradas locais de
grande intensidade, acompanhadas em geral de trovões, granizos, descargas elétricas. A nuvem
característica é a cumulunimbus. O desenvolvimento local está sempre ligado a um forte gradiente térmico
vertical instável, que é resultado de um aquecimento diurno intenso, que atinge maiores proporções à
tarde. No caso do fenômeno observado, conclui-se que foi uma tempestade severa local, com a presença
de granizo e ventos fortes, que atingiram a cidade de Ourinhos no final da tarde.
Fonte: www.inpe.br
Figura 7 – Imagem de satélite apresentando a evolução de um sistema sobre a região Sudeste, com
marcada nebulosidade sobre São Paulo.
Segundo o CPTEC, no dia 02/10, ocorreram áreas de instabilidade no Estado de São e região.
Estas instabilidades provocaram pancadas de chuva com trovoadas e descargas elétricas em uma faixa que
abrange as seguintes áreas: desde a faixa Norte e Leste do PR, SP, Triângulo Mineiro, Centro-Sul, Sudeste
de MG, Centro-Sul de Goiás, grande parte de Mato Grosso do Sul e Sul, Centro, Norte e Nordeste de
Mato Grosso, centro-norte do TO, na parte do PA, RR e norte, Oeste e Sul do MA, Nordeste e Leste do
AM. Em algumas localidades espera-se acumulado significativo de chuva. Nas demais localidades do Sul
do Brasil o tempo volta a se firmar e o Sol aparece entre poucas nuvens. Entre o Norte e Nordeste de
Minas Gerais e boa parte da região Nordeste o tempo estará com poucas nuvens e com temperaturas
elevadas. Nas demais áreas do Brasil o tempo quente e úmido provoca pancadas de chuva principalmente
a partir da tarde.
No dia 04/02/2009 (horário: 6h 30min) ocorreu um evento com marcada instabilidade entre o
Norte do Estado do Paraná e Sul do Estado de São Paulo, podendo observar, através da imagem de radar,
neste horário, uma banda de instabilidade cobrindo uma grande área. As chuvas forma intensas nos setores
oeste e centro – sul do Estado de São Paulo, com descargas elétricas em algumas localidades.
Fonte: www.ipmet.unesp.br
Figura 8 – Evolução de um sistema de instabilidade no dia 04/02/2009, às 6h 30min. (Figura à esquerda)
e para o mesmo dia, às 7h (Figura à direta).
Fonte: www.ipmet.unesp.br
Figura 9 – Evolução de um sistema de instabilidade no dia 04/02/2009, às 9h. (Figura à esquerda) e para
o mesmo dia, às 14h (Figura à direta).
Pode-se observar que esta instabilidade perdurou ao longo deste dia provocando instabilidades em
toda a sua área de atuação. As linhas de instabilidade são formações geralmente associadas às ondulações
frontais, em que se formam pequenas depressões barométricas, nas quais as formações cumuliformes
aparecem e se deslocam, resultando em chuvaradas intensas e localizadas. Estas formações ocorrem
geralmente no verão, por conta do intenso aquecimento diurno. No Brasil estas linhas de instabilidade
geralmente se deslocam de oeste para leste. Estas linhas perturbadas desempenham importante papel no
regime pluvial da região sudeste (VIANELLO e ALVES, 2006)
Fonte: www.ipmet.unesp.br
Figura 10 – Evolução de instabilidades sobre a região, no Estado de São Paulo. A imagem à direita
apresenta instabilidade às 7h do dia 26/01/2009 e, à esquerda uma imagem composta das 9h, deste mesmo
dia.
Fonte:www.ipmet.unesp.br
Figura 11 – Imagem composta dos radares de Bauru e Presidente Prudente, para o dia 26/01/2009, às 12h
30min (à esquerda) e no dia 26/02/2006, às 7h.
Foram detectadas chuvas nestas regiões, conforme as imagens compostas dos dois radares. As
chuvas foram fracas e esparsas, no dia 26/01/02 e contínuas no dia 26/02/09, mas localizadas à oeste, no
segundo caso.
4 CONCLUSÃO
Pode-se observar através desta análise que o radar possibilita o monitoramento de chuvas intensas,
em tempo real, sendo uma ferramenta útil para estudos de clima urbano e análise da precipitação em
bacias hidrográficas.
Os eventos analisados foram significativamente ativos e pode-se, subjetivamente, observar que as
células têm um deslocamento preferencial com eixo de nordeste para sudeste, avançando sobre o Estado
de São Paulo.
Ressalta-se também a importância do radar para a área da Climatologia em Geografia e de sua
extrema importância para a Meteorologia, tornando-se um instrumento inovador para ambas as áreas, pois
fornece elementos difíceis de obter com instrumentos clássicos e uma possível trajetória da chuva em
escala regional.
5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
VIANELLO, Rubens Leite; ALVES, Adil Rainier Meteorologia Básica e Aplicações. 1.Ed. Minas Gerais:
Editora UFV, 2006 p.281-284
FRAGOSO, Marcelo. A utilização de imagens de radar meteorológico em climatologia, Finisterra, 1996
LEAL, Douglas Cristino.Estruturas de tempestades severas: estudos de caso. Relatório TCC para Unesp
(Universidade Estadual Paulista) campus de Ourinhos.
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CUADRAT, José Mª; PITA, Maria Fernanda. Climatología. 3 Ed. Cátedra , 2004
CALVETTI, Leonardo; BENETI, César; ZANDONÁ, Cicero. Sistema Integrado de Análise e
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