A INFLUÊNCIA DAS BRISAS MARÍTIMA E TERRESTRE NA VIS IBILIDADE

HORIZONTAL NO TRANSECTO CUBATÃO-SÃO PAULO (SP).

Gustavo ARMANI1,

Renato TAVARES1,

Bárbara Nazaré ROCHA2

RESUMO

Este artigo tem como objetivo detectar a influência das brisas marítima e terrestre na visibilidade

horizontal no transecto Cubatão-São Paulo, a partir de dados horários de visibilidade horizontal das

estações meteorológicas da ECOVIAS.

Pela análise dos resultados percebe-se um ritmo médio horário da visibilidade horizontal em quase

todos os postos, embora a amplitude em cada lugar seja diferente, pois que a topografia e a

urbanização desempenham papéis importantes nesse ritmo. As brisas (terrestre e marítima)

influenciam sobremaneira esse ritmo médio horário, sendo um dos controles mais importantes na

gênese e dissipação de nevoeiros de superfície, um importante fator na operação das rodovias que

ligam a metrópole Paulistana à Baixada Santista.

INTRODUÇÃO

Existem vários estudos sobre a brisa marítima e sua importância para o conforto térmico,

como agente transportador de massa e umidade na atmosfera, como agente dispersor de poluentes,

ou como um dos condicionantes de episódios pluviais intensos (SANTOS, 1965; AZEVEDO, 2002;

JORGETTI et al, 2002; FREITAS & SILVA DIAS, 2002; FREITAS & SILVA DIAS, 2004;

PEREIRA FILHO et al, 2002, FREITAS et al, 2004; SOUZA & SANTOS, 2004), mas inexistem

estudos relacionados à visibilidade horizontal, mesmo porque esses dados são escassos.

Santos (1965) realizou um exaustivo trabalho de coleta de informações verbais com os

moradores da Baixada Santista, sendo que nestes relatos a brisa marítima, ou “viração” como foi

alcunhada, era retratada como um fator de conforto térmico para a população local. Segundo ela, a

importância da alternância cotidiana e regular das brisas marítima e terrestre é muito relevante pelo

seu papel “fisiológico”, atuando no conforto térmico, e como agente morfológico na elaboração das

dunas do litoral.

1 Pesquisadores, Instituto Geológico – SMA, Av. Miguel Stéfano, 3900, São Paulo (SP) 04301-903; gustavo@igeologico.sp.gov.br

2 Estagiária, Instituto Geológico – SMA; e aluna de graduação, Departamento de Geografia / FFLCH / USP.

Em relação à gênese pluvial, devido à importância dela na serra do Mar, Santos (op. cit) ainda

argumenta que a quantidade de umidade presente na brisa marítima é tamanha que, ao se deparar

com a serra do Mar, a chuva que se precipita sobre esta é considerável, a ponto de que tal fato foi

interpretado pela autora como uma frontogênese. Evidentemente os mecanismos frontológicos

ocorrem em escala espacial e temporal maior do que a apresentada por ela naquele trabalho, mas o

que realmente importa é o significado que a interação da brisa marítima tem com a serra do Mar, a

ponto de conduzir a tal interpretação. No caso da visibilidade horizontal, é fundamental o

entendimento da formação e dissipação das nuvens, não somente devido às chuvas, mas porque são

elas que reduzem de forma significativa a visibilidade horizontal neste transecto, forçando a adoção

de medidas de segurança pelas concessionárias, tais como a “operação descida”, nas rodovias que

ligam a metrópole paulistana à Baixada Santista.

O posicionamento dos centros de alta pressão exerce uma importante influência sobre a

propagação e intensidade da brisa marítima e terrestre (FREITAS & SILVA DIAS, 2004). É nesse

sentido que foi proposto por Oliveira & Silva Dias (1982) quatro padrões distintos de circulação da

brisa marinha: brisa marinha padrão; brisa marinha com intensificação do fluxo de sudeste; brisa

marinha com escoamento de noroeste; e tentativa frustrada da brisa marinha. Em função dos

padrões de circulação da brisa, os horários de entrada, tanto marítima quanto terrestre, podem

variar. Segundo Jorgetti et al (2002), a brisa marítima normalmente atinge São Paulo por volta das

15 horas no verão, e às 16 no inverno. Já Oliveira & Silva Dias (op. cit) afirmam que a ela atinge a

metrópole entre 13 e 14 horas, podendo haver uma antecipação ou atraso em função da situação

sinótica.

A área de estudo em questão é um transecto entre as cidades de Cubatão e São Paulo, sendo

que este trecho do Estado de São Paulo apresenta características ótimas para um estudo de brisas

por meio de dados de visibilidade horizontal, pois: 1. é uma área próxima a um oceano banhado por

águas quentes, cujas temperaturas são superiores a 20ºC (CASTRO FILHO et al., 2003),

representando dessa forma uma importante fonte de umidade e energia para a atmosfera em contato

e continente adjacente; 2. a escarpa da Serra do Mar, que tem um desnível topográfico considerável,

de aproximadamente 800 metros e com declividades em torno de 32º e com uma orientação (SW-

NE) perpendicular aos fluxos das brisas (SE-NW), se situa entre as duas cidades citadas, que

desempenha um importante papel no efeito orográfico na nebulosidade neste transecto; 3. o Planalto

Atlântico, cujas altitudes decrescem lentamente em direção à cidade de São Paulo, promove a

compressão adiabática sob ventos entre os quadrantes Leste e Sul; 4. a RMSP apresenta uma

mancha urbana extensa e contínua, e com uma atividade urbana que dissipa em um ano, em forma

de calor, 10% da radiação solar global total de um ano sobre a área da RMSP (AZEVEDO, 2001);

5. há uma rede de estações meteorológicas com registro horário de dados de visibilidade horizontal

instalada ao longo deste transecto. A figura 1 ilustra as características da área estudada: a Serra do

Mar, os postos meteorológicos (de P1 a P7), a planície marinha onde está Cubatão (à esquerda, P1),

e a mancha urbana da RMSP sobre o Planalto Atlântico (onde estão P6 e P7).

Figura 1: Localização das estações meteorológicas no transecto Cubatão – São Paulo.

Fontes: Google Earth; ECOVIAS e IAG-USP.

Org.: ARMANI, 2006.

Partindo-se da premissa que as brisas marítima e terrestre são um mecanismo de circulação

diária e que transportam massa e umidade na atmosfera, e que a serra do Mar desempenha um papel

fundamental na interação com as brisas no sentido da formação de nuvens orográficas, a hipótese

que se levanta para este trabalho é que o ritmo das brisas marinha e terrestre reflete-se no ritmo da

formação e dissipação das nuvens neste transecto. Como a visibilidade horizontal neste trecho do

Estado de São Paulo é influenciada grandemente pela formação das nuvens em contato com a

superfície, o objetivo deste trabalho é detectar a influência das brisas marítima e terrestre no ritmo

da visibilidade horizontal no transecto Cubatão-São Paulo.

MATERIAIS E MÉTODOS

Utilizou-se dos dados de visibilidade horizontal horários das estações meteorológicas

automáticas da ECOVIAS da série 2001 a 2005. Realizou-se uma análise de consistência dos dados

e verificou-se que o período com confiabilidade e homogeneidade em toda a série e em todas as

estações era de janeiro de 2002 a outubro de 2003. Desta forma, o período de trabalho compreende

quase dois anos completos de dados horários de visibilidade horizontal.

Com os dados organizados por posto, calculou-se:

- a média mensal da visibilidade horizontal (vh);

- a média horária da vh;

- a freqüência absoluta por horário de vh < 400m;

- a freqüência absoluta por horário de 400m ≤ vh < 1000m;

- a freqüência absoluta por horário de 1000m ≤ vh < 1400m;

- a freqüência absoluta por horário de 1400m ≤ vh < 1800m;

- a freqüência absoluta por horário de vh ≥ 1800m.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os resultados referentes ao período de janeiro de 2002 a outubro de 2003, apesar de curta

extensão temporal, são representativos da realidade da área estudada, pois os processos de formação

de nuvens, cuja principal gênese e dissipação estão vinculadas à atuação da brisa marítima e

terrestre respectivamente, são tão freqüentes que mesmo num fragmento temporal pequeno é

possível registrar a sua atuação, conforme estão indicados nas figuras e discussões que seguem.

É possível notar, pela figura 2, que a visibilidade

horizontal apresenta um regime com maior amplitude nos

postos da escarpa da serra do mar e topo (P2, P3 e P4),

devido ao efeito orográfico decorrente do fluxo da baixa

troposfera induzido pelos mecanismos de brisa (marítimo e

terrestre) e aqueles da circulação secundária (anticiclones). É

interessante notar que nos meses de verão a visibilidade

horizontal aumenta substancialmente (>1800 metros) em

relação aos meses do outono, inverno e primavera.

Aparentemente, isso pode revelar uma contradição: se nos

meses de verão a ocorrência de chuvas é maior, logo a

formação de nuvens na serra do mar deveria reduzir a

visibilidade horizontal nesses locais. Isso de fato é

verdadeiro, mas o nível de condensação aumenta de altitude

nesta estação, pois nessa época ele está freqüentemente mais

alto que nas outras estações. Desta forma, compreende-se a

melhora da visibilidade horizontal no verão.

Além disso, é possível que nos meses de outono e

inverno, quando há um aumento de estabilidade atmosférica,

as circulações de brisa (marítima e terrestre) sejam mais bem

definidas, fazendo ressaltar os nevoeiros no topo da serra do

Mar.

A figura 3 revela o ritmo médio horário da visibilidade

horizontal no transecto, com importantes elementos para a

discussão sobre a circulação de brisas.

Figura 2: Visibilidade horizontal média mensal no transecto Cubatão – São Paulo no período jan 2002 – out 2003.

Fonte: ECOVIAS. Org.: ROCHA e ARMANI, 2006.

As nuvens orográficas que se formam na escarpa da

serra do mar provêm de dois mecanismos básicos: 1. A

entrada da brisa marítima forma o nevoeiro adiabático,

condensação formada pelo resfriamento adiabático. 2.

advecção de ar úmido e quente do oceano sobre os topos da

serra do Mar mais frios durante a noite.

A redução na visibilidade horizontal é maior em P3

(topo da escarpa da serra), pois está mais próximo da altitude

mais freqüente do nível de condensação. A visibilidade

horizontal melhora progressivamente à medida que se

adentra no planalto, em direção à cidade de São Paulo, que

pelo aquecimento adiabático e distanciamento do oceano

ocasionam a dissipação gradativa dos nevoeiros. De P3 para

P1 há também um aumento da visibilidade horizontal, mais

abrupto por causa da serra do Mar, pois está freqüentemente

abaixo da altitude do nível de condensação.

Entre 8 e 11 horas da manhã nota-se que é o período

de melhor visibilidade horizontal em todo o transecto,

coincidindo com o horário de melhor definição da brisa

terrestre. Isso indica que a brisa terrestre dissipa, atenua, ou

mesmo não possibilita a formação das nuvens orográficas,

porque promoverá a compressão adiabática do ar ao descer a

escarpa da serra. Evidentemente o horário da brisa terrestre

coincide com o de maior estabilidade atmosférica, sendo

difícil separá-los.

No período da madrugada a visibilidade horizontal é

menor que durante as manhãs na escarpa e áreas de topo da

serra do mar devido, provavelmente, à formação de nevoeiros advectivos. Levanta-se a hipótese que

a presença de águas oceânicas quentes e a circulação de sul/sudeste das altas pressões bastante

comuns induzam a formação de nevoeiros na serra durante a madrugada. Nesse período, a Camada

Limite Planetária (CLP) está com menores alturas, sendo que na escarpa da serra, abaixo desta

camada predominam os ventos catabáticos, ou de montanha. Sobre essa circulação terciária se

impõe a circulação de sul/sudeste advectando umidade para a serra, formando os nevoeiros. Na

borda do planalto a CLP está desestruturada pela circulação secundária, justificando a maior

extensão dos nevoeiros sobre o planalto, reduzindo a visibilidade horizontal até próximo de P6. Aí,

Figura 3: Visibilidade horizontal média horária no transecto Cubatão – São Paulo no período jan 2002 – out 2003.

Fonte: ECOVIAS. Org.: ROCHA e ARMANI, 2006.

a CLP começa a se reestruturar, fazendo a circulação secundária avançar sobre ela, formando uma

capa de baixo stratus sobre a camada limite. Desta forma, acredita-se que a serra do Mar seccione a

CLP durante a madrugada de noites estáveis. Na bibliografia consultada nada foi encontrado a esse

respeito, sendo, portanto, uma oportunidade para novas pesquisas.

Nota-se também que a visibilidade horizontal sobre o planalto (P5, P6 e P7) é maior que na

planície marinha, onde está P1, provavelmente devido à maior concentração de sais marinhos,

poluição e outros agentes geradores da névoa seca. O fato de P1 estar em Cubatão deve receber

bastante influência dos poluentes e outros rejeitos emitidos para a atmosfera do Parque Industrial

desta cidade.

O horário que a visibilidade horizontal é pior é às 18 horas (em P3 ela diminui para menos

1500 metros na média) e pode ocorrer por dois motivos que podem estar combinados: a densidade

das gotículas das nuvens aumenta devido à maior condensação por causa de um maior tempo de

atuação da brisa marinha; e/ou o nível de condensação começa a diminuir de altitude à medida que

a temperatura começa a cair a partir do meio da tarde, estratificando e concentrando a nebulosidade

àquela altitude, fazendo com que a maior densidade da nuvem localize-se sobre P3.

A partir da figura 4 pode-se dizer que a nebulosidade que reduz a visibilidade horizontal se

localiza com maior freqüência na escarpa e topos da serra e quanto maior for o valor das classes de

visibilidade horizontal maior o espaço de redução da visibilidade, até P6 (no caso do número de

ocorrências de 1400 a 1800 metros). Evidentemente nevoeiros mais densos, que reduzem demais a

visibilidade horizontal, ficam mais restritos ao topo da escarpa e imediações. A densidade dos

nevoeiros diminui progressivamente em direção ao planalto pelo aquecimento adiabático,

melhorando a visibilidade horizontal.

A brisa terral que sopra durante a manhã contribui para dispersar a névoa seca para o mar,

justificando a melhora da visibilidade horizontal nestes horários em P1 (entre 7 e 11 horas, Figura

4e). A serra do Mar deve desempenhar um papel de aprisionar a névoa seca nas áreas próximas à

escarpa e à cidade de Cubatão quando a brisa marinha sopra. Por isso a visibilidade horizontal é

freqüentemente menor na Baixada Santista que no Planalto, conforme discutido anteriormente.

Figura 4: (a) Número de ocorrências de visibilidade horizontal menor que 400m por horário no transecto Cubatão – São Paulo no período jan 2002 – out 2003. (b) Número de ocorrências de visibilidade horizontal entre 400 e 1000m por horário no transecto Cubatão – São Paulo no período jan 2002 – out 2003. (c) Número de ocorrências de visibilidade horizontal entre 1000 e 1400m por horário no transecto Cubatão – São Paulo no período jan 2002 – out 2003. (d) Número de ocorrências de visibilidade horizontal entre 1400 e 1800m por horário no transecto Cubatão – São Paulo no período jan 2002 – out 2003. (e) Número de ocorrências de visibilidade horizontal maior que 1800m por horário no transecto Cubatão – São Paulo no período jan 2002 – out 2003.

Fonte: ECOVIAS e IAG-USP. Org.: ROCHA e ARMANI, 2006.

CONCLUSÕES

A visibilidade horizontal apresenta uma maior amplitude e freqüência de menores valores na

escarpa e topo da serra do Mar, pois são os locais preferenciais de formação das nuvens orográficas,

responsáveis pela redução dela. As nuvens orográficas são decorrentes principalmente do fluxo da

baixa troposfera induzidos pelos mecanismos de brisa e aqueles da circulação secundária. Por outro

lado, quando sopra a brisa terrestre, ela dissipa essas nuvens, melhorando a visibilidade.

A medida que se adentra no planalto a visibilidade horizontal melhora progressivamente

devido ao aquecimento adiabático e distanciamento do oceano. Outros estudos poderiam averiguar

se o aquecimento diabático da atmosfera pelo calor dissipado pelas atividades urbanas, bem como

pela mudança de uso do solo na RMSP também contribui para a dissipação dos nevoeiros quando

estiverem sobre o planalto.

Como é um estudo pioneiro sobre a visibilidade horizontal como função da brisa marinha e

terrestre, os resultados ainda são parcos e precisam ser melhores discutidos na comunidade

científica. Acredita-se que o estudo integrado da visibilidade horizontal com as chuvas,

temperatura, umidade, pressão e ventos permita resultados mais conclusivos.

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem à ECOVIAS pela cessão dos dados.

BIBLIOGRAFIA

AZEVEDO, T. R. Derivação antrópica do clima na Região Metropolitana de São Paulo abordada como

função do ritmo semanal das atividades humanas. São Paulo, 1v. Tese (Doutorado) – Faculdade de

Filosofia, Letras e Ciências Humanas, Universidade de São Paulo, 2001.

AZEVEDO, T. R. Precipitação na cidade de São Paulo m função da atividade urbana. Anais XII Congresso

Brasileiro de Meteorologia. Foz do Iguaçu, p. 602-610, 2002.

CASTRO FILHO, B. M.; BRANDINI, F.; PIRES-VANIN, A. M. S. (2003) Costa norte e sul concentram

potencial pesqueiro. Scientific American Brasil, v.1, n.12, p. 32-41.

FREITAS, E. D.; SILVA DIAS, P. L. Interações entre ilha de calor urbana e a brisa marítima na Região

Metropolitana de São Paulo. Anais XII Congresso Brasileiro de Meteorologia. Foz do Iguaçu, p. 2418-

2424, 2002.

FREITAS, E. D.; SILVA DIAS, P. L. Desenvolvimento da brisa marítima sob diferentes situações de grande

escala: um estudo de caso. Anais XIII Congresso Brasileiro de Meteorologia. Fortaleza, 2004.

FREITAS, E. D.; SILVA DIAS, P. L.; FREITAS, S. R. Simulações da concentração de monóxido de

carbono sob efeito da brisa marítima terrestre em São Paulo. Anais XIII Congresso Brasileiro de

Meteorologia. Fortaleza, 2004.

JORGETTI, T., CAMARGO, R. de e JANUÁRIO, C. S. Caracterização da célula de brisa na Região

Metropolitana de São Paulo através de observações simultâneas. Anais XII Congresso Brasileiro de

Meteorologia. Foz do Iguaçu, p. 2639-2642, 2002.

MARTINS, N. S. F; ANDRADE, F. M.; OLIVEIRA, D. S. C.; MARQUES, R. S.; CUNHA, A. E. S.;

MAIA, L. F. P. G. Indicações observacionais de ocorrências de brisas marítimas na cidade do Rio de

Janeiro. Anais XIII Congresso Brasileiro de Meteorologia. Fortaleza, 2004.

OLIVEIRA, A. P.; SILVA DIAS, P. L. Aspectos observacionais da Brisa Marítima em São Paulo. Anais II

Congresso Brasileiro de Meteorologia. Pelotas, v.2, p. 129-141, 1982.

PEREIRA FILHO, A. J., HAAS, R e AMBRIZZI, T. Caracterização de eventos de enchente na bacia do Alto

Tiête por meio do radar meteorológico e da modelagem numérica de mesoescala. Anais XII Congresso

Brasileiro de Meteorologia. Foz do Iguaçu, p. 2864-2873, 2002.

SANTOS, E. O. Características climáticas. In: AZEVEDO, A. (org.) A Baixada Santista: aspectos

geográficos. São Paulo: EDUSP, 1965. v.1, p 95-150.

SOUSA, O. N. P. de e SANTOS, I. de A. Estudo da brisa e sua influência na dispersão de poluentes em um

ambiente costeiro complexo através de um modelo de trajetórias. Anais XIII Congresso Brasileiro de

Meteorologia. Fortaleza, 2004.