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A PARTICIPAÇÃO DOS COMPLEXOS CONVECTIVOS DE MESOESCALA NAS CHUVAS DA PRIMAVERA DE 2015 NO NORTE DO PARANÁ

VICTOR DA ASSUNÇÃO BORSATO1 NAIR GLORIA MASSOQUIM 2

RESUMO: A região de estudo é atravessada pelo Trópico de Capricórnio, por isso, há

alterações na dinâmica das massas de ar para as estações do ano. A primavera de 2015 foi

profundamente irregular, tanto na participação das massas de ar como também na altura

das chuvas. Consequência do El Niño que habitualmente proporciona mais chuva para o Sul

do Brasil. Contabilizou a participação das massas de ar, dos Sistemas Frontais e também se

quantificou a participação dos Complexos Convectivos de Mesoescalas (CCM) e a

participação nas chuvas para Campo Mourão e Maringá no Paraná. Classificaram-se as

chuvas e verificaram que a participação cronológica dos CCM foi próximo de 30% para o

tempo e para as chuvas registradas.

Palavras-chave: chuvas frontais; sistemas atmosféricos; transição climática.

ABSTRACT: The studied area is crossed by the Tropic of Capricorn, thus there are changes

on the dynamics of the air masses during the seasons. The Spring 2015 was particularly

uneven, both in the participation of air masses as well as the amount of rain. Those were

consequence of the El Niño that usually provides more rain to the south of Brazil. The

participation of the air masses and the Frontal systems were recorded as well as the

participation of the Mesoscale Convective Complexes (MCC) and the rainfall for Campo

Mourao and Maringa - Parana. The rain episodes were classified and it was found that the

chronological participation of the MCC was close to 30% for the time and the recorded

rainfall.

Keywords: frontal rains; weather systems; climate transition.

1 – Introdução

As cidades de Maringá e Campo Mourão estão localizados no Noroeste e Centro

Ocidental do estado do Paraná. Elas se destacam pelas características do clima e

principalmente pela fertilidade dos solos. Essas características foram os fatores que

atraíram os colonizadores para a região na década de 1940/50, período auge da cafeicultura

no Brasil.

1 Professor Associado, UNESPAR – Universidade Estadual do Paraná – Campus de Campo Mourão – victorb@fecilcam.br ou 1308victor@gmail.com 2 Doutora em geografia - UNESPAR – Campo Mourão nmassoquim@gmail.com

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Com a decadência do café na região de Maringá, outras culturas agrícolas foram

sendo implantada e todas foram bem sucedidas graças à qualidade dos solos e do clima. Os

solos derivados da decomposição das rochas vulcânicas, quando desgastados podem ser

corrigidos com fertilizantes e técnicas de recuperação. Para o clima não há como corrigi-lo,

é possível minimizar algumas deficiência de água no solo por meio da irrigação.

Todas as principais atividades agrícolas da região são fundamentadas na demanda

natural de água, cuja entrada no sistema se dá por meio das precipitações. As principais

culturas são a soja, o milho e o trigo, outras são cultivadas em menores proporções, tais

como o café, a cana-de-açúcar, os cítricos e outros.

As chuvas são bem distribuídas ao longo dos meses do ano, com uma sensível

redução para os meses de inverno e com poucos reflexos no balanço de água no solo,

considerando que para esses meses a evapotranspiração é reduzida e também porque é o

período de colheita da safra de inverno e de preparação para o plantio da safra de verão,

período de pouca demanda de água.

Sabe-se que para essa região as chuvas são dos tipos convectivas e frontais, a

convectivas são típicas do verão, embora mesmo na estação mais quente seja comum

ocorrer a passagem de sistemas frontais pela região e causar chuvas frontais. Por outro

lado, na estação mais fria, as chuvas são exclusivamente frontais.

Como não há pesquisas para a região contabilizando a participação dos Complexos

Convectivos de Mesoescalas (CCM) na participação das chuvas optou-se em fazer esse

estudo para a estação da primavera de 2015. O Ano em questão foi marcado por um forte El

Niño e o volume de chuva para a região foi acima da média histórica. Dessa forma, o

objetivo da pesquisa foi quantificar a participação dos CCM na participação das chuvas para

as Regiões Norte e Centro Ocidental do Paraná a partir dos dados das estações

climatológicas de Campo Mourão e de Maringá para a primavera de 2015 e também verificar

qual o sistema ou sistemas atmosféricos atuaram na região nos dias em que foi verificado

nas imagens de satélite o desenvolvimento dos CCM. Utilizando-se como referências as

imagens de satélite e as cartas sinóticas da Marinha do Brasil.

Na América do Sul os CCM se manifestam na área entre as latitudes de 20°S a 40°S,

compreendendo boa parte do continente Sul-Americano (Paraguai, Uruguai, região central

da Argentina e Sul do Brasil).

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2 – Material e métodos

As cartas sinóticas de superfície e as imagens de satélite retratam e mostram as

condições e os estados do tempo para uma região em um dado momento. Os elementos do

tempo convencionados nas cartas, ou imagiados dão subsídios para se identificar o sistema

atmosférico que atua naquela região. As sucessões das cartas e das imagens de satélite

mostram a evolução dos sistemas para uma dada região. Por meio da leitura das cartas e

das imagens de satélite é possível interpretar o estado do tempo a partir das características

dos sistemas atuantes e dos estágios em que eles habitualmente apresentam para cada

trecho analisados.

O principal elemento do tempo representados nas cartas são as isóbaras. Além dos

campos barométricos, alta ou baixa pressão, os demais elementos são representados em

determinados pontos das cartas. Por meio das isóbaras tem-se a direção e velocidade

aproximada dos ventos, principalmente do vento geostrófico, assim é possível identificar

também as massas de ar.

Os sistemas atmosféricos foram quantificados a partir da leitura e interpretação das

cartas sinóticas da Marinha do Brasil. Metodologia proposta por Pédelaborde (1970), e nas

técnicas desenvolvidas por Borsato (2006). As imagens de satélite no canal infravermelho

goes-13 realce dá suporte para a identificação do(s) sistema(s) atuante(s). Assim como os

CCM. Essa tipologia de aglomerados de nuvens apresenta grande desenvolvimento vertical,

o realce destaca os topos das nuvens mais frias, como no caso dos CCM.

Escolheram-se imagens Goes-13 das sete horas TMG, considerando que os CCV

desenvolvem-se no final da madrugada na região de origem (Paraguai, Uruguai, região

central da Argentina e Sul do Brasil). Ao longo do dia, elas se ampliam e avançam para o

leste, ou se dissipam. Para as imagens que foram identificadas CCV foram procedido às

análises, concomitantemente com a interpretação dos sistemas nas cartas.

Para as cartas diárias também se consideraram os demais sistemas que atuam nos

climas do Brasil, ou seja: Sistema Frontal (SF), massa Tropical continental (mTc), massa

Tropical atlântica (mTa), massa Polar atlântica (mPa), massa Equatorial continental (mEc) e

massa Equatorial atlântica (VIANELLO 2000; VAREJÃO-SILVA 2000; FERREIRA 1989;

BISCARO 2007).

Os resultados foram organizados em planilhas do Excel® onde também se fez o

computo das participações dos CCM no total das chuvas registradas na região de Campo

Mourão e de Maringá, utilizaram as 24 horas do dia para os cálculos. Como os CCM são

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alimentados de umidade pelo Jato de Baixo Nível fez-se a leitura dos mapas do National

Weather Service - GFS / NCEP / US National Weather Service em 850 nPa no canal

umidade, disponível em <https://www.google.com.br/webhp?sourceid=chrome-

instant&ion=1&espv=2&ie=UTF-8#q=US+National+Weather+Service>.

3 – Resultados e Discussão

Os Complexos Convectivos de Mesoescala são aglomerados de nuvens convectivas

e que apresentam área com contínua precipitação. Podem evoluir em Linhas de

Instabilidade ou apresentam um formato circular ou irregulares. Esse conjunto de nuvens

cumulonimbus de grande desenvolvimento vertical evoluem num intervalo de tempo entre 6

e 12 horas, além das precipitações intensas podem causar fortes rajadas de ventos (SILVA

DIAS, 1996).

Os Complexos Convectivos de Mesoescala tem uma região preferencial, ou seja, sua

gênese e desenvolvimento ocorrem entre as latitudes de 20° S a 40° S, compreendendo boa

parte do continente Sul-Americano (Paraguai, Uruguai, região central da Argentina e Sul do

Brasil). Essa região é dominada por três massas de ar e também pelo sistema frontal. Por

isso, investigou-se o sistema atmosférico gêneses dos CCM, a quantidade de dias que eles

foram identificados nas imagens de satélites e a contribuição na altura pluviométrica

registrada em Campo Mourão e em Maringá.

A massa de ar, cujo centro de origem localiza-se próximo da região gêneses dos

CCM é a Tropical continental. Ela foi identificada nas cartas sinóticas quando se observou

um centro de baixa pressão que se estabelece na região do Grande Chaco e se amplia para

leste (Figura 01 A e B). A Figura “A” mostra recorte da carta sinótica da Marinha do Brasil do

dia 26 de novembro de 2015. Nessa data, a massa Tropical continental estava configurada

sobre a região de origem, cuja pressão atmosférica assinalada na zona central da área

ciclonal foi de 1000hPa. Para o mesmo dia tem-se na Figura 01 “B”, recorte da imagem de

satélite goes-13 da 07h TMG, Nela se destaca um Complexo Convectivo de Mesoescala

sobre o Paraguai.

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A

B

Figura 01 – Recorte da carta sinótica da Marinha do Brasil do dia 26/11/2015, na latitude de 25 de sul e 63 de longitude oeste tem-se um centro de baixa pressão com 1000 hPa, essa baixa representa o centro de ação da massa Tropical continental. Na B, imagem de satélite goes-13,realce. Ela mostra

um Complexo Convectivo de Mesoescala sobre o Paraguai. – modificadas, autores.

A massa Tropical continental se caracteriza por apresentar baixa umidade relativa,

baixa pressão e elevadas temperaturas. Nos meses de verão, ela atua além dos três

estados do Sul do Brasil, também nos estados do Centro Oeste Brasileiro, porém, no verão,

também se verifica a expansão da massa Equatorial continental, com mais participação nos

estados do Centro Oeste brasileiro (BORSATO e MENDONÇA, 2014; BORSATO e HEIRA,

2015).

Para a estação da primavera de 2015, a participação da mTc na região de estudo foi

de 50% do tempo cronológico. Estudos de caso para a região de Campo Mourão apontam

que a participação dessa massa de ar é menor para essa estação, em 2003, que também foi

de El Niño, a participação foi de 28,7% (BORSATO e MENDONÇA, 2014). O mesmo estudo

mostrou os resultados da participação para o ano de o de 2008, ano de La Niña e a

participação na estação da primavera para a região de estudo foi de apenas 22,0%.

O segundo sistema mais atuante na estação da primavera de 2015 foi o sistema

frontal. Ela se caracteriza como uma estreita faixa na zona de contato entre as massas

aquecidas e as frias de maior densidade, a qual avança e causam um processo de

convecção forçada. O ar frio e mais denso é relativamente estável e tende a baixar

enquanto o ar mais quente e instável tende a subir, gerando nessa faixa de ar mais quente e

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em ascensão uma zona de baixa pressão, denominada de depressão frontal. O ar frio, em

maior velocidade de deslocamento horizontal caracteriza a frente Polar. A frente Polar

adivecta ar frio, diminuindo a temperatura na medida em que ela avança.

A Participação dos sistemas frontais no tempo cronológico foi de 25,8%. Pesquisas

realizadas por Borsato e Mendonça (2015) para Campo Mourão e também para Maringá

mostram que a participação oscila de 15% até 30%.

A passagem dos sistemas frontais pela região é responsável pelas chuvas frontais,

na estação da primavera, os totais registrados para Campo Mourão e para Maringá foi

bastante superior ao esperado, 991,1mm para Campo Mourão e 1006,4mm para Maringá.

Para os anos considerados climatologicamente normais, registram-se volume próximo de

400 mm nessa estação para as duas cidades. Esse volume excessivo de chuva foi atribuído

ao El Niño que para os anos de manifestação do fenômeno são acima da média para todo o

Sul do Brasil (BERLATO; FONTANA, 2003)

O El Niño Oscilação Sul (ENOS) é um fenômeno que se manifesta no Oceano

Pacífico, região equatorial. O ENOS é constituído por dois componentes, um oceânico e o

outro atmosférico. O componente oceânico é caracterizado por apresentar um aquecimento

anômalo das águas superficiais do Pacífico equatorial a partir da costa da América,

monitorado por meio da temperatura superficial das águas. O componente atmosférico é

denominado de Oscilação Sul; ela expressa a correlação inversa entre a pressão

atmosférica no extremo leste do Pacífico, na região de Darwin e no oeste, na região do Taiti,

Polinésia Francesa (PHILANDER, 1990; GLANTZ, 2001).

No Brasil, o impacto dos ENOS, fase quente se dá principalmente sobre as chuvas

das regiões Sul e do Nordeste. Para os anos de manifestação do Fenômeno as chuvas

ficam acima da normal climatológica para o Sul do Brasil e abaixo para o nordeste (GRIMM

et. Al., 1996; BERLATO; FONTANA, 2003).

Desses totais, 76,4% e 79,2 foram frontais para Campo Mourão e Maringá

respectivamente. Os episódios de chuvas convectivas ocorreram com mais frequência no

final da estação. Verificou-se também que os Complexos Convectivos de Mesoescalas se

ampliaram para o final da estação. Foram observado CCM em quinze dias, sendo que doze

foram depois do dia 15 de novembro. Outra observação constatada na análise das cartas e

das imagens de satélite foi que, para os quinze dias em que os CCM se evidenciaram,

somente em um o eixo do sistema frontal encontrava-se na região de estudo. Para os

demais, atuava na região a massa Tropical continental.

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Com relação às chuvas, foram registrados 321,1mm em Campo Mourão e 310,5mm

em Maringá para os dias em que os CCM se evidenciaram nas imagens, ou seja, os CCM

contribuíram com 32,4% da altura registrada em Campo Mourão e 30,9% para Maringá

(Tabela 1).

Os Complexos Convectivos de Mesoescala na América do Sul se manifestam na

área entre as latitudes de 20°S a 40°S, compreendendo boa parte do continente Sul-

Americano (Paraguai, Uruguai, região central da Argentina e Sul do Brasil). Segundo

Velasco e Frisch (1987), essas áreas são as de ocorrências e seus processos dinâmicos e

termodinâmicos são fortemente influenciados pela cadeia de montanhas dos Andes.

Tabela 1 – Relação dos dias em que foram observados nas imagens de satélite os Complexos Convectivos de Mesoescala para a região de origem.

Datas CCM/h SF mPa mTc mEc SF/mTc Pressão Chuva

C. Mourão Chuva

Maringá

30/09/2015 24 12

12

SF/mTc 1012 38,5 49,5

26/10/2015 24

24

mTc 1014 0 0

27/10/2015 24

24

mTc 1013 0 12,2

16/11/2015 24

12 12 mTc/mEc 1008 12,6 15,2

17/11/2015 24

24

mTc 1008 11,8 21,3

24/11/2015 24

24

mTc 1008 85,1 20,3

25/11/2015 24 12

12

SF/mTc 1012 34,3 55,9

26/11/2015 24

12 12

mPa/mTc 1012 0,2 0,2

27/11/2015 24

24

mTc 1010 0 0

28/11/2015 24 12

12

SF/mTc 1010 52,5 30,8

03/12/2015 24

24

mTc 1013 33 8,1

04/12/2015 24

24

mTc 1011 4 1,1

05/12/2015 24 12

12

SF/mTc 1009 10 59,2

12/12/2015 24

24

mTc 1012 36,5 36,4

15/12/2015 24 24

SF 1010 2,6 0,3

Total 360 72 12 264 12 // // 321,1 310,5

Para Silva Dias (2015), os CCM iniciam seu desenvolvimento no Leste dos Andes na

latitude do entorno de 25° Sul e sobre os vales dos rios Paraná e Paraguai e 70% deles

deslocam para leste e Sudeste atingindo o Rio Grande do Sul, Santa Catarina e o Paraná e

30% deslocam para o nordeste e norte, atingindo o Sudeste do Brasil.

Segundo Velasco e Fritsch (1987), Vila (2004), associado aos CCM tem-se a

presença dos Jatos de Baixo Nível em 850 hPa, que transporta umidade da Amazônia para

a região de origem dos CCM.

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Durante os períodos de atuação da massa Tropical continental, dada as suas

características de baixa umidade relativa, as chuvas são escassas. Para essa estação, a

umidade se manteve elevada. Essa alta taxa de umidade foi mantida graças à atuação do

Jato de Baixo Nível (JBN), acompanhados nos mapas (cartas do vento) do National Weather

Service - GFS / NCEP / US National Weather Service, disponível em

https://www.google.com.br/webhp?sourceid=chrome-instant&ion=1&espv=2&ie=UTF8#q=US

+National+Weather+Service> que mostram em tempo real a circulação global em 850 hPa.

Dessa forma foi possível acompanhar diariamente a circulação para a região e constatar

que, para todos os dias em que foi verificado o desenvolvimento de CCM os JBN estavam

configurados nas cartas do vento.

As correntes de baixo nível, denominado pela meteorologia de Jato de Baixo Nível,

se caracteriza como circulação de mesoescalas. Atuam mais frequentemente nos meses de

verão, surge como uma esteira de umidade que se estende da bacia Amazônica até o Sul

do Brasil e Planícies Argentinas (MARENGO e SOARES, 2002; MARENGO et. Al., 2004).

Para complementar os resultados, contabilizou-se a participação da massa Polar

atlântica. Na estação mais quente ela avança preferencialmente pelo Atlântico e às vezes

crista avança para o interior do Sul do Brasil.

A massa Polar atlântica é um sistema de alta pressão, ela é facilmente visualizada

nas cartas sinóticas. A Figura 2 mostra a carta sinótica da Marinha do Brasil do dia 26 de

outubro de 2015. Essa carta mostra uma frente fria avançando no litoral do Paraná e a

massa Polar atlântica avançando pelo litoral do Sul do Brasil com pressão de 1024hPa no

centro anticiclonal.

A massa Polar atlântica atuou em 20,3% do tempo cronológico. Como o centro

anticiclônico avançou, preferencialmente pelo Atlântico, seus reflexos foram minimizados

para o interior do continente, por isso, a características dos estados do tempo foram

manifestados mais intensamente na nebulosidade, ou seja, durante o período em que ela

atua a nebulosidade é baixa dada alta pressão atmosférica.

A massa Equatorial continental e a Tropical atlântica também atuam na região.

Mas, como para a estação da primavera de 2015 as participações foram inferiores a 3,5%,

não se analisaram as características para esse estudo.

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Figura 2 – Carta sinótica da Marinha do Brasil do dia 26 de novembro de 2015 – 12 TMG.

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4 – Considerações Finais

A estação da primavera é marcada pela transição estacional entre o inverno e o

verão. Por isso é comum os avanços dos sistemas frontais e também da massa Polar, mais

intensificada no início da estação. Para o final da primavera, as características da dinâmica

e também dos estados do tempo assemelham-se mais ao verão.

Na primavera de 2015, os sistemas frontais e as massas Polares mantiveram esse

padrão. Por outro lado, a participação da massa Tropical continental foi acima do esperado

para a região, considerando o tempo de atuação e também à disponibilidade de umidade

relativa, essa massa de ar se caracteriza como sendo de baixa umidade relativa. Para a

estação, constatou-se que a umidade relativa e a participação se mantiveram elevadas.

Mesmo considerando que o ano de 2015 foi de El Niño intenso, não investigamos o porquê

do aumento na participação. Considerando que em outros anos com a manifestação do El

Niño, a participação oscilou próximo da média. Borsato e Mendonça, (2014) estudaram a

participação da massa tropical continental para a região e para o período de 200 a 2010,

nesse estudo, a participação oscilou de 18 a 28% do tempo cronológico para Campo

Mourão.

Os Complexos Convectivos de Mesoescala tiveram participação bastante ativa e

como sugeriu a bibliografia consultada, eles se ampliam e avançam para leste e atuam

também na região Noroeste do estado do Paraná, considerando que participaram com mais

de 30% das chuvas registradas nas estações climatológicas de Campo Mourão e de

Maringá.

Sugere-se que estudos dessa natureza sejam realizados para as demais estações

do ano e para anos de manifestações do fenômeno La Niña e também para os anos

climatologicamente normais e que se consideram os Jatos de Baixo Nível.

O El Niño foi responsável pelo “excesso” de chuva no período e os Jatos de Baixo

Nível foram os responsáveis pelo abastecimento de umidade, considerando que o JBN foi

observado em todos os dias que ocorreram a visualização dos CCM.

Mesmo sendo uma estação de transição, consideram-se que os sistemas frontais

foram os responsáveis pelo grande volume das chuvas no período e os Jatos de Baixo

Nível, responsáveis pelo transporte de umidade da Amazônia para a região Sul do Brasil.

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5 – Agradecimentos

A publicação e apresentação deste trabalho foi financiado pela Fundação Araucária

de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Estado do Paraná. EDITAL

05/2016 – PRPPG/Unespar Apoio à Participação de Docentes em Eventos Científicos

6 – Referências

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