Análise da ocorrência do Tornado no Município de Indaiatuba (2005) e a correlação entre o relevo e a topografia da região

Bruno Gomez Leguizamon Bertoni ¹

Iara Regina Nocentini André ² Thiago Salomão de Azevedo ³

¹ Programa de Ciência Ambiental - Universidade de São Paulo – PROCAM-USP – Av. Prof.

Luciano Gualberto, 1289 – Cidade Universitária – São Paulo– SP – Brazil, e-mail: brunobertoni@usp.br

² Departamento de Geografia – Universidade Estadual Paulista – Julio de Mesquita Filho –

Campus de Rio Claro – UNESP – Av. 24A,1515 - Bela Vista - Rio Claro - SP – Brazil, e-mail : iaranocentini@gmail.com

³ Departamento de Geografia – Universidade Estadual Paulista – Julio de Mesquita Filho –

Campus de Rio Claro – UNESP – Av. 24A, 1515 – Bela Vista Rio Claro – SP – Brazil, e-mail: azevedots@gmail.com

ABSTRACT: In recent years, have been noted with great concern about the climatic conditions of the planet and its implications. Discussions on climate change have become increasingly relevant as adverse weather have direct implications on society. In this context, the objective was to characterize the atmospheric episode severe (tornado) occurred in Indaiatuba, Sao Paulo, in 2005 and verify the relationship between the intensity of this phenomenon and the relief and topography of the region. In the survey of the atmospheric event took into account the atmospheric conditions that caused it. To this end, we collected data from meteorological and atmospheric data such as wind, temperature, pressure provided by (NCEP) National Centers for Environmental Prediction. These atmospheric data available from (NCEP) were evaluated and analyzed to characterize the atmospheric episode and the crossing of information by means of (GIS) Geographic Information System, related to atmospheric dynamics and topography. The mosaic of images of the weather channel 4 (infrared) satellites GOES and METEOSAT in timetables 09Z and 18Z showed that the synoptic situation on May 24, 2005, the coastline of Brazil, in the southeast and south, had a cold front that moved rapidly toward the northeast. It was observed that the development of a strong cold front associated with instability in the State of Sao Paulo resulted in the formation of a strong convective system. After characterizing the atmospheric event, produced a model with digital terrain data, terrain topography of the study area, including the route of the tornado. This model showed that the partitioning of relief possible to increase the speed and intensity of the tornado in the areas of valley bottom and lower heat dissipation and reaching areas with a gentle slope. Palavras-chaves: Tornadoes, Geographic Information System, terrain and topography.

1 – INTRODUÇÃO

Nas últimas décadas, houve um aumento na freqüência e na intensidade dos desastres naturais em todo o mundo (MARCELINO et al., 2006).

A configuração climática tem grande relevância para a organização do espaço, principalmente à medida que a sociedade depende diretamente das variáveis ligadas ao clima e seus impactos decorrentes.

Os estudos de ocorrências de eventos severos climáticos no Brasil ganham cada vez mais importância, devido à gravidade dos impactos que tais eventos podem gerar, sejam ambientais, sócio-econômicos e de vidas humanas.

Os fenômenos atmosféricos de grande intensidade estão associados à dinâmica atmosférica própria, gerada naturalmente. Marcelino (2003) afirma que os fenômenos têm relação com sua origem, agrupando-os nas formas meteóricas hídricas (chuva, neve e nevoeiro), mecânicas (tornados) e elétricas (raios e relâmpagos). Esses eventos podem ser considerados desastres naturais quando, na sua ocorrência, geram danos socioeconômicos (ALCÁNTARA-AYALA, 2002).

Dentro dos eventos de tempo severo encontram-se os tornados. Estes eventos têm ocorrido com maior freqüência nas regiões sudeste e sul do Brasil. Há dificuldade em registrar a ocorrência de tornados na América do Sul, devido ao fato de que sua atuação é extremamente rápida e os equipamentos para tais registros são inadequados (ANDRÉ, 2006).

Contudo, alguns episódios de tornados no Brasil foram analisados por diversos pesquisadores (DYER, 1988, 1994; SILVA DIAS e GRAMMELSBACHER, 1991; MASSAMBANI et al., 1992; ANTÔNIO, 1997; NECHET, 2002; MARCELINO et al., 2002). Ainda não há um levantamento estatístico razoável sobre o fenômeno, que ocorre com mais freqüência nos Estados do Mato Grosso do Sul, São Paulo, Paraná, Santa Catarina e Rio Grande do Sul (MENEZES, 1998; MARCELINO, 2003).

Marcelino (2003) ressalta que entre o período de 1976 a 2000 foram identificados 23 episódios desse fenômeno em Santa Catarina, sendo 18 casos de tornados e 5 de trombas d’água (tornado que ocorre na água). Estes fenômenos causaram muitos danos, principalmente em habitações, estabelecimentos comerciais, industriais e plantações, deixando muitos desabrigados e várias vítimas fatais.

No dia 24 de maio de 2005, ocorreu na Região Administrativa de Campinas (SP), uma grande tempestade com chuvas fortes, vendaval e tornados. Neste mesmo dia, o Município de Indaiatuba-SP foi atingido por tornado com ventos em torno de 251 km/h a 330 km/h, considerado F3 na escala Fujita.

De acordo com cálculos da Prefeitura Municipal de Indaiatuba, os danos causados pelo tornado chegaram ao patamar de R$ 97,2 milhões, em grande parte atingindo empresas e alguns prédios públicos. Vários danos foram registrados na rede elétrica, de água e telefonia, também cerca de 400 residências que foram atingidas pelo tornado.

Existe a necessidade de estudos sistematizados para a caracterização de tais eventos severos, abordando os aspectos sinóticos de sua formação e seu desenvolvimento. Com esta caracterização tem-se a possibilidade de minimizar os danos causados e assim estabelecer padrões de procedimentos para se evitar maiores conseqüências. A análise dos tipos de tempos que desencadeiam os tornados poderá dar suporte aos órgãos que trabalham com a assistência aos vitimados e contribuir com a previsão meteorológica e os sistemas de alerta de eventos climáticos severos (MARCELINO, 2003).

Desta forma, torna-se de grande relevância a interpretação e análise de dados quantitativos e qualitativos com a finalidade de indicar perdas e prejuízos ocasionados por eventos climáticos severos relacionando-os aos contextos ambiental e sócio-econômico.

2 - MATERIAL E MÉTODOS Para realização desta pesquisa foi necessário um levantamento bibliográfico completo,

efetuando assim uma revisão bibliográfica mais abrangente possível. Para analisar a gênese, desenvolvimento e dissipação do sistema atmosférico que

gerou o tornado na cidade de Indaiatuba-SP no dia 24 de maio de 2005, foram utilizadas as imagens do satélite GOES-12. Nestas imagens foi possível verificar a localização e evolução das nuvens de tempestades identificando as áreas de instabilidades que ocasionou o tornado.

Para diferenciar as nuvens, superfície terrestre e superfície aquosa foram utilizadas as imagens do canal 4 (infravermelho) que mede as diferentes temperaturas emitidas pelos alvos. As imagens deste canal são disponíveis por um período de 24 horas e permitem a cobertura contínua do planeta.

Como a temperatura diminui com a altitude na troposfera, os alvos são facilmente perceptíveis. Nestas imagens, os pixels mais claros apresentam os maiores valores de radiância, assim, as nuvens são identificadas pela cor branca enquanto que a superfície aquosa e a superfície terrestre em tons de cinza mais escuros (REINKE, 1995; MARCELINO, 2003).

Reinke (1995) e Marcelino (2003) afirmam que as imagens de satélite deste canal ajudam a identificar as tempestades severas e tempestades com potenciais para formação de tornados.

“As tempestades estendem-se rapidamente para o topo da troposfera aparecendo nas imagens do infravermelho como nuvens com topos frios e de rápida expansão temporal da região da bigorna. As bandas de nuvens associadas às tempestades ao longo de sistemas frontais também são facilmente detectadas pelas imagens de satélite.” (MARCELINO, 2003, pg 50)

Neste contexto, foram utilizadas também as imagens do GOES-12 no período da ocorrência do tornado, cedidas pelo CPTEC/INPE, que evidenciam a temperatura de brilho do topo das nuvens. Estas imagens foram importantes para a análise, pois identificam as nuvens com topos mais frios e, conseqüentemente, as células convectivas mais intensas. (Marcelino, 2003).

O levantamento da variável meteorológica Omega foi efetuado de acordo com a obtenção dos dados disponibilizados pelo NCEP (National Centers for Environmental Prediction).

O Omega é uma variável meteorológica que representa a velocidade vertical do vento em coordenada de pressão (hPa/s). A componente vertical do vento é usualmente 1000 vezes menor que a componente horizontal. A velocidade vertical do vento em hPa/s (Omega) é negativa para movimento ascendente do ar e positiva para movimento descendente, ou seja, no campo Omega os valores negativos representam ar subindo e os positivos, ar descendo. As regiões de movimento ascendente estão sempre associadas à instabilidade atmosférica, ou seja, áreas favoráveis ao desenvolvimento de nuvens (INMET,2007).

O National Centers for Environmental Prediction, está localizado nos EUA, possui nove centros, que efetuam pesquisas e previsões meteorológicas, há reanálises disponibilizadas do NCEP desde 1948. Toda a visualização e manipulação dos dados foram realizados pelo software (GrADS) “Grid Analysis and Didplay System”, disponibilizado pelo “Center for Ocean-Land-Atmosfere-Interactions” (DOTY, 1997).

De acordo com CHAVES e RODRIGUES (2001), o GrADS é essencialmente um software para visualização e análise de dados de pontos de grade, sendo assim este é o software mais utilizado no mundo para visualização.

Foi realizado um trabalho de campo no Município de Indaiatuba para a obtenção de informações relevantes sobre o evento junto aos moradores atingidos e a Defesa Civil.

A metodologia empregada para visualizar o traçado do tornado de Indaiatuba baseou-se primeiramente na elaboração do modelo digital de elevação de terreno, através da

digitalização via AutoCad (AUTODESK, 2000) das curvas de nível, retiradas das cartas topográficas (Salto e Itu), na escala 1:50.000, com eqüidistância de 10 metros. Os dados digitalizados foram exportados para o sistema de informação geográfica Arc View 3.2 (ESRI, 2000), onde foi elaborado o modelo digital de terreno, utilizando a função SURFACE no módulo análise espacial, através da interpolação pelo modelo TIN. Na etapa seguinte foi elaborado o mapa do traçado do tornado, através de dados verificados no campo e através das informações contidas em Marcelino e Nascimento (2005). Este mapa também foi digitalizado via AutoCad (AUTODESK, 2000) e exportado para o Sistema de Informação Geográfica (SIG) Arc View 3.2 (ESRI, 2000), onde foi superposto ao modelo digital de terreno. Como produto final foi gerado um mapa virtual do traçado do tornado detalhado da área de estudo, que incorporou o relevo visualizado em 3D.

3 – RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os mosaicos das imagens meteorológicas do canal 4 (infravermelho) dos satélites GOES e METEOSAT nos horários 09Z e 18Z (Figura 1) mostraram que a situação sinótica no dia 24 de Maio de 2005, no Continente americano, africano e europeu. Na costa litorânea do Brasil, nas Regiões Sudeste e Sul, apresentavam uma frente fria que se deslocava rapidamente em direção nordeste.

Imagens do GOES + METEOSAT no dia 24/05/2005

Fonte: CPTEC/INPE, 2007 Figura 1: Mosaicos das imagens meteorológicas do canal 4 (infravermelho) dos satélites GOES e METEOSAT nos horários 09Z e 18Z

Este rápido deslocamento deste sistema atmosférico era na direção do sul do Estado do Paraná para a região central Estado de São Paulo, como pode ser observado nas imagens meteorológicas do satélite GOES-12 para a América do Sul nos horários 15Z, 1530Z, 1730Z e 18Z (Figura 2).

Imagens do GOES no dia 24/05/2005 nos horários 15Z, 1530Z, 1730Z e 18Z

Fonte: CPTEC/INPE, 2007 Figura 2: imagens meteorológicas do satélite GOES-12 para a América do Sul nos horários 15Z, 1530Z, 1730Z e 18Z

O desenvolvimento de uma forte instabilidade associada à frente fria no Estado de São Paulo pode ser observado nas imagens do GOES 12, realçando a temperatura do topo das nuvens numa escala de -30 ºC a -70 ºC. Como citado anteriormente, as menores a temperaturas do topo das nuvens apresentam as células convectivas mais intensas.

Nas imagens da Figura 3, nota-se a formação de um forte sistema convectivo no dia 24 no período de 16:30Z até o dia 25 no período de 00:00Z, pois são observadas diversas nuvens com topos com temperaturas entre -50ºC a -70ºC.

Imagens do GOES 12 ilustrando a temperatura de topo de nuvens

Fonte: CPTEC/INPE, 2007. Figura 3: Imagens GOES 12 24/05/2005 no período de 16:30Z até o dia 25 no período de 00:00Z

As imagens que correspondem ao intervalo de tempo em que ocorreu a forte tempestade e o tornado no Município de Indaiatuba estão evidenciadas na Figura 4. Nela nota-se uma intensa convecção nas regiões Administrativas de Campinas, Sorocaba, São José dos Campos, Baixada Santista e Metropolitana de São Paulo, áreas que foram afetadas por chuvas fortes, tornados e raios.

INPE/C PTEC G -12 C h4 2005/05/24 17:30Z

CPTEC/INPE - GOES 12

CPTEC/INPE - GOES 1220050524

20050525

1730Z

0000Z

Fonte: CPTEC/INPE, 2007Elaborado por Iara Regina Nocentini André

Figura 4: Mosaico de imagens GOES 12 24/05/2005 ilustrando intensa convecção nas regiões Administrativas de Campinas, Sorocaba, São José dos Campos, Baixada Santista e Metropolitana de São Paulo

Esta intensa convecção é confirmada pelos dados das reanálises do NCEP da variável meteorológica Omega, após a visualização e manipulação destes dados pelo software (GrADS) “Grid Analysis and Didplay System”, disponibilizado pelo “Center for Ocean-Land-Atmosfere-Interactions” (Figura 5). Como citado anteriormente, o Omega representa a velocidade vertical do vento em coordenada de pressão (hPa/s). Desta forma, a velocidade vertical do vento em hPa/s (ômega) é negativa para movimento ascendente do ar e positiva para movimento descendente. A Figura 27 apresenta o movimento vertical do ar em dois níveis de pressão distintos: 500 e 850hPa. Na figura é possível verificar a divergência em altos níveis e movimentos verticais ascendentes sobre o Estado de São Paulo. Esse processo em altos níveis pode ser relevante na intensificação da atividade convectiva nos eventos de tornados no estado.

OMEGA 24/05/2005 12:00Z

Nível de pressão: 500 Nível de pressão: 850

Figura 5. ÔMEGA 24/05/2005 12:00Z Fonte: NCEP, 2007 Elaborado por Lesley e Iara Regina Nocentini André

Este sistema atmosférico se associou à frente fria e ciclone extratropical deslocando-se rapidamente pelo Estado de São Paulo na direção nordeste.

A ná l i s e do t ra j e to do t o rna do c o m a c o nf igu r a çã o d o re l e vo

A região de Indaiatuba esta situada justamente no contato entre os terrenos sedimentares do Período Permo-Carbonífero da Era Paleozóica (Bacia do Paraná) e o embasamento Cristalino do escudo Brasileiro do Pré-Cambriano. A área localiza-se na borda da Depressão Periférica Paulista na zona de contato entre os terrenos sedimentares e o embasamento antigo.

De acordo com Christofoletti (1968) o relevo da região constitue-se em formas colinosas, abrangendo colinas amplas, médias e pequenas, além de vários morrotes. Esses morrotes em alguns locais apresentam blocos rochosos esparsos por todo o terreno (INSTITUTO GEOLÓGICO, 1993).

As vertentes são de baixa declividade se estendendo a perder de vista (CHRISTOFOLETI, 1968). Apresentando assim, pouca movimentação do relevo e áreas de fraca declividade.

Foi elaborado de acordo com Marcelino e Nascimento (2005), um traçado delimitando a área de abrangência do tornado na região Sul do Município de Indaiatuba. Nesta área, está caracterizada por conter um perfil de relevo de baixa declividade.

O traçado do fenômeno foi elaborado de acordo com sua intensidade, as cores atendem a uma gradação de tonalidades, as quais variam das cores mais claras até as mais escuras,

indicando a intensidade do tornado e atendendo a valoração da intensidade de acordo com a escala FUJITA.

Nota-se na Figura 6, que o tornado apresenta uma menor intensidade no momento inicial (ESCALA FUJITA - F1), adquirindo mais força na área que apresenta menor declividade, principalmente onde estão inseridas as a maiores redes de drenagem (ESCALA FUJITA - F2 e F3), após este trecho ele adquiri mais força e velocidade, chegando ao nível de maior intensidade que foi detectado neste fenômeno (ESCALA FUJITA – F4). Logo após a passagem por está área enquadrada com o perfil de relevo mais elevado, o tornado perde intensidade, atingindo gradativamente os menores níveis da escala FUJITA até sua total dissipação.

Elaborado por Thiago Salomão de Azevedo, 2007

Figura 6 – Traçado do tornado de Indaiatuba de acordo com seu grau de intensidade Elaborado por Thiago Salomão de Azevedo, 2007 4 – CONCLUSÕES

Como foi avaliado no trabalho, a compartimentação do relevo propicia o aumento da velocidade e intensidade do tornado nas áreas de fundo de vale e a diminuição e dissipação do mesmo ao atingir áreas com maior declividade.

Neste contexto, a análise de episódios de tornados, buscando compreender o padrão atmosférico que possibilita a sua formação, relacionando-os com outros parâmetros geográficos, como o relevo, torna-se imprescindível, visto que este fenômeno se estende da base das nuvens de origem até a superfície terrestre causando impactos sócio-econômicos e ambientais, tendo em vista o crescimento populacional e o adensamento urbano em áreas de risco gerando agravamento da problemática. 5 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANDRÉ, I. R. N. Algumas considerações sobre mudanças climáticas e eventos atmosféricos severos no Brasil. Climatologia e Estudos da Paisagem, Rio Claro, v.1. n.1/2. p.1-9. jul./dez.2006.

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