VARIABILIDADE E SUSCEPTIBILIDADE CLIMÁTICA: … (20).pdf · 1967 VARIABILIDADE E SUSCEPTIBILIDADE CLIMÁTICA: Implicações Ecossistêmicas e Sociais de 25 a 29 de outubro de 2016

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VARIABILIDADE E SUSCEPTIBILIDADE CLIMÁTICA: Implicações Ecossistêmicas e Sociais

de 25 a 29 de outubro de 2016 Goiânia (GO)/UFG

DETERMINAÇÃO DOS TIPOS DE TEMPO DE JENKINSON E COLLISON PARA

REGIÃO SUL DO BRASIL DURANTE O PERÍODO DE 1948-2014

CAMILA DE SOUZA CARDOSO 1 PABLO SARRICOLEA 2 MAGALY MENDONÇA 3

RESUMO: O objetivo deste trabalho é identificar os tipos sinóticos de Jenkinson e Collison

para região Sul do Brasil entre os anos de 1948 a 2014. Para isto, foram utilizados dados de

pressão atmosférica ao nível médio do mar, proveniente da reanálise I do NCEP/NCAR. Os

resultados mostraram o predomínio do regime anticiclônico (ANT), seguido do tipo advectivo

(ADV) com 33% e o máximo mensal no mês de setembro quando atinge 44% das

ocorrências. O tipo ciclônico (CYC) ocorre em 29% dos casos anualmente. Os padrões

sinóticos J&C são consistentes com a climatologia da região.

Palavras-chave: Tipos Sinóticos, Jenkinson & Collison, circulação atmosférica.

ABSTRACT: This objective of this paper is to identify the synoptic types of Jenkinson and

Collison for Southern Brazil for the period 1948 - 2014. Gridded sea level pressure data was

obtained from the reanalysis I NCEP/NCAR. The results showed the predominance of

anticyclonic regime (ANT), followed by advective type (ADV). The cyclonic type (CYC)

occurs in 29% of cases annually. The synoptic patterns J&C are consistent with the climate

of the region.

Key words: Weather Tips, Jenkinson & Collison, atmospheric circulation.

1 – Introdução

A região Sul do Brasil, que compreende os estados do Paraná, Santa

Catarina e Rio grande do Sul, está localizada ao sul do trópico de Capricórnio, se

destaca grande variabilidade climática entre suas diferentes regiões geográfica. A

diversidade de sistemas meteorológicos atuantes na região é marcante, resultando

num padrão sazonal bem definido ao longo do ano, com verões quentes e invernos

1 Meteorologista, Mestre em Geografia, Doutoranda do Programa de Pós-Graduação em Geografia da Universidade Federal de Santa Catarina. E-mail: [email protected] 2 Doutor em Geografia pela Universidade de Barcelona. Professor Assistente do Departamento de Geografia da Universidade do Chile. E-mail: [email protected] 3 Doutora em Geografia. Professora Associada do Programa de Pós-Graduação em Geografia da Universidade Federal de Santa Catarina. E-mail: [email protected]

mailto:[email protected]



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frios, com precipitação bem distribuída ao longo do ano na parte sul da região e um

regime pluviométrico de monção no setor norte da região (Grimm, 2009).

O termo sinótica (do grego synoptikos) significa elaborar uma visão geral de

um todo e a climatologia sinótica é um ramo de estudo da meteorologia, tendo como

foco a investigação da influência da circulação nos padrões meteorológicos. Yarnal

(1993) define climatologia sinótica como “o estudo da relação entre a circulação

atmosférica e os climas locais e regionais”.

Técnicas subjetivas de classificação sinótica foram proposta por diversos

pesquisadores (Hess e Brezowsky, 1952; Lamb, 1972; ESCARDÓ, 1981; Martín-

Vide, 1991; Capel Molina, 2000) e utilizadas nas últimas décadas por climatologista,

a qual baseia-se em análise de cartas sinóticas de superfície ou altitude, por um

período que pode se estender por décadas, no entanto, as técnicas subjetivas são

influenciadas pois são influenciadas pela experiência do pesquisador, não

produzindo resultados idênticos tornando-as intransferíveis para outras aplicações

(Grimalt et all, 2013; Sarricolea et all, 2014).

O critério de classificação sinótica desenvolvido por Lamb (1972), e baseado

em análises de cartas diárias de pressão à superfície para as Ilhas Britânicas, no

período de 1861 a 1971 conhecidas por Lamb Weather Types (LWT’s) foi adaptado

por El-Dessouky e Jenkinson (1975) e Jenkinson e Collison (1977), e este último é

uma das classificações sinóticas mais utilizadas, devido à simplicidade e eficiência

que tem na reprodução de tipos de tempo (Sarricolea et al, 2014). A Classificação

diária de J&C vem sendo constantemente atualizada, através do uso de dados de

reanálises aplicado por Jones et all (2013) para as Ilhas Britânicas.

Na América do Sul, o método de classificação sinótica de Jenkinson e

Collison (1977) (J&C, daqui em diante) foi aplicado no Chile em trabalhos de Frias

(2008), Frias et all (2009) que utilizaram uma malha com 16 pontos de grade a partir

de dados de reanálise do ECMWF ERA-40, e por Sarricolea et all (2011), Sarricolea

e Martín-Vide (2013), Sarricolea et all (2014) com uma malha de 9 pontos de grade

centrados em diferentes regiões do Chile utilizando dados da reanálise do

NCEP/NCAR. No Brasil, ainda não há trabalhos na literatura com o uso do método

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de J&C, sendo objetivo deste trabalho a aplicação do método J&C para região Sul

do Brasil no período de 1949-2014.

2 – Material e métodos

O método de classificação de J&C utiliza exclusivamente dados de pressão

ao nível médio do mar, para um mínimo de 9 pontos de grade. Para este trabalho

foram obtidos dados para o período entre 1949 e 2014, do projeto reanálise I do

National Centers for Environmental Prediction/National Centers for Atmospheric

Research (NCEP/NCAR), com resolução espacial de 2,5° de lat/lon (Kalnay et al.,

1996). Utilizando o software GRADS (Grid Analysis and Display System) foram

extraídos 9 pontos de grade para as latitudes e longitudes apresentadas na Figura 1,

no horário das 12Z, totalizando 24.106 dados diários em cada ponto analisado.

A reanálise I do NCEP/NCAR foi produzida nos anos de 1990 por Kalnay et

al. (1996), e abrange um período de dados de 1948 até o presente. Esta reanálise é

construída a partir de dados meteorológicos de superfície em terra, navio,

radiossonda, aeronaves, satélite e outros, sendo atualizados constantemente e

disponibilizados publicamente através do página web do Climate Data Center

(CDC/NOAA), através do endereço

http://www.cdc.noaa.gov/cdc/data.ncep.reanalysis.html, com uma grade global de

resolução espacial de 2,5° latitude x 2,5° longitude, e dados nos horários das 0000,

0600, 1200 e 1800 UTC, diários e mensais, disponibilizando todas variáveis

meteorológicas e diferentes níveis atmosféricos.

http://www.cdc.noaa.gov/cdc/data.ncep.reanalysis.html

1968



Figura 1: Localização Região sul do Brasil e grade de 9 pontos que foram extraídos os valores de pressão ao nível médio do mar.

A classificação de Jenkinson e Collison se baseia no estabelecimento de 8

variáveis, deduzidas, como já mencionado, exclusivamente a partir de pressão

atmosférica ao nível médio do mar. As variáveis calculadas para aplicação do

método J&C são:

P: Pressão média à superfície (hPa).

W: Componente zonal do vento (superfície) geostrófico, calculada como gradiente

de pressão entre 32,5º e 22,5º S.

S: Componente meridiana do vento(superfície) geostrófico, calculada como

gradiente de pressão entre 62.5ºW e 42.5ºW.

D: Direção do vento (º Azimute).

F: Velocidade do vento (m/s).

ZW: Componente zonal da vorticidade.

ZS: Componente meridiana da vorticidade.

Z: Vorticidade total.

As equações utilizadas para determinar os índices de circulação necessários

para identificação dos tipos de tempo de J&C para cada horário sinótico e ajustadas

para região Sul do Brasil são as seguintes:

1969



A partir dos valores das expressões analíticas anteriores e seguindo o método

de J&C se aplicam as 5 regras a seguir:

1) A direção de fluxo é dada por D (8 direções do vento são usados, levando em

consideração o sinal de W e S)

2) Se |Z| < F, há um tipo advectivo ou direcional puro, definido de acordo com a

regra 1 (N, NE, E, SE, S, SW, W e NW)

3) Se |Z| > 2F, há um tipo ciclônico (C) se Z > 0, ou anticiclônico (A), se Z < 0

4) Se F < |Z| < 2F, existe um tipo híbrido, dependendo do sinal de Z (regra 3) e a

direção do fluxo obtido na regra 1 (CN, CNE, CE, CSE, CS, CSW, CW, CNW, AN,

ANE, AE, ASE, AS, ASW, AW, ANW)

5) Se F < 6 ou |Z| < 6, existe um tipo indeterminado (U)

Dos 27 tipos de J&C o único tipo que não foi encontrado entre 1949 e 2014 foi

o indeterminado (U). Portanto, se obtiveram 26 tipos, os quais foram agrupadas em

10 categorias: A, C e 8 direções do vento (com tipos advectivos e híbridos), e

também em três grupos: ANT (A, AN, ANE, AE, ASE, AS, ASW, AW, ANW), CYC (C,

CN, CNE, CE, CSE, CS, CSW, CW, CNW) e ADV (N, NE, e, SE, S, SW, W e NW).

3 – Resultados e Discussão

Uma vez que os 24.106 dias do período analisado foram classificados de

acordo com os 26 tipos sinóticos de J&C, os valores dos parâmetros estatísticos

1970



básicos foram organizados na Tabela 1. O tipo sinótico mais frequente é o ‘A’

(anticiclônico), com 6.658 dias que representam 27.6 % do período e uma média

anual de aproximadamente 100 dias (100.9), seguido do tipo ‘C’ (ciclônico) com

3.033 dias (12.6%) e 46 dias por ano, do tipo ‘SW’ com 2.496 (10.4%) e 37.8 dias

por ano, do tipo ‘S’ com 2.055 dias (8.5%) e 31.1 dias por ano. Esses quatro tipos

sinóticos mais frequentes totalizam 59.1% dos dias. Os tipos ‘AS’ e ‘S’ ocorreram em

1.705 dos dias (7.1% e 6.8%), com média anual de aproximadamente 25 dias por

ano (25.8 e 24.8 dias), respectivamente. Os demais tipos sinóticos apresentaram

frequência absoluta inferior a 1000 dias, não excedendo 14 dias por ano (inferior a

4%), sendo que os fluxos de oeste (NW, CW, ASW, CSW) os mais comuns entre

eles totalizando percentuais de 3.7% para o tipo ‘W’, 3.3% o ‘CW’, 3.2% o ‘ASW’ e

2.7% o ‘CSW’. A somatória deste 10 tipos J&C totalizam 85.8% de todos os dias

entre os anos de 1949 e 2014.

Os quatro tipos J&C mais frequentes apresentam os seguintes máximos

anuais: ‘A’ com 137 dias no ano de 1978; ‘C’ com 83 dias em 1963; ‘SW’ com 67

dias em 1999; ‘S’ com 55 dias em 1965; ‘AS’ com 41 dias em 1993 e ‘W’ com 43

dias em 1951. Os demais tipos J&C não excederam 26 dias por ano. Ao analisar a

frequência mínima anual se observa que 11 tipos não ocorrem em alguns anos,

destes, 13 híbridos (AE, AN, ANE, ANW, CE, CN, CNE, CS, CSE, CSW) e 3

advectivos (E, NE e SE). Por outro lado, o coeficiente de variação (CV) mínimo é

próximo a 15% (14.3% e 16.3%) para os tipos ‘A’ e ‘SW’ (respectivamente), e os

maiores CV ocorrem nos fluxos ‘CE’ e ‘CNE’ com valores de 112.1% e 121.2%,

respectivamente.

Tabela 1: Número de dias, Média anual, Frequência Relativa (%), Máximo, Mínimo, desvio Padrão e Coeficiente de Variação (CV) dos tipos sinóticos J&C do período entre 1949-2014 para o Sul do

Brasil.

Tipo Lamb

Média Anual

% Máximo Mínimo Desvio Padrão

CV

A 6658 100.9 27.6 137 67 14.4 14.3 AE 76 1.2 0.3 4 0 0.8 72.8 AN 261 4.0 1.1 12 0 1.8 44.3 ANE 130 2.0 0.5 5 0 1.1 57.1 ANW 342 5.2 1.4 15 0 2.2 41.6 AS 1705 25.8 7.1 41 11 6.0 23.4

1971



ASE 376 5.7 1.6 18 2 2.5 43.8 ASW 783 11.9 3.2 23 2 3.9 32.8 AW 343 5.2 1.4 13 1 2.0 39.0 C 3033 46.0 12.6 83 18 9.6 20.9 CE 33 0.5 0.1 2 0 0.6 121.2 CN 112 1.7 0.5 5 0 1.0 58.2 CNE 45 0.7 0.2 4 0 0.8 112.1 CNW 355 5.4 1.5 11 1 2.0 38.0 CS 238 3.6 1.0 13 0 1.8 51.1 CSE 65 1.0 0.3 3 0 0.8 81.8 CSW 642 9.7 2.7 19 0 2.9 29.8 CW 794 12.0 3.3 22 3 3.2 26.7 E 121 1.8 0.5 6 0 1.4 75.8 N 353 5.3 1.5 13 1 1.9 36.2 NE 162 2.5 0.7 7 0 1.4 55.4 NW 886 13.4 3.7 26 6 3.2 24.1 S 2055 31.1 8.5 55 11 8.0 25.7 SE 403 6.1 1.7 16 0 2.5 41.3 SW 2496 37.8 10.4 67 24 6.2 16.3 W 1639 24.8 6.8 43 8 5.3 21.4

Ao reduzir os 26 tipos J&C para 10 categorias de acordo com as direções

(Figura 2) os tipos de ‘S’, ‘SW’ e ‘W’ aumentam em 90% sua predominância. O

predomínio da circulação anticiclônica corresponde a 33% dos tipos sinóticos

encontrados no Sul do Brasil, e isto ocorre especialmente pela forte influência do

Anticiclone Semipermanente do Atlântico Sul (ASAS) que está presente em todas as

estações do ano (Grimm, 2009). Em seguida, o domínio dos fluxos proveniente dos

quadrantes S, SW e W (16.59%, 16.27% e 11.52%, respectivamente) estão

associados penetração de anticiclones pós-frontais (Rodrigues et all, 2004).

A presença do sistema de baixa pressão na região do Chaco Argentino (Baixa

do Chaco), a qual se estende para Leste quando está mais fortalecida, em especial

nos meses de primavera e verão, tem forte influência na circulação do Sul do Brasil

(Grimm, 2009). Adicionalmente, nos meses de outono e inverno a atuação de

ciclones se torna mais frequente (Gan, 1992), resultando um padrão ciclônico (tipo

‘C’) frequente na região, ocorrendo em 12.58% dos dias analisados (Figura 2).

1972



Figura 2: Frequência dos tipos sinóticos reduzidos a 10 categorias para o Sul do Brasil (1949-2014).

Diferenciando os tipos híbridos advectivos anticiclônicos (ADVA) do

anticiclônico ‘A’ e dos advectivos (ADV) percebe-se que o predomínio do tipo ‘A’ não

é tão marcante como anteriormente, ocorrendo em aproximadamente 27% dos dias

(Figura 3). O tipo advectivos ADV ocorre em torno de 33% dos dias, sendo os tipos

‘C’ e ‘ADVA’ os menos frequentes, com aproximadamente 12% e 9%,

respectivamente. Ao comparar os períodos de 1949-1980 e 1981-2014, verifica-se

que a frequência dos tipos sinóticos se mantiveram apresentando variação de 1%

entre os dois períodos (Figura 3).

1973



Figura 3: Frequência de dias dos tipos sinóticos reagrupados em 5 categorias.

O regime anual dos tipos sinóticos reagrupados em 3 grupos segundo a

vorticidade (descrição no item 2 deste trabalho) nota-se que as circulações

anticiclônicos (ANT) ocorrem em maior número (aproximadamente 37% para os

períodos), seguida dos tipos ADV (advectivos) que ocorrem em torno de 33% dos

dias analisados e do tipo ‘CYC’ que ocorreram em 29% dos dias (aproximadamente)

para o Sul do Brasil (Figura 4). A maior frequência de dias ANT demonstra a forte

influência do ASAS nas condições atmosféricas da região (Grimm, 2009), o tipo ADV

está associado a alta frequência de sistemas transientes na região, como as frentes

frias, que se deslocam pelo Sul do Brasil ao longo do ano inteiro (Rodrigues et all,

2004), diferenciando a frequência do tipo ADV em relação ao ANT em apenas 4%.

1974



Figura 4: Percentual de Dias dos tipos sinóticos agrupados conforme o sinal da vorticidade para o

periodo de 1949-2015, 1949-1980 e 1981-2014.

4 – Considerações Finais

A classificação de J&C foi aplicada para um período de 65 anos (1949-2014)

de dados diários de pressão para o sul do Brasil, embora o método ainda não tenho

sido documentado para região verificou-se que os resultados são coerentes com a

climatologia sinótica já documentada para o Sul do Brasil, se mostrando muito

eficiente e de fácil aplicação. Dos 27 tipos de sinóticos J&C o único que não ocorreu

é o tipo ‘U’ (indeterminado), deste o tipo anticiclônico (‘A’) ocorre em maior

frequência Sul do Brasil, e quando os tipos sinóticos são reagrupados em 10

categorias a circulação ‘A’, se destaca pela alta frequência, em relação aos demais

tipos. O predomínio do tipo ‘A’ na circulação do Sul do Brasil ocorre devido a forte

influência do ASAS na circulação atmosférica da região, bem como pelo ingresso de

sistema de alta pressão pós-frontais. No entanto, quando se reduz a 5 categorias,

diferenciando os tipos híbridos ADVA e ADVC, nota-se que o tipo ‘A’ não se destaca,

sendo o tipo advectivo puro (ADV) o mais frequente. Quando se reduziu os tipos

J&C a 3 categorias, de acordo com o sinal da vorticidade, os dias com vorticidade

anticiclônico (ANT, sinal negativo da vorticidade) ocorre com maior frequência no Sul

do Brasil, com percentuais de 37% ao longo do ano. Ao separar o período analisado

1975



em 2 partes, os tipos sinóticos agrupados em 5 categorias e também em 3

categorias não sofreram tendências de aumento ou diminuição entre os anos de

1949-1980 e 1981-2014, apresentando frequência de ocorrência muito semelhante

entre ambos os períodos.

5 – Referências CAPEL MOLINA, José Jaime. El clima de la Península Ibérica, editorial Ariel. Colección “Ariel geografía, v. 1. EL DESSOUKY, T. M.; JENKINSON, A. F. An objective daily catalogue of surface pressure, flow and vorticity indices for Egypt and it’s use in monthly rainfall forecasting. Meteorol. Res. Bull., Egypt, v. 11, p. 1-25, 1975. ESCARDÓ, Alberto Linés. Perturbaciones típicas que afectan a la Península Ibérica y precipitaciones asociadas. 1981. FRIAS, T.; TRIGO, R. M.; GARREAUD, R. Weather type classification over Chile; patterns, trends, and impact in precipitation and temperature. In: EGU General Assembly Conference Abstracts. 2009. p. 8432. FRIAS, Telmo Filipe Fernandes de. Padrões de circulação atmosférica no Chile. 2008. Tese de Doutorado. GAN, Manoel Alonso. Ciclogêneses e ciclones sobre a América do Sul. INPE, 1992. GRIMALT, M. et al. Determination of the Jenkinson and Collison’s weather types for the western Mediterranean basin over the 1948-2009 period. Temporal analysis. Atmósfera, v. 26, n. 1, p. 75-94, 2013. GRIMM, A. M. Clima da região sul do Brasil. Tempo e Clima no Brasil, 1ªed. São Paulo: Oficina de Textos, 2009. HESS, P.; BREZOWSKY, H. Katalog der Großwetterlagen Europas.—Bad Kissingen 1952. Berichte des Deutschen Wetterdienstes in der US-Zone, v. 33. KALNAY, Eugenia et al. The NCEP/NCAR 40-year reanalysis project. Bulletin of the American meteorological Society, v. 77, n. 3, p. 437-471, 1996. JENKINSON, A. F.; COLLISON, F. P. An initial climatology of gales over the North Sea. Synoptic climatology branch memorandum, v. 62, p. 18, 1977. JONES, P. D.; HARPHAM, C.; BRIFFA, K. R. Lamb weather types derived from reanalysis products. International Journal of Climatology, v. 33, n. 5, p. 1129-1139, 2013. LAMB, H. H. British weather types and a register of daily sequences of circulation patterns, 1861–1971. Geophys. Mem, v. 116, n. 11, 1971.

1976



RODRIGUES, Maria Laura Guimarães; FRANCO, Davide; SUGAHARA, Shigetoshi. Climatologia de frentes frias no litoral de Santa Catarina. Revista Brasileira de Geofísica, v. 22, n. 2, p. 135-151, 2004. SARRICOLEA P., MESEGUER-RUIZ O., & MARTÍN-VIDE J. (2011): Aplicación de la clasificación automática de Jenkinson y Collison a Chile Central. Conferencia Geográfica Regional de la Unión Geográfica Internacional (UGI) , (p. 10).Santiago SARRICOLEA P., O. MESEGUER-RUIZ Y J. MARTÍN-VIDE (2014). “Climatic Variability and tendencies in Central Chile in the 1950-2010 period by determination of the Jenkinson and Collison synoptic types”. Boletín de la Asociación de Geógrafos Españoles, ISSN 0212-9426. 64: 457-462. VIDE, Javier Martín; VALENTÍ, J. Vilá. Mapas del tiempo: fundamentos, interpretación e imágenes de satélite. Oikos-tau, 1991. YARNAL, Brent. Synoptic climatology in environmental analysis: a primer. London: Belhaven press, 1993.

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