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Seminário sobre o Catarina: enfoque sobre as informações baseadas em satélites.

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Apresentação em tema: "Seminário sobre o Catarina: enfoque sobre as informações baseadas em satélites."— Transcrição da apresentação:

1 Seminário sobre o Catarina: enfoque sobre as informações baseadas em satélites

2 Introdução – Ciclones Tropicais Definição: Intensos vórtices que se desenvolvem preferencialmente em regiões oceânicas com temperaturas superficiais acima de 26,5°C e profundidade da ordem de 80 metros (Charney e Eliassen, 1964). Furacão é a denominação utilizada nos EUA, América Central e Brasil para ciclones tropicais cuja a velocidade do vento no centro da tempestade deve ser superior a 118 km/h. Em outras regiões do globo os ciclones tropicais recebem diferentes nomes relativo ao mesmo fenômeno meteorológico. Classificação: Uma escala utilizada a partir da década de 70 para medir a intensidade dos furacões é a de Saffir-Simpson. Este nome homenageia seus dois criadores: o engenheiro Herber Saffir e o diretor do Centro Nacional de Furacões do EUA, Robert Simpson. A escala de Saffir-Simpson considera a velocidade do vento e os danos causados pelos furacões para dividi-los em cinco categorias.

3 Categ. Efeito Velocid. vento (km/h) Tipo de consequências 1 Mínimo Raízes de árvores danificadas e derrubada das mais isoladas, ramos quebrados. Alguns danos em sinalizações públicas e em casas mais frágeis. Pequenas inundações das estradas costeiras e danos menores nos portos e áreas costeiros. 2 Moderado Árvores tombadas ou partidas. Alguns vidros de janelas são quebrados, veículos deslocados do chão; desprendimento da superfície de coberturas e anexos, mas sem danos maiores nas construções principais. Estradas enterrompidas por risco de inundação ainda antes da chegada do centro do furacão. Evacuação da população em zonas costeiras. 3 Significativo Cheias severas nas zonas costeiras. Árvores arrancadas pela raiz. Alguns danos estruturais em edifícios pequenos, principalmente nas zonas costeiras pelo arrastamento de detritos e pelo impacto das ondas. Estradas costeiras inundadas cerca de 5 horas antes da chegada do centro do furacão. Evacuação da população até vários quarteirões das áreas costeiras. 4 Extremo Destruição e arrasto de árvores, sinalizações públicas, postes e outros tipos de objectos. Destruição de casas frágeis e danos consideráveis nos telhados, vidros e portas dos edifícios. Erosão extensiva das praias. Evacuação da população até cerca de 3 km da costa. 5 Catastrófico> 248 A população até cerca de 16 km da costa devem ser evacuada. Destruição de janelas, portas e dados profundos na estrutura de alguns edifícios.

4 Estágios dos furacões Estágio inicial: Caracterizado pelo aglomeramento de nuvens relativamente desorganizadas associadas a um fraco distúrbio tropical. Alguns parâmetros essenciais para a transformação de um fraco distúrbio tropical em uma severa tempestade são: (a)a região de origem e atuação do furacão deve possuir águas com temperatura relativamente quente; (b)a umidade relativa na troposfera média deve ser elevada, visando manter as nuvens convectivas; (c)fraca variação vertical do vento, não permitindo a ventilação do distúrbio.

5 Estágios dos furacões Estágio intermediário: representa a fase de desenvolvimento e manutenção do ciclone. Este aquecimento produz divergência na alta troposfera, que faz com que o peso da coluna de ar diminua, causando uma queda de pressão na superfície. O desenvolvimento ocorre devido a uma interação de nuvens cumulus e movimentos de escala sinótica. As tempestades tropicais são uma típica fonte de calor que se movem e liberam uma grande quantidade de calor na média e alta troposfera, aquecendo-a e aumentando sua pressão nos níveis superiores.

6 Estágios dos furacões Estágio intermediário: representa a fase de desenvolvimento e manutenção do ciclone. Diminuindo a pressão em superfície, um sistema de baixa pressão é estabelecido e ventos de baixos níveis convergem e começam a girar mais rápido em torno do centro de baixa pressão, devido à força de Coriolis. Estes ventos carregam o vapor dágua do oceano para o centro do sistema. Ao convergir e ascender ao redor do centro de baixa pressão ocorre uma grande quantidade de liberação de energia devido à troca de fase do vapor. O centro de baixa pressão então intensifica-se, aquecendo a coluna atmosférica, causando mais divergência em altos níveis, estabelecendo-se assim uma reação em cadeia.

7 Estágios dos furacões Estágios intermediários: representa a fase de desenvolvimento e manutenção do ciclone. Durante o estágio maduro os furacões apresentam uma estrutura horizontal de algumas centenas de quilômetros (de 100 a 1000 Km). Visualmente os ciclones tropicais apresentam um aspecto quase circular, se estendendo verticalmente através de toda troposfera (aproximadamente de 10 a 12 Km). A circulação associada aos ciclones tropicais apresenta uma rotação ciclônica em baixos níveis, e anticiclônica em níveis superiores. Das observações sabe-se que os ventos horizontais mais intensos (de 50 a 100 m.s -1 ) são concentrados próximos a 100 Km do centro do distúrbio em baixos níveis. A esta mesma distância são encontradas as mais fortes atividades convectivas presentes na estrutura do furacão.

8 Estágios dos furacões Estágios intermediários: representa a fase de desenvolvimento e manutenção do ciclone. Os ventos mais intensos são concentrados próximos a uma região livre de nuvens convectivas a 100 Km do centro. Essa região é chamada de olho do furação.

9 Fase de decaimento: Último estágio Os principais fatores que ocasionam o enfraquecimento do furacão são: deslocamento para fora do ambiente quente e úmido; passagem sobre continentes ou grandes áreas de terra; deslocamento para regiões com grande variação vertical do vento. Estágios dos furacões Esses fatores são associados a: (i)diminuição da liberação de calor latente; (ii)enfraquecimento da divergência em níveis superiores; (iii)queda da temperatura média na coluna vertical do furacão; (iv)aumento da pressão de superfície no centro do distúrbio.

10 O Catarina: enfoque sobre as informações baseadas em satelites 1)Nuvens nas imagens dos satelites 2) Ventos pelos dados de satelites 3) Convecção em imagens realçadas

11 O Catarina apareceu nas imagens de satélite como um sistema convectivo com um escudo de nuvens de forma circular cercado por um olho livre de nuvens. Nuvens: Satélite de órbita polar Terra – – 13:10 TMG

12 InfravermelhoVisível nuvens com desenvolvimento vertical nuvens baixas

13 Satélite Terra – – 13:55 TMG As nuvens cirrus são vistas divergindo anticiclonica- mente do centro do Catarina.

14 Satélite Terra – – 16:00 TMG Enquanto que nuvens cumulos e estratucumulos são observadas ciclonicamente em aspiral convergindo para o centro do Catarina.

15 Nuvens: textura – 09:37 TMG

16 A análise de ventos de cartas meteorológicas associada a imagens de satélite é geralmente utilizada na meteorologia operacional como um produto auxiliar na análise diagnóstica do tempo. Como exemplo, serão exibidos algumas imagens de barbelas de ventos junto a imagens no infravermelho do satélite geoestácionario GOES-12 (~ km de altura) durante atuação do Catarina no Atlântico Sul, disponibilizadas pelo Cooperative Institute for Meteorological Satellite Studies (CIMSS) – University of Wisconsin-Madison Space Science and Engineering Center. Ventos do Catarina nas imagens dos satélites

17 Ventos em níveis baixos e médios GOES :00 UTC Nuvem vírgula invertida

18 Um vetor é obtido através do deslocamento de um alvo (nuvem) entre duas imagens. Controle de qualidade da informação: Correlação entre os vários vetores representando um alvo. Rejeição de velocidades menores. Consistência temporal. Como é calculado a barbela de vento junto a imagens dos satélites?

19 Considera-se que o nível de pressão de um dado vetor é igual ao nível de pressão onde a temperatura da atmosfera é igual à temperatura de brilho infravermelho da nuvem. O CPTEC usa o perfil de temperatura e pressão da análise do modelo. Como é calculado a altura da barbela de vento junto a imagens dos satélites?

20 GOES :00 UTC Ventos em níveis baixos e médios

21 GOES :00 UTC Ventos em níveis baixos e médios

22 GOES :00 UTC Ventos em níveis baixos e médios

23 A seguir, serão exibidas imagens de barbelas de ventos da troposfera superior junto a imagens no infravermelho do satélite GOES, que mostra o comportamento da corrente de jato durante a ocorrência do fenômeno Catarina.

24 Ventos em níveis médios e altos GOES :00 UTC

25 Ventos em níveis médios e altos GOES :00 UTC Ventos com circulação ciclônica

26 Ventos em níveis médios e altos GOES :00 UTC Ventos divergindo anticiclonicamente

27 Ventos em níveis médios e altos GOES :00 UTC

28 Ventos em níveis médios e altos GOES :00 UTC

29 Um dos problemas geralmente observado é quando tem- se forte cizalhamento do vento na vertical em uma fina camada da atmosfera. Assim, nas análises nota-se que embora os vetores sejam colocados em um mesmo nível, na realidade estão em níveis diferentes próximos entre si. O mesmo tipo de diagnóstico de vento pode ser feito com imagens do vapor dágua. Porém, a umidade na alta troposfera não é bem representada pelo modelo. Na literatura alguns estudos utilizam a reanálise do NCEP/NCAR. Assim, para níveis menores que 300 hPa os valores de umidade são interpolados linearmente (considerando 0% em 50 hPa).

30 Ventos em superfície do Catarina (~10 m de altura) de estimativas baseadas em sensores de satélites (apenas sobre o oceano). Os dados de ventos atualmente disponibilizado pela NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) são: A direção e intensidade do vento estimada pelo radiômetro SSM/I (Special Sensor Microwave/Imager). Essa estimativa tem uma resolução de 25 km e uma precisão de aproximadametne 2 m/s. A bordo do satélite de órbita polar QuikSCAT, oferece um mapeamento global com uma freqüência em geral de 4 horas.

31 Exemplo de estimativa de vento baseada em satélite durante ocorrência do Catarina no Atlântico Sul. Dia as 20:22 TMG Estimativas de vento na ordem de 75 km/h

32 Dia as 08:45 TMG Barbelas com ventos acima de 50 nós (>100 km/h)

33 Dia as 08:45 TMG Dia as 21:15 TMG Catarina atingiu o continente.

34 Convecção no Catarina mostrada através de imagens realçadas pelos topos frios de nuvens com grande desenvolvimento vertical. Infravermelho realçado (Satélite GOES-12)

35 Referências Bibliográficas: HOLTON, JR., 1992: An introduction to dynamic meteorology. Academic Press 511 p. HOUZE, R.A., 1993: Cloud Dynamics. Academic Press, 23, (09/10/2004) LAURENT, H., N. ARAI, B. FOMIN, L.A.T. MACHADO, e M.ªGONDIM, 2002: Extração do vento utilizando imagens de satélite no CPTEC: Nova versão e avaliação dos dados do WETAMC/LBA e dados operacionais da DAS/CPTEC. Rev.Bras.Meteor., 17,


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