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VARIABILIDADE DA ENERGIA ESTATICA
DURANTE 0 EXPERIMENTO uEMAS"
Enilson Palmeira Cavalcanti
Manoel Francisco Gomes Filho
Adma Raia Silva
Departamento de Ciencias Atmosh~ricas - DCA
Centro de Ciencias e Tecnologia· CCT
Universidade Federal da Paraiba . UFPb
Av. Aprfgio Veloso, 882 Bodocong6 - Campl1l3 Grande - Pb.
e-mail: enilsoll(uJdca.uJpb.br
I
n this study the variability
of static energy over the cities of Campina Grande - PB, Barbalha - CE and Fortaleza - CE is
analyzed using the data from EMAS experiment.
Atmospheric
This experiment
was conducted
soundings were made using VAISALA - PC CORA equipment
during the period 24th March to 5th April 1995.
at 3 AM. g AM. 3 PM and 9 PM local time and on a few
days at 7 AM and 6 PM also.
The static energies given by the expressions
I
c:p T
+ ¢,
site for different hours. Vertical profiles were prepc;red showing
~
the study period. Diagrams depicting
-
prepared.
e::(.
: r:r.
,w·
cpT
+ ¢ + Lq
+ ¢ + Lqs
and c:p]'
the means and standard
deviations
the time variation of the difference between saturated
were calculated at each
of three parameters during
and humid static energies were also
The results indicate that the variations in saturated static energy is more in the lower levels of the atmosphere while for
:~:
humid static energy the variation is large at 700 - 600 hPa levels. It is, observed that the precipitation
;~;
latent energy that is necessary to the air get its saturation
has a good relation with the
where the low values of them are related with the rain .
.1'e::(
o
Experimento
de Mesoescala
na Atmosfera
Sertao - EMAS. realizado no perfodo de 24 de margo
abril de 1995, subprojeto
SIGTEC - EIS (Sistema
ligado ao Experimento
de Informag6es
e Clima - SIGTECj, possibilitou
tres cidades
do Nordeste
a 05
do
os estudos realizados foram feitos com base em valores medios
de
mensais
Integrado do
do ar superior em
do Brasil: Campina
Grande - Pb;
et al. 1986)
MARQUES et al. 1983) para
Gerenciais em Tempo
medig6es
(CAVALCANTI
convectiva
e esta realmente
de celulas convectivas
um acervo basico de dados constitufdos
escala sin6tica. e necessario
em cerca de quatro
assim. estudos em mesoescala
entre os movimentos
escala sin6tica,
na regiao.
Neste trabalho, analisou-se
~Sfera
Para entender
aspectos energeticos
da
Iluma escala de tempo pequena, ja que ate entao
embutidos,
e
de origem
num pequeno numero
tipo cumulus com bastante
a dinamica dos sistemas tropicais de
conhecer a natureza da interagao
de escala de cumulus e os disturhios dp.
nos quais os movimentos
0 que se constitui
(HOLTON,1979).
nos tr6picos
concentrada
profundos.
atividade.
(SILVA
horilrio das 12 UTC.
A maio ria da precipitagao
Barbalha - Ce e Fortaleza - CE Desta forma, foi possivel criar
sondagens diarias, permitindo
0
ou trimestrais
dos cumulus estao
numa tarefa
bastante
dilleil
Neste
termodinamicos
importancia
estudo
foram
analisados
(energia
estatica)
que e de fundamental
para analise da instabilidade
de instabilidade
temperatura
condicional.
da parcela e normalmente
da temperatura
potencial
aspectos
apresentados
para cada uma das localidades
e permitem
analisar em que nfveis ocorrem as maiores variag6es dos dados
Esse tipo
para
0
perfodo em estudo.
expressa em termos
equivalente
que corresponde
a
que uma parcela de ar teria, se toda sua umidade
fosse condensada
e
calor latente
0
resultante
fosse
usado
para aquece-Ia.
A Figura
1 mostra
a diferenga
entre as energlils
estaticas saturada e umida para Campina Grande - Pb. Observase que as areas hachureadas
atmosfera
afastada
encontra-se
obtidos
as dados
atraves
de sondagens
equipamentos
utilizados
PC/CORA
neste
trabalho
atmosfericas,
da VAISALA.
foram
que a
milis
Ja as areas em branco, indicam uma
da saturagao
precipitagao
utilizando-se
indicam
mais seca, consequentemente
da saturagao.
proximidade
Oados:
mais escuras
associada
a ocorrencia
de
observada nos dias 26, 27 e 28 de margo e 01 de
abril (ver Tabela 1 e Figura 4) cujo maximo de chuva ocorrRu no
nas localidades
de
dia 31 de margo com 13.7 mm. Nesse dia as condig6es
de
Campina Grande - Pb, Barbalha - Ce e Fortaleza - Ce no perfodo
proximidade
da
de 24 de margo a 05 de abril de 1995 em horarios de 03:00,
atmosfera.
09:00,
15:00 e 21:00 horas (horario de Brasilia).
dias foram feitas tambem,
sondag ens adicionais
Em alguns
da saturagao
atingem
nlveis
mais baixos
P 300
as 07:00 e
(hPa)
18:00 horas.
as
Temperatura
dados
basicos
trabalhados
referem-se
a
(¢) e Umidade Relativa
do ar (T), Geopotencial
do ar (UR), em nfveis de pressao desde a superffcie ate 50 hPa
em intervalos de 10 em 10 hPa.
as totais diarios de precipitagao
cada urn dos dias do experimento
comparagao com a distribuigao
correspondentes
foram
utilizados
a
para
da diferenga entre as energias
estaticas saturada e umida.
Metodo:
Calculou-se
para cada nfvel de pressao em
todos os horarios as energias
umida
estaticas
(CpT + ¢),
seca
27 28
(CpT + ¢ + Lq) e saturada (Cp T + ¢ + Lq s) onde
Cp Tea
entalpia especifica,
¢
e a energia potencial.
energia latente umida e Lq sea
Lq
ea
I
energia latente de saturagao,
potencial
equivalente
uma analogia ao comportamento
(8), potencial equivalente
potencial
para
uma
atmosfera
(8 e) e
graficamente
- Lq),
tambem
como fungao
possibilitando
atmosfera apresentou-se
visualizar
mais proxima
foram avaliadas
do tempo
areas
e do
onde
a
da saturagao.
Perfis verticais medios para os tres tipos de energias
estaticas, juntamente
.~
05
'j~,
'»/»1>1
12
1£
Na Figura 2, tambem e apresentada
energia latente umida (Lqs
nivel de pressao,
abt'll-
1 ::'
k.J"'~<9
saturada
As diferengas entre a energia latente de saturagao e a
e apresentadas
E"
02 03 _~14
Figura 1 - DistribuiGao da diferenGa entre as energias estaticas
saturada e umida para Campina Grande - Pb. 24/03 a 05/04 de 1995
(8:).
hipoteticamente
I 01
em KJ/Kg. As energias estaticas seca,
umida e saturada apresentam
das temperaturas
31
····"1·
I····'·j
3-
todas elas apresentadas
29_ 30
tlrar~o - 9~
com os respectivos
desvios padrao san
as energias
estaticas
Observa-se
que nos dias 25 e 28 de margo e 05 de abril, dias
em que ocorrem
saturada
a diferenga entre
precipitag6es,
e umida para Barbalha - Ceo
a atmosfera
apresentoLi
pequena diferenga entre as energias, sendo que, no dia 25 de
margo
essa mfnima
diferenga
estende-se
superffcie associada a uma precipitagao
1 e Figura 4).
ate proximo
da
de 60,2 mm (ver Tabela
Com relagao as Figuras 5 e 6 relativas as cidades de
P ::::00
U-IF'8)
Campina Grande e Barbalha
em cada uma delas
medias l-seca,
respectivamente,
perfil vertical
0
2-umida e 3-saturada
padrao referentes
niveis onde ocorre
conversao
02
03
04
abril-
05
:3
j....
6
i :2
:9
::,:'·':.:::[:'i":·
1:5
e aquecida
saturagao
na maioria
situag6es
associadas
pr6ximas
da
nos dias 25, 26, 28
Campina
localidades
estatica
apresentam
em nfvels
pois nestes niveis a
as energias
para todos os nlveis,
uma situagao mais pr6xima da
tropicais
energia estatica
para
Grande e Barbalha
1 e Figura 4).
e menor
Esse fato e caracterfstico
litoraneas.
Quanto
a variabilidade
mostrando
se a grande quantidade
de umidade.
de umidade
0
Este fato deve-
presente
na atmosfera
n-, F' ;,,)
100
90
.CGRAJo,JDE
80
"":-BA.RBA.LHA
E
E-
60
o
,t'j
50
2
40
..
3D
(.)--,
~
'w
Ql
o FORTALEZ.A
0-
20
n
I',"
.::
28
29
30
3'1 01
I
;'. r··:," "';'1
:9
02
03
04
05
a~)ril- 95
:::··::::·-::::1:::::)(;;"/:(":: ·:::;·:::{;·)iJ
i:;;:;
1S
is
10
o
1(J/Kg
24 2526272829
3031 01 iJ2 03 04 1]5
d ia
Figura 3 - Distribuic.ao da diferenc.a entre as energias estaticas saturada e
llmida para Fortaleza - Ce 24/03 a 05/04 de 1995.
I
mar~:o - 95
S
da
a atmosfera
oceano.
70
de
por CClmpina
que, no periodo,
devido a fonte de vapor que e
com
esta mostra diferengas
em relagao aos padr6es apresentados
esteve sempre bem abastecida
P :::00
em comparagao
no periodo estudado,
marcantes
dia 30 de margo num total diario de 88,0 mm (ver Tabela
umida
Grande e Barbalha.
29, 30 e 31 de margo e 01, 04 e 05 de abril com maximo valor
0
ocorrem
saturagao ou seja a diferenga entre a energia estatica saturadr]
a cidade de Fortaleza - Ce
do periodo
com precipitag6es
a energia
pela radiagao terrestre.
umida e saturada
e a energia
observa-se
variag6es
medios e baixos da atmosfera,
de 1995.
Para a Figura 3. referente
Com relagao
a superficie,
pr6ximo
Ern Campina
~(J/Kg
18
Figura 2 - Dlstribui~ao da diferen~a entre as energias estaticas saturada e
a 05/04
em calor
maiores de desvios
Na Figura 7 para a cidade de Fortaleza,
;·:::::;::1
estaticas
lliTlida para Bmbalha - Ceo 24/03
as maiores
baixos da atmosfera,
atmosfera
:.:.:1"::: :.:.::¥
a Baralha.
95
did S
I' .•....
saturada,
latente
seca nesses niveis
valores relativamente
em comparagao
estatica
I 01
de energia
750 - 600 hPa,
para os baixos niveis acarreta maior
variagao da energia estatica
31
onde as vallag6es
umida e maior na camada
padrao
desvios
Campina Grande e
de energia estatica
Grande observa-se
estaticas
e os respectivos
urn padrao semelhante
sensivel que transportado
30
das energias
ao periodo de medig6es.
Barbalha apresentam
e apresentado
abril - 95
Local
Precip. (mm) - abril - 95
Precip. (mm) - mar~o - 95
Dias »
25
26
27
28
29
30
31
01
02
03
04
05
Campina Grande
0,0
6,1
9,8
0,0
0,0
0,0
13,7
5,2
0,0
0,0
0,0
4,1
Barbalha
60,2
0,5
0,8
32,3
1,4
0,0
0,0
0,7
7,5
0,0
0,0
23,8
Fortaleza
30,4
76,2
0,0
21,1
20,2
88,0
9,4
50,3
2,8
0,5
9,2
31,5
p
(hPa)
p
50
(hPa)
50
150
150
250
250
350
350
450
450
550
550
650
650
750
750
850
850
950
950
.;
280
300
320
340
360
0
P 50
(hPa)
'150
P 50
(hPa)
250
250
350
350
450
450
550
550
650
650
750
750
850
850
950
950
6
3
9
12
15
150
0
3
6
9
12
15
50
P 50
(hPa)
150
150
250
250
350
350
450
450
p
(hPa)
550
550
650
650
750
750
850
850
950
950
o
c:( CAVALCANTI. E. PALMEIRA; RATHOR, H. SINGH. Distribuigao
ex:
u.I espacial de enrgia estatica para 0 Nordeste do Brasil em feveriro
u..
~
e margo de 1980. IV Congresso Brasileiro e I Interamericano
2 de Meteorologia, Brasilia - OF.Anais 179 - 184. 1986.
~
HOLTON, JAMES R. An Introduction to Dynamic Meteorology. Academic Press. New York, London. Second Edition, (330
- 335).1979.
SILVA MARQUES, V. ; RAO, V. B. AND MOLlON, L. C. B.
Interannual and seasonal variations in thestruture
and ener-
getics of atmosphere over Northeast Br~zil. TELLUS 35, W 2,
136 -142.1983.
3
6
9
12
Desvio Padrao (KJ/Kg)
15